人教版教学课件基因工程课件(人教版高中生物选修3)教学内容.ppt

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1、人教版教学课件基因工程课件(人教版高中生物选修3)设想一能否让水稻植株也能够固定空能否让水稻植株也能够固定空气中的氮？气中的氮？能否让细菌能否让细菌“吐出吐出”蚕丝？蚕丝？设想二能否让微生物产生出人的胰岛能否让微生物产生出人的胰岛素、干扰素等珍贵的药物？素、干扰素等珍贵的药物？设想三基因工程的别名基因工程的别名操作环境操作环境操作对象操作对象操作水平操作水平基本过程基本过程实质实质结果结果基因拼接技术或基因拼接技术或DNADNA重组技术重组技术生物体外生物体外基因基因DNADNA分子水平分子水平人们需要的新的生物类型和生物产品人们需要的新的生物类型和生物产品人们需要的新的生物类型和生物产品人们

2、需要的新的生物类型和生物产品切割切割 拼接拼接 导入导入 表达表达基因重组基因重组基因工程的若干问题基因工程的若干问题:DNADNA重组技术重组技术(基因工程基因工程)的的 基本工具基本工具做工程是需要工具的做工程是需要工具的.前面介绍的利用前面介绍的利用基因工程基因工程培育培育抗虫棉抗虫棉的的主要步骤有哪几个主要步骤有哪几个?步骤一：步骤一：从苏云金芽孢杆菌细胞内提从苏云金芽孢杆菌细胞内提取出来取出来抗虫基因抗虫基因(目的基因目的基因).步骤二：步骤二：抗虫基因与抗虫基因与运载体运载体DNA连接连接步骤三：步骤三：抗虫基因抗虫基因导入导入受体受体(普通棉花普通棉花)细胞细胞思考思考:提示提示

3、:共四步共四步;步骤四是步骤四是“检测和鉴定检测和鉴定”.”.上述的三个步骤中上述的三个步骤中各各需要什么需要什么工具工具？步骤一的工具：步骤一的工具：步骤二的工具：步骤二的工具：步骤三的工具：步骤三的工具：“分子手术刀分子手术刀分子手术刀分子手术刀”限制性内切酶限制性内切酶限制性内切酶限制性内切酶“分子缝合针分子缝合针分子缝合针分子缝合针”DNADNADNADNA连接酶连接酶连接酶连接酶“分子运载车分子运载车”载体载体这里的这里的“分子分子”是指是指_分子分子.DNA(DNA(目的基因、载体目的基因、载体)这三种工具的这三种工具的作用作用各是什么各是什么?1.限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶

4、“分子手术刀分子手术刀”限制酶主要是从原核微生物中分离纯化出来限制酶主要是从原核微生物中分离纯化出来的。能识别双链的。能识别双链DNA的某种的某种特定核苷酸序列特定核苷酸序列，并，并且使且使每一条链中每一条链中特定部位的两个核苷酸之间特定部位的两个核苷酸之间(此此处叫处叫“切点切点”)的的磷酸二酯键磷酸二酯键断开断开(注意注意:不是氢键不是氢键).（二）（二）DNA重组技术的基本工具及其作用重组技术的基本工具及其作用注意注意:一种限制酶只能识别一种限制酶只能识别一种一种特定的特定的核苷酸序核苷酸序列列,并且能在并且能在一个一个特定的特定的切点切点上切割上切割DNA分子。分子。即即：特异性特异性

5、.(注意注意注意注意:特异性表现在两个方面特异性表现在两个方面特异性表现在两个方面特异性表现在两个方面.).).).)AATTGCCTTAAGDNADNA双链及双链及“磷酸二酯键磷酸二酯键”磷磷酸酸二二酯酯键键 1.大肠杆菌大肠杆菌(EcoR)的一种限制酶能识别的脱的一种限制酶能识别的脱氧核苷酸序列是氧核苷酸序列是(用碱基表示用碱基表示)_;切切点在点在_之间。之间。限制酶限制酶看图回答看图回答:GAATTCG和和A2.2.若从切点处切开若从切点处切开,形成的两个形成的两个DNADNA片断是片断是怎样的怎样的?限制性内切酶的特异性表现在限制性内切酶的特异性表现在:特定的核苷酸序列特定的核苷酸序

