蘇教版選修三 1.1.3 導(dǎo)入、檢測(cè)和鑒定目的基因 課件（40張）.pptxVIP

第3課時(shí)導(dǎo)入 檢測(cè)和鑒定目的基因 第一章第一節(jié)基因工程概述 學(xué)習(xí)導(dǎo)航1 理解目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的方法 2 掌握檢測(cè)與鑒定目的基因的方法 重難點(diǎn)擊1 目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的方法 2 檢測(cè)和鑒定目的基因的方法 課堂導(dǎo)入方式一通過(guò)前面的學(xué)習(xí) 我們了解了基因工程中目的基因的獲取及基因表達(dá)載體的構(gòu)建 在目的基因與載體連接成重組dna分子以后 下面的重要工作主要是將其導(dǎo)入受體細(xì)胞進(jìn)行擴(kuò)增和篩選 獲得大量的重組dna分子 這就是外源基因的無(wú)性繁殖 即克隆 cloning 由于外源基因與載體構(gòu)成的重組dna分子性質(zhì)不同 宿主細(xì)胞不同 將重組dna導(dǎo)入宿主細(xì)胞的具體方法也不相同 方式二目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后 是否可以穩(wěn)定維持和表達(dá)其遺傳特性 只有通過(guò)檢測(cè)和鑒定才能知道 這是基因工程的第四步工作 以上步驟完成后 在全部的受體細(xì)胞中 真正能夠攝入重組dna分子的受體細(xì)胞是很少的 因此 必須通過(guò)一定的手段對(duì)受體細(xì)胞中是否導(dǎo)入了目的基因進(jìn)行檢測(cè) 檢測(cè)的方法有很多種 例如 大腸桿菌的某種質(zhì)粒具有青霉素抗性基因 當(dāng)這種質(zhì)粒與外源dna組合在一起形成重組質(zhì)粒 并被轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞后 就可以根據(jù)受體細(xì)胞是否具有青霉素抗性來(lái)判斷受體細(xì)胞是否獲得了目的基因 重組dna分子進(jìn)入受體細(xì)胞后 受體細(xì)胞必須表現(xiàn)出特定的性狀 才能說(shuō)明目的基因完成了表達(dá)過(guò)程 一 導(dǎo)入目的基因 內(nèi)容索引 當(dāng)堂檢測(cè) 二 檢測(cè)和鑒定目的基因 一 導(dǎo)入目的基因 基礎(chǔ)梳理 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的方法和過(guò)程 dna t dna 感受 顯微注射 態(tài) dna分子 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化 感受態(tài)細(xì)胞 顯微注射 問(wèn)題探究 1 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法的分析 1 將基因表達(dá)載體導(dǎo)入農(nóng)桿菌細(xì)胞時(shí) 應(yīng)怎樣處理農(nóng)桿菌細(xì)胞 答案 答案基因表達(dá)載體 重組質(zhì)粒 導(dǎo)入農(nóng)桿菌細(xì)胞時(shí) 要用ca2 處理農(nóng)桿菌細(xì)胞 使其處于感受態(tài) 利于重組質(zhì)粒的導(dǎo)入 2 在用土壤農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的過(guò)程中 為什么一定要將目的基因插入到ti質(zhì)粒的t dna上 答案 答案農(nóng)桿菌中的ti質(zhì)粒上的t dna 可轉(zhuǎn)移的dna 可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞 并且整合到受體細(xì)胞的染色體dna上 2 植物基因工程常用的受體細(xì)胞為什么可以是體細(xì)胞 而動(dòng)物基因工程一般只用受精卵 3 為什么微生物細(xì)胞適合作為基因工程的受體細(xì)胞 答案 答案植物體細(xì)胞的全能性較高 可經(jīng)植物組織培養(yǎng)過(guò)程形成完整植物體 因此受體細(xì)胞可以是體細(xì)胞 動(dòng)物體細(xì)胞的全能性受到嚴(yán)格限制 因此動(dòng)物基因工程中的受體細(xì)胞一般只用受精卵 答案微生物細(xì)胞具有繁殖快 多為單細(xì)胞 遺傳物質(zhì)相對(duì)較少的優(yōu)點(diǎn) 拓展應(yīng)用 1 農(nóng)桿菌是一種在土壤中生活的微生物 能在自然條件下感染植物 因而在植物基因工程中得到了廣泛的運(yùn)用 如圖為農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法的示意圖 試回答下列問(wèn)題 解析一般農(nóng)桿菌不能感染的植物是單子葉植物 可感染雙子葉植物和裸子植物 