《4.1 基因工程赋予生物新的遗传特性（第3课时） 高二生物 课件（2019浙科版选择性必修3）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《4.1 基因工程赋予生物新的遗传特性（第3课时） 高二生物 课件（2019浙科版选择性必修3）（21页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、浙科版浙科版2019版版选择性选择性必修三必修三第一节体液调节是通过化学信号实现的调节第一节体液调节是通过化学信号实现的调节第一节体液调节是通过化学信号实现的调节第一节体液调节是通过化学信号实现的调节第四章第四章 基因工程基因工程第二节神经系统通过下丘脑控制内分泌系统第二节神经系统通过下丘脑控制内分泌系统第二节神经系统通过下丘脑控制内分泌系统第二节神经系统通过下丘脑控制内分泌系统第一节基因工程赋予生物新的遗传特性第一节基因工程赋予生物新的遗传特性第第3课时课时基因工程基因工程的的基本操作步骤基本操作步骤2基因工程的基本操作步骤基因工程的基本操作步骤获取获取目的基因目的基因、构建构建重组重组DN
2、A分子分子（核心）（核心）、将重组将重组DNA分子导入分子导入受体受体细胞细胞、检测目的基因及其检测目的基因及其表达产物表达产物等。等。三、将重组三、将重组DNADNA分子导入受体分子导入受体细胞细胞2 2、常用的受体细胞：、常用的受体细胞：大肠杆菌、枯草杆菌、酵母菌大肠杆菌、枯草杆菌、酵母菌和动植物和动植物细胞等细胞等3、导入方法：、导入方法：1 1、含义：、含义：用适当的方法将形成的用适当的方法将形成的重组重组DNADNA分子转移到合分子转移到合 适的受体细胞中。适的受体细胞中。（1）将目的基因导入微生物细胞）将目的基因导入微生物细胞大肠杆菌细胞最常用的转化方法是大肠杆菌细胞最常用的转化方
3、法是:首先首先低温、低温、用用CaCa2+2+（低浓度低浓度CaCl2CaCl2溶液溶液）处处理细胞理细胞,以增大细菌以增大细菌细胞壁细胞壁的通透性的通透性（增强细（增强细菌捕获外源菌捕获外源DNADNA的能力）的能力）,使细胞处于一种能使细胞处于一种能吸收周围环境中吸收周围环境中DNADNA分子的生理状态分子的生理状态,这种细这种细胞称为感受态细胞胞称为感受态细胞.第二步是将第二步是将重组重组DNADNA分子分子溶于缓冲液中与溶于缓冲液中与感感受态细胞（大肠杆菌）混合受态细胞（大肠杆菌）混合,在一定的温度在一定的温度（低温）下使外源（低温）下使外源DNADNA黏附于受体细胞表面，黏附于受体细
4、胞表面，最后进行短暂的最后进行短暂的热刺激热刺激处理，使处理，使外源外源DNADNA转入转入细胞。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（2 2）将）将目的基因导入动物目的基因导入动物细胞细胞显微注射法显微注射法提纯含目的基因的重组提纯含目的基因的重组DNA体外显微注射入体外显微注射入受精卵（雄核）受精卵（雄核）受精卵培养后移植受精卵培养后移植显微操作仪显微操作仪（3 3）将）将目的基因导入植物细胞目的基因导入植物细胞农杆菌转化农杆菌转化法（常使用）法（常使用）植物组织植物组织培养技术培养技术农杆菌感染农杆菌感染植物细胞植物细胞重组重组Ti质粒转质粒转化农杆化农杆菌
5、菌Ti质粒上的质粒上的T-DNA片段能整合到植片段能整合到植物染色体物染色体DNA中中生物种类生物种类植物细胞植物细胞动物细胞动物细胞微生物细胞微生物细胞常用方法常用方法农杆菌转化法农杆菌转化法显微注射技术显微注射技术Ca2+Ca2+处理处理法、感受态细胞法、感受态细胞法法受体细胞受体细胞体细胞、受精卵体细胞、受精卵受精卵受精卵原核细胞原核细胞转化过程转化过程将重组将重组DNADNA分子分子农杆农杆菌菌导入植物细胞导入植物细胞融融合到受体细胞的合到受体细胞的DNADNA中中得以表达得以表达将重组将重组DNADNA分子提纯分子提纯取卵（受精卵）取卵（受精卵）显微显微注射注射受精卵发育受精卵发育获
