生物苏教版选择性必修3课件2：导入、检测和鉴定目的基因
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高中生物新教材选择性必修三教案讲义：将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定
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)√解析(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。
苏教版高中生物学选择性必修3生物学技术与工程精品课件 第三章第一节 第3课时 基因工程的基本操作程序
Ca2+处理细胞
感受态 细胞―→感受态细胞和重组的 基因表达载
体 混合 转化后的细胞
带有目的基因的微生物。
旁栏边角 想一想 将目的基因导入微生物细胞时,与大肠杆菌细胞相比,酵母菌细胞有哪些 优势? 提示 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。
主题二 基因表达载体的构建
情境探究
下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点,图1、图2中箭头表示相
关限制酶的酶切位点。请回答下列问题。
限制酶
BamHⅠ
Hind Ⅲ
EcoRⅠ
SmaⅠ
识别序列及切割 位点
图1
图2
1.构建基因表达载体时,能否用SmaⅠ酶切割质粒?为什么? 提示 不能;因为SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因。质粒上的抗性基因是标记 基因,便于重组DNA分子的筛选,若被破坏,无法进一步筛选。 2.与只使用EcoRⅠ相比较,使用BamHⅠ和Hind Ⅲ两种限制酶同时处理质 粒、外源DNA的优点是什么? 提示 可以防止质粒和目的基因的自身环化以及目的基因与载体的反向连 接。 3.用合适的限制酶切割完质粒和含目的基因的DNA片段后,怎样处理才能 将目的基因和质粒重组在一起? 提示 用DNA连接酶处理酶切产物。
方法突破 1.基因表达载体的构建过程
2.限制酶的选择要求
(1)根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类。
(2)根据质粒的特点确定限制酶的种类。
(3)“单酶切法”和“双酶分别切割法”均能成功构建基因表达载体。 ①与“单酶切法”相比,“双酶分别切割法”不要求载体和目的基因两侧具有 同一种限制酶的识别序列,只要两种限制酶切割后形成的黏性末端是互补 (相同)的即可,具有一定程度的灵活性。 ②“单酶切法”和“双酶分别切割法”都不能避免载体和目的基因的自身环 化,也都不能避免载体与目的基因的反向连接。
第3章第1节第2课时基因工程的基本操作程序课件--苏教版2019 高中生物选择性必修3
(2)从RNA方面检测受体细胞 ①方法：分子杂交技术。 ②操作：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，观察是否出现杂交带。
(3)从蛋白质方面进行检测 ①方法：抗原—抗体杂交 。 ②操作：从待测转基因生物中提取蛋白质，再用相应的抗体进 行抗原—抗体杂交，观察是否出现 杂交带。 (4)从个体水平进行鉴定：检测转基因生物是否表现出目的基因 控制的性状。
③过程 将目的基因插到农杆菌Ti质粒的 TDNA 特定区段上→转入 农杆菌→侵染植物细胞→整合到受体细胞染色体的 DNA 上→目的 基因稳定的遗传和表达
(2)将目的基因导入动物细胞 ①主要方法：显微注射法。 ②操作对象： 受精卵。 ③其他方法：也可用 病毒DNA 与目的基因一起构建的载体， 去感染受体动物细胞。
限制酶 BamHⅠ
HindⅢ
EcoRⅠ
Sma Ⅰ
识别序
列及切
割位点
图2 图1
①构建基因表达载体时，能否用Sma Ⅰ酶切割质粒？为什么？
