资源简介

(共27张PPT)
生 物 学
（新苏教版）
选择性必修3
第三章 基因工程
第一节 基因工程及其技术
第5课时 将目的基因导入受体细胞和目的基因及其表达产物的检测鉴定
01
将目的基因导入受体细胞
将目的基因与载体结合，构建好基因表达载体后，下面该进行什么操作？
基因工程第三步：将目的基因导入受体细胞
将目的基因导入受体细胞——关键
受体细胞类型 方法
植物细胞
哺乳动物细胞
微生物细胞
农杆菌转化法
显微注射法（主要）
病毒感染法
Ca2+处理法（感受态细胞法）
将目的基因导入受体细胞——关键
针对不同的受体细胞，选用不同的方法
转化的概念：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，称为转化。
转化的实质：是将目的基因整合到受体细胞基因组中（基因重组）
将目的基因导入受体细胞
农杆菌转化法
1.将目的基因导入植物细胞
(1)主要方法： 。
将目的基因导入受体细胞
(2)关于农杆菌
①感染对象：能在自然条件下感染 植物或裸子植物，但不会感染大多数单子叶植物。
②感染原因：当双子叶植物或裸子植物受到损伤时，伤口处的细胞会分泌大量的 化合物，吸引农杆菌向伤口处移动。
③特点：农杆菌含有Ti质粒，上面有一段 (T－DNA)，能进入受体细胞，并整合到受体细胞 的DNA上。
双子叶
酚类
转移DNA
染色体
1.将目的基因导入植物细胞
(3)农杆菌转化法的原理：将目的基因插到农杆菌Ti质粒的 特定区段上，再通过T－DNA将其插入植物细胞 上，使目的基因得到稳定的 。
T－DNA
染色体的DNA
遗传和表达
细菌质粒的透射电镜图（100000×，经后期着色处理）
将目的基因导入受体细胞
目的基因
Ti质粒
表
达
载
体
农杆菌
植物细胞
植物细胞
染色体DNA
新性状植株
构建
转入
导入
插入
表达
（4）转化过程：
将目的基因导入受体细胞
目的基因插入到Ti质粒的T—DNA上
农杆菌转化法中有两次拼接和两次导入: P73“归纳提升”
第一次拼接: 将目的基因拼接到Ti质粒的T-DNA的中间部位；
第二次拼接(非人工操作): 指被插入目的基因的T-DNA被拼接到受体细胞的染色体DNA上。
第一次导入: 是将含目的基因的Ti质粒重新导入农杆菌；
第二次导入(非人工操作):是指含目的基因的T-DNA导入受体细胞。
将目的基因导入受体细胞
（4）转化过程：
探究点一　将目的基因导入受体细胞
下面为利用农杆菌转化法制备转基因植物的过程图，据图回答下列问题：
(1)重组Ti质粒的构建需要哪些酶的作用？
提示　限制酶、DNA连接酶。
(2)在用土壤农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞的过程中，一定要将目的基因插入到Ti质粒的T－DNA上的原因是什么？
提示　农杆菌中的Ti质粒上的T－DNA(可转移的DNA)可转移至被侵染的细胞，并且整合到该细胞的染色体DNA上，使目的基因得到稳定的遗传和表达。
(3)将基因表达载体导入农杆菌时，应怎样处理农杆菌？
提示　基因表达载体(重组质粒)导入农杆菌时，要用Ca2＋处理农杆菌，细胞质膜的通透性改变，使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，利于重组质粒的导入。
探究点一　将目的基因导入受体细胞
(4)图中过程①利用了什么技术？其原理是什么？
提示　利用了植物组织培养技术；原理是植物细胞的全能性。
(5)在制备转基因动物的过程中常用的受体细胞是什么？欲培育转基因动物还需要什么技术？
提示　常用的受体细胞是受精卵。培育转基因动物还需要早期胚胎培养技术、胚胎移植技术。
探究点一　将目的基因导入受体细胞
2.将目的基因导入哺乳动物细胞
(1)方法
①主要方法： 。
②其他方法：用 与目的基因构建载体，再去感染动物细胞，使目的基因导入动物细胞内。
显微注射法
病毒DNA
显微注射法示意图
普通鼠与生长速度加快的转基因鼠
将目的基因导入受体细胞——关键
将目的基因导入动物细胞：显微注射法
目的基因表达载体提纯
取卵(受精卵)
利用显微注射法将基因表达载体注入动物的受精卵中
胚胎早期培养
胚胎移植（移植到同期发情的母畜子宫内）
转基因动物
3.将目的基因导入微生物细胞
(1)感受态细胞：经过适当处理(如用 处理)后，细胞质膜对DNA的
会发生改变，细胞变得 接受外来的DNA，处于这种状态的细胞称为 细胞。
(2)过程：Ca2＋处理细胞―→ 细胞―→感受态细胞和重组的______
__________混合 转化后的细胞 带有目的基因的微生物
Ca2＋
通透性
容易
感受态
感受态
基因
表达载体
将目的基因导入受体细胞——关键
生物种类 植物细胞 动物细胞 微生物细胞
