人教版 选择性必修三 将目的基因导入受体细胞目的基因的检测与鉴定 教案.docx
- 文档编号:2388945
- 上传时间:2022-10-29
- 格式:DOCX
- 页数:12
- 大小:188.57KB
人教版 选择性必修三 将目的基因导入受体细胞目的基因的检测与鉴定 教案.docx
《人教版 选择性必修三 将目的基因导入受体细胞目的基因的检测与鉴定 教案.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《人教版 选择性必修三 将目的基因导入受体细胞目的基因的检测与鉴定 教案.docx(12页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
人教版选择性必修三将目的基因导入受体细胞目的基因的检测与鉴定教案
二 将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定
一、将目的基因导入受体细胞
1.转化:
是指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.将目的基因导入植物细胞的方法
3.将目的基因导入动物受精卵的方法:
利用显微注射将目的基因注入动物的受精卵中。
4.将目的基因导入微生物细胞的方法:
常用原核生物作为受体细胞,其中以大肠杆菌应用最为广泛。
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,再将重组的基因表达载体导入大肠杆菌细胞中。
[提醒] 微生物(大肠杆菌、酵母菌等)具有繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少等优点。
二、目的基因的检测与鉴定
[提醒] PCR不仅可用于获取和扩增目的基因,还能用于检测受体细胞中是否含有目的基因或受体细胞中的目的基因是否转录出mRNA。
(1)将目的基因导入植物细胞一般采用农杆菌转化法。
( )
(2)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。
( )
(3)常用卵细胞作为培育转基因动物的受体细胞。
( )
(4)转基因抗虫棉植株抗虫效果的鉴定必须通过分子检测。
( )
(5)抗虫基因即使成功地插入植物细胞染色体上也未必能正常表达。
( )
(6)检测目的基因是否插入受体细胞的DNA中,可用抗原—抗体杂交技术。
( )
答案:
(1)√
(2)× (3)× (4)× (5)√ (6)×
知识点一 将目的基因导入受体细胞
1.农杆菌转化法中的两次拼接和两次导入
第一次拼接是将目的基因拼接到Ti质粒的TDNA上;第二次拼接(非人工操作)是指插入目的基因的TDNA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质粒转入农杆菌;第二次导入(非人工操作)是指将含目的基因的TDNA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.将目的基因导入受体细胞的方法
根据受体和载体的类型不同,所采用的导入方法也不同
细胞
种类
植物细胞
动物细胞
微生物细胞
常用
方法
花粉管
通道法
农杆菌
转化法
显微注射
技术
Ca2+处理法
(CaCl2)
受体
细胞
受精卵或体细胞
受精卵
常用原核细胞
转化
过程
在植物受粉后,花粉形成的花粉管还未愈合前,剪去柱头,然后滴加DNA溶液(含目的基因)至花柱切面上,使目的基因借助花粉管通道进入胚囊
农杆菌能在自然条件下侵染双子叶植物和裸子植物,对大多数单子叶植物没有侵染能力。
将目的基因插入Ti质粒的TDNA上→转入农杆菌→导入植物细胞→整合到受体细胞的染色体DNA上→表达
将含有目的基因的表达载体提纯→取卵(受精卵)→显微注射→将注射了目的基因的受精卵经早期胚胎培养后移入母体子宫或输卵管→获得具有新性状的动物
Ca2+处理细胞→感受态细胞→将重组表达载体与感受态细胞混合→感受态细胞吸收外源DNA分子
[温馨提示]
(1)此处的“转化”与肺炎链球菌转化实验中的“转化”含义相同。
导入受体细胞的目的基因可以存在于细胞质中,也可能整合到染色体DNA上。
(2)在将目的基因导入受体细胞之前,都必须进行基因表达载体的构建,也就是说导入受体细胞的必须是重组DNA分子,而不是直接导入目的基因。
1.受体细胞不同,将目的基因导入受体细胞的方法也不相同,下列受体细胞与导入方法匹配错误的是( )
选项
受体细胞
导入方法
A
棉花细胞
花粉管通道法
B
大肠杆菌
农杆菌转化法
C
羊受精卵
显微注射法
D
水稻细胞
农杆菌转化法
解析:
选B。
花粉管通道法是一种十分简便、经济的方法,我国的转基因抗虫棉培育过程中用到了此种方法,A项正确;将目的基因导入微生物细胞用Ca2+处理法,这种方法能使大肠杆菌细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态,B项错误;显微注射技术是将目的基因导入动物细胞(如羊受精卵)最常用、最有效的方法,C项正确;可用农杆菌转化法将目的基因导入水稻细胞,D项正确。
2.(不定项)(2021·河北保定高二检测)下图表示培育转基因抗植物病毒番茄的过程示意图。
下列叙述不正确的是( )
A.过程A需要限制酶和DNA聚合酶的参与
B.过程B需要用CaCl2处理,以提高番茄细胞细胞壁的通透性
C.抗植物病毒基因一旦整合到番茄细胞的染色体上,就能正常表达
D.转基因抗植物病毒番茄是否培育成功可通过抗病毒接种实验进行鉴定
解析:
选ABC。
题图中过程A为构建基因表达载体,需要用到限制酶和DNA连接酶,不需要DNA聚合酶,A错误;CaCl2处理只是提高农杆菌细胞细胞壁的通透性,B错误;抗植物病毒基因整合到番茄细胞的染色体上,不一定能表达,C错误;转基因抗植物病毒番茄是否培育成功可通过接种特定病毒,观察番茄是否被感染来进行鉴定,D正确。
发展素养__长句特训____________与高考接轨