提示：不能；因为Sma Ⅰ会破坏质粒的抗性基因。质粒上的抗 性基因是标记基因，便于重组DNA分子的筛选，若被破坏，无法进 一步筛选。
②与只使用EcoRⅠ相比较，使用BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶 同时处理质粒、外源DNA的优点是什么？
NO.1 必备知识·聚焦概念
一、基因工程的基本操作程序 1．目的基因的获取 (1)通过化学合成法直接人工合成目的基因 ①对于比较小的目的基因，在明确脱氧核苷酸序列后，可以通 过DNA合成仪直接人工合成。 ②全基因或较大基因，使用半合成 的生物体 全部基因片段 的重组DNA 的克隆群体。 特点：受体菌群中的不同个体含有该种生物的不同基因拷贝， 整个菌群所含有的基因拷贝便可能涵盖了该生物的所有基因 。 筛选方法：一般采用核酸探针杂交 的方法。
高中生物新教材选择性必修三同步讲义 第3章 第2节第1课时目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建
第2节基因工程的基本操作程序第1课时目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建[学习目标] 1.简述PCR的原理、条件及过程。
2.简述基因表达载体的组成及构建过程。
一、目的基因的筛选与获取1．培育转基因抗虫棉的四个步骤(1)目的基因的筛选与获取。
(2)基因表达载体的构建。
(3)将目的基因导入受体细胞。
(4)目的基因的检测与鉴定。
2．目的基因(1)概念：在基因工程的设计和操作中，用于改变受体细胞性状或获得预期表达产物等的基因就是目的基因。
(2)作用：根据不同的需要，目的基因是不同的，它主要是指编码蛋白质的基因。
(3)类型：与生物抗逆性、生产药物、毒物降解和工业用酶等相关的基因，如培育转基因抗虫棉用到的Bt抗虫蛋白基因，即Bt基因。
3．筛选合适的目的基因：从相关的已知结构和功能清晰的基因中进行筛选是较为有效的方法之一。
4．获取目的基因的方法(1)人工合成目的基因。
(2)常用PCR特异性地快速扩增目的基因。
(3)通过构建基因文库来获取目的基因。
5．利用PCR获取和扩增目的基因(1)含义：PCR是聚合酶链式反应的缩写。
它是一项在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。
(2)原理：DNA半保留复制。
(3)基本条件①场所：在一定的缓冲液中进行，其中一般要添加Mg2＋。
②模板：DNA母链。
③原料：4种脱氧核苷酸。
④酶：耐高温的DNA聚合酶。
⑤引物：使DNA聚合酶能够从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸。
(4)过程①变性：当温度超过90℃时，双链DNA解聚为单链。
②复性：当温度下降到50℃左右时，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。
③延伸：当温度上升到72℃左右时，溶液中的4种脱氧核苷酸在耐高温的DNA聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。
(5)上一轮循环的产物可以作为下一个循环的模板，因而每一次循环后目的基因的量可以增加一倍，即成指数形式扩增(约为2n，其中n为扩增循环的次数)。
生物苏教版选择性必修3第二章 第7课时
√D.基因枪法 显微注射法
解析 玉米是单子叶植物，对单子叶植物来说，导入目的基因常用的方法是基因枪 法；对于动物细胞来说，导入目的基因常用的方法是显微注射法。
12345
2.下图表示一项重要生物技术的关键步骤，X是获得外源基因并能够表达的细胞。下 列有关说法不正确的是
A.X是能合成胰岛素的细菌细胞 B.质粒是细胞核或拟核外能自主复制的小型环状DNA
解析 若已知干扰素的氨基酸序列，则可以通的某个时取。
12345
