第4章 第1节 第3课时 将目的基因导入受体细胞和检测目的基因及其表达产物（课件PPT）-【优化指导】2024-2025学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程（浙科版2019）

第三课时　将目的基因导入受体细胞和检测目的基因及其表达产物 第四章 基因工程 栏目索引 预习案 自主读教材 巩固案 总结与应用 探究案 互动探疑难 预习案 自主读教材 感受态细胞 外源DNA分子 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第四章 基因工程 显微注射 受精卵 农杆菌转化法 T­DNA 染色体 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第四章 基因工程 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第四章 基因工程 × × √ √ 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第四章 基因工程 × × 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第四章 基因工程 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第四章 基因工程 探究案 互动探疑难 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第四章 基因工程 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第四章 基因工程 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第四章 基因工程 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第四章 基因工程 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第四章 基因工程 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第四章 基因工程 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第四章 基因工程 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第四章 基因工程 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第四章 基因工程 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第四章 基因工程 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第四章 基因工程 巩固案 总结与应用 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第四章 基因工程 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第四章 基因工程 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第四章 基因工程 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第四章 基因工程 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第四章 基因工程 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第四章 基因工程 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第四章 基因工程 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第四章 基因工程 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第四章 基因工程 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第四章 基因工程 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第四章 基因工程 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第四章 基因工程 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第四章 基因工程 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第四章 基因工程 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第四章 基因工程 课时作业(12) 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第四章 基因工程 谢谢观看！ eq \a\vs4\al(一、将目的基因导入受体细胞) 1．导入微生物细胞 (1)方法 ①用_________处理细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态(这种细胞称为___________)。 ②感受态细胞吸收_______________。 (2)受体细胞：原核细胞(使用最广泛的是大肠杆菌)。 Ca2＋ 2．导入动物细胞 (1)常用方法：________技术。 (2)常用受体细胞：______。 3．导入植物细胞 常用方法_____________：根癌农杆菌的Ti质粒上的___________片段能整合到植物_______DNA中。 二、检测目的基因及其表达产物 1．判正误 (1)为培育抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体细胞。( ) (2)基因工程常用的受体细胞都是动植物的体细胞。( ) (3)农杆菌侵入植物细胞后，其Ti质粒上的T－DNA能整合到植物染色体DNA中。( ) (4)抗虫基因即使成功地插入植物细胞染色体上，也未必能正常表达。( ) (5)应用PCR技术，可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其是否完全表达。( ) (6)可以通过盐碱地栽培试验从细胞水平上检测转基因抗盐碱作物是否具有抗盐碱的特性以及抗盐碱的程度。( ) (3)用核酸分子杂交法通过检测受体细胞中的什么物质可以确定目的基因已经成功导入？ 提示　检测DNA分子。 2．微思考 (1)将目的基因导入植物细胞时，可用的受体细胞是什么？ 提示　因为植物细胞具有全能性，可以使用受精卵或体细胞作为受体细胞。 (2)基因工程的四个步骤都涉及碱基互补配对，对吗？ 提示　第三步将目的基因导入受体细胞没有涉及碱基互补配对。 任务驱动　将目的基因导入受体细胞 转化是指目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。将目的基因导入受体细胞是实现转化的必要环节。请回答下列问题： (1)将目的基因导入植物细胞的方法主要有哪两种？其中最常用的是哪种？我国科学家独创的方法是哪种？ 提示　农杆菌转化法、花粉管通道法。农杆菌转化法最常见。我国科学家独创的方法是花粉管通道法。 (2)农杆菌Ti质粒有何特点？ 提示　农杆菌细胞内含有Ti质粒，当它侵染植物细胞后，能将Ti质粒上的T­DNA(可转移的DNA)转移到被侵染的细胞，并且将其整合到该细胞的染色体DNA上。 (3)基因工程常用原核生物作为受体细胞的原因是什么？其中以哪种生物最为广泛？ 提示　原核生物的特点：繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少等。大肠杆菌应用最为广泛。 常用的导入目的基因的方法 受体细 胞类型 方法 说明 特点 植物 细胞 农杆菌 转化法 将目的基因插入到农杆菌Ti质粒的T­DNA中→用重组Ti质粒转化农杆菌→再让农杆菌侵染植物细胞→目的基因就会随T­DNA整合到植物细胞染色体的DNA上→目的基因表达 经济、有效，适用于双子叶植物和裸子植物，尤其适用于双子叶植物 受体细 胞类型 方法 说明 特点 动物 细胞 显微注 射技术 将含有目的基因的表达载体提纯→取卵(受精卵)→显微注射→注射了目的基因的受精卵，经胚胎早期培养后，移植到雌性动物的输卵管或子宫内→获得具有新性状的动物 将目的基因导入动物细胞最为有效的方法 受体细 胞类型 方法 说明 特点 微生物 细胞 Ca2＋处理 法(感受态 细胞法) 用Ca2＋处理微生物细胞→感受态细胞→将基因表达载体与感受态细胞混合→在一定温度下促进感受态细胞吸收DNA分子 简便、经济、有效 下列关于目的基因导入受体细胞的描述不正确的是(　　) A．微生物常作为受体细胞是因为其体积小，营养价值高 B．显微注射技术是转基因动物中采用最多的方法 C．大肠杆菌细胞最常用的转化方法是：Ca2＋处理细胞，使细胞的生理状态发生改变 D．农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞最常用的方法 A　[微生物常作为受体细胞是因为有繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少等优点，A项错误；显微注射技术是将目的基因导入动物细胞最有效的方法，B项正确；Ca2＋处理法能使大肠杆菌细胞的生理状态发生改变，使之成为易于吸收周围环境中DNA分子的感受态，C项正确；在自然条件下，农杆菌感染双子叶植物和裸子植物，因此农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞最常用的方法，但大多数单子叶植物不能用，D项正确。] [借题发挥] 1．(长句专练)利用农杆菌转化法将目的基因导入植物叶片，再培养长成植物，这一过程利用了植物细胞工程的哪种技术？其原理是什么？ 提示　植物组织培养技术；其原理为植物细胞的全能性。 2．(科学思维)农杆菌能将目的基因整合到受体细胞染色体上，是不是一定会稳定遗传？ 提示　受体细胞中的同源染色体中一条含有目的基因不能视为纯合子，故不一定稳定遗传，还需进一步多代纯化，筛选出同源染色体中每一条染色体上都含目的基因的个体。 1．转基因动物转基因时的受体细胞是(　　 ) A．受精卵　　　　　 B．精细胞 C．卵细胞 D．体细胞 A　[由于受精卵的全能性最高，并且能够发育成完整个体，因此转基因动物转基因时的理想的受体细胞是受精卵，A项正确；动物的精细胞不能发育成完整个体，因此不用做基因工程的受体细胞，B项错误；只有少数动物的卵细胞能够发育成个体，因此不用做基因工程的受体细胞，C项错误；由于体细胞的全能性受到限制，因此不用做基因工程的受体细胞，D项错误。] 2．科学家利用现代生物技术，成功培育出体型比普通小鼠大1.8倍的转基因“超级小鼠”。