2026届高三生物一轮复习课件 3.2农杆菌介导的转基因技术课件

农杆菌介导的 转基因技术 玉米是世界三大主粮之一，但玉米的生产始终面临虫害的防治难题，每年被虫害侵蚀的玉米田达 传统的化学、生物防治效果差生产成本高。想要通过育种手段提高玉米的抗虫能力，你会选择什么育种方法？ 5亿亩。 请同学们回忆，转基因的主要步骤是？ 科学家将苏云金芽孢杆菌的Bt毒蛋白基因导入玉米，大大提高了玉米的抗虫性状。 转基因植株 筛选 请同学回忆：基因工程的主要步骤是？ a.可从苏云金芽孢杆菌获得的基因组DNA为模板设计上下游引物，采用 __________扩增得到目的基因，再进行回收，低温保存。 b.若分离到了目的基因表达的mRNA,可在　　　    酶的作用下形成互补 DNA,然后以此DNA为模板扩增得到目的基因。 c.经化学方法合成4个短的基因片段：f1、f2、f3、f4,再通过__________ 处理可以得到全长DNA序列，即目的基因。 ②若目的基因序列未知 从基因文库筛选出含目的基因受体菌的技术有__________、__________。 ①若目的基因的序列已知 获得目的基因 PCR技术 逆转录 DNA连接酶 上世纪90年代，科学家将……。那如何获得目的基因的呢？若Bt^，那还有什么方法获得目的基因？ ②若目的基因的序列未知 建立基因文库：将苏云金芽孢杆菌的基因组DNA经酶切片段化，与载体连接后导入大肠杆菌中储存，各个受体菌分别含有这种生物的 不同的基因。 获得目的基因 导入 涂布分离 提取苏云金芽孢杆菌的Bt毒蛋白作为抗原，通过___________技术获得特异性探针，然后利用该探针，与基因文库中各菌落提取的蛋白质进行杂交。 抗原-抗体杂交 从基因文库中获取目的基因 单克隆抗体 Y 探针（抗体） Bt毒蛋白 Y HRP酶 催化显色反应，蛋白带呈棕色 抗体2 细菌中提取的蛋白质样液分别加入到凝胶的凹槽中，在电场作用下，蛋白质在凝胶介质中向正极移动，移动速率取决于相对分子质量大小，从而将蛋白质分离。然后转膜到硝酸纤维素膜，经过抗原-抗体杂交、洗脱、显色反应后呈棕色蛋白带。 硝酸纤维素膜 凝胶 电泳分离蛋白质 转膜 抗原-抗体杂交 加样 将标记的核酸探针与细胞中的核酸（DNA、RNA）进行杂交，通过碱基对之间形成氢键，形成稳定的双链区。 抗原抗体杂交 核酸分子杂交 从基因文库中获取目的基因 DNA分子杂交技术 Bt毒蛋白基因 重组DNA分子 载体 形成重组DNA分子 123 (1) - 资料1：双子叶植物受到损伤时，伤口处的细胞会分泌大量酚类化合物吸引根瘤农杆菌移向这些细胞并激活Ti质粒上的Vir区基因，使T-DNA能转移到植物细胞内并整合到受体细胞的染色体DNA。受T-DNA上的基因tms、tmr的影响，使植物受伤部位细胞大量分裂与生长，产生“瘤”状结构，影响植物生长。 形成重组DNA分子 活动一 根瘤 ① 目的基因需插入Ti质粒的哪个片段？为什么？ ② 以便筛选含目的基因的受体细胞，需插入？ ③ 植物细胞产生瘤状结构，与T-DNA 上的_______ 基因有关。其功能可能是合成_____________等 植物激素，影响植物生长。 Ti质粒上分布着限制性核酸内切酶的多个切点，不论用何种限制酶切割都会切成很多片段，因而不能通过体外DNA重组技术直接向野生型Ti质粒插入外源基因。 目的基因、 标记基因 形成重组DNA分子 capS 荚膜 释放DNA片段 capS R型菌 S型菌 同源区段重组 S型菌 capS （荚膜基因） 细胞壁 加热 R型菌转化成S型菌过程示意图 荚膜 capS capR 形成重组DNA分子 活动二 将含目的基因的DNA片段与改造后的大肠杆菌质粒(含T-DNA的左右边界)用同种限制性核酸内切酶酶切，在切口处形成_______________,再用DNA连接酶连接，在两个片段相邻处形成___________,形成重组质粒。 将重组质粒与_______处理过的根瘤农杆菌在离心管中进行混合,使重组质粒进入农杆菌，完成_____实验(同源交换)。将离心管加培养液后置于_____培养一段时间。 相同的粘性末端 磷酸二酯键 氯化钙 转化 形成重组DNA分子 活动二 摇床 将重组DNA分子导入受体细胞 导入方法：植物细胞：农杆菌转化法； 微生物细胞：___________; 动物细胞：____________。 