6、列-是是“回文序列回文序列”(?).特定的切点特定的切点.被限制酶切开的被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有两条单链的切口，带有几个几个伸出的伸出的核苷酸核苷酸，他们之间正好，他们之间正好互补配对互补配对，这，这样的样的切口切口叫叫黏性末端黏性末端.注意注意:切口处的切口处的两条单链一长一短两条单链一长一短.伸出来的那一伸出来的那一条长链叫条长链叫黏性末端黏性末端限制限制限制限制酶酶酶酶在在G和和A之间被之间被限制酶限制酶切断的是化学键是切断的是化学键是_.“黏性末端黏性末端”和和“平末端平末端”当限制酶在它识别序列的当限制酶在它识别序列的中心轴线中心轴线的的两侧两侧将将DNA的两条链分别

7、切开时，产生的是的两条链分别切开时，产生的是黏性末端黏性末端.而当限制酶在它识别序列的而当限制酶在它识别序列的中心轴线处中心轴线处切开切开时，产生的则是时，产生的则是平末端平末端。1.要想获得某要想获得某一个一个特定性状的基因特定性状的基因(即即”目目的基因的基因”)必须要用限制酶切几个切口？可产必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性末端？生几个黏性末端？要切两个切口，产生四个黏性末端要切两个切口，产生四个黏性末端.2.如果把两种来源不同的如果把两种来源不同的DNA用同一种限用同一种限制酶来切割，产生制酶来切割，产生黏性末端相同吗黏性末端相同吗？会产生相同的黏性末端会产生相同的黏性末端.思考

8、思考:你是否想过你是否想过?限制酶限制酶是否会切割自己细胞里的是否会切割自己细胞里的DNADNA呢呢?为什么为什么?这对于其自身有意义吗这对于其自身有意义吗?DNADNA连接酶的连接酶的种类种类(根据来源分根据来源分)及其在及其在功能功能上上的异同的异同.-见课文见课文P5.P5.来源来源功功能能同同异异名称名称E.ColiDNA连接酶连接酶T4DNA连接酶连接酶大肠杆菌大肠杆菌T4噬菌体噬菌体形成磷酸二酯键形成磷酸二酯键只能只能:互补的互补的黏性末端黏性末端黏性末端和平末黏性末端和平末端端均可均可 显然显然,若将上述两者的黏性末端黏合若将上述两者的黏性末端黏合(连接连接)起来，就似乎可以合成

9、新的起来，就似乎可以合成新的DNADNA分子分子(重组重组DNA分子分子)了了 用什么工具连接呢用什么工具连接呢?这个工具是怎样将两者连这个工具是怎样将两者连接起来的接起来的?2.DNA2.DNA连接酶连接酶“分子缝合针分子缝合针”DNA DNA连接酶可把黏性末端之间的缝隙连接酶可把黏性末端之间的缝隙“缝合缝合”起来，即把梯子两边扶手的起来，即把梯子两边扶手的断口断口(注意位置注意位置)连连接起来，这样一个重组的接起来，这样一个重组的DNADNA分子就形成了分子就形成了.思考思考:DNA连接酶连接酶的作用是使断口处的相邻的两个的作用是使断口处的相邻的两个脱氧核苷酸之间形成脱氧核苷酸之间形成_键

10、键.异异:DNADNA连接酶连接酶:是将几个是将几个DNADNA片段片段连接起来连接起来;不需不需DNADNA模板模板.DNADNA聚合酶聚合酶:则是将则是将脱氧核苷酸脱氧核苷酸连接连接(聚聚合合)成成DNA;DNA;需以需以DNADNA的一条链为模板的一条链为模板.提示提示:注意比较基因工程中的注意比较基因工程中的DNADNA连接酶连接酶和和DNADNA复制中的复制中的DNADNA聚合酶聚合酶的作用有何的作用有何异同异同?同同:两种酶都是形成两种酶都是形成磷酸二酯键磷酸二酯键.-导入过程需要运输导入过程需要运输“目的目的基因基因”的工具的工具载体载体。如何将如何将目的基因目的基因(如上例中的

