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1、人教版高中生物 选择性必修3第3章基因工程第2课时将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定1阐明将目的基因导入受体细胞的方法(重点)。2阐明目的基因的检测与鉴定的方法(重点)。3阐明基因工程的原理和基本操作程序(重、难点)。情境导入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一步第二步第二步第三步第三步第四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u构建好的Bt基因表达载体通过什么方式导入棉花细胞？在获得转基因产品的过程中，受体细胞有植物、动物、微生物之分，受体 细胞不同，将目的基因导入受体细胞的方法也不完全相同。u将目的基因导入受体细胞的方法有哪些，分别适
2、用于什么生物？将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定1.将目的基因导入受体细胞 将目的基因导入受体细胞的方法 导入植物细胞导入动物细胞导入微生物细胞转化：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。农杆菌转化法（常用）花粉管通道法显微注射法Ca2+处理法（我国科学家独创）1.将目的基因导入受体细胞 u在植物授粉后一定时间内，剪去柱头，将DNA溶液滴在花柱切面，使目的基因借助花粉管通道进入胚囊。u用微量注射器将含目的基因的DNA溶液直接注入子房中；1.花粉管通道法（我国科学家独创的将Bt基因导入棉花细胞的方法）导入植物细胞操作方式：1.将目的基因导入受体细胞 能在自然条件
3、下可侵染双子叶植物和裸子植物，而对大多数单子叶植物没有侵染能力。随着转化方法的突破，用农杆菌侵染水稻、玉米等多种 植物也取得了成功。农杆菌细胞内含有 ，当它侵染植物细胞时，Ti质粒的_可转移至被侵染的细胞，并且将其整合到该细胞的 。（2）转化原理：（1）农杆菌的特点：T-DNATi质粒大型环状DNA农杆菌T-DNA染色体DNA上单子叶Ti质粒2.农杆菌转化法导入植物细胞1.将目的基因导入受体细胞 构建表达载体导入植物细胞目的基因插入植物细胞染色体DNA上表达新性状转入农杆菌(3)过程：植物组织培养Ti质粒目的基因第一次导入第一次导入第第二二次导入次导入第一次拼接第一次拼接第第二二次拼接次拼接1
4、.将目的基因导入受体细胞(3)过程：植物组织培养第一次导入第一次导入第第二二次导入次导入第一次拼接第一次拼接第第二二次拼接次拼接将目的基因拼接到 Ti 质粒的 T-DNA上。(非人工操作)是指含目的基因的 T-DNA 被拼接到受体细胞的染色体DNA上。(非人工操作)含目的基因的 T-DNA 导入受体细胞。将含目的基因的Ti质粒重新导入农杆菌。1.在用土壤农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞的过程中，一定要将目的基因插入到Ti质粒的 TDNA 上的原因是什么？原因是农杆菌中的Ti质粒上的 TDNA(可转移的DNA)可转移至被侵染的细胞，并且整合到该细胞的染色体DNA上。活动1分析将目的基因导入受体
5、细胞1.将目的基因导入受体细胞 目的基因的表达载体提纯取卵（受精卵）显微注射受精卵发育获得具有新性状的动物导入动物细胞显微注射法个体大，易操作。受精卵全能性高，易培养成完整个体。1.将目的基因导入受体细胞 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DNA分子的生理状态。过程：Ca2+处理细胞感受态细胞表达载体与感受态细胞混合感受态细胞吸收DNA分子大肠杆菌细胞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。导入微生物细胞Ca2+处理法2.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