(2)用限制酶处理质粒和目的基因后，用_D__N_A__连__接__酶处理，可形成基因表达载体， 该载体的化学本质是_D__N_A__。 解析 用限制酶处理载体和目的基因后，将目的基因与载体连接，需要使用DNA连 接酶处理，基因与载体的化学本质是相同的，都是DNA。
解析 植物基因工程中除了农杆菌转化法之外，还有基因枪法和花粉管通道法等。
一题多变 判断正误：
(1)获得上述转基因植物的核心步骤是a( √ )
(2)用含有重组Ti质粒的土壤农杆菌去感染植物细胞，从而把目的基因导入植物细胞，
在这个过程中所有细胞都导入了目的基因( × ) (3)在过程a中只需要DNA连接酶参与( × )
用缓冲液
解析 将基因表达载体导入微生物细胞时，需在一定条件(如适宜的温度、pH等)下， 将基因表达载体和感受态的微生物细胞混合培养，在培养过程中，可能会影响pH的 变化，因此要加入缓冲液，以维持适宜的pH。
12345
4.检测转基因生物染色体DNA上是否插入了目的基因的常用方法是
√A.DNA分子杂交技术
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3.下列关于基因表达载体导入微生物细胞的叙述中，不正确的是 A.常用原核生物作为受体细胞，是因为原核生物繁殖快，且多为单细胞，遗传物质相
解析 玉米是单子叶植物，对单子叶植物来说，导入目的基因常用的方法是基因枪 法；对于动物细胞来说，导入目的基因常用的方法是显微注射法。
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2.下图表示一项重要生物技术的关键步骤，X是获得外源基因并能够表达的细胞。下 列有关说法不正确的是
A.X是能合成胰岛素的细菌细胞 B.质粒是细胞核或拟核外能自主复制的小型环状DNA
解析 若已知干扰素的氨基酸序列，则可以通的某个时取。
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(2)用限制酶处理质粒和目的基因后，用_D__N_A__连__接__酶处理，可形成基因表达载体， 该载体的化学本质是_D__N_A__。 解析 用限制酶处理载体和目的基因后，将目的基因与载体连接，需要使用DNA连 接酶处理，基因与载体的化学本质是相同的，都是DNA。
解析 植物基因工程中除了农杆菌转化法之外，还有基因枪法和花粉管通道法等。
一题多变 判断正误：
(1)获得上述转基因植物的核心步骤是a( √ )
(2)用含有重组Ti质粒的土壤农杆菌去感染植物细胞，从而把目的基因导入植物细胞，
在这个过程中所有细胞都导入了目的基因( × ) (3)在过程a中只需要DNA连接酶参与( × )
用缓冲液
解析 将基因表达载体导入微生物细胞时，需在一定条件(如适宜的温度、pH等)下， 将基因表达载体和感受态的微生物细胞混合培养，在培养过程中，可能会影响pH的 变化，因此要加入缓冲液，以维持适宜的pH。
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4.检测转基因生物染色体DNA上是否插入了目的基因的常用方法是
√A.DNA分子杂交技术
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3.下列关于基因表达载体导入微生物细胞的叙述中，不正确的是 A.常用原核生物作为受体细胞，是因为原核生物繁殖快，且多为单细胞，遗传物质相
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 将目的基因导入受体细胞并进行检测与鉴定
关键点拨 将目的基因导入不同细胞的方法
项目 常用 方法 受体 细胞
植物细胞 农杆菌转化法 花粉管通道法
体细胞
体细胞
动物细胞 显微注射法
微生物细胞
受精卵
原核细胞
转化 过程
致用
1. [2023江苏扬州高二期中改编]我国科学家在进行抗虫棉的培育过程中独创了“花粉 管通道法”，该方法有多种操作方式。下图表示花粉管通道法介导植物基因转移，下 列说法错误的是( )