11、如上例中的“抗虫抗虫基因基因”)导入导入受体细胞受体细胞(即接受即接受目的基因目的基因的生物的细胞的生物的细胞,如上例中的棉花细胞如上例中的棉花细胞)？注意注意:一般地一般地,不能将目的基因直接导入受体细胞不能将目的基因直接导入受体细胞.载体载体是什么是什么(生物化学生物化学成分成分)?它从哪里获得它从哪里获得?它它是如何承载目的基因的是如何承载目的基因的?3.3.基因进入受体细胞的载体基因进入受体细胞的载体-“-“分子运输车分子运输车”.”.常用的运载体主要有两类：常用的运载体主要有两类：1 1）质粒质粒:一些细菌细胞质里的一些细菌细胞质里的质粒质粒.2 2）病毒病毒:噬菌体噬菌体(即细菌病

12、毒即细菌病毒)或某些或某些动、植物动、植物病毒病毒.什么是质粒什么是质粒?是一种裸露的、结构简是一种裸露的、结构简单、单、独立于独立于细菌染色体细菌染色体(即即原原核的核的DNADNA)之外之外，并具有自，并具有自我复制能力的双链环状我复制能力的双链环状DNADNA分子分子.质粒是基因工程最常用质粒是基因工程最常用的载体的载体.绝大多数细菌质粒都是绝大多数细菌质粒都是闭合环状闭合环状DNADNA分子。有的一分子。有的一个细菌中有一个，有的一个个细菌中有一个，有的一个细菌中有多个细菌中有多个.小结小结:质粒是小型、质粒是小型、环状的环状的DNADNA分子分子.最常用的质粒是最常用的质粒是大肠杆菌

13、的质粒，其大肠杆菌的质粒，其中常含有中常含有抗药基因抗药基因，如四环素的标记基因如四环素的标记基因。质粒的存在与否对。质粒的存在与否对宿主细胞生存没有决宿主细胞生存没有决定性作用，但复制只定性作用，但复制只能在宿主细胞内完成。能在宿主细胞内完成。质粒的一种质粒的一种:大肠杆菌的质粒大肠杆菌的质粒注意注意:能充当载体的是大肠杆菌的能充当载体的是大肠杆菌的质粒质粒,而而不是大肠不是大肠杆菌杆菌.载体的载体的作用作用有哪些？有哪些？1.作为运输工具，将目的基因作为运输工具，将目的基因(如抗虫基因如抗虫基因)转移到受体细胞转移到受体细胞(如棉花细胞如棉花细胞)中去。中去。2.利用载体在受体细胞利用载体

14、在受体细胞(如棉花细胞如棉花细胞)内，对内，对目的基因目的基因(如抗虫基因如抗虫基因)进行大量复制。进行大量复制。作为载体必须具备哪些条件？作为载体必须具备哪些条件？1 1）能够在宿主细胞中复制并稳定地保存。）能够在宿主细胞中复制并稳定地保存。）能够在宿主细胞中复制并稳定地保存。）能够在宿主细胞中复制并稳定地保存。2 2）载体）载体）载体）载体DNADNA必须有一个或多个限制酶切点，以便目必须有一个或多个限制酶切点，以便目必须有一个或多个限制酶切点，以便目必须有一个或多个限制酶切点，以便目的基因插入到载体上去。的基因插入到载体上去。的基因插入到载体上去。的基因插入到载体上去。3 3）具有某些标

15、记基因，便于进行筛选。如抗菌素的抗）具有某些标记基因，便于进行筛选。如抗菌素的抗）具有某些标记基因，便于进行筛选。如抗菌素的抗）具有某些标记基因，便于进行筛选。如抗菌素的抗性基因、产物具有颜色反应的基因等。性基因、产物具有颜色反应的基因等。性基因、产物具有颜色反应的基因等。性基因、产物具有颜色反应的基因等。4)载体载体载体载体DNADNA必须是安全的必须是安全的必须是安全的必须是安全的,不会对受体细胞有害不会对受体细胞有害不会对受体细胞有害不会对受体细胞有害,或不或不或不或不能进入到除受体细胞外的其他生物细胞中去能进入到除受体细胞外的其他生物细胞中去能进入到除受体细胞外的其他生物细胞中去能进入

