基因工程的基本操作程序第2课时课件-2023-2024学年高二下学期生物人教版选择性必修3.pptx

本节聚焦基因工程的基本操作程序主要包括哪几个步骤？基因工程操作的每一步涉及的技术和方法有哪些？第2节基因工程的基本操作程序(2)第3章基因工程三、将目的基因导入受体细胞花粉管通道法（我国科学家独创）农杆菌转化法（常用）显微注射法 Ca2+转化法构建好的基因表达载体通过什么方式才能进入受体细胞呢？将目的基因导入受体细胞的方法导入植物细胞导入微生物细胞导入动物细胞三、将目的基因导入受体细胞1花粉管通道法操作方式：方法一：用_将含目的基因的DNA溶液直接注入_中；微量注射器花粉柱头花粉管精子卵细胞胚囊子房子房三、将目的基因导入受体细胞1花粉管通道法操作方式：方法二：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_进入_。花粉管通道花粉管精子卵细胞胚囊花粉柱头子房胚囊植物花粉在柱头上萌发后，花粉管要穿过花柱直通胚囊。花粉管通道法三、将目的基因导入受体细胞2农杆菌转化法（采用最多）（1）转化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_和_的过程。（2）农杆菌特点能在自然条件下侵染_植物和_植物，而对大多数_植物没有侵染能力。稳定表达双子叶裸子单子叶农杆菌感染植物后产生冠瘿瘤三、将目的基因导入受体细胞2农杆菌转化法（采用最多）（3）转化原理农杆菌细胞内含有 ，当它侵染植物细胞后，_上的_转移到被侵染的细胞，并且将其整合到该细胞的_上。Ti质粒T-DNA（可转移的DNA）染色体DNATi质粒农杆菌(4)转化过程含目的基因的重组Ti质粒转入农杆菌含重组Ti质粒的农杆菌表现出新性状的植物植物细胞将目的基因插入染色体DNA中T-DNA目的基因构建表达载体导入植物细胞植物组织培养构建基因表达载体时，目的基因该插到Ti质粒的什么位置？农杆菌转化法农杆菌转化法中的两次拼接、两次导入（1）两次拼接：_（2）两次导入：_将目的基因拼接到Ti质粒的T-DNA上是指含目的基因的 T-DNA 拼接到受体细胞的染色体DNA上将含目的基因的Ti质粒重新导入农杆菌指含目的基因的T-DNA导入受体细胞（非人工操作）非人工操作三、将目的基因导入受体细胞（5）具体转化方法方法一：将从新鲜的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。方法二：将花序直接浸没在含有农杆菌的溶液中一段时间，然后培养植株并获得种子，再进行筛选、鉴定等。三、将目的基因导入受体细胞3显微注射法（1）受体细胞：_（2）过程受精卵含目的基因的表达载体动物的受精卵含目的基因的受精卵早期胚胎雌性动物输卵管或子宫转基因动物移植显微注射分裂分化发育体积大，易操作。全能性高，易培养成完整个体。三、将目的基因导入受体细胞4Ca2+转化法（1）受体细胞：_（2）过程Ca2+处理大肠杆菌细胞，可使细胞处于一种能吸收周围环境中_的生理状态。将_与感受态细胞混合，在一定温度下促进感受态细胞吸收DNA分子。微生物（常用大肠杆菌）DNA分子Ca2+处理感受态细胞吸收大肠杆菌重组的基因表达载体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。大肠杆菌的遗传物质少，且容易培养，繁殖速度快等。问题探讨基因表达载体中已经具备标记基因（如抗生素抗性基因），对受体细胞进行了筛选，为什么基因工程的第四步还要对目的基因进行检测和鉴定？在含抗生素的选择培养基上能生长的是导入了载体的细胞，这里的载体可能是基因表达载体，也可能是未插入目的基因的空载体。因此第四步需要对目的基因是否导入进行进一步的检测。此外，即便在选择培养基上能生长的细胞中导入的是基因表达载体，但是仍然不知道目的基因插入的位置、方向等是否正确，能否正确表达，因此也需要在转录和翻译以及个体水平上进行检测和鉴定。四、目的基因的检测与鉴定1分子水平检测（1）检测目的基因是否导入如：检测棉花的染色体DNA上是否插入了Bt基因或检测Bt基因。通过PCR等技术检测提取DNA是否扩增出目的基因PCR操作电泳操作M：marker 1：阳性质粒：阳性质粒 2：原始品系：原始品系 3-9：转：转Bt品系品系 转Bt基因品系PCR琼脂糖凝胶电泳检测结果四、目的基因的检测与鉴定1分子水平检测（2）检测目的基因是否转录如：检测Bt基因是否转录出mRNA。通过PCR等技术检测提取mRNA是否扩增出目的基因PCR操作逆转录产生DNA电泳操作四、目的基因的检测与鉴定1分子水平检测（3）检测目的基因是否翻译如：检测Bt基因是否翻译成Bt抗虫蛋白。通过抗原-抗体杂交检测用相应的抗体进行抗原-抗体杂交出现杂交带提取蛋白质分离四、目的基因的检测与鉴定2个体生物学水平检测如：抗性鉴定、活性鉴定等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）接种实验未染病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、活性正常第一步第一步基因工程的基本操作程序第二步第二步第三步第三步第四步第四步核心工作即时巩固1下图表示利用基因工程生产胰岛素的三种途径，据图判断正确的是（）A导入受体细胞C需要用Mg2处理使大肠杆菌处于感受态B利用显微注射的方法将目的基因导入受体细胞A（受精卵）中C受体细胞B通常为莴苣的卵细胞，经脱分化、再分化形成个体D三种方法得到的胰岛素结构完全相同B即时巩固2下列关于目的基因的检测和鉴定的叙述，正确的是()A目的基因能否在受体细胞中稳定遗传的关键是能否转录出mRNAB可采用PCR检测目的基因是否转录和翻译C可从转基因生物中提取蛋白质来检测目的基因是否翻译成相应蛋白质D抗虫、抗病检验用于确定转基因生物是否具备相关性状属于分子水平的检测C即时巩固3如图为科学家通过基因工程培育抗虫棉时，从苏云金杆菌中提取抗虫基因“放入”棉花细胞中，与棉花的DNA分子“结合起来”而发挥作用的过程示意图。以下相关说法错误的是（）A图中是质粒，步骤需要用到限制酶和DNA连接酶B图中是含目的基因的重组质粒，步骤是将重组质粒导入棉花细胞C图中是农杆菌，通过步骤将目的基因导入植物细胞D剔除培育成功的抗虫棉体内的四环素抗性基因不会影响抗虫基因的表达B即时巩固4下列哪一种方法不能用于检测目的基因是否成功导入或表达（）A在显微镜下直接观察受体细胞中是否含有目的基因B通过PCR等技术检测受体细胞的DNA分子上是否含有目的基因C提取受体细胞合成的相应蛋白质，利用抗原抗体特异性反应进行检测D抗虫基因导入植物细胞后，检测植物是否具有抗虫特性A P P8383练习与应用一、概念检测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。（）P P8383练习与应用一、概念检测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（）APCR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表达的过程。2在基因工程操作中，常用原核生物作为受体细胞，其中以大肠杆菌的应用最为广泛。一般先用Ca2处理大肠杆菌细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，然后再将重组的基因表达载体导入其中。3检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因或目的基因是否转录出了mRNA常用PCR等技术，检测目的基因是否翻译成蛋白质常用抗原抗体杂交技术。作业：完成课后相关练习作业：完成课后相关练习表达载体农杆菌转化显微注射Ca2