2024-2025学年高二生物人教版选择性必修3 第3章 第2节 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.docx

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

[学习目标]1.阐明将目的基因导入受体细胞的方法。2.阐明目的基因的检测与鉴定的方法。

1．将目的基因导入受体细胞

(1)将目的基因导入植物细胞

①花粉管通道法

a．用微量注射器将含目的基因的DNA溶液直接注入子房中。

b．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

a．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。

b．农杆菌的特点：农杆菌细胞内含有Ti质粒，当它侵染植物细胞后，能将Ti质粒上的T－DNA(可转移的DNA)转移到被侵染的细胞内，并且将其整合到该细胞的染色体DNA上。

c．目的基因插入Ti质粒的T－DNA中→导入植物细胞→整合到受体细胞的染色体DNA上→表现出新性状的植株。

(2)将目的基因导入动物细胞

①方法：显微注射技术。

②受体细胞：受精卵。

③过程：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。

(3)将目的基因导入微生物细胞

常以大肠杆菌作为受体细胞，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。

2．目的基因的检测与鉴定

(1)分子水平的检测

①导入水平：通过PCR等技术检测受体细胞的染色体DNA上是否插入了目的基因。

②转录水平：利用PCR等技术检测目的基因是否转录出了mRNA。

③翻译水平：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蛋白质等。

(2)个体生物学水平的鉴定：抗虫、抗病接种实验等。

3．基因工程的基本操作程序

判断正误

(1)为培育抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体细胞()

(2)Ti质粒上的T－DNA可转移到植物细胞内，并且与其染色体DNA整合在一起()

(3)常用卵细胞作为培育转基因动物的受体细胞()

(4)检测目的基因是否成功表达可用抗原—抗体杂交技术()

(5)用PCR技术检测目的基因是否转录出mRNA，利用了碱基互补配对原则()

(6)基因工程是否成功需进行个体生物学水平的鉴定()

答案(1)×(2)√(3)×(4)√(5)√(6)√

提示(1)为培育抗除草剂的作物新品种，受体细胞可以是受精卵，也可以是体细胞。(3)常用受精卵作为培育转基因动物的受体细胞。

任务：分析将目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定

1．在用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T－DNA(可转移的DNA)上，原因是农杆菌中的Ti质粒上的T－DNA可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。

2．基因表达载体中具备标记基因(如抗生素抗性基因)，已经对受体细胞进行了筛选，基因工程的第四步还要对目的基因进行检测和鉴定，原因是：在含抗生素的选择培养基上能生长的可能是导入了基因表达载体或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。

3．如果目的基因是抗虫基因，在个体水平上检测的方法是进行抗虫接种实验；如果目的基因是耐盐基因，在个体水平上检测的方法是用一定浓度的盐水浇灌。

1．农杆菌转化法中两次拼接、两次导入的辨析

(1)两次拼接：第一次拼接是将目的基因拼接到Ti质粒的T－DNA上；第二次拼接(非人工操作)指被插入目的基因的T－DNA拼接到受体细胞染色体的DNA上。

(2)两次导入：第一次导入是将含目的基因的重组Ti质粒导入农杆菌；第二次导入(非人工操作)是将含目的基因的T－DNA导入受体细胞。

2．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。

3．个体水平上检测转基因生物的方法举例

转基因生物

检测方法

观察目标

抗虫植物

害虫吞食

害虫是否死亡

抗病植物

病毒(菌)感染

是否出现病斑

抗盐植物

盐水浇灌

是否正常生长

抗除草剂植物

喷洒除草剂

是否正常生长

获取目的基因产物的转基因生物

提取细胞产物与天然产品进行功能活性比较

细胞产物功能活性是否正常

4.目的基因的检测与鉴定

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