16、到除受体细胞外的其他生物细胞中去;5)5)5)载体载体载体载体DNADNA分子大小应适合分子大小应适合分子大小应适合分子大小应适合,以便提取和在体外进以便提取和在体外进以便提取和在体外进以便提取和在体外进行操作行操作行操作行操作,太大就不便操作太大就不便操作太大就不便操作太大就不便操作.双基练习：双基练习：一、基因工程的概念一、基因工程的概念 基因工程是指按照人们的愿望基因工程是指按照人们的愿望,进行严格的设计进行严格的设计,通过体外通过体外_和和_等技术等技术,赋予生物以心得遗赋予生物以心得遗传特性传特性,创造出符合人们的需要的新的创造出符合人们的需要的新的_和和_.又叫做又叫做DNA的重组

17、技术的重组技术.二、二、DNA重组技术的基本工具重组技术的基本工具 1.限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶-“分子手术刀分子手术刀”(1)主要来源主要来源:从从_生物中分离出来的生物中分离出来的.(2)特点特点:能够识别能够识别DNA特定的核苷酸序列特定的核苷酸序列,切开切开 两个两个_之间的之间的_ .(3)DNA末端末端:限制酶切割限制酶切割DNA产生的产生的DNA末末端有两种形式端有两种形式:_和和_.2.DNA连接酶连接酶-“分子缝合针分子缝合针”(1)作用作用:恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的的_.(2)种类种类:E.coli DNA连接酶连接酶:只能

18、缝合只能缝合DNA的的_ T4 DNA连接酶连接酶:既可缝合既可缝合DNA的的_,又可又可缝合双链缝合双链DNA的的_.3.基因进入受体细胞的载体基因进入受体细胞的载体-”分子运输车分子运输车”(1)载体的种类载体的种类 质粒质粒:是一种裸露的是一种裸露的,结构简单结构简单,独立于细菌染独立于细菌染色体之外色体之外,并能够自我并能够自我_能力的双链能力的双链_ DNA 分子分子;_._.(2)载体的特点载体的特点 能够在细胞内能够在细胞内_;有一个或多个有一个或多个_切割位点切割位点,便于供源便于供源DNA的插入的插入.具有具有_基基因因,供重组供重组DNA的鉴定和选择的鉴定和选择.基因工程的

19、基本操作流程基因工程的基本操作流程基因工程的基本操作程序主要包括基因工程的基本操作程序主要包括四个基本步骤：四个基本步骤：1）目的基因目的基因的获取的获取2）“基因表达载体基因表达载体”的构建的构建3）将目的基因）将目的基因导入导入受体细胞受体细胞(即即“转化转化”)4）目的基因的）目的基因的检测检测与与鉴定鉴定步骤一：步骤一：目的基因目的基因的获取的获取什么叫什么叫目的基因目的基因?主要是指编码蛋白质的结构基因主要是指编码蛋白质的结构基因.获取获取目的基因目的基因的途径有哪些的途径有哪些?1.1.从从“基因文库基因文库”中获取中获取.2.2.利用利用“PCR“PCR技术技术”扩增扩增.3.3

20、.直接人工合成直接人工合成(适合于基因较小且已知适合于基因较小且已知其核苷酸顺序其核苷酸顺序)-见课文见课文.共三条共三条.从从基因文库基因文库中获取中获取“目的基因目的基因”：什么叫什么叫“基因文库基因文库”?”?分为分为:1.基因组文库基因组文库:基因文库中包含了一种生物所有的基因基因文库中包含了一种生物所有的基因,这这种基因文库叫做基因组文库种基因文库叫做基因组文库.2.部分基因文库部分基因文库:基因文库中包含了一种生物的一部分基因基因文库中包含了一种生物的一部分基因,这这种基因文库叫做部分基因文库种基因文库叫做部分基因文库.如如cDNA文库文库.将含有某种生物不同基因的许多将含有某种生

21、物不同基因的许多DNADNA片段片段,导入导入受受体菌体菌的群体中储存的群体中储存,各个受体菌分别含有这种生物的不各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因同的基因,称为基因文库称为基因文库(gene library)(gene library)类似从图书馆里取书类似从图书馆里取书.利用利用PCRPCR技术技术扩增扩增“目的基因目的基因”.”.1.1.概念概念:PCR:PCR即即“聚合酶链式反应聚合酶链式反应”,”,是一种在生是一种在生物体外复制特定物体外复制特定DNADNA片断的技术片断的技术.2.2.原理原理:DNA:DNA的半保留复制的半保留复制.3.3.过程过程:(:(见图见图).).4.

