3.2.2将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定课件-高二下学期生物人教版选择性必修3

3.2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基因工程的基本操作程序阅读课本P81，总结将目的基因导入受体细胞的方法有哪些，各个方法的原理是什么？各自适用于什么生物？三、将目的基因导入受体细胞1.花粉管通道法①用微量注射器将含目的基因的DNA溶液直接注入子房中；受体细胞：②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。受精卵十分简便，但转化效率不高，并不常用。（一）将目的基因导入植物细胞三、将目的基因导入受体细胞2.农杆菌转化法（1）转化：（2）特点：

实质：①在自然条件下主要侵染双子叶植物和裸子植物，也能侵染单子叶植物。②农杆菌细胞内含有Ti质粒，当它侵染植物细胞后，能将Ti质粒上的T-DNA（可转移的DNA）转移到被侵染的细胞，并且将其整合到该细胞的染色体DNA上。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。基因重组（一）将目的基因导入植物细胞三、将目的基因导入受体细胞农杆菌转化法示意图Ti质粒目的基因构建

基因表达载体含目的基因的重组Ti质粒转入农杆菌导入植物细胞目的基因插入染色体DNA中植物细胞植物组织培养表现出新性状的植株（3）过程三、将目的基因导入受体细胞1.农杆菌转化法中，目的基因是否就是T-DNA，如果不是，T-DNA与目的基因是什么关系？T-DNA不是目的基因，但它将来会被整合到宿主细胞染色体的DNA上；要将目的基因插入T-DNA中，目的基因就可以随T-DNA进入宿主细胞并整合到宿主细胞的染色体上。2.农杆菌转化法中，目的基因只能进入植物的一个体细胞，但基因工程最终要的是一个转基因植株，如何实现这一目标？得到含有目的基因的植物细胞后进行植物组织培养三、将目的基因导入受体细胞显微注射法1.导入方法：（二）将目的基因导入动物细胞2.受体细胞:受精卵为什么常选用受精卵作为受体细胞呢？3、过程：构建基因表达载体并提纯利用显微注射将基因表达载体注入动物的受精卵中早期胚胎培养胚胎移植获得具有新性状的动物①体积大，易操作②易表现出全能性三、将目的基因导入受体细胞（三）将目的基因导入微生物细胞——Ca2+处理法常用原核生物作为受体细胞，其中以大肠杆菌最广泛2、过程：1、受体细胞：繁殖快，多为单细胞，遗传物质相对较少，易于培养。原因：一般先用Ca2+处理大肠杆菌增加细胞壁的通透性这种细胞称为感受态细胞使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态Ca2+的作用：再将重组的基因表达载体导入其中思考：如何筛选含重组质粒的目的菌？1.“影印法”筛选重组质粒（抗性筛选）Ampr：氨苄青霉素抗性基因Tetr：四环素抗性基因三、将目的基因导入受体细胞氨苄青霉素的培养基四环素的培养基①氨苄青霉素培养基培养所有细胞，含普通质粒与重组质粒的细胞存活，不含质粒的细胞死亡②培养一段时间使含质粒的细胞形成菌落，用绒布印章印取氨苄青霉素培养基中细胞，再印在四环素培养基中③在对应位置处，能在氨苄青霉素培养基中存活的而在四环素培养基中不能存活的即为导入重组质粒的细胞，可在氨苄青霉素培养基中对应位置获取三、将目的基因导入受体细胞三、将目的基因导入受体细胞思考：如何筛选含重组质粒的目的菌？2.“蓝白斑法”筛选重组质粒（利用基因的插入失活）①LacZ编码的半乳糖苷酶可以将无色的X-gal变为蓝色。②选取的普通质粒上含LacZ基因与抗性基因③受体细胞为半乳糖苷酶缺陷细胞，不能合成自主合成半乳糖苷酶含氨苄青霉素与X-gal的培养基白斑为含重组质粒的细胞蓝斑为不含目的基因的空载体菌落三、将目的基因导入受体细胞思考：真核生物的基因有内含子，原核生物没有真核生物所具有的切除内含子对应的RNA序列的机制，其初始转录产物中与内含子对应的RNA序列不能被切除，因此无法表达出该蛋白。使用cDNA作为目的基因或使用酵母菌等真核生物作为受体细胞。（2）若可以获得该蛋白，但是蛋白质无活性，原因可能是？原核生物缺少高尔基体和内质网等细胞器，无法对真核生物的蛋白质进行正确的加工。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。（1）当真核生物的基因以原核生物作为受体细胞时。若无法获得该蛋白，原因可能是什么？如何解决？四、目的基因的检测与鉴定目的：检测目的基因进入受体细胞后，是否稳定维持和表达其遗传特性。（一）分子水平1.DNA水平（检测受体细胞的染色体DNA上是否插入了目的基因）方法：DNA（核酸）分子杂交工具：基因探针（带有放射性同位素标记、荧光分子标记）2.RNA水平（检测目的基因是否转录出了mRNA）3.蛋白质水平（检测目的基因是否翻译成蛋白质）方法：抗原-抗体杂交技术Western杂交Northern杂交Southern杂交原理：碱基互补配对原则四、目的基因的检测与鉴定（二）个体生物学水平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、活性正常抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等习题巩固1.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习题巩固2.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mRNAC.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习题巩固3.利用PCR可以在体外进行DNA片段的扩增,下列有关“DNA片段的扩增及电泳鉴定”实验的叙述，错误的是（