3. 如果目的基因是抗虫基因，在个体水平上怎么检测？如果目的基因是耐盐基因呢？ 提示 如果目的基因是抗虫基因，则要通过抗虫接种实验来检测；如果目的基因是耐盐 基因，则要用一定浓度的盐水浇灌来检测。
Байду номын сангаас
知新
1. 分子水平的检测
抗原—抗体杂交
2.个体生物学水平的鉴定:抗虫、抗病接种实验等。 关键点拨 1.目的基因的检测与鉴定
第3章 基因工程
第2节 基因工程的基本操作程序
第2课时 将目的基因导入受体细胞并进行检 测与鉴定
学习 目标
01 考点一 将目的基因导入受体细胞 02 考点二 目的基因的检测与鉴定
03
01 考点一 将目的基因导入受体细胞
导入
2. 将基因表达载体导入农杆菌细胞时，应怎样处理农杆菌细胞？
3. 植物的受精卵或体细胞都可以作为受体细胞，如果将目的基因导入动物细胞，选用 体细胞是否可行？ 提示 动物体细胞分化程度高，全能性受到限制，因此一般采用受精卵作为受体细胞。
旁栏边角 想一想
提示 在分子水平上提高转基因抗虫棉的抗虫性和抗虫持久性，包括在棉花中转入多个 杀虫基因、构建组织特异性表达的启动子、提高杀虫基因的表达量等。
苏教版高中生物学选择性必修3生物学技术与工程精品课件 第三章 基因工程 第二节 基因工程的应用价值
重难探究•能力素养全提升
主题一 基因工程在农牧业中的应用价值
情境探究
1.植物抗逆性有抗除草剂、抗虫、抗病、抗干旱、抗盐碱等。盐碱和干
旱对作物的危害与细胞内渗透压调节有关,可利用基因工程将
导入农作物,培育转基因抗盐碱和抗干旱的农作物,来提高农作物的抗盐碱
和抗干旱能力;利用基因工程技术将
导入农作物,培
视角2基因治疗 3.Rag2基因缺失小鼠不能产生成熟的淋巴细胞。科研人员利用胚胎干细 胞(ES细胞)对Rag2基因缺失小鼠进行基因治疗,其技术流程如图。下列操 作错误的是( )
A.为了获得更多的卵母细胞,需用促性腺激素对供体进行处理 B.步骤①中,在核移植前应去除卵母细胞的细胞核 C.步骤②中,重组胚胎培养到原肠胚期时,可从其内细胞团分离出ES细胞 D.为检测Rag2基因的表达情况,可提取治疗后小鼠骨髓细胞的蛋白质,用抗 Rag2蛋白的抗体进行杂交实验
b.构建乳腺生物反应器。 目的基因: 药用蛋白 基因。 启动子: 乳腺蛋白基因 的启动子。
构建过程:
(2)基因治疗:
旁栏边角 想一想 乳腺生物反应器的局限性有哪些? 提示 受限于个体的性别及生长发育阶段的限制。
结论语句 辨一辨 (1)用大肠杆菌生产的人的胰岛素没有活性。( √ ) (2)药用蛋白基因只在乳腺细胞中表达的原因是药用蛋白基因只存在于乳 腺细胞中,其他细胞中没有。( × ) (3)在青霉菌体内获取青霉素属于利用基因工程技术制取药物。( × ) (4)通过基因工程生产干扰素与传统的生产方法相比较,患者的治疗费用大 大提高。( × ) (5)某遗传病患者通过基因治疗获得的正常性状能够在后代个体中表现。 (×)
答案 C
解析 为了获得更多的卵母细胞,需用促性腺激素对供体进行处理使其排出 更多的卵细胞,A项正确;核移植是将体细胞核移植到去核的卵母细胞中,所 以实验前要去除卵母细胞的细胞核,B项正确;步骤②中,重组胚胎培养到囊 胚期时,可从其内细胞团分离出ES细胞,C项错误;为检测目的基因的表达情 况,可采用抗体-抗原杂交技术,若有杂交带出现,表明目的基因已成功表 达,D项正确。
将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定课件-高二生物人教版选择性必修3
动物细胞
显微注射法 受精卵
微生物细胞
Ca2＋处理法 原核细胞
转化过程
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
转入农杆菌 , 导入植物细胞 ,
目的基因插入植物细胞的染色体DNA 上
目的基因在植物细胞中
维持稳定和表达
。
两次拼接、两次导入?