22、4.优点优点:大量大量获取目的基因获取目的基因.(.(指数式扩增指数式扩增,近近2 2n n)提示与思考提示与思考:1.1.图中的图中的“模板模板DNADNA”就就是已知核苷是已知核苷酸序列的酸序列的目的基因目的基因.2.2.引物引物是人工合成是人工合成的的,与模板与模板DNA(DNA(即目即目的基因的基因)互补互补,作用是作用是使使_._.3.3.加热的作用是使加热的作用是使_._.4.4.聚合酶聚合酶(Tap(Tap酶酶)是是指指_(_(选选:DNADNA聚合聚合酶酶;RNA;RNA聚合酶聚合酶),),其特其特点是点是_._.5.5.原料是原料是_._.6.6.每扩增一次每扩增一次,目的目

23、的基因基因的数目增加的数目增加_._.7.“7.“退火退火”DNADNA解链解链提示提示:PCRPCR的基本操作的基本操作(过程过程):):PCR是一种反复循环的是一种反复循环的DNA合成反应过程合成反应过程,其基本反应其基本反应有三个步骤：有三个步骤：1.变性变性:通过通过加热加热(高温高温)使模板使模板DNA完全变性成为单链完全变性成为单链,同时引物自身和引物之间存在的局部双链也得以消除同时引物自身和引物之间存在的局部双链也得以消除.2.退火退火:将温度下降至适宜温度，使将温度下降至适宜温度，使引物引物与模板与模板DNA退退火结合；火结合；3.延伸延伸:将温度升高将温度升高,热稳定热稳定D

24、NADNA聚合酶聚合酶(即耐高温即耐高温)以以dNTP(即脱氧核苷酸即脱氧核苷酸)为底物为底物(即原料即原料)催化合成催化合成DNA链延链延伸伸.以上三步为一个循环，新合成的以上三步为一个循环，新合成的DNADNA分子又可以作为下一轮合分子又可以作为下一轮合成的模板，经多次循环后即可达到扩增成的模板，经多次循环后即可达到扩增DNADNA片段的目的片段的目的.显然显然,每循环每循环(扩增扩增)一次一次,就需要添加一次就需要添加一次(共两个共两个)引物引物.提示提示:两个两个引物引物、一个、一个模板模板.人工合成人工合成目的基因目的基因 如果基因比较小，核苷酸序列又已知，也可如果基因比较小，核苷酸

25、序列又已知，也可以通过以通过DNADNA合成仪用化学方法直接合成。合成仪用化学方法直接合成。1.1.通过通过反转录法反转录法合成合成:又分为又分为:目的基因的目的基因的mRNA(已知已知)单链单链DNA双链双链DNA(即目的基因即目的基因)反转录反转录反转录反转录合成合成合成合成2.2.直接合成直接合成.根据已知蛋白质的根据已知蛋白质的根据已知蛋白质的根据已知蛋白质的氨基酸序列，推测出相氨基酸序列，推测出相氨基酸序列，推测出相氨基酸序列，推测出相应的信使应的信使应的信使应的信使RNARNARNARNA序列，然后序列，然后序列，然后序列，然后按照碱基互补配对原则，按照碱基互补配对原则，按照碱基互