）A.PCR实验中使用的微量离心管、枪头和蒸馏水等在使用前必须进行高压灭菌处理B.PCR利用了DNA的热变性原理C.PCR所用的缓冲液和酶从冰箱拿出之后，迅速融化D.在向微量离心管中添加反应组分时，每吸取一种试剂后，移液器上的枪头都必须更换C习题巩固4.下列有关电泳的叙述，不正确的是（

）A.电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程B.待测样品中DNA分子的大小和构象、凝胶的浓度等都会影响DNA在电泳中的迁移速率C.进行电泳时，带电粒子会向着与其所带电荷相同的电极移动D.PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定C练习与应用1.外源基因插入基因组中可能为单位点插入，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。二、拓展应用练习与应用二、拓展应用2.（1）crtⅠ基因和psy基因pmi基因将目的基因送入水稻细胞。

（2）不能。如果目的基因序列中含有用到的限制酶的识别序列，限制酶可能将它切断。

（3）维生素A在人体内具有非常重要的生理功能，对视力、骨骼生长、免疫功能等都有调节作用。但是，人体不能合成维生素A，需要从食物中摄取。维生素A缺乏症是南亚地区常见的由营养不良导致的疾病，该地区的居民一般以籼稻作为主食。β-胡萝卜素是维生素A的前体，在人体内它可以转化为维生素A。因此科学家将两个参与β-胡萝卜素合成的酶的基因转入了籼稻中，便其胚乳中富含β-胡萝卜素，期望让人们通过日常食用主食就能补充足够量的维生素A，从而降低维生素A缺乏症的患病率。关于“是否要推广‘黄金大米’”的争论主要围绕其安全性、有效性等方面展开。习题巩固1.采用基因工程的方法培育抗虫棉，导入目的基因的方法正确的是（

）①将毒素蛋白注射到棉受精卵中；②将编码毒素蛋白的DNA序列注射到棉受精卵中；③将编码毒素蛋白的DNA序列与质粒重组，导入农杆菌，用该细菌感染棉的体细胞，再进行组织培养④将编码毒素蛋白的DNA序列与细菌质粒重组，借助花粉管通道进入受精卵。

A.①②

B.③④

C.②③

D.①④B习题巩固2.科研人员以抗四环素基因为标记基因，通过基因工程的方法让大肠杆菌生产鼠的β-珠蛋白，治疗鼠的镰状细胞贫血。下列相关实验设计中，不合理的是（

）A.构建的表达载体除了目的基因外，还需要启动子、终止子、复制原点、标记基因B.用含有四环素的培养基可以筛选出已经导入目的基因的大肠杆菌C.小鼠的β-珠蛋白基因可以直接转给大肠杆菌进行表达得到β-珠蛋白D.用Ca2+处理大肠杆菌后，表达载体易于导入大肠杆菌中C习题巩固3.科学家已能运用基因工程技术，让羊合成并由乳腺分泌抗体，相关叙述中正确的是（

）①该技术将导致定向变异；②DNA连接酶能把目的基因与载体黏性末端的碱基对连接起来；③将目的基因导入受体细胞时采用显微注射技术；④受精卵是理想的受体。A.①②④B.①③④C.②③④D.①②③④B习题巩固4.利用人胰岛B细胞构建cDNA文库，然后通过核酸分子杂交技术从中筛选目的基因，筛选过程如下图所示。下列说法不正确的是（

）A.cDNA文库的构建需要用到逆转录酶B.图中的菌落是通过稀释涂布平板法获得的C.核酸分子杂交的原理是碱基互补配对D.从该文库中可以筛选到胰高血糖素基因D习题巩固5.研究者将苏云金芽孢杆菌（Bt）的Cry1Ab基因导入水稻细胞培育成抗螟虫的克螟稻,克螟稻与普通水稻杂交，子代抗螟虫与不抗螟虫的比例为1∶1。下列有关叙述正确的是（

）A.Cry1Ab基因虽已整合到克螟稻细胞的染色体上，但没有表达B.获取Cry1Ab基因需使用限制酶和DNA连接酶C.克螟稻和