3.2基因工程操作的基本程序3课件-2024-2025学年高二下学期生物人教版选择性必修3

选择性必修3第2节：基因工程的基本操作程序-3将目的基因导入受体细胞目的基因的检测与鉴定培养发光矮牵牛的步骤目的基因的筛选与获取1将目的基因导入受体细胞3基因表达载体的构建2目的基因的检测与鉴定4基因表达载体受体细胞导入动物植物微生物三、将目的基因导入受体细胞三、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花粉管通道法（我国科学家独创）农杆菌转化法导入植物细胞导入微生物细胞导入动物细胞显微注射法Ca2+处理法三、将目的基因导入受体细胞——导入植物细胞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）操作方式：①用微量注射器将含目的基因的DNA溶液直接注入子房中；②在植物受粉后一定时间内，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。2.农杆菌转化法冠瘿瘤农杆菌是普遍存在于土壤中的一种革兰氏阴性菌，它能在自然条件下趋化性地感染大多数双子叶植物和裸子植物的受伤部位，并诱导产生冠瘿瘤等。三、将目的基因导入受体细胞——导入植物细胞2.农杆菌转化法转化：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。（1）农杆菌的特点：能在自然条件下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。单子叶三、将目的基因导入受体细胞——导入植物细胞2.农杆菌转化法（2）转化原理：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

。染色体的DNA上Ti质粒T-DNA三、将目的基因导入受体细胞——导入植物细胞Ti质粒T-DNA农杆菌Ti质粒目的基因构建表达载体含目的基因的重组Ti质粒转入农杆菌含重组Ti质粒的农杆菌植物细胞导入植物细胞表现出新性状的植物将目的基因插入染色体DNA中（3）农杆菌转化法过程：②农杆菌转化法原理

__________插入Ti质粒的________中形成重组Ti质粒重组Ti质粒转入__________转化植物细胞目的基因插入植物细胞中的________________上目的基因在植物细胞中稳定存在并__________表达目的基因T-DNA农杆菌染色体DNA农杆菌转化法两次拼接、两次导入①两次拼接第一次拼接：目的基因拼接到

上；第二次拼接(非人工操作)：被插入目的基因的T-DNA拼接

到

上。含重组Ti质粒的农杆菌Ti质粒的T-DNA受体细胞染色体的DNA农杆菌转化法两次拼接、两次导入②两次导入第一次导入：将含目的基因的重组Ti质粒导入

；第二次导入(非人工操作)：含目的基因的T-DNA导入

。

含重组Ti质粒的农杆菌农杆菌受体细胞研究人员将两个抗虫基因(T)导入棉花细胞内培育转基因抗虫棉。那么两个抗虫基因在染色体上随机整合有几种情况？转两个T基因普通棉花细胞甲乙丙思考·讨论有三种情况，如右图所示。若甲、乙、丙三种植株自交，其后代抗虫与不抗虫的比例为多少？甲自交→全为抗虫乙自交→抗虫：不抗虫=3:1丙自交→抗虫：不抗虫=15:1三、将目的基因导入受体细胞——导入动物细胞(1)受体细胞：(2)导入方法：显微注射法受精卵三、将目的基因导入受体细胞——导入动物细胞(3)过程：

并提纯利用

将表达载体注入动物.获得

。构建基因表达载体显微注射受精卵早期胚胎培养胚胎移植具新性状的动物三、将目的基因导入受体细胞——导入微生物细胞Ca2+感受态细胞（1）受体细胞：原核生物（常用大肠杆菌）优点：①繁殖周期短②体积小易于培养操作③多为单细胞④遗传物质相对较少（2）方法：Ca2+处理法Ca2+的作用：增加细胞壁的通透性，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态（感受态细胞）。大肠杆菌细胞吸收胰腺提取筛选胰岛素mRNA胰岛素cDNA逆转录重组质粒质粒导入大肠杆菌mRNA胰岛素原胰岛素加工用原核生物生产胰岛素示意图逆转录酶胰岛素原无生物学活性的原因？植物细胞动物细胞微生物细胞常用方法受体细胞转化过程项目种类花粉管通道法或农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞几种方法比较显微注射法Ca2＋处理法受精卵或体细胞受精卵原核细胞目的基因插入Ti质粒的T­DNA上→导入植物细胞→整合到受体细胞的染色体DNA中→表达目的基因表达载体提纯→取卵（受精卵）→显微注射→受精卵发育→获得具有新性状的动物Ca2＋处理细胞→能吸收周围环境中DNA分子的生理状态细胞→重组的基因表达载体导入细胞中四、目的基因的检测与鉴定将发光基因导入受体细胞后，我们并不知道导入是否成功，也不确定目的基因是否能够正常表达。这就需要对目的基因进行检测与鉴定。那么，都有哪些检测与鉴定的方法呢？这些方法又分别检测什么呢？1.分子水平检测①检测目的基因是否导入（PCR等技术检测）②检测目的基因是否转录（PCR等技术检测）③检测目的基因是否翻译（抗原-抗体杂交检测）2.个体水平检测四、目的基因的检测与鉴定四、目的基因的检测与鉴定检测矮牵牛的染色体DNA上是否插入了发光基因1.分子水平的检测——方法一通过PCR等技术检测①检测目的基因是否导入转基因生物提取DNAPCR操作是否扩增出目的基因M：marker；1-阳性质粒；2：原始品系；3-9发光品系；

PCR琼脂糖凝胶电泳检测结果电泳操作对于PCR产物电泳结果符合预期的，通常需进一步通过基因测序确认，原因是？

电泳只能测定DNA长度，无法确定待检测DNA分子的碱基序列四、目的基因的检测与鉴定原理：碱基互补配对1.分子水平的检测——方法二核酸杂交技术①检测目的基因是否导入原因：带标记的基因探针，与目的基因DNA单链在一定条件下互补配对，结合成双链，从而出现杂交带。提取RNA转膜标记的DNA/RNA探针RNADNA分子杂交（Southern-blot)流程图四、目的基因的检测与鉴定检测发光基因是否转录出mRNA1.分子水平的检测——通过PCR等技术检测②检测目的基因是否转录提取矮牵牛细胞mRNA逆转录产生DNA用与发光基因相关的引物进行PCR扩增对扩增产物进行检测BtM3C0T-9T-2T-51T-5T-23T-11T-20T-21T-34T-1010个PCR阳性植株中，有四株发光基因发生转录四、目的基因的检测与鉴定检测发光基因是否翻译出mRNA提取RNA转膜标记的DNA/RNA探针RNA1.分子水平的检测——通过核酸分子杂交技术②检测目的基因是否转录四、目的基因的检测与鉴定1.分子水平的检测——通过抗原——抗体杂交检测过程：提取转基因植物的蛋白质+相应抗体→是否出现杂交带如：检测发光基因是否翻译成发光蛋白③检测目的基因是否翻译四、目的基因的检测与鉴定2、个体水平的检测没有发光基因的植株有发光基因的植株成功与否的最终鉴定标准！四、目的基因的检测与鉴定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2、个体水平的检测四、目的基因的检测与鉴定目的基因是否插入个体mRNA转录蛋白质翻译抗原——抗体杂交技术检测抗虫、抗病接种实验等鉴定PCR等技术通过以上步骤，我们就可以得到一株发光矮牵牛了，基因工程使人们更容易培育出具有优良性状的动植物品种，获得很多过去难以得到的生物制品，造福人类，但是，