26、补配对原则，按照碱基互补配对原则，推测出它的结构基因的推测出它的结构基因的推测出它的结构基因的推测出它的结构基因的核苷酸序列，再通过化核苷酸序列，再通过化核苷酸序列，再通过化核苷酸序列，再通过化学方法，以单核苷酸为学方法，以单核苷酸为学方法，以单核苷酸为学方法，以单核苷酸为原料合成目的基因。原料合成目的基因。原料合成目的基因。原料合成目的基因。蛋白质的氨基酸序列蛋白质的氨基酸序列mRNAmRNA的核苷酸序列的核苷酸序列结构基因的核苷酸序列结构基因的核苷酸序列推测推测推测推测推测推测推测推测目的基因目的基因化学合成化学合成化学合成化学合成 在获取在获取目的基因目的基因后后,如何将目的基如何将目的

27、基因导入因导入受体细胞受体细胞呢呢?能直接导入吗能直接导入吗?必须借助必须借助载体载体!怎样借助怎样借助载体载体将将目的目的基因基因导入受体细胞呢导入受体细胞呢?必须把必须把目的基因目的基因“装到装到”载体载体上上!如何装如何装?步骤二：步骤二：基因表达载体基因表达载体的构建的构建.什么是什么是“基因表达载体基因表达载体”?就是已经装上了就是已经装上了(含有含有)目的基因目的基因的载体的载体.1）用一定的限制酶切割质粒，使其出现一个）用一定的限制酶切割质粒，使其出现一个切口，露出切口，露出黏性末端黏性末端。2）用）用同一种同一种限制酶切取限制酶切取目的基因目的基因，使其产生，使其产生相同的黏性

28、末端。相同的黏性末端。3）将切下的）将切下的目的基因目的基因片段插入质粒的切口处，片段插入质粒的切口处，再加入适量再加入适量DNA连接酶，形成了一个重组连接酶，形成了一个重组DNA分子（重组质粒）分子（重组质粒）目的基因与载体的结合过程，实际上是不同目的基因与载体的结合过程，实际上是不同来源的来源的基因重组基因重组的过程的过程基因表达载体基因表达载体的构建步骤的构建步骤.-见课文见课文.提示与思考提示与思考:1.“1.“基因表达载基因表达载体体”就是已插入就是已插入目的基因目的基因的载体的载体.2.2.看左图回答看左图回答:基因表达载体基因表达载体由哪些部分组成由哪些部分组成?_.?_.3.3

29、.启动子启动子:是有特殊结构的是有特殊结构的DNADNA片断片断,位于目的基位于目的基因的首端因的首端,是是RNARNA聚合酶聚合酶的识别和结合的部位的识别和结合的部位.有有它才能驱动它才能驱动目的基因目的基因转录转录出出MRNA.MRNA.最终获得蛋白最终获得蛋白质质.(不是不是复制复制!)!)4.4.终止子终止子:位于目的基因的端尾端位于目的基因的端尾端.作用是终止作用是终止转录转录.5.5.标记基因标记基因:是为了鉴别受体细胞里是否已经含是为了鉴别受体细胞里是否已经含有目的基因有目的基因,从而将含目的基因的细胞筛选出来从而将含目的基因的细胞筛选出来.如如“抗生素基因抗生素基因”、“荧光标

30、记基因荧光标记基因”等等.(醒目醒目的的,特别的标记特别的标记)6.6.复制原点复制原点是载体是载体复制复制(不是转录不是转录)时的起点时的起点.什么叫什么叫转化转化?将将目的基因进入受体细胞内，并且在受体目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内细胞内维持稳定维持稳定(如复制如复制)和和表达表达(即转录、翻译即转录、翻译为特定蛋白质及表现特定性状等为特定蛋白质及表现特定性状等)的过程的过程.受体细胞受体细胞是指什么是指什么?它包括哪些细胞它包括哪些细胞?提示提示:注意注意,目的基因目的基因是随着是随着基因表达载体基因表达载体被导入受被导入受体细胞的体细胞的,而不是被单独导入的而不是被单独导入的

31、.步骤三：步骤三：转化转化-将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞1.1.将目的基因导入将目的基因导入植物植物细胞细胞-农杆菌农杆菌转化法转化法.提示提示:(1)(1)农杆菌农杆菌及及农杆菌转化法农杆菌转化法:农杆菌是农杆菌是土壤中土壤中的一种细菌的一种细菌.能感染双子叶植物和裸子植物能感染双子叶植物和裸子植物.其其细胞里含细胞里含TiTi质粒质粒,该质粒上含有一段该质粒上含有一段DNADNA叫叫“T-T-DNADNA”(”(叫叫“可转移的可转移的DNA”).DNA”).将将目的基因目的基因插入插入到该到该“T-DNAT-DNA”中中,通过使农杆菌感染植物通过使农杆菌感染植物,而将而将目

