2020-2021学年第一节 基因工程及其技术说课课件ppt

这是一份2020-2021学年第一节 基因工程及其技术说课课件ppt，共35页。

将目的基因导入受体细胞
针对不同的受体细胞，选用不同的方法。
导入微生物细胞（大肠杆菌、土壤农杆菌等）
目的基因导入受体细胞方法
将目的基因导入受体细胞——关键
转化的概念：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，称为转化。
转化的实质：是将目的基因整合到受体细胞基因组中。
（2）农杆菌①感染对象：能在自然条件下感染 植物或裸子植物，但不会感染大多数单子叶植物。②感染原因：当双子叶植物或裸子植物受到损伤时，伤口处的细胞会分泌大量的 化合物，吸引农杆菌向伤口处移动。③特点：农杆菌含有Ti质粒，上面有一段 （T－DNA），能进入受体细胞，并整合到受体细胞 的DNA上。
1.将目的基因导入植物细胞
（1）主要方法： 。
（3）农杆菌转化法的原理：将目的基因插到农杆菌Ti质粒的 特定区段上，再通过T－DNA将其插入植物细胞 上，使目的基因得到稳定的 。
农杆菌转化法中有两次拼接和两次导入:第一次拼接: 将目的基因拼接到Ti质粒的T-DNA的中间部位；第二次拼接（非人工操作）: 指被插入目的基因的T-DNA被拼接到受体细胞的染色体DNA上。第一次导入: 是将含目的基因的Ti质粒重新导入农杆菌；第二次导入（非人工操作）:是指含目的基因的T-DNA导入受体细胞。
这是我国科学家独创的一种方法，是一种十分简便、经济的方法，我国的转基因抗虫棉就是用此种方法获得的。
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.将目的基因导入哺乳动物细胞（1）方法①主要方法： 。②其他方法：用 与目的基因构建载体，再去感染动物细胞，使目的基因导入动物细胞内。
将目的基因导入动物细胞：显微注射法
（2）转基因动物的制备过程使母畜在预先确定的时间排卵并_____↓收集_______↓在显微镜下用口径为1 μm的玻璃微管向受精卵注射含500～600个拷贝的 的载体↓把这些受精卵移植到处于 的母畜子宫内↓转基因动物
3.将目的基因导入微生物细胞（1）感受态细胞：经过适当处理（如用 处理）后，细胞质膜对DNA的 会发生改变，细胞变得 接受外来的DNA，处于这种状态的细胞称为 细胞。（2）过程：Ca2＋处理细胞―→ 细胞―→感受态细胞和重组的________________混合 转化后的细胞 带有目的基因的微生物。
原核生物的特点：繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少等。早期的基因工程操作都用原核生物作为受体细胞，其中以大肠杆菌应用最为广泛。
①将基因表达载体（重组质粒）导入农杆菌的常用方法是 Ca2+处理法。 Ca2+（或 CaCl2 溶液）对微生物细胞的作用是增加细胞质膜的通透性。
②目的基因能否在植物细胞内稳定保存并表达的关键是目的基因是否插入到受体细胞染色体 DNA 上（原理是基因重组）。
③不同种类的受体细胞：对于植物来说，受体细胞可以是受精卵和体细胞；对于动物来说，受体细胞一般是受精卵，受精卵具有体积大、易操作、经培养可直接表达性状的优点。
将目的基因插入Ti质粒的T-DNA→农杆菌→导入植物细胞→整合的受体细胞的DNA上→表达
将含有目的基因的表达载体提纯→取受精卵→显微注射→受精卵发育→获得具有新性状的动物
Ca+处理细胞→微生物细胞膜的通透性增加形成感受态细胞→重组质粒与感受态细胞混合→感受态细胞吸收DNA分子
小结：将目的基因导入不同细胞的方法
（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作为受体细胞（　　）（2）细胞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）可以将目的基因直接导入受体细胞（　　）
下面为利用农杆菌转化法制备转基因植物的过程图，据图回答下列问题：
限制酶、DNA连接酶。
1.重组Ti质粒的构建需要哪些酶的作用？
2.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T－DNA上的原因是什么？
农杆菌中的Ti质粒上的T－DNA（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。
3.将基因表达载体导入农杆菌时，应怎样处理农杆菌？
基因表达载体（重组质粒）导入农杆菌时，要用Ca2＋处理农杆菌，使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，利于重组质粒的导入。
4.图中过程①利用什么了技术？其原理是什么？
利用了植物组织培养技术；原理是植物细胞的全能性。
