2018高考生物一轮复习第10单元现代生物科技专题第36讲基因工程课件
。
②类型
常用类型 E· coli DNA连接酶 T4 DNA连接酶
来源
功能
大肠杆菌 _________
只缝合黏性末端 ________
T4噬菌体
缝合黏性末端和平末端 ________________
结果
恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键 __________
③DNA连接酶和限制酶的关系
(3)载体
①种类: 质粒 、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
能自我复制 ②质粒的特点 有一个至多个限制酶切割位点 ______________ 标记基因 有特殊的_________
易混辨析 载体和膜载体 基因工程中的载体与细胞膜上物质运输的载体不同。基因工程中的载 体是质粒或动植物病毒等,能将目的基因导入受体细胞内;膜载体是
两条长链
命题点二 载体的作用及特点分析 3.下列关于载体的叙述中,错误的是 答案
解析
A.载体与目的基因结合后,实质上就是一个重组DNA分子 B.对某种限制酶而言,载体最好只有一个切点,但还要有其他多种酶的切点 C.目前常用的载体有质粒、λ噬菌体的衍生物和动植物病毒 D.载体具有某些标记基因,便于对其进行切割
(4)下列常在基因工程中用作载体的是 答案
解析
A.苏云金芽孢杆菌抗虫基因
B.土壤农杆菌环状RNA分子
C.大肠杆菌的质粒
D.动物细胞的染色体
基因工程的操作过程与应用
考点二
梳理知识要点
1.基因工程的操作过_法获取
2.DNA重组技术的基本工具
(1)限制性核酸内切酶(简称:限制酶)
①来源:主要是从原核 生物中分离纯化出来的。
②作用:识别特定的 核苷酸序列 并切开特定部位的两个核苷酸之间的
磷酸二酯键。 __________
③结果:产生 黏性末端 或平末端。
(2)DNA连接酶
①作用:将限制酶切割下来的DNA片段拼接成DNA分子
EcoRⅠ限制酶识别的碱基序列是GAATTC,切割位点在G和A之间; SmaⅠ限制酶识别的碱基序列是CCCGGG,切割位点在C和G之间。
(2)以上实例说明限制酶具有 专一性
。
(3)要将图2中的末端再连接起来,需要T4 DNA 连接酶。
探究命题方向
命题点一 限制性核酸内切酶、DNA连接酶等酶的作用 1.如图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化,下面选项中能依次表 示限制酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用顺序的是 答案
第十单元 现代生物科技专题
第36讲 基因工程
考纲要求
1.基因工程的诞生(Ⅰ)。
2. 基因工程的原理及技术 ( 含 PCR 技术 )(Ⅱ) 。
3.基因工程的应用(Ⅱ)。
4.蛋白质工程(Ⅰ)。
5.实验:DNA的粗提取和鉴定。
内容索引
考点一 基因工程的操作工具 考点二 基因工程的操作过程与应用
考点三 DNA的粗提取与鉴定
解析
A.①②③④
C.①④②③
B.①②④③
D.①④③②
命题点一 限制性核酸内切酶、DNA连接酶等酶的作用 2.如图是表达新基因用的质粒的示意图,若要将目的基因插入到质粒上 的A处,则切割基因时可用的是 答案
解析
A.HindⅢ
B.EcoRⅠ
C.EcoB
D.PstⅠ
A处有BamHⅠ、EcoB、ClaⅠ限制酶的切点,使用A~D中的EcoB切割 时,才能让目的基因插入到A处。
在一起。 答案
解析ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
质粒DNA分子的切割末端能够与目的基因切割末端发生碱基互补配对,
可使用DNA连接酶将它们连接在一起。
供重组 标记基因 ,其作用是_______ (3)氨苄青霉素抗性基因在质粒DNA上称为_________
DNA的鉴定和选择 。 答案 _________________
解析
质粒DNA分子上的氨苄青霉素抗性基因可以作为标记基因,便于对重组 DNA进行鉴定和筛选。
(5)载体的作用是携带目的基因导入受体细胞中,使之稳定存在并表达( √ )
