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(共23张PPT)
基因工程的基本操作程序（第二课时）
年 级：高 二 学 科：生物（人教版）
主讲人： 学 校：
微课课件
微课课件
温故知新
苏云金杆菌
提取
Bt抗虫蛋白基因
与载体拼接
重组DNA分子
普通棉花
（无抗虫特性）
棉花细胞
（含Bt基因）
转基因棉花
（有抗虫特性）
导入
1.目的基因的筛选与获取
2.基因表达载体的构建
3.将目的基因导入受体细胞
4.目的基因的检测与鉴定
微课课件
二、基因表达载体的构建
获取了足够量的Bt基因后，下一步就是要让基因在受体细胞中稳定存在，并且遗传给下一代；
同时，使Bt基因能够表达和发挥作用。
构建基因表达载体（核心工作）
基因表达载体由哪些部分组成
微课课件
位置：
功能：
RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录出mRNA，最终获得蛋白质。
基因的首端（一段有特殊结构的DNA片段）
人们所需要的基因
位置：
功能：
基因的尾端（一段特殊的DNA片断）
终止转录
用来鉴别或筛选含有重组DNA分子的细胞
基因表达载体的组成
二、基因表达载体的构建
微课课件
二、基因表达载体的构建
基因表达载体构建模式图
DNA分子
（含目的基因）
或能产生相同末端的限制酶切割
带有黏性末端或平末端的切口
带有相同黏性末端或平末端的目的基因片段
DNA连接酶
重组DNA分子
（重组质粒）
同一种限制酶切割
载体
（质粒）
微课课件
任务一
请结合下图，回答问题：
问题： 构建基因表达载体时，能否用SmaⅠ限制酶切割质粒？为什么？
微课课件
任务一
请结合下图，回答问题：
问题： 构建基因表达载体时，能否用SmaⅠ限制酶切割质粒？为什么？
不能
因为SmaⅠ切割会破坏质粒的抗生素抗性基因。
质粒上的抗性基因是标记基因，便于重组DNA分子的筛选，若被破坏，无法进一步筛选。
微课课件
任务二
问题：与只使用EcoRⅠ相比较，使用BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶同时处理质粒、外源DNA的优点是什么？
请结合下图，回答问题：
微课课件
任务二
问题：与只使用EcoRⅠ相比较，使用BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶同时处理质粒、外源DNA的优点是什么？
①可以防止质粒、目的基因的自身环化连接；
③还可以防止目的基因与载体的反向连接。
请结合下图，回答问题：
②可以防止质粒、目的基因的两两自身连接；
微课课件
使用一种限制酶进行切割，共有几种连接情况？
应用过程中往往选择2种不同的限制酶同时对目的基因和质粒切割，减少自连情况出现
载体
目的基因
自连
片段间的连接
目的基因自连
质粒自连
目的基因与质粒连接
目的基因与目的基因连接
质粒与质粒连接
正向连接 反向连接
1
1’
2
2’
1
2
2’
1’
2
1’
1
微课课件
三、将目的基因导入受体细胞
任务三
[阅读教材]阅读P80-82页内容及P81资料卡，找出并总结将目的基因导入受体细胞的具体操作方法。
受体细胞
将目的基因导入
植物细胞
将目的基因导入
动物细胞
将目的基因导入
微生物细胞
微课课件
三、将目的基因导入受体细胞
1、花粉管通道法
②在植物授粉后一定时间内，剪去柱头，将DNA溶液滴在花柱切面，使目的基因通过花粉管通道进入胚囊。
①用微量注射器将含目的基因的DNA溶液直接注入子房中；
花粉管通道法导入外源DNA
微课课件
三、将目的基因导入受体细胞
2、农杆菌转化法
农杆菌转化法步骤：
表现出新性状的植株
微课课件
三、将目的基因导入受体细胞
3、显微注射法-动物细胞
目的基因的表达载体提纯
受精卵
显微注射
受精卵发育
获得具有新性状的动物
显微注射技术
①个体大，易操作。
②受精卵全能性高，易培养成完整个体。
微课课件
三、将目的基因导入受体细胞
4、Ca2+转化法-原核细胞
（1）使用Ca2+处理：
可使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态。
（2）过程
繁殖快，单细胞，遗传物质相对较少。
Ca2+处理细胞
感受态细胞
表达载体与感受态细胞混合
感受态细胞吸收DNA分子
原核细胞（大肠杆菌）
微课课件
四、目的基因的检测与鉴定
基因表达的过程
检测是否插入目的基因
检测目的基因是否转录
检测目的基因是否翻译
生物是否具有新性状
微课课件
类型 类别 检测内容 方法
分子检测 第一种
第二种
第三种
任务四
[阅读教材]阅读P82页第二自然段，总结并思考目的基因分子水平的检测和鉴定的内容和方法，并完成下面表格。
此处可暂停2min
微课课件
类型 类别 检测内容 方法
分子检测 第一种 转基因生物染色体的DNA上是否插入了目的基因 DNA分子杂交技术
第二种 目的基因是否转录出mRNA 分子杂交技术
第三种 目的基因是否翻译形成蛋白质 抗原-抗体杂交技术
任务四
[阅读教材]阅读P82页第二自然段，总结并思考目的基因分子水平的检测和鉴定的内容和方法，并完成下面表格。
微课课件
（1）检测转基因生物染色体DNA上是否插入了目的基因
四、目的基因的检测与鉴定
1、分子水平的检测
变性
DNA分子杂交技术
（2）检测目的基因是否转录出了mRNA
分子杂交技术
（3）检测目的基因是否翻译成蛋白质
抗原-抗体杂交技术
微课课件
四、目的基因的检测与鉴定
2、个体水平的检测
抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等
转Bt基因
非转基因
没有抗虫基因的棉植株
有抗虫基因的棉植株
接种
棉铃虫
虫没有死
虫被杀死
目的基因表达
微课课件
五、小结
目的基因的筛选和获取-前提
利用PCR获取和扩增、化学方法人工合成
构建基因表达载体-核心
目的基因、启动子、终止子、标记基因等
将目的基因导入受体细胞-关键
花粉管通道法、农杆菌转化法(植物)
显微注射法(动物) 、 Ca2+转化法(微生物)
目的基因的检测与鉴定-保证
分子水平检测、个体水平检测
微课课件
研究人员将一种海鱼的抗冻蛋白基因afp整合到土壤农杆菌的Ti质粒上，然后用它侵染番茄细胞，获得了抗冻的番茄品种。判断下列相关表述是否正确。
（1）afp基因是培育抗冻番茄用到的目的基因。 （ ）
（2）构建含有afp基因的Ti质粒需要限制酶、DNA连接酶和核酸酶。（ ）
（3）只要检测出番茄细胞中含有afp基因，就代表抗冻番茄培育成功。（ ）
课堂小练
微课课件
研究人员将一种海鱼的抗冻蛋白基因afp整合到土壤农杆菌的Ti质粒上，然后用它侵染番茄细胞，获得了抗冻的番茄品种。判断下列相关表述是否正确。
（1）afp基因是培育抗冻番茄用到的目的基因。 （ ）
（2）构建含有afp基因的Ti质粒需要限制酶、DNA连接酶和核酸酶。（ ）
（3）只要检测出番茄细胞中含有afp基因，就代表抗冻番茄培育成功。（ ）
课堂小练
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