6、获得具有新性状的动物得具有新性状的动物CaCICaCI2 2处理大肠杆菌细胞处理大肠杆菌细胞大肠杆菌细胞的细胞壁的大肠杆菌细胞的细胞壁的通透性增加通透性增加含有目的基含有目的基因的重组质粒因的重组质粒（DNADNA）进入进入大肠杆菌细胞大肠杆菌细胞3、导入方法：、导入方法：还有电击法、基因枪法与花粉管通道法还有电击法、基因枪法与花粉管通道法导入过程完成后，全部受体细胞都能摄入重组导入过程完成后，全部受体细胞都能摄入重组DNADNA分分子吗？子吗？真正能摄入重组真正能摄入重组DNADNA分子的受体细胞很少分子的受体细胞很少要对受体细胞作怎样的处理？要对受体细胞作怎样的处理？对受体细胞中是否导入了
7、目的基因进行检测对受体细胞中是否导入了目的基因进行检测怎样进行检测？怎样进行检测？通过目的基因上的标记基因，进行筛选和检测通过目的基因上的标记基因，进行筛选和检测四、四、检测检测目的基因及其表达产物目的基因及其表达产物检测和鉴定的四个方面检测和鉴定的四个方面:DNA、RNA、蛋白质、个体性状、蛋白质、个体性状检测检测DNA检测检测RNA、蛋白质、蛋白质以及个体水平上是否出现相应性状以及个体水平上是否出现相应性状1.目的基因是否目的基因是否稳定稳定存在：存在：2.目的基因是否目的基因是否正确正确表达：表达：检测内容及形式：检测内容及形式：(1)借助载体上借助载体上的的标记基因标记基因可以检测可以
8、检测目的目的基因基因是否在受体是否在受体细胞细胞中稳定地存在并遗传。中稳定地存在并遗传。1.检测目的基因是否检测目的基因是否稳定存在：稳定存在：例如，某些应用于大肠杆菌的质粒具有氨苄青霉素抗例如，某些应用于大肠杆菌的质粒具有氨苄青霉素抗性基因和性基因和LacZLacZ基因两种标记基因。可使大肠杆菌具有基因两种标记基因。可使大肠杆菌具有青霉素抗性并能够合成青霉素抗性并能够合成-半乳糖苷酶，该酶能催化无半乳糖苷酶，该酶能催化无色的色的X-galX-gal（5-5-溴溴-4-4氯氯-3-3吲哚吲哚-D-D-半乳糖苷半乳糖苷)分解为半乳分解为半乳糖和蓝色的糖和蓝色的5-5-溴溴-4-4-氯淀，氯淀，使
9、菌落呈现蓝色使菌落呈现蓝色，将目的基，将目的基因插入这种质粒上的因插入这种质粒上的LacZLacZ基因中，使基因中，使该基因失活该基因失活，再，再将重组质粒导入将重组质粒导入大肠杆菌大肠杆菌中，从而使含有中，从而使含有重组重组DNADNA的的大大肠杆菌在含有肠杆菌在含有X-galX-gal和青霉素的培养基上形成和青霉素的培养基上形成白色菌落白色菌落；而只导入而只导入不含目的基因的载体不含目的基因的载体的大肠杆菌则形成的大肠杆菌则形成蓝色蓝色菌落菌落，不含有载体的大肠杆菌无法，不含有载体的大肠杆菌无法生长生长。含含重组重组DNADNA的的大肠杆菌大肠杆菌：白色白色不含目的基因的载体的不含目的基因
10、的载体的大肠杆菌大肠杆菌：蓝色蓝色不含有载体的不含有载体的大肠杆菌大肠杆菌：不能生存：不能生存例题例题1、科学家将外源目的基因与大肠杆菌的质粒进行重组科学家将外源目的基因与大肠杆菌的质粒进行重组,并在大肠杆菌中成功表达。并在大肠杆菌中成功表达。下图表示构建重组质粒和筛选含目的基因的大肠杆菌的过程。请据图回答问题。下图表示构建重组质粒和筛选含目的基因的大肠杆菌的过程。请据图回答问题。(1)1)步骤步骤和和中常用的工具酶是中常用的工具酶是_和和_。(2)(2)图中质粒上有抗氨苄青霉素和抗四环素两个标记基因图中质粒上有抗氨苄青霉素和抗四环素两个标记基因,经过经过和和步骤后步骤后,有些质粒上有些质粒上
11、的的_基因内插入了外源目的基因基因内插入了外源目的基因,形成重组质粒形成重组质粒,由于目的基因的分隔使得由于目的基因的分隔使得该抗性基因失活。该抗性基因失活。限制酶DNADNA连接酶氨苄青霉素抗性例题例题1、科学家将外源目的基因与大肠杆菌的质粒进行重组科学家将外源目的基因与大肠杆菌的质粒进行重组,并在大肠杆菌中成功表达。并在大肠杆菌中成功表达。下图表示构建重组质粒和筛选含目的基因的大肠杆菌的过程。请据图回答问题。下图表示构建重组质粒和筛选含目的基因的大肠杆菌的过程。请据图回答问题。(3)(3)步骤步骤是是_的过程的过程,为了促进该过程为了促进该过程,应该用应该用_处理大肠杆菌处理大肠杆菌。含目