32、的基因转化入植物细胞并将其插入到植物细目的基因转化入植物细胞并将其插入到植物细胞中的染色体的胞中的染色体的DNADNA上上.(2)(2)将目的基因导入将目的基因导入植物植物细胞的方法还有细胞的方法还有:基因枪法基因枪法和和花粉通道法花粉通道法.将目的基因导入植物细胞的其他方法将目的基因导入植物细胞的其他方法:花粉管通道法花粉管通道法 基因枪法基因枪法.2.2.将目的基因导入将目的基因导入动物动物细胞细胞-显微注射法显微注射法.用口径为用口径为1m的的DNA注注射器，将大量射器，将大量目的基因目的基因片段片段(注意注意:是含是含目的基因目的基因的的“基因表达载体基因表达载体”,”,而不是而不是裸

33、的目的基因裸的目的基因)注入到受精注入到受精卵的核内，然后把经过注射卵的核内，然后把经过注射的受精卵移植到另一只雌性的受精卵移植到另一只雌性动物的子宫内，使受精卵发动物的子宫内，使受精卵发育为转基因动物。育为转基因动物。什么叫显微注射技术？什么叫显微注射技术？3.3.将目的基因导将目的基因导入入微生物微生物细胞细胞感受态细胞法感受态细胞法.大肠杆菌细胞是最常用的微生物受体细胞大肠杆菌细胞是最常用的微生物受体细胞.转化方法是转化方法是:首先用首先用CaCa2+2+(如如CaCLCaCL溶液溶液)处理细胞处理细胞,以增大细菌以增大细菌以增大细菌以增大细菌细胞壁的细胞壁的细胞壁的细胞壁的通透性通透性

34、通透性通透性,使细胞处于一种能吸收周围环境中使细胞处于一种能吸收周围环境中DNADNA分子的生理状态分子的生理状态,这种细胞称为这种细胞称为感受态细胞感受态细胞.第二步是将重组表达载体第二步是将重组表达载体DNADNA分子溶于缓冲液中分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合与感受态细胞混合,在一定的温度下促进感受态细胞吸在一定的温度下促进感受态细胞吸收收DNADNA分子分子,完成转化过程完成转化过程.1）将细菌用）将细菌用CaCl2处理处理，以，以增大增大细菌细菌细细胞壁的通透性胞壁的通透性。2）使含有目的基因的）使含有目的基因的重组质粒进入重组质粒进入受体受体细胞。细胞。3）目的基因在受体细胞内，随

35、其繁殖而）目的基因在受体细胞内，随其繁殖而复制复制，由于细菌，由于细菌繁殖的速度繁殖的速度非常快，在很非常快，在很短的时间内就能获得短的时间内就能获得大量大量的目的基因。的目的基因。导入过程导入过程：运载体为质粒，受体细胞为细菌：运载体为质粒，受体细胞为细菌受体细胞：细菌受体细胞：细菌细胞壁的通透性增大细胞壁的通透性增大重组质粒进入受体细胞重组质粒进入受体细胞目的基因随受体细胞的繁殖而复制目的基因随受体细胞的繁殖而复制氯化钙氯化钙大量的目的基因大量的目的基因 通过通过转化转化以后以后,目的基因目的基因是否是否真正插入到了真正插入到了受体细胞受体细胞的的DNA中，是否能够在中，是否能够在受体细胞

36、受体细胞中稳中稳定遗传和正确表达呢定遗传和正确表达呢?这只有通过这只有通过检测、鉴检测、鉴定定才能得知才能得知.步骤四：步骤四：目的基因目的基因的检测与鉴定的检测与鉴定怎样检测和鉴定怎样检测和鉴定?-见课文见课文.思考思考:有哪几种检测方法有哪几种检测方法?每一种方法的原理每一种方法的原理是什么是什么?步骤如何步骤如何?提示提示:目的基因的检测与鉴定目的基因的检测与鉴定检测检测鉴定鉴定检测检测转基因生物转基因生物染色体的染色体的DNA DNA 上是否插入了目的基因上是否插入了目的基因检测目的基因是否转录出了检测目的基因是否转录出了mRNAmRNA检测目的基因是否翻译成蛋白质检测目的基因是否翻译