利用其感染性 可實(shí)現(xiàn)目的基因?qū)胫参锛?xì)胞 真正可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞并整合到受體細(xì)胞染色體的dna上的是農(nóng)桿菌t dna片段 因此目的基因必須插入到該部位才能成功 1 一般情況下農(nóng)桿菌不能感染的植物是 利用農(nóng)桿菌自然條件下感染植物的特點(diǎn) 能實(shí)現(xiàn) 具體原理是在農(nóng)桿菌的ti質(zhì)粒上存在t dna片段 它具有可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞并整合到受體細(xì)胞 上的特點(diǎn) 因此只要將攜帶外源基因的dna片段插入到 部位 即可 答案 解析 單子葉植物 將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞 染色體的dna t dna片段 內(nèi)部 解析根據(jù)t dna這一轉(zhuǎn)移特點(diǎn) 可以推測(cè)該dna片段能控制合成dna連接酶 限制酶以實(shí)現(xiàn)與雙子葉植物細(xì)胞染色體dna的整合 2 根據(jù)t dna這一轉(zhuǎn)移特點(diǎn) 推測(cè)該dna片段上可能含有控制 酶合成的基因 答案 解析 dna連 接酶 限制 解析植物細(xì)胞受傷后可產(chǎn)生酚類(lèi)物質(zhì) 促進(jìn)農(nóng)桿菌向植物細(xì)胞轉(zhuǎn)移 3 圖中c過(guò)程中 能促進(jìn)農(nóng)桿菌向植物細(xì)胞轉(zhuǎn)移的物質(zhì)是 類(lèi)化合物 答案 解析 酚 解析植物基因工程中除了農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法之外 還有基因槍法和花粉管通道法等 4 植物基因工程中除了農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法之外 還可采取 至少寫(xiě)出兩種 答案 解析 基因槍法 花粉管 通道法 一題多變判斷正誤 1 獲得上述轉(zhuǎn)基因植物的核心步驟是a 2 用含有重組ti質(zhì)粒的土壤農(nóng)桿菌去感染植物細(xì)胞 從而把目的基因?qū)胫参锛?xì)胞 在這個(gè)過(guò)程中所有細(xì)胞都導(dǎo)入了目的基因 3 在過(guò)程a中只需要dna連接酶參與 4 用含有重組ti質(zhì)粒的土壤農(nóng)桿菌去感染植物細(xì)胞 要經(jīng)過(guò)植物組織培養(yǎng)才能獲得表現(xiàn)出新性狀的植物 5 因病毒能夠侵染正常細(xì)胞 有的病毒還能將自己的核酸整合到宿主細(xì)胞的染色體上 所以動(dòng)植物病毒也可作為基因工程的載體 答案 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法中兩次拼接 兩次導(dǎo)入的辨析第一次拼接是將目的基因拼接到ti質(zhì)粒的t dna的中間部位 第二次拼接 非人工操作 指被插入目的基因的t dna拼接到受體細(xì)胞染色體的dna上 第一次導(dǎo)入是將含目的基因的ti質(zhì)粒重新導(dǎo)入農(nóng)桿菌 第二次導(dǎo)入 非人工操作 是指含目的基因的t dna導(dǎo)入受體細(xì)胞 解析不同受體細(xì)胞導(dǎo)入目的基因的方法不同 每種方法都有利弊 目的基因?qū)胫参锛?xì)胞常用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 該方法比較經(jīng)濟(jì)和有效 目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞常用的方法是顯微注射法 目的基因?qū)氪竽c桿菌細(xì)胞最常用的轉(zhuǎn)化方法就是用鈣離子處理細(xì)胞 使細(xì)胞的生理狀態(tài)發(fā)生改變 完成轉(zhuǎn)化 2 下列關(guān)于目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的描述 不正確的是a 基因槍法導(dǎo)入植物體細(xì)胞的方法比較經(jīng)濟(jì)和有效b 顯微注射技術(shù)是轉(zhuǎn)基因動(dòng)物中采用最多的方法c 大腸桿菌最常用的轉(zhuǎn)化方法 是使細(xì)胞的生理狀態(tài)發(fā)生改變d 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法是將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞最常用的方法 答案 解析 二 檢測(cè)和鑒定目的基因 目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后 是否可以穩(wěn)定維持和表達(dá)其遺傳特性 