新教材高中生物选择性必修3课件：3 2 2 将目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定人教版

第2课时将目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定将目的基因导入受体细胞自主梳理用微量注射器子房柱头花粉管通道单子叶植物T-DNA染色体DNAT-DNA圆形小片转化细胞农杆菌提醒：农杆菌转化法中的两次拼接、两次导入(1)两次拼接：第一次拼接是将目的基因拼接到Ti质粒的T­DNA上；第二次拼接(非人工操作)指被插入目的基因的T­DNA拼接到受体细胞染色体的DNA上。(2)两次导入：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T­DNA导入受体细胞。(1)花粉管通道法是我国科学家独创的一种方法，主要适用于双子叶植物和裸子植物。()提示：农杆菌转化法主要适用于双子叶植物和裸子植物。(2)农杆菌侵入植物细胞后，其Ti质粒上的T－DNA能转移到被侵染的细胞，并且整合到该细胞的染色体DNA上。()×√(3)培育转基因动物时，常选择受精卵作为受体细胞，利用显微注射法将目的基因直接注入受精卵中。()(4)将目的基因导入原核细胞时，通常用大肠杆菌作为受体细胞，并需要用Ca2＋处理大肠杆菌，使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的状态。()√√[典型例题]

(2020·黑龙江哈尔滨三中高二期末)下列关于目的基因导入受体细胞的方法中，不正确的是(

) A.我国利用花粉管通道法培育了转基因抗虫棉 B.用Ca2＋处理大肠杆菌，使之成为感受态细胞 C.将目的基因导入动物细胞最常用、最有效的方法是显微注射法 D.利用农杆菌转化法培育大多单子叶转基因植物解析目前我国的转基因抗虫棉是利用花粉管通道法培育的，A正确；为使大肠杆菌易吸收DNA分子，应先用氯化钙溶液进行处理，使大肠杆菌处于易于吸收周围环境中DNA分子的感受态，B正确；显微注射技术是将目的基因导入动物细胞最为有效的一种方法，C正确；农杆菌转化法可将目的基因导入双子叶植物细胞，D错误。答案

D[变式训练]

(2020·郑州一中高二期末)下列关于农杆菌转化法的叙述，错误的是(

) A.农杆菌是一种生活在土壤中的微生物，能在自然情况下侵染双子叶植物和裸子植物 B.可以将新鲜的从叶片上取下的圆形小片与农杆菌共同培养，然后筛选转化细胞，并再生成植株 C.可以将花序直接浸没在含有农杆菌的溶液中一段时间，然后培养植物并获得种子，再进行筛选鉴定 D.由于农杆菌自然状态下对大多数单子叶植物没有侵染能力，所以不可能利用农杆菌转化法转化玉米、水稻等单子叶植物细胞解析随着转化方法的突破，用农杆菌侵染水稻、玉米等多种单子叶植物也取得了成功，D错误。答案

D联想质疑★显微注射法★花粉管通道法1.将目的基因导入植物细胞，通常有哪些方法？

提示：花粉管通道法和农杆菌转化法。2.将目的基因导入动物细胞时，受体细胞通常选择什么细胞？采用何种方法导入？

提示：动物受精卵，显微注射法。目的基因的检测与鉴定自主梳理PCRmRNA抗原—抗体杂交(1)常使用PCR等技术，从分子水平上检测棉花的染色体DNA上是否插入了Bt基因或Bt基因是否转录出mRNA。()(2)从分子水平上检测目的基因是否翻译出相关蛋白质的方法之一是利用抗原—抗体杂交技术。()(3)可以通过盐碱地栽培试验从细胞水平上检测转基因抗盐碱作物是否具有抗盐碱的特性以及抗盐碱的程度。()提示：作物抗盐碱栽培试验属于个体生物学水平。√√×[典型例题]

(2020·大名县第一中学高二期末)目的基因导入受体细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传特性，只有通过鉴定和检测才能知道。下列属于目的基因检测和鉴定关键步骤的是(

) A.检测受体细胞是否有目的基因

B.检测受体细胞是否有致病基因 C.检测目的基因是否转录mRNA D.检测目的基因是否翻译蛋白质解析检测受体细胞中是否有目的基因是鉴定和检测的第一步，但即便受体细胞中存在目的基因，不能说明目的基因一定会稳定遗传并表达，A错误；目的基因不一定是致病基因，B错误；检测目的基因是否转录mRNA，但能否翻译成相应的所需蛋白质却不一定，所以该步不是最关键的步骤，C错误；检测目的基因是否翻译蛋白质是检测目的基因是否表达的最后步骤，如果存在该蛋白质，说明目的基因能在受体细胞内稳定存在并能表达，D正确。答案

D[变式训练]