组织培养技术
(一)将目的基因导入植物细胞
①两次拼接 第一次拼接：目的基因拼接到Ti质粒的T-DNA上； 第二次拼接(非人工操作)：被插入目的基因的T-DNA拼接到受体细胞 染色体的DNA上。
胰岛素 mRNA
胰岛素 cDNA
胰岛素 加工
胰岛素原
胰腺
提取 筛选
逆转录
质粒
重组 质粒
导入
mRNA
大肠杆菌
大肠杆菌合成的胰岛素有没有生物活性? 没有
（胰岛素是分泌蛋白，原核生物没有内质网、高尔基体对蛋白质进一步加工。）
【小结】目的基因导入受体细胞方法比较
种类 项目 常用方法
受体细胞
植物细胞
花粉管通道法 农杆菌转化法 体细胞或受精卵
电泳操作
目的基因
mRNA作为模板 cDNA作为模板
2.检测目的基因是否转录出了mRNA B.分子杂交技术 用上述探针和转基因生物的mRNA杂交,若出现杂交带，表明
目的基因转录出了mRNA。
RNA分子杂交流程图
3.检测目的基因是否翻译成蛋白质 (1)方法: 抗原-抗体杂交技术 (2)原理: 抗原抗体的特异性结合 (3)过程: 提取转基因植物的蛋白质+相应抗体 → 是否出现杂交带
生物苏教版选择性必修3课件2：获取目的基因、构建基因表达载体
它们各自的作 用是什么?
启动子：位于基因的首端的一段特殊的DNA片断， 它是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱 动基因转录出mRNA，最终获得蛋白质。 终止子：位于基因的尾端的一段特殊 的DNA片断，能终止mRNA的转录。
标记基因的作用是为了鉴别受体细胞 中是否含有目的基因，从而将有目的 基因的细胞筛选出来。
获取目的基因、构建基因表达载体
基因工程的一般过程： P13
获取目的基因
制备重组DNA分子 转化受体细胞
筛选出获得目的基 因的重组细胞
实现功能表达（培
养受体细胞并诱导目
的基因的表达）
步骤一：获取目的基因
目的基因是人们所需要转移或改造的基因, 获取目的基因是实施基因工程的第一步 。
如苏云金芽孢杆菌的抗虫基因，植物的 抗病基因、种子贮藏蛋白的基因，以及人的 胰岛素基因、干扰素基因等。
蛋白质的氨基酸序列
推测
mRNA的核苷酸序列
推测
结构基因的核苷酸序列
化学合成
目的基因
步骤二：制备重组DNA分子
（1）用一定的限制酶切割质粒，使质粒出现 一个切口，露出黏性末端。 （2）用同一种限制酶切断带有目的基因的外 源DNA片段，使其产生相同的黏性末端。 （3）将切下的目的基因片段插入质粒的切口 处，再加入适量DNA连接酶，形成了一个重组 DNA分子（重组质粒）。
用限制酶切断成 许多片段
2.人工合成基因 (1)反转录法：
目的基因的mRNA
反转录
单链DNA(cDNA)
合成
双链DNA (即目的基因)
cDNA指与RNA链互补 的单链DNA,以其RNA 为模板,在适当引物的 存在下,由RNA与DNA 进行一定条件下合成
的DNA
启动子：位于基因的首端的一段特殊的DNA片断， 它是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱 动基因转录出mRNA，最终获得蛋白质。 终止子：位于基因的尾端的一段特殊 的DNA片断，能终止mRNA的转录。
标记基因的作用是为了鉴别受体细胞 中是否含有目的基因，从而将有目的 基因的细胞筛选出来。
获取目的基因、构建基因表达载体
基因工程的一般过程： P13
获取目的基因
制备重组DNA分子 转化受体细胞
筛选出获得目的基 因的重组细胞
实现功能表达（培
养受体细胞并诱导目
的基因的表达）
步骤一：获取目的基因
目的基因是人们所需要转移或改造的基因, 获取目的基因是实施基因工程的第一步 。
如苏云金芽孢杆菌的抗虫基因，植物的 抗病基因、种子贮藏蛋白的基因，以及人的 胰岛素基因、干扰素基因等。
