課堂學(xué)案配套課件第二章第7課時(shí)

1、第7課時(shí)導(dǎo)入、檢測(cè)和鑒定目的基因第二章基因工程學(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。內(nèi)容索引一、導(dǎo)入目的基因二、檢測(cè)和鑒定目的基因隨堂演練 知識(shí)落實(shí)01一、導(dǎo)入目的基因DAO RU MU DI JI YIN將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的方法和過(guò)程基礎(chǔ)梳理 夯實(shí)教材基礎(chǔ)受體細(xì)胞植物細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞微生物細(xì)胞常用方法_法_法_法過(guò)程將目的基因插入Ti質(zhì)粒的_上農(nóng)桿菌導(dǎo)入植物細(xì)胞整合到受體細(xì)胞染色體的_上表達(dá)將含有目的基因的表達(dá)載體提純?nèi)÷?受精卵)_受精卵發(fā)育獲得具有新性狀的動(dòng)物Ca2處理細(xì)胞_細(xì)胞重組的基因表達(dá)載體與感受態(tài)細(xì)胞混合感受態(tài)細(xì)胞吸收_農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化顯微注射感

2、受態(tài)細(xì)胞TDNADNA顯微注射感受態(tài)DNA分子深化探究 解決問(wèn)題疑難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？答案將基因表達(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TDNA上？答案農(nóng)桿菌中的Ti質(zhì)粒上的TDNA(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？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)

3、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。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)。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：學(xué)以致用 鏈接典例拓展(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TDNA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

4、基因的DNA片段插入到_(部位)即可。單子葉植物將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞染色體的DNATDNA片段(內(nèi)部)解析一般農(nóng)桿菌不能感染單子葉植物，可感染雙子葉植物和裸子植物。利用其感染性，可實(shí)現(xiàn)將目的基因?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TDNA片段，因此目的基因必須插入到該部位才能成功。(2)根據(jù)TDNA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。DNA連接酶、限制解析根據(jù)TDNA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。(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

5、化合物。酚解析植物細(xì)胞受傷后可產(chǎn)生酚類物質(zhì)，促進(jìn)農(nóng)桿菌向植物細(xì)胞轉(zhuǎn)移。(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)。基因槍法、花粉管通道法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。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

6、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()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。02二、檢

7、測(cè)和鑒定目的基因JIAN CE HE JIAN DING MU DI JI YIN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。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?；A(chǔ)梳理 夯實(shí)教材基礎(chǔ)DNA分子雜交法放射性同位素基因探針染色體的DNA2.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。

8、4.個(gè)體水平檢測(cè)：對(duì)個(gè)體的_進(jìn)行檢測(cè)。分子雜交目的基因mRNA抗原抗體雜交蛋白質(zhì)抗體生物學(xué)特定性狀深化探究 解決問(wèn)題疑難1.觀察目的基因的檢測(cè)示意圖(如上圖所示)，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。(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。(3)檢

9、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。(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。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

10、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.學(xué)以致用 鏈接典例拓展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()目的基因的檢測(cè)與鑒定的方法匯總歸納提升課堂小結(jié)基因工程的基本操作程序03隨堂演練 知識(shí)落實(shí)SUI TANG YAN LIAN ZHI SHI LUO SHI1.將目

11、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12345解析玉米是單子葉植物，對(duì)單子葉植物來(lái)說(shuō)，導(dǎo)入目的基因常用的方法是基因槍法；對(duì)于動(dòng)物細(xì)胞來(lái)說(shuō)，導(dǎo)入目的基因常用的方法是顯微注射法。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12345A.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解析據(jù)分析可知，重組質(zhì)粒導(dǎo)入的是細(xì)菌細(xì)胞，所以X是

12、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。123453.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?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圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)稱為感受態(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 用緩沖液解析將基因表達(dá)載體導(dǎo)入微生物

13、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，以維持適宜的pH。123454.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)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。123455.1957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

14、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)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(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_。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。12345人工合成法基因組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)(2)用限制酶處理質(zhì)粒和目的基因后，用_酶處理，可形成基因表達(dá)載體，該載體的化學(xué)本質(zhì)是_。解析用限制酶處理載體和目的基因后，將目的基因與載體連接，需要使用DNA連接酶處理，基因與載體的化學(xué)本