3.2基因工程的基本操作程序第三步（第五课时）课件高二下学期生物人教版选择性必修3

第三章基因工程13.2基因工程的基本操作程序第三步将目的基因导入受体细胞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1目的基因的筛选与获取基因工程培育抗虫棉的思路：苏云金杆菌提取Bt抗虫蛋白基因导入棉花细胞抗虫棉Bt基因表达2常用的受体细胞：有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞等。方法植物细胞：动物细胞：微生物细胞：花粉管通道法、农杆菌转化法显微注射技术Ca2+处理法(感受态细胞法)由于受体细胞有植物、动物、微生物之分，以及目的基因导入受体细胞的方法不同，因此，基因表达载体的构建也会有差别。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1目的基因的筛选与获取3将目的基因导入受体细胞——植物细胞:花粉管通道法1.花粉管通道法我国科学家独创的一种方法。②可以在植物受粉后的一定时间内，剪去柱头，将DNA溶液滴加在花柱切面上，使目的基因借助花粉管通道进入胚囊。4①可以用微量注射器将含目的基因的DNA溶液直接注入子房中。将目的基因导入受体细胞——植物细胞:花粉管通道法优点①利用植物授粉后形成的天然花粉管通道，将外源基因携带进

入胚囊，此时的受精卵未形成细胞壁，且正在进行活跃的DNA复制，容易将外源DNA片段整合到受体基因组中。②操作简单、技术成本低，免去了组织培养以及诱导再生植株

的全套人工培养过程。受体细胞：受精卵5将目的基因导入受体细胞——植物细胞:农杆菌转化法2.农杆菌转化法①农杆菌特点：a.能在自然条件下侵染_____________和___________，而对大多数____________没有侵染能力。双子叶植物裸子植物单子叶植物随着转化方法的突破，农杆菌侵染水稻、玉米等多种单子叶植物也取得了成功。采用最多将目的基因导入受体细胞——植物细胞:农杆菌转化法2.农杆菌转化法b.当植物体受到损伤时，伤口处的细胞会分泌大量酚类化合物，吸引农杆菌移向这些细胞，农杆菌能将Ti质粒上的T-DNA(可转移的DNA)

转移到被侵染的细胞，并将其整合到该细胞的DNA上。①农杆菌特点：将目的基因导入受体细胞——植物细胞:农杆菌转化法2.农杆菌转化法②载体：农杆菌Ti质粒（T-DNA)·毒性区(vir区)︰激活T-DNA的转移·T-DNA区:侵染植物时，从Ti质粒上被切割，转移到植物细胞中，带有与肿瘤形成有关的基因。该区内基因表达调控序列与真核生物类似，因而可以不在农杆菌中表达而在植物中表达。将目的基因导入受体细胞——植物细胞:农杆菌转化法2.农杆菌转化法将目的基因插入__________________中，通过农杆菌的________作用，就可以使目的基因__________________并整合到受体细胞的染色体DNA上，使目的基因能够维持稳定和表达。③利用农杆菌进行转化的思路：Ti质粒的T-DNA转化进入植物细胞转化目的基因进入____________内，并且在受体细胞内维持_____和_____的过程。受体细胞稳定表达此处“转化”与肺炎链球菌转化实验中的“转化”含义相同，实质都是基因重组。构建表达载体含目的基因的重组Ti质粒表现出新性状的植株导入植物细胞植物细胞将目的基因插入染色体DNA中目的基因Ti质粒T-DNA含重组Ti质粒的农杆菌转入农杆菌过程Ti质粒目的基因构建基因表达载体转入农杆菌导入植物细胞T-DNA携带目的基因插入植物细胞染色体DNA中表达新性状植物组织培养将目的基因导入受体细胞——植物细胞:农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞——植物细胞:农杆菌转化法⑤方法①将新鲜的从叶片上取下的圆形小片与农杆菌共培养，然后筛选转化细胞，并再生成植株；②可以将花序直接浸没在含有农杆菌的溶液一段时间，然后培植植株并获得种子，再进行筛选、鉴定等。受体细胞为_______体细胞受体细胞为_______受精卵11将新鲜的从叶片上取下的圆形小片与农杆菌共培养，然后筛选转化细胞，并再生成植株；将目的基因导入受体细胞——农杆菌转化法12可以将花序直接浸没在含有农杆菌的溶液一段时间，然后培植植株并获得种子，再进行筛选、鉴定等。将目的基因导入受体细胞——农杆菌转化法13该过程经过____次拼接、____次导入？(1)第一次拼接______________________________________________________________________(2)第二次拼接______________________________________________________________________(3)第一次导入_____________________________________________________________________(4)第二次导入____________________________________________________________________将目的基因拼接到Ti质粒的T-DNA上插入目的基因的T-DNA拼接到受体细胞染色体的DNA上（非人工操作）两两将含目的基因的Ti质粒重新导入农杆菌含目的基因的T-DNA导入受体细胞（非人工操作）将目的基因导入受体细胞——植物细胞:农杆菌转化法【P83拓展应用】

提示：外源基因插入基因组中可能为单位点插人，或者同一染色体多位点插入，或者不同染色体多位点插入。大多数情况下，插入的位点难以做到定点插入;插入的拷贝数也是随机的。因此，外源基因在转基因植物中的遗传是很复杂的。

例如，科研人员在对转GUS基因(β-葡糖醛酸糖苷酶基因）的烟草进行基因表达分析时，发现部分转基因植株的染色体DNA中整合了多个拷贝的基因，从而导致GUS基因失活。除此之外，外源基因丢失、基因重排等也都可能影响外源基因的稳定性。15将目的基因导入受体细胞——动物细胞显微注射法受精卵注射器固定吸管显微注射仪将含有目的基因的表达裁体提纯→显微注射入动物的受精卵→受精卵发育→获得具有新性状的动物受体细胞：受精卵16将目的基因导入受体细胞——微生物细胞1.原核生物的作为受体细胞的优点①繁殖快②单细胞③遗传物质少2.导入方法：Ca2+处理法(感受态细胞法)大肠杆菌感受态细胞Ca2+混合表达载体缓冲液溶于吸收DNA，完成转化使大肠杆菌处于一种易于吸收周围环境中DNA分子的生理状态

用CaCl2处理大肠杆菌，增加细菌细胞壁的通透性，使含有目的基因的重组质粒进入宿主细胞。17将目的基因导入受体细胞——微生物细胞胰腺提取筛选胰岛素mRNA胰岛素cDNA逆转录重组质粒质粒导入大肠杆菌mRNA胰岛素原胰岛素加工用原核生物生产胰岛素示意图注：原核生物作为受体细胞产生的真核生物的蛋白质通常没有生物活性，需要在体外进行再加工。18受体细胞植物细胞动物细胞微生物细胞常用方法农杆菌转化法、花粉管通道法显微注射技术Ca2+处理法受体细胞体细胞受精卵原核细胞转化过程以农杆菌转化法为例：将目的基因插入Ti质粒的T­DNA上↓转入农杆菌中↓导入植物细胞↓整合到受体细胞的DNA上提纯含目的基因的表达载体↓显微注射↓受精卵发育↓具有新性状的个体Ca2＋处理细胞↓感受态细胞↓基因表达载体与感受态细胞混合↓