蛋白质的氨基酸序列
推测
mRNA的核苷酸序列
推测
结构基因的核苷酸序列
化学合成
目的基因
步骤二：制备重组DNA分子
（1）用一定的限制酶切割质粒，使质粒出现 一个切口，露出黏性末端。 （2）用同一种限制酶切断带有目的基因的外 源DNA片段，使其产生相同的黏性末端。 （3）将切下的目的基因片段插入质粒的切口 处，再加入适量DNA连接酶，形成了一个重组 DNA分子（重组质粒）。
用限制酶切断成 许多片段
2.人工合成基因 (1)反转录法：
目的基因的mRNA
反转录
单链DNA(cDNA)
合成
双链DNA (即目的基因)
cDNA指与RNA链互补 的单链DNA,以其RNA 为模板,在适当引物的 存在下,由RNA与DNA 进行一定条件下合成
的DNA
课件 3.2.1目的基因的筛选与获取-高中生物学选择性必修3(新教材同步课件)
知识海洋
PCR的反应过程
结果
变性、复性和延伸 三步反应完成后，一个 DNA分子就复制成了2个 DNA分子，随着重复次 数的增多，DNA分子就 以2n的形式增加。
知识海洋
PCR的反应过程
反应场所 在PCR扩增仪中自动完成的。
鉴定方法 完成后，常采用琼脂糖凝胶电泳来鉴定产物。
应用探究
下列属于PCR技术所需条件的是（ B ）
课堂总结
1 基因工程的基本操作程序
目的基因 的筛选与
获取
第一步
基因表达 载体的
构建
第二步
将目的 基因导入 受体细胞
第三步
目的基因 的检测与
鉴定
第四步
2 第一步 目的基因的筛选与获取
筛选合 cDNA化学合成法人工合成
逆转录法
利用PCR技术获取和扩增
学科网原创
知识海洋
DNA复制的基本条件
参与的组分 解旋酶
（体外-高温） DNA母链
4种游离的脱氧 核苷酸
DNA聚合酶
引物
在DNA复制中的作用
打开DNA双链
提供DNA复制的模板
合成子链的原料
催化合成DNA子链 使DNA聚合酶能够从引物的3’端开始
连接脱氧核苷酸
一小段能与DNA母链的一段碱基序列 互补配对的短单链核酸。
鉴定
第四步
知识海洋
第一步 目的基因的筛选与获取
目的基因 在基因工程的设计和操作中，用于改变受体
细胞性状或获得预期表达产物等的基因。
知识海洋
目的基因
根据不同的需要，目的基因不同，主要是指编码蛋 白质的基因。
如
与生物抗逆性、优良品质、生产药物、
毒物降解和工业用酶等相关的基因。
苏教版高中生物选修3课件 基因工程的一般过程与技术课件
基因枪法
花粉管通道法
导入动物 细胞： 受精卵 导入微生物细胞：
显微注射法 Ca2＋处理法
1、将目的基因导入植物细胞
（1）农杆菌 转化法
特点:
能感染双子叶植物和祼子植物,对 单子叶植物无感染能力 Ti质粒的T—DNA可转移至受体细 胞并整合到其染色体上
转化过程:
表 植 农 Ti质粒 构建 达 转入 插入 植物细胞 表达 新 导入 物 杆 性 染色 DNA 载 细 菌 状 目的基因 体 胞
《基因工程的一般过程与技术》
基本操作步骤
（一）目的基因的提取
编码蛋白质的结构基因 。 目的基因：主要是指____________ PCR 反应扩增DNA 2、_______ 人工合成法 3、 _________：如果基因比较小，核苷酸序列又已知， DNA合成仪 用化学方法直接人工合成。 也可以通过 __________
• 条件： 四种脱氧核苷酸（dNTP）
DNA的两条链为模板 热稳定DNA聚合酶(Taq酶） 一对引物 温度控制
PCR扩增仪
指数形式扩增，即____ 2n （n为扩增循环的 方式：以_____
次数）
过程 变性、退火、延伸三步曲
变性：加热至90～95℃ 双链DNA解链成为单链 DNA 退火：冷却至55～60℃ 变性 部分引物与模板的单链 DNA的特定互补部位相配 对和结合 延伸：加热至70～75℃ 以目的基因为模板，合 成互目 的基因？