37、成蛋白质抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等方法方法方法方法-方法方法DNADNA分子杂交分子杂交分子杂交分子杂交（注意与上不同之处）（注意与上不同之处）抗原抗体杂交抗原抗体杂交DNADNA分子杂交原理：分子杂交原理：DNA DNA分子杂交是基因诊断最基本的方法之分子杂交是基因诊断最基本的方法之一。其基本原理是：互补的一。其基本原理是：互补的DNADNA单链能够在一单链能够在一定条件下结合成双链，即能够进行杂交。这种定条件下结合成双链，即能够进行杂交。这种结合是特异的，即严格按照碱基互补配对进行。结合是特异的，即严格按照碱基互补配对进行。因此，当用一段因此，当用一段已知

38、基因的核苷酸序列作为已知基因的核苷酸序列作为探探针针，与被测基因进行接触，若两者的碱基完全，与被测基因进行接触，若两者的碱基完全配对成双链，则表明配对成双链，则表明被测基因被测基因中含有已知的基中含有已知的基因序列。因序列。基因探针：基因探针：基因探针基因探针就是一段与就是一段与目的基因目的基因或或DNADNA互补互补的的特异核苷酸序列特异核苷酸序列。它包括整个基因，或基因的。它包括整个基因，或基因的一部分；可以是一部分；可以是DNADNA本身，也可以是由之转录本身，也可以是由之转录而来的而来的RNARNA。1.1.检测转基因生物染色体的检测转基因生物染色体的DNADNA上是否插入目的基因上是

39、否插入目的基因2.2.2.2.检测目的基因是否转录出了检测目的基因是否转录出了检测目的基因是否转录出了检测目的基因是否转录出了mRNAmRNAmRNAmRNA 上图显示上图显示,基因探针基因探针只能和只能和_(_(选选:目的基因目的基因;非目的基因非目的基因)杂交杂交.-个体生物学水平的鉴定个体生物学水平的鉴定 如一个抗虫或抗如一个抗虫或抗如一个抗虫或抗如一个抗虫或抗病的目的基因导入病的目的基因导入病的目的基因导入病的目的基因导入植物细胞后，是否植物细胞后，是否植物细胞后，是否植物细胞后，是否赋予赋予赋予赋予抗虫或抗病特抗虫或抗病特抗虫或抗病特抗虫或抗病特性，需要做抗虫或性，需要做抗虫或性，需

40、要做抗虫或性，需要做抗虫或抗病的接种实验，抗病的接种实验，抗病的接种实验，抗病的接种实验，以确定是否具有抗以确定是否具有抗以确定是否具有抗以确定是否具有抗性以及抗性的程度。性以及抗性的程度。性以及抗性的程度。性以及抗性的程度。3.3.检测目的基因是否翻译成蛋白质检测目的基因是否翻译成蛋白质多细胞生物的检测，将每个受体细胞单独培多细胞生物的检测，将每个受体细胞单独培养并诱导发育成完整个体，检测这些个体是否摄养并诱导发育成完整个体，检测这些个体是否摄入目的基因，摄入的基因是否表达（是否表现出入目的基因，摄入的基因是否表达（是否表现出相应的性状）。淘汰无变化的个体，保留有相应相应的性状）。淘汰无变化的个体，保留有相应变化的个体进一步培养、研究。变化的个体进一步培养、研究。例：用棉铃饲喂棉例：用棉铃饲喂棉铃虫，如虫吃后不出现铃虫，如虫吃后不出现中毒症状，说明未摄入中毒症状，说明未摄入目的基因或摄入目的基目的基因或摄入目的基因未表达。如虫吃后中因未表达。如虫吃后中毒死亡，则说明摄入了毒死亡，则说明摄入了抗虫基因并得到表达。抗虫基因并得到表达。