(2020·漯河四高高二期末)PCR在生物学实验中具有非常广泛的用途，下列不属于PCR的应用范畴的是(

) A.扩增和筛选目的基因 B.检测目的基因是否导入受体细胞 C.检测目的基因是否转录出mRNA D.检测目的基因是否翻译出蛋白质

解析检测目的基因是否翻译出蛋白质，常使用抗原—抗体杂交的方法，D错误。

答案

D联想质疑★转Bt抗虫玉米1.目的基因已经插入受体细胞的染色体DNA上，为什么还要进行转录和翻译水平的检测？

提示：插入的目的基因不一定会表达。2.从目的基因表达的角度上看，目的基因的检测与鉴定主要包括哪些步骤？检测的技术手段分别是什么？

提示：①检测目的基因是否转录出mRNA：PCR等技术；②检测目的基因是否翻译出特定的蛋白质：抗原—抗体杂交技术。DNA片段的扩增及电泳鉴定自主梳理解聚1.DNA片段的扩增结合30微量移液器微量离心管离心机反应液2.PCR扩增产物的电泳鉴定琼脂糖凝胶电泳凝胶的浓度DNA分子的大小和构象紫外灯琼脂糖核酸染料加样孔电泳缓冲液加样孔指示分子大小的标准参照物指示剂紫外灯(1)利用PCR扩增DNA片段时，在第一轮循环的变性之前，通常要用94℃的高温处理反应液5min进行预变性。()(2)PCR中离心的目的是让反应组分在离心管中分层分布。()提示：PCR中离心的目的是让反应组分集中分布在离心管的底部。(3)电泳鉴定PCR产物时，应在每个加样孔中加入等量的PCR产物与凝胶载样缓冲液的混合液。()提示：电泳鉴定PCR产物时，应在一个加样孔中加入分子大小的标准参照物，其他加样孔中加入等量的PCR产物与凝胶载样缓冲液的混合液。√××[典型例题]

(2020·江苏卷，33)如果已知一小段DNA的序列，可采用PCR的方法，简捷地分析出已知序列两侧的序列，具体流程如图(以EcoRⅠ酶切为例)：请据图回答问题：(1)步骤Ⅰ用的EcoRⅠ是一种________酶，它通过识别特定的________切割特定位点。(2)步骤Ⅱ用的DNA连接酶催化相邻核苷酸之间的3′－羟基与5′－磷酸间形成________；PCR循环中，升温到95℃是为了获得________；TaqDNA聚合酶的作用是催化_________________________________________________________。(3)若如表所列为已知的DNA序列和设计的一些PCR引物，步骤Ⅲ选用的PCR引物必须是________(从引物①②③④中选择，填编号)。

DNA序列(虚线处省略了部分核苷酸序列)已知序列PCR引物①5′－AACTATGCGCTCATGA－3′②5′－GCAATGCGTAGCCTCT－3′③5′－AGAGGCTACGCATTGC－3′④5′－TCATGAGCGCATAGTT－3′(4)对PCR产物测序，经分析得到了片段F的完整序列。下列DNA单链序列中(虚线处省略了部分核苷酸序列)，结果正确的是________。A.5′－AACTATGCG┈┈AGCCCTT－3′

B.5′－AATTCCATG┈┈CTGAATT－3′C.5′－GCAATGCGT┈┈TCGGGAA－3′

D.5′－TTGATACGC┈┈CGAGTAC－3′解析

(1)根据题图可知，步骤Ⅰ是获取目的DNA片段，所用的酶EcoRⅠ是一种限制酶，其能识别特定的核苷酸序列，并使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。(2)步骤Ⅱ是将目的DNA片段连接成环状，其中DNA连接酶的作用是催化相邻核苷酸之间的3′—羟基和5′—磷酸间形成磷酸二酯键。PCR循环中，升高温度到95℃是为了打开氢键使双链解旋，获得DNA单链，TaqDNA聚合酶的作用是催化游离的脱氧核苷酸连接到引物3′端，合成DNA子链。(3)引物的作用是使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始延伸DNA子链，因为DNA的合成方向总是从子链的5′端向3′端延伸，故为扩增未知序列，选择的与模板链相结合的引物应为5′－TCATGAGCGCATAGTT－3′(引物④)和5′－GCAATGCGTAGCCTCT－3′(引物②)。(4)分析题意可知，片段F的两端为限制酶EcoRⅠ切割后产生的黏性末端，因此其5′端序列应为AATT－，3′端序列应为－TTAA，B正确。答案(1)限制性内切核酸(或限制)核苷酸序列(2)磷酸二酯键DNA单链以DNA为模板的DNA链的延伸(3)②④

(4)B[变式训练]

(2020·北京四中高二期末)用PCR方法检测转基因植株是否成功导入目的基因时，得到以下电泳图谱，其中1号为DNA标准样液(Marker)，10号为蒸馏水。PCR时加入的模板DNA如图所示。据此做出分析不合理的是(

)A.PCR产物的分子大小在250至500bp之间B.3号样品为不含目的基因的载体DNAC.9号样品对应植株不是所需的转基因植株D.10号的电泳结果能确定反应体系等对实验结果没有干扰解析

PCR过程中，可以通过设计特定的引物来扩增特定的DNA片段。4～9号是转基因植株，理论上应包含目的基因，结合2号野生型和10号蒸馏水组的结果，推测包含目的基因的片段大小应为250～500bp，A正确；3号PCR结果包含250～500bp片段，应包含目的基因，B错误；9号PCR结果不包含250～500bp片段，所以不是所需转基因植株，C正确；10号放入蒸馏水，可排除反应体系等对结果的干扰，由图可知，10号的电泳结果能确定反应体系等对实验结果没有干扰，D正确。答案

B联想质疑★微量移液器1.PCR过程需要解旋吗？是通过什么手段实现的？

提示：需要，高温。2.加液时，都需要加入哪些组分？

提示：扩增缓冲液、4种脱氧核苷酸、引物、TaqDNA聚合酶、模板DNA、水等。(1)为避免外源DNA等因素的污染，PCR实验中使用的微量移液管、枪头和蒸馏水等在使用前必须进行高压蒸汽灭菌。(2)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。

思维导图晨读必背1.转化是指目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和