5.在制备转基因动物的过程中常用的受体细胞是什么？原因是什么？
常用的受体细胞是受精卵，因为受精卵具有全能性。
1.下图为科学家通过基因工程培育抗虫棉时，从苏云金杆菌中提取抗虫基因“放入”棉花细胞中，与棉花的DNA分子“结合起来”而发挥作用的过程示意图。以下相关说法不正确的是A.图中Ⅰ是质粒，步骤①需要用到限制酶和DNA连接酶B.图中Ⅱ是含目的基因的重组质粒，步骤②是将重组质粒导入棉花细胞C.图中Ⅲ是农杆菌，通过步骤③将目的基因导入植物细胞D.剔除培育成功的抗虫棉体内的四环素抗性基因不会影响抗虫基因的表达
2.下列关于将目的基因导入受体细胞的说法中，正确的是（多选）A.农杆菌在自然条件下不侵染单子叶植物的原因是单子叶植物产生的酚类化合物有刺激性B.将目的基因导入动物细胞采用最多的方法是显微注射法C.为使大肠杆菌易吸收DNA分子，应先用一定浓度的CaCl2溶液进行处理D.在显微注射法中，不需要先构建基因表达载体
目的基因及其表达产物的检测鉴定
1.检测与鉴定的原因：基因导入受体细胞后，能否有效地 目的基因并产生相应的性状，需要进一步做筛选和鉴定。2.分子水平的检测（1）从DNA方面进行检测①检测方法：DNA分子杂交法。②检测原理：具有一定 的两条DNA单链，在一定条件下（适宜的温度等）可以按照 原则形成双链。
③基因探针：用放射性 或 标记的已知DNA片段。
④结果分析：若待测DNA中有能与基因探针 的特异性DNA片段，用于 的放射性同位素标记或荧光标记会指示出其所在的 ，表明目的基因已经插入转基因生物的 分子中。⑤检测过程
单链DNA或RNA片断，带有某种标记，能与目标DNA或RNA的一条链发生碱基互补配对。
（2）从RNA方面进行检测①检测目的：检测目的基因是否能发挥其 ，即是否 出相应的mRNA分子。②检测方法： 。③检测过程：从待测转基因生物细胞中提取 分子，用已标记的 片段作为探针与mRNA杂交，如果有 出现，表明目的基因转录出相应的mRNA分子。（Nrthern印迹）
（3）从蛋白质方面进行检测①检测方法： 法。②检测过程：从待测转基因生物中提取蛋白质，再用相应的抗体进行 杂交。③结果分析：如果有 出现，说明目的基因已经表达出相应的蛋白质。
检测目的基因是否翻译成相应的蛋白质
3.个体水平的检测（1）检测目的：对生物的某些 进行鉴定。（2）实例：对于导入某种鱼的抗冻蛋白基因的转基因番茄进行个体检测，需要栽培转基因番茄获得果实后，再与 比较，确定其是否具有了抗冻性状。
常见转基因生物在个体水平上鉴定、检测的方法（列举如下表）
饲喂害虫（抗虫接种实验）
病毒（菌）感染（抗病接种实验）
提取细胞产物与天然产品进行功能活性比较
小结：目的基因的检测与鉴定
（1）DNA分子杂交遵循碱基互补配对原则（　　）（2）基因探针是用放射性同位素或荧光标记的已知DNA片段（　　）（3）检测目的基因是否成功表达可用抗原—抗体杂交法（　　）（4）基因工程是否成功需进行个体生物学水平的鉴定（　　）
1.在农杆菌转化法中怎样检测目的基因是否成功插入到受体细胞的染色体DNA上？
用DNA分子杂交技术进行检测，即将转基因生物的基因组DNA提取出来，在含有目的基因的DNA片段上用放射性同位素作标记，以此为探针，使探针与基因组DNA杂交，如果出现杂交带，则表明目的基因已成功插入到染色体DNA上。
2.怎样检测成功导入的目的基因是否转录出相应的mRNA分子？
从待测转基因生物细胞中提取mRNA分子，用已标记的目的基因片段作为探针与mRNA杂交，如果出现杂交带，表明目的基因转录出相应的mRNA分子。
3.检测目的基因是否表达出相应的蛋白质用什么方法？其原理是什么？
方法是抗原—抗体杂交法，其原理是抗原和抗体的特异性结合。
4.目的基因表达出蛋白质是不是就意味着基因工程取得了成功呢？如不是，还需怎样检测？
目的基因表达出蛋白质并不意味着基因工程一定取得了成功，还需要进行个体水平的检测。
5.如果目的基因是抗虫基因，在个体水平上应怎么检测？如果目的基因是耐盐基因呢？
如果目的基因是抗虫基因，则要进行抗虫接种实验；如果目的基因是耐盐基因则要用一定浓度的盐水浇灌。
3.（2021·沂源县第二中学高二期中）研究表明，将豌豆早枯病毒（PEBV）的复制酶C端编码序列转入烟草后，转基因烟草会对PEBV表现出抗性。下列说法正确的是A.该过程需要用到限制酶和DNA聚合酶来构建基因表达载体B.将豌豆早枯病毒（PEBV）的复制酶C端编码序列导入烟草细胞最常用的方法是Ca2＋处理法C.只要在转基因烟草细胞内检测出豌豆早枯病毒（PEBV）的复制酶C端编码序列就代表成功了D.检测转基因生物DNA上是否插入了目的基因，可以用DNA分子杂交法
4.在检测抗虫基因是否成功转入棉花基因组的方法中，不属于分子水平的是A.观察害虫吃棉叶是否死亡B.检测目的基因片段与DNA探针能否形成杂交带C.检测目的基因转录形成的mRNA与DNA探针能否形成杂交带D.检测目的基因表达产物蛋白质能否与特定抗体形成杂交带