Bt毒蛋白基因 含重组DNA分子农杆菌 Ti质粒 同源转化 导入 123 (1) - 筛选含目的基因的受体细胞 将经农杆菌侵染后的玉米叶片取出无菌水多次冲洗后，在含________的固体培养基上进行多次继代培养。植物细胞经________形成愈伤组织。并不是所有的植物细胞都接纳了重组DNA分子，可以根据_____________（选填“T-DNA 片段中”或“T-DNA 片段外”）上的标记基因筛选含目的基因的愈伤组织。再依次转接到发芽培养基和生根培养基中培养得到转基因植株。 脱分化 T-DNA片段中 脱菌，杀死农杆菌 非转基因植株由于缺乏卡那霉素抗性，叶绿体蛋白质合成异常，表现为绿色器官黄化或死亡。转基因植物正常发育。 荧光基因 目的基因 融合基因 抗生素 ②个体水平检测：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿____。 转基因植株 筛选 目的基因的表达 ①分子水平检测：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 检测玉米细胞的是否翻译出了蛋白质 检测玉米植株是否具有抗虫性状 目前，两个抗虫、耐除草剂玉米已获批安全证书并逐步开展田间实验。其中双抗12-5玉米，螟防治效果达96%，比对照增产6%-10%。 国内转基因玉米研究进展 棉花 西北内陆中国农业科学院棉花研究所 棉花189 西北内陆 中棉所XJ1801 中国农业科学院棉花研究所 北方春玉玉米190 北京大北农生物技术有限公司 米区北方春玉 玉米191 双抗12-5 米区 浙江大学南方大豆大豆 上海交通大学192 SHZD32-01 序号 品种名称 植物 适宜生态区域 申报申报单位单位 187 中棉所9A08 棉花 西北内陆 中国农业科学院棉花研究所 188 中棉所EM189 棉花 西北内陆 中国农业科学院棉花研究所 189 DBN9936 玉米 北方春玉米区 北京大北农生物技术有限公司 190 双抗12-5 玉米 北方春玉米区 浙江大学、杭州瑞丰生物科技有限公司 191 SHZD32-01 大豆 南方大豆区 上海交通大学 【课后练习】草甘膦是目前世界上使用量最大的除草剂,因此研制抗草甘膦的农作物新品种是国内研究的热点。某科研单位培育出抗草甘膦的水稻，培育过程如下，请回答下列问题: (１)在上述工程中,抗草甘膦基因称为__________ ,获取该基因后,常用_______ 技术进行扩增。 MS培养基 (2)将含有重组 Ti质粒的农杆菌与水稻愈伤组织共同培养时,通过培养基２的筛选 培养, 可以获得___________________。培养基３与培养基２的区别是 ___________________________________________________ 。 (3)农杆菌介导法是目前植物转基因的常用方法，该方法的基本过程是农杆菌染 植物时，__________________________________，并将其插入到受体细胞的 基因组中。欲获得稳定遗传的抗草甘膦的转基因植物品种，则转入的基因必 须能在受体细胞中_____________________。为提高将重组质粒分子导入受体 细胞的效率，除考虑导入方法、筛选条件、防止污染外，还需要考虑的主要 因素有 ________________________________________（答出2点即可）。 (4)新研究表明，草甘膦是通过水稻细胞表面的某受体蛋白M转运到细胞起作用， 因此可以采用基因编辑技术对水稻细胞进行精确的________，再经过植物组 织培养也可获得抗草甘膦水稻。 参考答案： （1）目的基因 PCR （2）含有目的基因的愈伤组织 潮霉素、生长素和细胞分裂素的浓度比例 （3）携带目的基因的T-DNA转移到受体细胞; 稳定和高效表达； 重组DNA质量和浓度、受体细胞的生长状态与密度、共培养时间 （4）基因敲除 感谢专家聆听，欢迎批评指正！ Thank you for listening. Please enlighten me �Wß_¤ÎµØÇò (¥«¥é¥ª¥±) Di'LL ¤·¤å¤´¥­¥ã¥é£¡ ¥¢¥ß¥å¥ì¥Ã¥ÈBOX4 ÌصäDISC ¡¸¥¹¥Ú¥·¥ã¥ëCD <Òô�S¾�>¡¹, track 07 2009 Anime 197026.92 Lavf58.20.100 $