只有通過(guò)檢測(cè)和鑒定才能知道 基礎(chǔ)梳理 1 dna水平檢測(cè) 采用 主要做法是用標(biāo)記的已知dna片段作檢測(cè)受體細(xì)胞 如果能發(fā)生特異性結(jié)合 說(shuō)明目的基因已經(jīng)插入轉(zhuǎn)基因生物中 放射性同位素 dna分子雜交法 基因探針 染色體的dna 2 rna水平檢測(cè) 采用技術(shù) 用已標(biāo)記的作為探針與待測(cè)生物體內(nèi)提取的分子雜交 觀察是否出現(xiàn)雜交帶 3 蛋白質(zhì)水平檢測(cè) 采用法 從待測(cè)轉(zhuǎn)基因生物中提取 用相應(yīng)的進(jìn)行雜交 若有雜交帶出現(xiàn) 表明目的基因已經(jīng)表達(dá)了 4 個(gè)體水平檢測(cè) 對(duì)個(gè)體的進(jìn)行檢測(cè) 目的基因 分子雜交 mrna 抗原 抗體雜交 蛋白質(zhì) 抗體 生物學(xué)特定性狀 問(wèn)題探究 1 觀察目的基因的檢測(cè)示意圖 如下圖所示 回答下列問(wèn)題 1 檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物的染色體dna上是否插入了目的基因 采用dna分子雜交技術(shù) 這種技術(shù)的主要做法是什么 答案主要做法是用標(biāo)記了放射性同位素的目的dna片段作為探針 檢測(cè)受體細(xì)胞的dna中有無(wú)目的基因 顯示出雜交帶 說(shuō)明目的基因已經(jīng)插入染色體dna中 答案 2 dna分子雜交的原理是什么 除了用于目的基因的檢測(cè)與鑒定以外 試舉例說(shuō)明還有哪些應(yīng)用 答案堿基互補(bǔ)配對(duì)原則 還可用于親子鑒定 刑事偵察 生物親緣關(guān)系確定等 答案 3 檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mrna 采用分子雜交技術(shù) 這種技術(shù)與dna分子雜交技術(shù)有何異同 答案相同之處是都采用分子雜交技術(shù) 不同之處是從轉(zhuǎn)基因生物中提取的是mrna 同樣用標(biāo)記的目的基因作探針 與mrna雜交 如果顯示出雜交帶 則表明目的基因轉(zhuǎn)錄出了mrna 答案 4 檢測(cè)目的基因是否翻譯出蛋白質(zhì)的方法是什么 其原理是什么 答案抗原 抗體雜交法 原理是抗原能與相應(yīng)抗體特異性結(jié)合 2 檢測(cè)棉花中導(dǎo)入的抗蟲(chóng)基因是否表達(dá)的最簡(jiǎn)便的方法是什么 答案用葉片飼養(yǎng)棉鈴蟲(chóng) 觀察棉鈴蟲(chóng)是否死亡 答案 關(guān)于不同分子檢測(cè)的原理 場(chǎng)所 探針的異同 1 原理 轉(zhuǎn)錄水平的檢測(cè)原理與復(fù)制水平的檢測(cè)原理是相似的 只是被檢測(cè)的物質(zhì)不再是轉(zhuǎn)基因生物的基因組dna 而是轉(zhuǎn)基因生物細(xì)胞內(nèi)的mrna 翻譯水平的檢測(cè) 則是利用抗原與抗體特異性結(jié)合的原理 2 場(chǎng)所 不論是復(fù)制水平 轉(zhuǎn)錄水平還是翻譯水平的檢測(cè) 都是在體外進(jìn)行的 3 探針 在dna分子 mrna分子上檢測(cè)目的基因是否插入 目的基因是否轉(zhuǎn)錄時(shí) 用的探針都是放射性同位素等標(biāo)記的含有目的基因的dna片段 歸納總結(jié) 拓展應(yīng)用 3 目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后 是否可以穩(wěn)定維持和表達(dá)其遺傳特性 只有通過(guò)鑒定和檢測(cè)才能知道 下列屬于目的基因檢測(cè)和鑒定的是 檢測(cè)受體細(xì)胞的染色體上是否有目的基因 檢測(cè)受體細(xì)胞是否有致病基因 檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mrna 檢測(cè)目的基因是否翻譯出了蛋白質(zhì)a b c d 答案 4 判斷正誤 1 如果檢測(cè)出標(biāo)記基因表達(dá)的性狀 說(shuō)明載體已導(dǎo)入受體細(xì)胞 2 檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)是目的基因能否在真核生物中穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵 3 dna探針用來(lái)檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入 4 鑒定轉(zhuǎn)化的基因是否成功表達(dá) 在分子水平上可應(yīng)用的方法是抗原 抗體雜交 答案 目的基因的檢測(cè)與鑒定的方法匯總 分子雜交技術(shù) 雜交 導(dǎo)入植物細(xì)胞 導(dǎo)入動(dòng)物細(xì)胞 導(dǎo)入微生物細(xì)胞 