常用方法
受体细胞
转化过程
农杆菌转化法
显微注射技术
Ca+处理法
体细胞或受精卵
受精卵
原核细胞
将目的基因插入Ti质粒的T-DNA→农杆菌→导入植物细胞→整合的受体细胞的DNA上→表达
将含有目的基因的表达载体提纯→取受精卵→显微注射→受精卵发育→获得具有新性状的动物
Ca+处理细胞→微生物细胞膜的通透性增加形成感受态细胞→重组质粒与感受态细胞混合→感受态细胞吸收DNA分子
小结：将目的基因导入不同细胞的方法（创P73归纳题升）
02
目的基因及其表达产物的检测鉴定
1.检测与鉴定的原因：基因导入受体细胞后，能否有效地 目的基因并产生相应的性状，需要进一步做筛选和鉴定。
2.分子水平的检测
(1)从DNA方面进行检测
①检测方法：DNA分子杂交法。
②检测原理：具有一定 的两条DNA单链，在一定条件下(适宜的温度等)可以按照 原则形成双链。
表达
同源性
碱基互补配对
目的基因及其表达产物的检测鉴定
③基因探针：用放射性 或 标记的已知DNA片段。
同位素
荧光
④结果分析：若待测DNA中有能与基因探针 的特异性DNA片段，用于 的放射性同位素标记或荧光标记会指示出其所在的 ，表明目的基因已经插入转基因生物的 分子中。
⑤检测过程
互补
示踪
位置
DNA
单链DNA或RNA片段，带有某种标记，能与目标DNA或RNA的一条链发生碱基互补配对。
目的基因及其表达产物的检测鉴定
(2)从RNA方面进行检测
①检测目的：检测目的基因是否能发挥其 ，即是否 出相应的mRNA分子。
②检测方法： 。
③检测过程：从待测转基因生物细胞中提取 分子，用已标记的
片段作为探针与mRNA杂交，如果有 出现，表明目的基因转录出相应的mRNA分子。
功能
转录
分子杂交技术
mRNA
目的基因
杂交带
目的基因及其表达产物的检测鉴定
(3)从蛋白质方面进行检测
①检测方法： 法。
②检测过程：从待测转基因生物中提取蛋白质，再用相应的抗体进行
杂交。
③结果分析：如果有 出现，说明目的基因已经表达出相应的蛋白质。
抗原—抗体杂交
抗原—抗体
杂交带
检测目的基因是否翻译成相应的蛋白质
目的基因及其表达产物的检测鉴定
3.个体水平的检测
(1)检测目的：对生物的某些 进行鉴定。
(2)实例：对于导入某种鱼的抗冻蛋白基因的转基因番茄进行个体检测，需要栽培转基因番茄获得果实后，再与 比较，确定其是否具有了抗冻性状。
特定性状
天然产品
目的基因及其表达产物的检测鉴定
转基因生物 检测方法 成功标志
抗虫植物
抗病毒(菌)植物
抗盐植物
抗除草剂植物
获取目的基因产物的转基因生物
常见转基因生物在个体水平上鉴定、检测的方法（列举如下表）
3.个体水平的检测
饲喂害虫（抗虫接种实验）
害虫死亡
病毒（菌）感染（抗病接种实验）
未出现病斑
盐水浇灌
正常生长
喷洒除草剂
正常生长
提取细胞产物与天然产品进行功能活性比较
功能、活性正常
目的基因及其表达产物的检测鉴定
小结：目的基因的检测与鉴定
创新设计——P74 “名师批注”
探究点二　目的基因及其表达产物的检测鉴定
1.在农杆菌转化法中怎样检测目的基因是否成功插入到受体细胞的染色体DNA上？
提示　用DNA分子杂交技术进行检测，即将转基因生物的染色体DNA提取出来，在含有目的基因的DNA片段上用放射性同位素作标记，以此为探针，使探针与染色体DNA杂交，如果出现杂交带，则表明目的基因已成功插入到染色体DNA上。
2.怎样检测成功导入的目的基因是否转录出相应的mRNA分子？
提示　从待测转基因生物细胞中提取mRNA分子，用已标记的目的基因片段作为探针与mRNA杂交，如果出现杂交带，表明目的基因转录出相应的mRNA分子。
3.检测目的基因是否表达出相应的蛋白质用什么方法？其原理是什么？
提示　方法是抗原—抗体杂交法。其原理是抗原和抗体的特异性结合。
4.目的基因表达出蛋白质是不是就意味着基因工程取得了成功呢？如不是，还需怎样检测？
提示　目的基因表达出蛋白质并不意味着基因工程一定取得了成功。还需要进行个体水平的检测。
5.如果目的基因是抗虫基因，在个体水平上应怎么检测？如果目的基因是耐盐基因呢？
提示　如果目的基因是抗虫基因，则要进行抗虫接种实验。如果目的基因是耐盐基因，则要用一定浓度的盐水浇灌。
探究点二　目的基因及其表达产物的检测鉴定
基因工程的基本操作程序
目的基因的筛选与获取
基因表达载体的构建
将目的基因导入受体细胞
第一步
第二步
第三步
第四步
目的基因的检测与鉴定
课堂小结
前提
核心
关键
保证
利用PCR获取和扩增
目的基因、启动子、终止子、标记基因
农杆菌转化法(植物)、显微注射法(动物) 、 感受态细胞转化法(微生物);
分子检测：是否插入、转录、翻译
个体水平：是否具有抗性以及抗性强度等。

展开更多......

收起↑