下列相关叙述正确的是(　　 ) A．将含有目的基因的重组DNA片段直接注入到小鼠体内 B．该“超级小鼠”的培育利用到了显微注射技术 C．采用的受体细胞是雌性动物的卵细胞 D．目的基因导入受体细胞前不用提纯 B　[将目的基因导入动物细胞的培育过程：首先将含有目的基因的重组DNA片段提纯，然后利用显微注射技术将含有目的基因的重组DNA片段注入受精卵内还未融合的雄性细胞核中。] 知识网络构建 关键知识积累 1.限制性内切核酸酶能够识别双链DNA上特定的一小段核苷酸序列，并催化其中特定的两个核苷酸之间的磷酸二酯键水解，使得DNA双链在特定的位置断开。 2.微生物DNA连接酶可以将不同来源的2个DNA分子的双链通过磷酸二酯键分别连接起来，形成一个稳定的重组DNA分子。 知识网络构建 关键知识积累 3.使目的基因既能扩增又能表达出相应蛋白质的载体称为表达载体。表达载体包含适当的转录和翻译信号，例如，真核基因要在细菌中持续高水平地表达，质粒上除了复制起点、标记基因和多个限制酶的识别序列外，还需要加入细菌的启动子、终止子等。 1．下列有关基因工程中限制性内切核酸酶的描述，正确的是(　　) A．限制性内切核酸酶只能识别6个或8个脱氧核苷酸组成的序列 B．限制性内切核酸酶的活性受温度的影响 C．限制性内切核酸酶能识别和切割RNA D．限制性内切核酸酶只能从原核生物中提取 B　[限制性内切核酸酶能够识别并切割双链DNA上特定的核苷酸序列，大多数限制性内切核酸酶能够识别6个核苷酸组成的序列，少数可以识别4、5或者8个核苷酸组成的序列，A项错误；限制性内切核酸酶的化学本质是蛋白质，活性受温度影响，B项正确；限制性内切核酸酶只能识别和切割DNA，C项错误；限制性内切核酸酶主要从原核生物获得，D项错误。] 2．下列有关DNA连接酶的说法，正确的是(　　) A．DNA连接酶和限制酶的作用恰好相反，DNA连接酶可以将限制酶切开的双链DNA片段“缝合”起来 B．DNA连接酶和DNA聚合酶一样能连接单链DNA片段 C．E.coli DNA连接酶可以连接有平末端的DNA片段，也能连接有黏性末端的DNA片段 D．T4 DNA连接酶只能连接有平末端的DNA片段 A　[DNA连接酶不能连接单链DNA片段，DNA聚合酶是将单个脱氧核苷酸加到已有的核苷酸片段上，B项错误；E.coli DNA连接酶只能连接有黏性末端的DNA片段，C项错误；T4 DNA连接酶既可以连接有黏性末端的DNA片段，也可以连接有平末端的DNA片段，D项错误。] 3．如图是基因工程中基因表达载体的模式图，若结构X是表达载体所必需的，则X最可能是(　　) A．荧光蛋白基因　　　 B．启动子 C．限制酶 D．DNA连接酶 B　[基因表达载体由启动子、终止子、标记基因和目的基因组成。图中有终止子、标记基因(抗生素基因)、目的基因(插入的基因)、复制原点等，还缺少启动子，且启动子位于目的基因的首端，所以X最可能是启动子。] 4．基因工程是在DNA分子水平上进行设计操作的，在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的是(　　) A．目的基因与载体的结合 B．将目的基因导入受体细胞 C．目的基因的表达 D．目的基因的人工合成 B　[目的基因与运载体结合时，进行碱基互补配对，与题意不符，A项错误；将目的基因导入受体细胞时，不进行碱基互补配对，B项正确；目的基因的表达包括转录和翻译过程，该过程中需要进行碱基互补配对，与题意不符，C项错误；人工合成目的基因的方法需要进行碱基互补配对，如逆转录法，与题意不符，D项错误。] 5．PCR技术在生物学实验中具有非常广泛的用途。下列不属于PCR技术的应用范畴的是(　　 ) A．扩增和筛选目的基因 B．检测目的基因是否导入受体细胞 C．测目的基因是否转录出mRNA D．检测目的基因是否翻译出蛋白质 D　[检测目的基因是否翻译出蛋白质，常使用抗原—抗体杂交的方法。] 6．科学家通过基因工程方法，将苏云金芽孢杆菌的Bt毒蛋白基因转入普通棉株细胞内，并成功实现了表达，从而培育出了能抗棉铃虫的棉花植株——抗虫棉。其过程大致如下图所示。根据题意，回答下列问题： (1)基因工程的基本操作程序主要包括的四个步骤是： ____________________、___________________、________________________、______________________。 (2)Ti质粒是农杆菌中的一种质粒，其上有T­DNA，把目的基因插入Ti质粒的T­DNA中是利用T­DNA_____________________________________________的特点。 (3)Bt毒蛋白基因转入普通棉株细胞内并成功实现表达的过程，在基因工程中称为________。 (4)将目的基因导入受体细胞的方法有很多种，该题中涉及的是________________。 (5)目的基因能否在棉株体内稳定维持和表达其遗传特性的关键是________________。 解析　农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞的常用方法，利用它能在自然条件下感染双子叶植物和裸子植物，以及其Ti质粒上的T­DNA能转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体DNA上的特点，可以把目的基因插入其Ti质粒的T­DNA中，借助其作用使目的基因成功导入受体细胞。 答案　(1)获取目的基因　构建重组DNA分子　将目的基因导入受体细胞　检测目的基因及其表达产物　(2)可转移至受体细胞并且整合到受体细胞染色体DNA上　(3)转化　(4)农杆菌转化法　(5)目的基因是否插入了受体细胞的染色体DNA上 $$