分子水平檢測(cè) 目的基因 課堂小結(jié) 檢測(cè)和鑒定 dna分子雜交法 基因工程的基本操作程序 獲取目的基因 構(gòu)建基因表達(dá)載體 導(dǎo)入目的基因 水平的鑒定 抗原 抗體 個(gè)體 當(dāng)堂檢測(cè) 1 將目的基因?qū)胗衩浊o尖分生區(qū)細(xì)胞和小鼠受精卵 應(yīng)分別采用的方法是a 顯微注射法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法b 基因槍法花粉管通道法c 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法顯微注射法d 基因槍法顯微注射法 2 3 4 5 1 解析玉米是單子葉植物 對(duì)單子葉植物來(lái)說(shuō) 常用的方法是基因槍法 對(duì)于動(dòng)物細(xì)胞來(lái)說(shuō) 常用的方法是顯微注射法 答案 解析 2 下圖表示一項(xiàng)重要生物技術(shù)的關(guān)鍵步驟 x是獲得外源基因并能夠表達(dá)的細(xì)胞 下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是a x是能合成胰島素的細(xì)菌細(xì)胞b 質(zhì)粒是細(xì)胞核或擬核外能自主復(fù)制的小型環(huán)狀dnac 目的基因與質(zhì)粒的重組只需要dna連接酶d 該細(xì)菌的性狀被定向改造 答案 2 3 4 1 5 解析 2 3 4 1 5 解析分析題意和圖示可知 重組質(zhì)粒導(dǎo)入的是細(xì)菌細(xì)胞 所以x是能合成胰島素的細(xì)菌細(xì)胞 a正確 質(zhì)粒是一種常用載體 是在細(xì)胞核或擬核外能自主復(fù)制的小型環(huán)狀dna b正確 基因與載體的重組需要限制性核酸內(nèi)切酶和dna連接酶 c錯(cuò)誤 基因工程的特點(diǎn)是能夠定向改造生物的性狀 d正確 2 3 4 1 5 3 下列關(guān)于基因表達(dá)載體導(dǎo)入微生物細(xì)胞的敘述中 不正確的是a 常用原核生物作為受體細(xì)胞 是因?yàn)樵松锓敝晨?且多為單細(xì)胞 遺傳物質(zhì)相對(duì)較少b 受體細(xì)胞所處的一種能吸收周?chē)h(huán)境中dna分子的生理狀態(tài)稱(chēng)為感受態(tài)c 感受態(tài)細(xì)胞吸收dna分子需要適宜的溫度和酸堿度d 感受態(tài)細(xì)胞吸收重組表達(dá)載體dna分子的液體只要調(diào)節(jié)為適宜的ph即可 沒(méi)必要用緩沖液 答案 解析 解析將基因表達(dá)載體導(dǎo)入微生物細(xì)胞時(shí) 需在一定條件 如適宜的溫度 ph等 下 將基因表達(dá)載體和感受態(tài)的微生物細(xì)胞混合培養(yǎng) 在培養(yǎng)過(guò)程中 可能會(huì)影響ph的變化 因此要加入緩沖液 以保持適宜的ph 4 檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物染色體dna上是否插入了目的基因的常用方法是a dna分子雜交技術(shù)b 熒光分子標(biāo)記技術(shù)c 放射性同位素標(biāo)記技術(shù)d 顯微注射技術(shù) 2 3 4 1 答案 5 解析檢測(cè)目的基因常采用dna分子雜交技術(shù) 即在含有目的基因的dna片段上用放射性同位素進(jìn)行標(biāo)記 以此作為基因探針 并使基因探針與基因組dna雜交 若顯示出雜交帶 則表明目的基因已插入染色體dna中 解析 5 1957年 生物學(xué)家了解到 病毒感染的細(xì)胞能產(chǎn)生一種因子 這種因子能作用于其他細(xì)胞 干擾病毒的復(fù)制 故將其命名為干擾素 從1987年開(kāi)始 用基因工程方法生產(chǎn)的干擾素進(jìn)入了工業(yè)化生產(chǎn) 并且大量投放市場(chǎng) 1 若已知干擾素的氨基酸序列 則獲取目的基因的較簡(jiǎn)單方法是 目的基因還可以從 文庫(kù)中獲取 而從cdna文庫(kù)中不一定能得到 原因是 2 3 4 1 5 人工合成法 基因組 答案 cdna是由生物發(fā)育的某個(gè)時(shí)期的mrna逆轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的 其他合理答案也可 解析 2 3 4 1 5 解析若已知干擾素的氨基酸序列 則可以通過(guò)人工合成的方法獲得目的基因 cdna文庫(kù)是部分基因文庫(kù) 因?yàn)閏dna是由生物發(fā)育的某個(gè)時(shí)期的mrna逆轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的 所以cdna文庫(kù)中不一定有目的基因 最好從基因組文庫(kù)中獲取 解析檢測(cè)目的基因使用dna分子雜交法 檢測(cè)蛋白質(zhì)采用的是抗原 抗體雜交技術(shù) 3