2.分析命题热图,明确答题要点 下图中的图 1 和图 2 分别表示的是 EcoRⅠ 限制酶和 SmaⅠ 限制酶的作 用示意图。请据图回答:
(1)EcoRⅠ 限制酶和 SmaⅠ 限制酶识别的碱基序列及切割的位点分别是
什么? 提示
蛋白质,与细胞膜的选择透过性有关。
诊断与思考
1.判断常考语句,澄清易混易错
(1)限制性核酸内切酶、DNA连接酶和质粒是基因工程中常用的三种工具
酶( × )
(2)切割质粒的限制性核酸内切酶均能特异性地识别6个核苷酸序列( × )
(3)DNA连接酶能将两碱基间通过形成的氢键连接起来( × )
(4)E· coli DNA连接酶既可连接平末端,又可连接黏性末端( × )
命题点二 载体的作用及特点分析 4.下面为大肠杆菌及质粒载体的结构模式图,据图回答下列问题:
DNA ,二者还具有其他共同点, (1)a代表的物质和质粒的化学本质都是______ 具有遗传特性 写出两条即可)。 答案 能够自我复制 如:①____________ ,②_____________(
解析
a代表的物质是拟核DNA分子,质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细 菌拟核之外的小型环状 DNA分子,两者都能自我复制,并蕴含遗传信息。
—A (2)若质粒DNA分子的切割末端为 —TGCGC ,则与之连接的目的基因切 CGCGT— DNA连接酶 把质粒和目的基因连接 割末端应为_____________ ;可使用____________ A—
归纳提升
名称 限制酶 DNA连接酶
与DNA相关的五种酶的比较
作用部位 磷酸二酯键 磷酸二酯键 作用结果 将DNA切成两个片段 将两个DNA片段连接为一个DNA分子
DNA聚合酶 DNA (水解)酶
解旋酶
磷酸二酯键 磷酸二酯键
碱基对之间的氢键
将单个脱氧核苷酸依次连接到单链末端 将DNA片段水解为单个脱氧核苷酸 将双链DNA分子局部解旋为单链,形成
知识网络 答题语句
重温高考 演练模拟
课时作业
基因工程的操作工具
考点一
梳理知识要点
1.基因工程的概念 (1)供体:提供目的基因 。 (2)操作环境: 体外 。 (3)操作水平: 分子 水平。 (4)原理: 基因重组 。 (5)受体:表达目的基因。 (6)本质:性状在受体 体内的表达。 (7)优点:克服 远缘杂交不亲和 的障碍,定向改造生物的 遗传性状 。
高三生物一轮复习优质课件2:第36讲 基因工程
9.蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作,定 向改变分子的结构。 ( × ) 10.(2013·广东高考T3C)目前在抗菌性和溶血性均较强的多肽 P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物,首先要做的 是依据P1氨基酸序列设计多条模拟肽。 ( √ )
考点整合梳理
考点一 基因工程的工具
(4)①由图乙知,获得chlL基因需酶1和酶3对此基因所在的 DNA进行切割,同时对质粒也要用同种酶切割处理,以便构 建重组质粒A。 ②由题意知四种酶同时切割时含600对碱基的片段共有3个。 若用酶1和酶3同时切割时,产生的片段有8 200+600=8 800 对碱基;另一为600×2=1 200对碱基。
(1)与真菌相比较,蓝藻在结构上最主要的特点是_________
,在功能上最主要的特点是
。
(2)①②过程中均使用的工具酶有
。
(3)构建重组质粒B在整个操作过程中的目的是___________
和
。
(4)若含有chlL基因的DNA片段和选用的质粒上的限制酶切割位 点如图乙所示。请回答:
①构建含chlL基因的重组质粒A时,应选用的限制酶是
【通关典题】
(2012·新课标全国卷)根据基因工程的有关知识,回答下列问
题:
(1)限制性(核酸)内切酶切割DNA分子后产生的片段,其末端类
型有
和
。
(2)质粒(运)载体用EcoRⅠ切割后产生的片段如下:
AATTC……G
G……CTTAA
为使(运)载体与目的基因相连,含有目的基因的DNA除可用
EcoRⅠ切割外,还可用另一种限制性(核酸)内切酶切割,该酶