12、的基因的菌落位于。含目的基因的菌落位于_（D或或E）上，请在图中相应的位置上圈出）上，请在图中相应的位置上圈出来。来。将重组质粒导入受体细胞CaClCaCl2 2溶液(2)利用利用PCR技术技术检测检测步骤：步骤：根据目的基因的序列设计根据目的基因的序列设计PCR引物引物，利用待检，利用待检DNA为为模模板板进进行行PCR。通过通过电泳电泳或或DNA测序技术鉴定测序技术鉴定PCR产物产物。(3)利用利用核酸分子杂交核酸分子杂交技术检测技术检测 原理：原理：核酸核酸分子杂交是指两个不同来源核酸单链的核苷酸之间碱基互补分子杂交是指两个不同来源核酸单链的核苷酸之间碱基互补配对配对的的过程。核酸分子杂
13、交利用过程。核酸分子杂交利用核酸探针检测核酸探针检测特异的核苷酸序列、核酸探针是带有特异的核苷酸序列、核酸探针是带有放射性放射性或荧光标记的或荧光标记的具有特定核苷酸序列的具有特定核苷酸序列的DNA或或RNA。方法：方法：用化学方法使待检的用化学方法使待检的DNA变性成变性成单链单链并固定在并固定在硝酸纤维素膜硝酸纤维素膜上上。加入加入探针探针，在适当的条件下探针在适当的条件下探针与与互补互补的的目的目的基因基因片段形成双链。片段形成双链。漂洗硝酸纤维素膜漂洗硝酸纤维素膜去除去除未未互补互补结合结合的探针后，若的探针后，若硝酸纤维素硝酸纤维素膜仍膜仍具具有有放射性放射性或或荧光，则可判断待检荧
14、光，则可判断待检DNA中中含有含有目的目的基因基因。更精准地鉴定受体细胞中是否转入了目的基因的方法更精准地鉴定受体细胞中是否转入了目的基因的方法（1）运用核酸分子杂交技术还可检测受体细胞中是否含有运用核酸分子杂交技术还可检测受体细胞中是否含有目的目的基因基因转录出的转录出的mRNA，判断目的基因是否，判断目的基因是否转录转录成功。成功。（2）利用利用抗原抗原抗体抗体杂交杂交技术检测：技术检测：目的基因目的基因是否表达出相应是否表达出相应的蛋白质即是否的蛋白质即是否翻译翻译成功成功以目的基因表达出的以目的基因表达出的蛋白质蛋白质为抗原，制备能与其特异性结合为抗原，制备能与其特异性结合的并能被的并
15、能被放射性放射性或荧光标记或荧光标记的的抗体抗体。如果能探测到目的蛋白，说。如果能探测到目的蛋白，说明目的基因在受体细胞内成功表达。明目的基因在受体细胞内成功表达。2.检测目的基因是否检测目的基因是否正确正确表达：表达：(3)观察测定观察测定个体个体是否表现出目的基因控制的是否表现出目的基因控制的特定特定性状性状（抗抗虫、虫、抗病、物质活性抗病、物质活性）并稳并稳定遗传定遗传，是判断转基因成功，是判断转基因成功的的直接证直接证据据。需要进行需要进行抗抗虫、虫、抗病接种实验。抗病接种实验。个体水平的鉴定例：用棉铃饲喂棉铃虫，如虫吃后不出现中毒症状，说明未摄入目的基因或摄例：用棉铃饲喂棉铃虫，如虫
16、吃后不出现中毒症状，说明未摄入目的基因或摄入目的基因未表达。如虫吃后中毒死亡，则说明摄入了抗虫基因并得到表达。入目的基因未表达。如虫吃后中毒死亡，则说明摄入了抗虫基因并得到表达。表达检测表达检测是否转录检测是否转录检测核酸核酸分子杂交分子杂交是否翻译检测是否翻译检测抗原抗原-抗体抗体杂交杂交分分子子检检测测法法抗虫鉴定抗虫鉴定抗病鉴定抗病鉴定活性鉴定等活性鉴定等个体水平个体水平的鉴定的鉴定目的目的基因的表达基因的表达目的基因是否真正插入受体细胞的DNA中核酸核酸分子杂交，分子杂交，PCR,PCR,标记基因标记基因基因工程流程图基因工程流程图1.(2015浙江浙江10月选考月选考)科研人员拟将已知的花色基因科研人员拟将已知的花色基因(目的基因目的基因)转入矮牵牛的核基因组转入矮牵牛的核基因组中中,培育新花色的矮牵牛。请回答培育新花色的矮牵牛。请回答:(1)为了获得大量的目的基因为了获得大量的目的基因,将其与含有抗生素抗性基因的质粒将其与含有抗生素抗性基因的质粒DNA形成重组形成重组DNA,再与再与经经(A.氯化钙氯化钙B.氯化钠氯化钠C.蔗糖蔗糖D.葡萄糖葡萄糖)处理的大肠杆菌液混合处理