6、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。活动2分析目的基因的检测与鉴定2.目的基因的检测与鉴定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等技术检测转基因生物提取DNAPCR操作是否扩增出目的基因 M：marker；1-阳性质粒；阳性质
7、粒；2：原始品系；：原始品系；3-9转转Bt品系；品系；PCR琼脂糖凝胶电泳检测结果琼脂糖凝胶电泳检测结果电泳操作1.分子水平的检测2.目的基因的检测与鉴定检测目的基因是否转录如：检测Bt基因是否翻译出mRNA通过PCR等技术检测提取棉花细胞mRNA逆转录产生DNA对扩增产物进行检测用与Bt基因相关的引物进行PCR扩增BtM3C0T-9T-2T-51T-5T-23T-11T-20T-21T-34T-1010个PCR阳性棉花植株中，有四株Bt基因发生转录1.分子水平的检测2.目的基因的检测与鉴定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1.分子水平的检测苏云
8、金芽孢杆菌苏云金芽孢杆菌提取提取BtBt毒蛋白毒蛋白注射小鼠体内注射小鼠体内抗体抗体标记抗体标记抗体提取蛋白提取蛋白电泳分离电泳分离抗原抗体杂交杂交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、活性正常抗性鉴定、活性鉴定等活动2分析目的基因的检测与鉴定2.个体水平检测：3.基因工程的基本操作程序用限制酶切割载体和含有目的基因的DNA片段，然后用DNA连接酶连接，构建基因表达载体将含有目的基因的表达载体导入受体细
9、胞检测和鉴定目的基因是否稳定维持和表达其遗传特性获取质粒、噬菌体等载体筛选和获取目的基因1.受体细胞的选择(1)对于植物来说，受体细胞可以是受精卵或体细胞，因为植物细胞具有全能性。(2)对于动物来说，受体细胞一般是受精卵，因为受精卵的全能性高，而高度分化的动物体细胞的全能性受到抑制。(3)大肠杆菌和酵母菌在基因工程中都可以作为受体细胞，但又有所不同。大肠杆菌为原核细胞，而酵母菌为真核细胞(具有多种细胞器)，所以在生产需要加工和分泌的蛋白质时，酵母菌比大肠杆菌有优势。核心归纳2.目的基因的检测与鉴定核心归纳导 练1.(2022河北石家庄高二期中)我国科学家将富含赖氨酸的蛋白质编码基因导入某植物，
10、富含赖氨酸的蛋白质编码基因编码区共含678个碱基对，科学家利用了Xba和Sac两种限制酶，并运用农杆菌转化法，将富含赖氨酸的蛋白质编码基因导入植物叶片细胞，再经植物组织培养获得转基因植株，使赖氨酸的含量比对照组明显提高。如图所示是相关培育过程，下列说法正确的是A.重组质粒利用Sac和Hind切割后能得到1 500 bp片段，则表明目的基因正确插入质粒B.图中过程采用农杆菌转化法，是因为农杆菌易侵染双子叶植物和裸子植物C.植物组织培养过程中，培养基中添加卡那霉素或新霉素都可以用于筛选转基因植株D.过程前获得的重组质粒只需要两种工具，即限制酶和DNA连接酶导 练解析根据所用限制酶在质粒上的切割位点
11、可知，由于重组质粒上移除1 900 bp而插入了目的基因的678个碱基对，加上未移除的822 bp，所以用Sac和Hind切割重组质粒后，可得到8226781 500(bp)的新片段，A正确；图中过程采用农杆菌转化法，过程需要用Ca2处理，B错误；插入植物细胞染色体上的是质粒的TDNA片段，而卡那霉素抗性基因不在此片段上，成功导入的植物细胞对卡那霉素无抗性，不能用卡那霉素筛选，C错误；表示将目的基因导入农杆菌细胞，过程前获得的重组质粒需要三种工具，即限制酶、DNA连接酶和载体，D错误。导 练2.(2022吉林长春高二阶段练习)利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需的产品。下列选项中能说明目的基因在导入受体细胞后完成表达的是A.棉花细胞中检测到载体上的标记基因B.山羊乳腺细胞中检测到人生长激素基因C.大肠杆菌中检测到人胰岛素基因的mRNAD.酵母菌细胞中提取到人的干扰素解析A、B两项只说明目的基因已导入受体细胞中；C项说明目的基因在受体细胞中转录出了mRNA；D项含有人的干扰素基因的酵母菌合成了人的干扰素，说明目的基因完成了表达。网络构建