人教版高中生物学选择性必修3生物技术与工程精品课件 第3章 基因工程 第2节 基因工程的基本操作程序 (2).ppt

常用方法农杆菌转化法花粉管通道法显微注射技术感受态细胞法特点适用于双子叶植物和裸子植物不需要专门的组织培养能有效地将目的基因导入动物细胞操作简便有效[典型例题]下图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图。下列叙述错误的是()A.①→②利用两种不同限制酶处理,能避免抗虫基因的DNA片段自身环化B.②→③可用氯化钙处理农杆菌,有助于促进重组Ti质粒转入农杆菌细胞中C.③→④用农杆菌侵染植物细胞,重组Ti质粒整合到植物细胞的染色体上D.④→⑤用植物组织培养技术培养,具有抗虫性状的植株产生了可遗传变异答案:C解析:③→④用农杆菌侵染植物细胞,重组Ti质粒的T-DNA片段会整合到植物细胞的染色体上。[问题引领]知识点四目的基因的检测与鉴定1.完成第三步操作后,是否意味着目的基因一定成功导入了受体细胞?是否意味着转基因生物就一定培育成功?为什么?提示:否。目的基因进入受体细胞后是否能稳定存在、是否能传递给下一代、是否能表达和发挥作用,只有通过检测与鉴定才能知道。2.目的基因的检测与鉴定可从哪几个水平进行?提示:①分子水平的检测:通过PCR等技术检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因或检测目的基因是否转录出了mRNA;从转基因生物中提取蛋白质,用相应的抗体进行抗原—抗体杂交,检测目的基因是否翻译成相应的蛋白质。②个体生物学水平的检测。[归纳提升]目的基因检测的必要性:目的基因成功导入受体细胞后,不一定在受体细胞中稳定存在、不一定遗传给下一代、不一定表达和发挥作用,因此需要做目的基因的检测与鉴定。首先是分子水平的检测,包括检测目的基因是否插入受体细胞的染色体DNA上,常借助PCR等技术;检测目的基因是否转录出mRNA;检测目的基因是否翻译出蛋白质,采用抗原—抗体杂交技术。其次,进行个体生物学水平的鉴定。包括抗虫、抗病的接种实验,以确定是否有抗性以及抗性的程度;基因工程产品与天然产品的活性比较,以确定功能是否相同等。如下图所示。[典型例题]在培育转基因植物的研究中,卡那霉素抗性基因(KanR)常作为标记基因,只有含卡那霉素抗性基因的细胞和组织才能在含卡那霉素的培养基上生长。下图为获得抗虫棉的技术流程。下列有关叙述错误的是()A.①过程需要的酶有限制性内切核酸酶和DNA聚合酶B.②过程需要加入卡那霉素进行选择培养C.④过程可以采用一定的技术进行分子水平的检测D.④过程可以用虫感染植株进行个体水平的检测答案:A解析:①过程构建基因表达载体,需要限制性内切核酸酶和DNA连接酶;②过程需要借助标记基因的功能进行筛选,由于以卡那霉素抗性基因作为标记基因,所以需要在培养基中添加卡那霉素;④过程对目的基因的检测和鉴定,既可在分子水平上进行,也可在个体水平上进行。本课结束3.基因表达载体的构建过程一般用同种或能产生相同末端的限制酶分别切割载体和含有目的基因的DNA片段,再利用DNA连接酶把两者连接形成一个重组DNA分子(如下图所示)。三、将目的基因导入受体细胞1.花粉管通道法花粉管通道法有多种操作方式。例如,可以用微量注射器将含目的基因的DNA溶液直接注入子房中;可以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,使目的基因借助花粉管通道进入胚囊。2.农杆菌转化法(1)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。(2)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。能将Ti质粒上的T-DNA转移到被侵染的细胞,并且将其整合到该细胞的染色体DNA上。(3)过程3.将目的基因导入动物细胞和微生物细胞的方法:将目的基因导入动物细胞最常用的方法是利用显微注射将目的基因注入动物的受精卵中;将目的基因导入大肠杆菌细胞一般先用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。四、目的基因的检测与鉴定1.检测与鉴定的目的:判断目的基因进入受体细胞后,是否稳定维持和表达其遗传特性。2.检测方法(1)分子水平的检测:通过PCR等技术检测棉花的染色体DNA上是否插入了Bt基因或检测Bt基因是否转录出了mRNA;用相应的抗体进行抗原—抗体杂交,检测Bt基因是否翻译成Bt抗虫蛋白等。?(2)个体生物学水平的鉴定,如通过采摘抗虫棉的叶片饲喂棉铃虫来确定Bt基因是否赋予了棉花抗虫特性以及抗性的程度。五、DNA片段的扩增及电泳鉴定1.原理:(1)PCR利用了DNA的热变性原理,通过调节温度来控制DNA双链的解聚与结合。PCR仪实质上就是一台能够自动调控温度的仪器。一次PCR一般要经历30次循环。