答案:(1)没有以核膜为界限的细胞核 能够进行光合作用 (2)限制性核酸内切酶和DNA连接酶 (3)破坏chlL基因 操作成功后筛选出该变异株细胞 (4)①酶1和酶3 质粒和含chlL基因的DNA ②含有1 200对碱基和8 800对碱基的两种片段
第36讲 基因工程
第36讲基因工程考点1基因工程的操作工具1.基因工程的概念理解(1)供体:提供目的基因。
(2)操作环境:无菌。
(3)操作水平:DNA分子水平。
(4)原理:基因重组。
(5)受体:表达目的基因。
(6)本质:性状在受体生物体内表达。
(7)优点:克服远缘杂交不亲和障碍,定向改造生物的遗传性状。
2.限制性核酸内切酶(简称:限制酶)(1)来源:主要是从原核生物中分离纯化出来的。
(2)作用:识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并使每条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。
(3)结果:产生黏性末端或平末端。
3.DNA连接酶(1)功能:缝合被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
(2)类型(2)其他载体:λ噬菌体衍生物、动植物病毒等。
(3)载体的作用:携带外源DNA片段进入受体细胞。
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)1.切割质粒的限制性核酸内切酶均能特异性地识别6个核苷酸序列。
(×)2.载体的作用是携带目的基因导入受体细胞中,使之稳定存在并表达。
(√)3.DNA连接酶能将两碱基间通过氢键连接起来。
(×)4.限制性核酸内切酶、DNA连接酶和质粒是基因工程中常用的三种工具酶。
(×)5.E·coli DNA连接酶既可连接平末端,又可连接黏性末端。
(×)6.载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因。
(×)7.外源DNA必须位于重组质粒的启动子和终止子之间才能进行复制。
(×)8.设计扩增目的基因的引物时不必考虑表达载体的序列。
(×)9.用PCR方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列。
(√)10.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。
(×)11.应用DNA探针技术,可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其是否完全表达。
(×)1.(选修3P6“寻根问底”改编)DNA连接酶和DNA聚合酶的作用相同吗?试简要说明。
高三生物一轮复习专题课件选修三专题一基因工程ppt
(2)基因表达载体的组成:除目的基因外,还必须有
□15 启动子 、□16 终止子和 □17 标记基因 等。
①启动子:是一段有特殊结构的 □18 DNA片段 ,位于 □19 基因首端 ,是 □20 RNA聚合酶识别和结合 的部位。
②标记基因的作用:鉴定受体细胞中是否含有□21 目的 基因 ,从而 □22 将含目的基因的细胞筛选出来 。
专题一 基因工程
教材基础回扣 核心考点整合 命题视角研析 课后限时练
教材基础回扣
教材梳理
一、DNA重组技术的基本工具 1.DNA重组技术的“分子手术刀”
□ (1)“分了手术刀”即 1 限制性核酸内切酶 。 □ (2)来源:主要从 2 原核生物中分离。
(3)功能:识别□3 特定核苷酸序列、切割 □4 磷酸二酯键。 (4)结果:产生□5 黏性末端 或□6 平末端 。
3.将目的基因导入受体细胞的方法
(1)植物最常用: □23 农杆菌转化 法,其次为 □24 基因枪 法、□25 花粉管通道 法。
(2)动物:最常用 □26 显微注射 法,其受体细胞通常为 □27 受精卵 。
(3)细菌:□28 感受态细胞 法,需用 □29 Ca2+ 处理细胞。
4.目的基因的检测和鉴定
(4)目的基因的检测和鉴定
[应用训练2] (2012·南京教学检测)如图为获得抗虫棉的 技术流程。在培育转基因植物的研究中,卡那霉素抗性基因 (kanr)常作为标记基因,只有含卡那霉素抗性基因的细胞才 能在卡那霉素培养基上生长。