目的基因的将含有某种生物不同基因的许多DNA 片断，导入到受体菌的群体中，各个 受体与感受态 细胞混合
感受态细 胞吸收 DNA
增大细胞壁的通透性
（四）目的基因的检测与鉴定
目的基因是否插入转基 方法: 因生物染色体的DNA上 DNA分子杂交 检测 目的基因是否转录： 方法: 分 子 杂 交 目的基因是否表达： 方法: 抗原抗体杂交
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所以，非编码序列：包括非编码区和内含子
练习
1.以下说法正确的是
（ C）
A、所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列
B、质粒是基因工程中唯一的运载体
C、运载体必须具备的条件之一是：具有多个限制 酶切点，以便与外源基因连接
D、DNA连接酶使黏性末段的碱基之间形成氢键
2.不属于质粒被选为基因运载体的理由是（ D ）
1、原核细胞的基因结构
非编码区
编码区
非编码区
启动子
终止子
RNA聚合酶识别和结合的序列
终止RNA聚合酶转录的DNA序列
RNA聚合酶能够识别编码区上游的启动子，并与之结合。转录 开始后，RNA聚合酶沿DNA分子移动，并以DNA分子编码区的 一条链为模板合成RNA。编码区下游的终止子序列是转录完毕 的“信号”，RNA链释放出来后，RNA聚合酶也从DNA模板链 上脱落下来。
2、真核细胞的基因结构
非编码区
编码区
启动子
非编码区 终止子
外显子 内含子
外显子：能够编码蛋白质的序列。 内含子：不能编码蛋白质的序列。
2、真核细胞的基因结构
外显子：能编码蛋白质的序列
编码区 内含子：不能编码蛋白质的序列
真核细
胞基因 结构
启动子：编码区上游的RNA聚合酶 结合序列
非编码区
终止子：终止转录的序列
步骤四：筛选出获得目的基因的重组细 胞P15
氨苄青霉 素抗性基因
四环素 抗性基因
步骤五：培养受体细胞并诱导目的基因的 表达 P15
• 受体细胞摄入DNA分子后就说明目的基因完成了 表达吗？ 重组的DNA分子进入受体细胞后受体细胞必须表现 出特定的性状，才能说明目的基因完成了表达过程。
若不能表达，要 对抗虫基因再进 行修饰。
思考：依照中心法则分析番茄软化的原因：
多聚半乳糖酸酶基因 转录 mRNA 翻译 多聚半乳糖酸酶
细胞壁结构被破坏
番茄软化
• 哪些新技术能大大简化基因工程的操作技术？
1、DNA测序仪：
能快速地测定DNA样品的碱 基序列。
2、PCR技术：
在体外通过酶促反应有选 择的大量扩增目的基因或 序列的技术。
关于基 D、它是环状DNA
3.有关基因工程的叙述中，错误的是（ BD）
A、基因工程技术能定向地改造生物的遗传性状， 培育生物新品种
B、重组DNA的形成在细胞内完成 C、目的基因须由载体导入受体细胞 D、质粒都可作为载体
谢谢观看！
导入、检测和鉴定目的基因
步骤三：转化受体细胞（将携带目的基因 的载体导入受体细胞）
• 将目的基因导入受体细胞的原理 借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径， 如土壤农杆菌转化法。
1.将目的基因导入植物细胞（农杆菌介导转化技术）
2.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: （1）用CaCl2或Ca2+处理细菌，以增大细菌细胞壁的 通透性，成为感受态的细胞。 （2）使含有目的基因的重组质粒进入受体细胞。 （3）目的基因在受体细胞内，随其繁殖而复制，由于 细菌繁殖的速度非常快，在很短的时间内就能获得大 量的目的基因。