1.(科学思维)农杆菌转化法要将目的基因插入农杆菌质粒的TDNA片段的原因是___________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案:
Ti质粒的TDNA片段可以整合到受体细胞的染色体上
2.(科学思维)如果改用花粉管通道法将目的基因导入受体细胞,与农杆菌转化法相比具有的优点是_________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案:
操作简便;直接将目的基因导入受精卵,无须组织培养即可获得植株(答出一个即可,其他答案合理也可)
知识点二 目的基因的检测与鉴定
1.目的基因在受体细胞中的位置不同会引起遗传上的差别
(1)图中a细胞减数分裂时,细胞质是不均分的,子细胞不一定含有目的基因。
(2)图中b在进行细胞减数分裂时,细胞核中的DNA经复制后平均分配到两个子细胞中,保证了亲子代遗传性状的稳定性,细胞中目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达。
2.目的基因的检测与鉴定
(1)检测与鉴定的方法
(2)基因探针的检测原理
基因探针就是用放射性同位素或荧光分子标记的含目的基因的单链DNA片段。
(3)个体水平上检测转基因生物的方法
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
细胞产物的功能活性是否正常
[温馨提示] 不同分子水平的两个检测原理
(1)转录水平的检测原理与复制水平的检测原理是相似的,只是被检测的物质不再是转基因生物的基因组DNA,而是mRNA。
(2)翻译水平的检测则是利用抗原与抗体特异性结合的原理。
1.利用外源基因在受体细胞中表达,可生产人类所需的产品。
下列选项中能说明目的基因完成表达的是( )
A.棉花细胞中检测到载体上的标记基因
B.山羊乳腺细胞中检测到人生长激素基因
C.大肠杆菌中检测到人胰岛素基因的mRNA
D.酵母菌细胞中提取到人的干扰素
解析:
选D。
A、B、C三项都不能说明目的基因完成表达。
人的干扰素基因导入酵母菌中,酵母菌合成了人的干扰素,说明目的基因完成表达。
2.(2021·北京丰台区期末)棉花种植过程中常因棉铃虫啃食叶片而减产。
苏云金杆菌能产生具有抗虫能力的Bt抗虫蛋白。
科研人员将Bt抗虫蛋白基因作为目的基因导入普通棉花细胞内,培育出了能抗棉铃虫的转基因抗虫棉。
下图为制备抗虫棉的基本流程,①~⑤表示相关的操作。
请回答下列问题:
(1)步骤①中,利用PCR扩增Bt抗虫蛋白基因时,需要根据Bt抗虫蛋白基因两端的部分核苷酸序列设计________。
(2)步骤②构建基因表达载体时需要用到EcoRⅠ和BamHⅠ两种________________酶对目的基因和质粒进行切割,酶切后形成的目的基因两端的黏性末端________(填“相同”或“不相同”),以防止自身环化。
切割后的产物还需要用____________________酶进行连接。
(3)步骤③中需先用________处理农杆菌以便将基因表达载体导入其中。
(4)步骤④中,可通过________________技术检测愈伤组织细胞中是否含有Bt抗虫蛋白基因,若未检测出Bt抗虫蛋白基因,则可能的原因是_____________________________________________________________________
__________________________。
(5)分别用普通棉花植株和转基因棉花植株的叶片饲喂棉铃虫,若__________________________________________________________________,
说明抗虫棉对棉铃虫表现出一定的抗性。
解析:
(1)步骤①为获取目的基因,利用PCR扩增Bt抗虫蛋白基因时,需要根据Bt抗虫蛋白基因两端的部分核苷酸序列设计引物。
(2)步骤②构建基因表达载体时需要用到EcoRⅠ和BamHⅠ两种限制性内切核酸酶对目的基因和质粒进行切割,酶切后形成的目的基因两端的黏性末端不相同,以防止自身环化。
切割后的产物还需要用DNA连接酶将磷酸二酯键连接起来。
(3)步骤③中,微生物细胞作为受体细胞时,需要用Ca2+处理,以便将基因表达载体导入细胞。
(4)步骤④中,可通过抗原—抗体杂交技术检测愈伤组织细胞中是否含有Bt抗虫蛋白基因,若未检测出Bt抗虫蛋白基因,则可能是由于Bt抗虫蛋白基因未能导入棉花愈伤组织细胞或在棉花愈伤组织细胞中未成功表达等。
(5)分别用普通棉花植株和转基因棉花植株的叶片饲喂棉铃虫,若出现转基因棉花叶片被啃食的程度比普通棉花轻或啃食转基因棉花的棉铃虫死亡率更高或生长更缓慢等结果,说明抗虫棉对棉铃虫表现出一定的抗性。
答案:
(1)引物
(2)限制(限制性内切核酸) 不相同 DNA连接 (3)Ca2+ (4)抗原—抗体杂交 Bt抗虫蛋白基因未能导入棉花愈伤组织细胞(或在棉花愈伤组织细胞中未成功表达) (5)转基因棉花叶片被啃食的程度比普通棉花轻(或啃食转基因棉花的棉铃虫死亡率更高或生长更缓慢,答案合理即可)
核心知识小结
[要点回眸]
[答题必备]
1.转化是指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.将目的基因导入植物细胞的常用方法除了花粉管通道法之外,还有农杆菌转化法等。
3.将目的基因导入动物受精卵最常用的一种方法是利用显微注射直接将目的基因注入动物的受精卵中。
4.在基因工程操作中,常用原核生物作为受体细胞,其中大肠杆菌的应用最为广泛。
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
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 人教版 选择性必修三 将目的基因导入受体细胞目的基因的检测与鉴定 教案 选择性 必修 目的 基因 导入 受体 细胞 检测 鉴定