请据图回答: (1)A过程所用的载体是________,需要的工具酶有 ________和________。 (2)C过程的培养基除含有必需的营养物质、琼脂和激素 外,还需加入________。 (3)由图中离体棉花叶片组织获得转基因抗虫植株可采用 ________技术,该技术所依据的原理是_________________ __________________________________________________。
高三生物一轮复习基因工程课件
多细胞生物的检测,将每个受体细胞单独培 养并诱导发育成完整个体,检测这些个体是否摄 入目的基因,摄入的基因是否表达(是否表现出 相应的性状)。淘汰无变化的个体,保留有相应 变化的个体进一步培养、研究。 例:用棉铃饲喂棉 铃虫,如虫吃后不出现 中毒症状,说明未摄入 目的基因或摄入目的基 因未表达。如虫吃后中 毒死亡,则说明摄入了 抗虫基因并得到表达。
• 步骤一:目的基因的提取 3)根据已知的氨基酸序列合成DNA法 : 根据已知蛋白质的氨 蛋白质的氨基酸序列 基酸序列,推测出相应的 推测 信使RNA序列,然后按 mRNA的核苷酸序列 照碱基互补配对原则,推 推测 测出它的结构基因的核苷 结构基因的核苷酸序列 酸序列,再通过化学方法, 化学合成 以单核苷酸为原料合成目 目的基因 的基因。
基因工程的成果在实际生产、生活中的应用有哪些?
医药卫生 基因诊断:用同位素或荧光分子制备DNA探针,利用DNA
分子杂交的原理检验被试样品的遗传信息
利用转基因的工程菌等生产基因工程药品
基因治疗:用健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞
培育优良品质的转基因作物或抗逆性转基因作物 农牧业 培育优良品质的转基因动物
(三)基因操作的基本步骤
• 上述三种目的基因提取的方法有何优缺点?
优点 鸟枪法 操作简便 广泛使用 专一性强 缺点 工作量大,盲目,分 离出来的有时并非一 个基因 操作过程麻烦,mRNA 很不稳定,要求的技 术条件较高
反转录法
根据已知氨基酸 专一性最强 仅限于合成核苷酸对 较少的简单基因 合成DNA法
重播
DNA被限制酶切断后有两个反向互补的“黏 性末端”。被同一种限制酶切断的几个DNA具有 相同的黏性末端,能够通过互补进行配对。
• 什么叫黏性末端?
高三生物一轮复习:第36讲 基因工程
3.将目的基因导入受体细胞 (2)转化方法
生物种类
植物
农杆菌转化法 (常
方法 用)、基因枪法、花粉 管通道法
受体细胞 体细胞、受精卵
动物
显微注射技术
受精卵
微生物 Ca2+处理法 原核细胞
(续表)
生物种类
植物
动物
微生物
转化过程
农杆菌转化法:目的基
Ca2+处理细胞
因插入Ti质粒
回答下列问题: (4)图甲中的Tetr和ampR在运载体上可作为 标记基因 , 用于重组DNA的鉴定 和选择。
[解析] (4)图甲中的Tetr和ampR都是抗性基因,在运载体上可以作为标记基因, 用于重组DNA的鉴定和选择。
◉ 方法归纳
“选择限制酶的技巧
(1)根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类 ①应选择切点位于目的基因两端的限制酶,如图甲可选择PstⅠ。 ②不能选择切点位于目的基因内部的限制酶,如图甲不能选择SmaⅠ。 ③为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接,也可使用不同的限制酶切割目的 基因和质粒,如图甲也可选择用PstⅠ和EcoRⅠ两种限制酶(但要确保质粒上也有这 两种酶的切点)。
[解析] (1)限制性核酸内切酶(简称限制酶)切割DNA分子后,产生的片段末端 类型有黏性末端和平末端。
1.[2020·四川攀枝花市二模] 根据与基因工程有关的知识,回答下列问题:
(2)质粒运载体用EcoRⅠ切割后产生的片段为AATTC……G
G……GTTAA
,为使运载体与目的基因相连,含有目的基因的DNA除可
(4)若质粒运载体用EcoRⅠ切割,为使运载体与目的基因相连,图甲中含有目 的基因的DNA除可用EcoRⅠ切割外,还可用另一种限制性核酸内切酶切割, 该酶切割后得到的末端必须具有什么特点?
