资源简介

(共19张PPT)
问题探讨
苏云金杆菌
培育转基因抗虫棉需要哪几步？
Bt基因
表达
苏云金伴胞晶体蛋白
（Bt抗虫蛋白）
摄食
害虫死亡
苏云金杆菌
与载体拼接
普通棉花
（无抗虫特性）
棉花细胞
抗虫棉
提取
表达Bt基因
导入
Bt基因
重组DNA分子
培育转基因抗虫棉的简要过程
问题探讨
专题一　基因工程
阶段性总结
阅读课本P1-15页，《DNA重组技术的基本工具》《基因工程的基本操作程序》完成导学提纲
限制酶
DNA连接酶
载体
①对受体细胞无害
②有一个至多个限制酶切割位点
③有特殊的标记基因
④能自我复制或能整合到宿主DNA上
质粒、 λ噬菌体衍生物 、动植物病毒
基因工程的基本工具
作为载体的条件
种类:
磷酸二酯键
来源：
主要来源于原核生物
特点：
作用部位：
具有专一性
结果：
形成黏性末端或平末端
作用部位：磷酸二酯键
种类： E.coliDNA连接酶、T4 DNA连接酶
作用：把两条双链DNA片段拼接起来
课堂小结
目的基因的获取
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
基因工程的基本操作程序
第一步：目的基因的获取
①从基因文库中获取目的基因
②人工合成法
基因文库类型
基因组文库
部分基因文库（主要是cDNA文库）
③利用PCR技术扩增目的基因
（基因比较小、核苷酸序列已知）
（DNA双链复制）
①____：DNA的两条链。
②____：分别与模板DNA两条模板链相结合的两种小的核酸片段
③原料：A、T、G、C四种__________。
④酶： 。
⑤其他条件：需要一定的 溶液和能严格控制温度的温控设备
利用PCR获取和扩增目的基因的条件
模板
引物
脱氧核苷酸
耐高温的DNA聚合酶（Taq酶）
缓冲
第一步：目的基因的获取
第二步：基因表达载体的构建
限制酶
限制酶
DNA
连接酶
质粒
重组
DNA分子
原理：基因重组
习题巩固——用限制酶切割时需注意的事项
(1)选择限制酶切割位点的基本原则：
①切割目的基因时： 。
②切割质粒时： 。
能切下目的基因且不破坏目的基因
至少保留一个完整的标记基因，便于筛选
第三步：将目的基因导入受体细胞
1.将目的基因导入植物细胞
①花粉管通道法
②农杆菌转化法（双子叶植物和裸子植物）
显微注射法
2.将目的基因导入动物细胞
③基因枪法（单子叶植物）
3.将目的基因导入微生物细胞
Ca2+处理法
第四步：目的基因的检测与鉴定
1.检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因
2.检测目的基因是否转录出了mRNA
一
分子水平的检测
方法:
DNA分子杂交技术
15N
15N
杂交DNA分子
探针（放射性同位素标记）
转基因生物的DNA
过程:
方法:
分子杂交技术
过程:
15N
15N
探针（放射性同位素标记）
转基因生物的mRNA
杂交双链
3.检测目的基因是否翻译成蛋白质
方法:
过程:
抗原-抗体杂交技术
若出现杂交带，则目的基因成功翻译出蛋白质。
苏云金芽孢杆菌
提取
Bt毒蛋白
注射小鼠体内
抗体
标记抗体
提取蛋白
电泳分离
抗原
抗体
杂交
脱分化
第四步：目的基因的检测与鉴定
转基因生物 鉴定方法 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
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
二
个体生物学水平的鉴定
抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等
第四步：目的基因的检测与鉴定
项目 DNA连接酶 限制酶 DNA聚合酶 解旋酶 DNA酶
作用部位
作用对象
作用结果
磷酸二酯键
将DNA片段水解为单个脱氧核苷酸
磷酸二酯键
磷酸二酯键
磷酸二酯键
氢键
DNA片段
DNA
单个的脱氧
核苷酸
DNA
DNA
将两个DNA片段连接成完整的DNA分子
切割双链DNA分子
将单个的脱氧核苷酸连接到DNA单链末端
双链DNA分子局部解旋为单链
DNA连接酶、限制酶、 DNA聚合酶、解旋酶、DNA酶的比较
【例题】如图为大肠杆菌及质粒载体的结构模式图，据图回答下列问题。
(1)a代表的物质和质粒的化学本质都是 ，二者还具有其他共同点，如① ，
② ____ (写出两条即可)。
DNA
能够自我复制
具有遗传效应
(2)若用同一种限制酶切割获得目的基因，则可使用 把质粒和目的基因连接在一起。
DNA连接酶
(3)氨苄青霉素抗性基因在质粒DNA上称为 ，其作用是________
。
标记基因
供重组
DNA的鉴定和选择
(4)下列常在基因工程中用作载体的是 。
A.苏云金芽孢杆菌的抗虫基因
B.土壤农杆菌中的RNA分子
C.大肠杆菌的质粒
D.动物细胞的染色体
C
解析　大肠杆菌的质粒是基因工程中常用的载体。
1.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。 （ ）
√
×
×
练习与应用
2.利用PCR既可以快速扩增特定基因，也可以检测基因的表达。下列有关PCR的叙述错误的是 （ ）
A.PCR用的DNA聚合酶是一种耐高温酶
B.变性过程中双链DNA的解开不需要解旋酶
C.复性过程中引物与模板链的结合遵循碱基互补配对原则
D.延伸过程中需要DNA聚合酶、ATP和4种核糖核苷酸
D
3.下列有关基因工程中目的基因的检测与鉴定的说法错误的是( )
A.检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因用DNA分子杂交的方法
B. 检测目的基因是否转录用分子杂交的方法
C. 检测目的基因是否表达用抗原-抗体杂交的方法
D. 目的基因的检测与鉴定是基因工程的核心步骤
D
巩 固 提 升
4.下列各项中能说明目的基因在受体细胞中完成表达的是 (　　 )
A.番茄叶肉细胞检测到鱼的抗冻蛋白基因
B.大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNA
C.山羊乳腺细胞中检测到人抗凝血酶基因
D.酵母菌细胞中提取到人白细胞介素
D

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