2018年高考生物大一轮复习第十单元现代生物科技技术第36讲基因工程
用得到的混合物直接转化大肠杆菌。结果大肠杆菌 有的未被转化,有的被转化。被转化的大肠杆菌有三种, 分别是含有环状目的基因、含有质粒载体、含有插入了 目的基因的重组质粒的大肠杆菌。回答下列问题:
(3)DNA 连接酶是将两个 DNA 片段连接起来的酶, 常见的有________和________, 其中既能连接黏性末端又 能连接平末端的是________。
解析:由题图可知,BamHⅠ和 Sau3AⅠ两种限制性内切 酶的共同识别序列是 ——GATC—— ——CTAG—— ,二者切割可以形 成
2.基因表达载体的构建——基因工程的核心。 (1)目的。 ①使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗 传给下一代。 ②使目的基因能够表达和发挥作用。 (2)组成及作用:
3.将目的基因导入受体细胞。 ①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。
②常用方法(连线): 受体细胞 导入方法 a.农杆菌转化法 b.显微注射法 c.基因枪法 d.感受态细胞法 (Ca2 处理法)
+
Ⅰ动物细胞 Ⅱ植物细胞
Ⅲ微生物细胞
答案:Ⅰ—b
e.花粉管通道法
Ⅱ—a、c、e Ⅲ—d
4.目的基因的检测与鉴定。
方法 DNA 分子杂 交技术 分子杂交技术 转录 抗虫或抗病接 种实验
检测或鉴定目的 检测目的基因的有无 目的基因是否抗原-抗体杂交 目的基因是否翻译 是否具有抗虫抗病特性
水平
分子 水平
(6)当受体细胞是细菌时,为了增大导入的成功率, 常用 Ca2+处理,得到感受态细胞,此时细胞壁和细胞膜 的通透性增大,容易吸收重组质粒。
答案: (1)平末端 黏性末端 (2)切割产生的 DNA 片 (3) 大 肠 杆 菌 PCR T4
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三、基因治疗曙光初照
• 基因诊断:
也称为DNA诊断或基因探针技术,即在 DNA水平分析检测某一基因,从而对特定 得疾病进行诊断。
探针制备:放射性同位素(如32P)、荧光 分子等标记得DNA分子;
原理:利用DNA分子杂交原理;
• 基因诊断技术在什么方面发展迅速?
在诊断遗传性疾病方面发展迅速。目前 已经可以对几十种遗传病进行产前诊断。
• 基因探针:
基因探针就就是一段与目得基因或DNA互 补得特异核苷酸序列。她包括整个基因,或 基因得一部分;可以就是DNA本身,也可以 就是由之转录而来得RNA。
1)将细菌用CaCl2处理,以增大细菌细胞壁得通透 性。
2)使含有目得基因得重组质粒进入受体细胞。
3)目得基因在受体细胞内,随其繁殖而复制,由于 细菌繁殖得速度非常快,在很短得时间内就能获得 大量得目得基因。
目得基因与载体得结合过程,实际上就 是不同来源得基因重组得过程。
步骤三:目得基因导入受体细胞
目得基因进入受体细胞内,并且在受体细 胞内维持稳定和表达得过程,称为转化。
什么叫显微注射技术?
用口径为1μm得DNA注射器,将大量得 目得基因片段注入到受精卵得核内,然后 把经过注射得受精卵移植到另一只雌性 动物得子宫内,使受精卵发育为转基因动 物。
1、 限制性核酸内切酶——“分子手术刀”
限制酶主要就是从原核微生物中分离纯化 出来得。能识别双链DNA得某种特定核苷酸序 列,并且使每一条链中特定部位得两个核苷酸之 间 得磷酸二酯键断开。
特点:特异性。
即一种限制酶只能识别一种特定得核苷酸 序列,并且能在特定得切点上切割DNA分子。
大肠杆菌(EcoRΙ)得一种限制酶能识别 GAATTC序列,并在G和A之间切开。
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基因工程的操作工具
考点一
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梳理知识要点
1.基因工程的概念 (1)供体:提供目的基因。 (2)操作环境: 体外 。 (3)操作水平: 分子 水平。 (4)原理:基因重组 。 (5)受体:表达目的基因。 (6)本质:性状在受体 体内的表达。 (7)优点:克服远的缘障杂碍交,不定亲向和改造生物的
。 遗传性状
②质粒的特点
能自我复制 有一个至多个限__制__酶__切__割__位__点__ 有特殊的_标__记__基__因__
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易混辨析 载体和膜载体 基因工程中的载体与细胞膜上物质运输的载体不同。基因工程中的载 体是质粒或动植物病毒等,能将目的基因导入受体细胞内;膜载体是 蛋白质,与细胞膜的选择透过性有关。
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命题点二 载体的作用及特点分析 4.下面为大肠杆菌及质粒载体的结构模式图,据图回答下列问题:
(1)a代表的物质和质粒的化学本质都是__D_N_A__,二者还具有其他共同点, 如:①_能__够__自__我__复__制_,②_具__有__遗__传__特__性__(写出两条即可)。 答案 解析 a代表的物质是拟核DNA分子,质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细 菌拟核之外的小型环状DNA分子,两者都能自我复制,并蕴含遗传信息。
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诊断与思考
1.判断常考语句,澄清易混易错 (1)限制性核酸内切酶、DNA连接酶和质粒是基因工程中常用的三种工具 酶( × ) (2)切割质粒的限制性核酸内切酶均能特异性地识别6个核苷酸序列( × ) (3)DNA连接酶能将两碱基间通过形成的氢键连接起来( × ) (4)E·coli DNA连接酶既可连接平末端,又可连接黏性末端( × ) (5) 载 体 的 作 用 是 携 带 目 的 基 因 导 入 受 体 细 胞 中 , 使 之 稳 定 存 在 并 表√达 ()
高三一轮复习:基因工程正式ppt课件
达到治疗疾病的目的。病人细胞中既有缺陷基因,也有
正常基因。
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二、 植物基因工程与动物基因工程的成果
外源基因类型及举例
成果举例
抗虫转基 因植物
抗虫基因:Bt毒蛋白基 因、蛋白酶抑制剂基因、 淀粉酶抑制剂基因
抗虫水稻、抗虫棉、 抗虫玉米
抗病转基 因植物
抗病毒基因:病毒外壳 蛋白基因、病毒的复制 酶基因抗真菌基因:几 丁质酶基因
3.PCR技术扩增目的基因
高考总复习.生物
(3)PCR技术扩增目的基因 ①原理:_D_N__A_复__制___。 ②过程 第一步:变性:_D__N_A__解__链__;第二步:复性:引物结合到 互补DNA链;第三步:延伸:在热稳定DNA聚合酶作用下, 从引物起始合成互补链。 2.基因表达运载体的构建 (1)目的:使目的基因在受体细胞中_稳__定__存__在___,并且可以 _遗_传__至__下_一__代_,使目的基因能够__表__达__和_发__挥_。作用 (2) 组 成 : 目__的__基__因____ + __启__动__子____ + ___终__止__子___ + __标__记__基__因__
三、将目的基因导入受体细胞
生物 种类
植物细胞
动物细胞
常用 农杆菌转化 显微注射技
方法 法
术
受体 细胞
体细胞
受精卵
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微生物细胞
感受态细胞 法
原核细胞
转化 过程
将目的基因 插入Ti质粒 的TDNA上→ 农杆菌→导 入植物细胞 →整合到受 体细胞的
将含有目的 基因的表达 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
用是( )C
