从杂交育种到基因工程课件.ppt

1、编辑ppt不含不含 能能 基因基因 新基因新基因 四分体四分体 后后 生存环境生存环境 低频性低频性 不定向性不定向性 生物变异生物变异 新基因新基因 编辑ppt二倍体二倍体三倍体三倍体多倍体多倍体单倍体单倍体看发看发单倍体单倍体育起点育起点合子合子错错 错错 错错 错错 编辑ppt第第6章从杂交育种到基因工程章从杂交育种到基因工程1.目前你知道的育种方法有那些？目前你知道的育种方法有那些？选择育种选择育种诱变育种诱变育种杂交育种杂交育种单倍体育种单倍体育种多倍体育种多倍体育种基因工程育种基因工程育种细胞工程育种等细胞工程育种等编辑ppt2.几种育种方法的比较几种育种方法的比较编辑ppt1.1

2、.选择育种选择育种1.原理：原理：利用利用生物自然变异生物自然变异，通过长，通过长期选择，汰劣留优期选择，汰劣留优.2.实例：实例：古人对玉米、小麦等农作物、古人对玉米、小麦等农作物、家禽、家畜等动物的培育家禽、家畜等动物的培育.3.缺点：缺点：周期长周期长，可选择的，可选择的范围有限范围有限.编辑ppt 将两个或多个品种的将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。再经过选择和培育，获得新品种的方法。杂交杂交逐代自交逐代自交选育（培育优良纯种）选育（培育优良纯种）基因重组基因重组（1 1）育种周期长）育种周期长,进程缓慢进程缓慢

3、（2 2）不能创造新基因）不能创造新基因（3 3）后代有性状分离现象）后代有性状分离现象3.方法方法：2.原理：原理：6.缺点：缺点：1.概念：概念：4.实例：实例：杂交水稻、玉米，中国荷斯坦牛等杂交水稻、玉米，中国荷斯坦牛等5.优点：优点：使同种生物的优良性状集中在一起使同种生物的优良性状集中在一起,目的目的性强，操作简单性强，操作简单2.2.杂交育种杂交育种(减数第一次分裂后期和四分体时期减数第一次分裂后期和四分体时期)编辑ppt2.2.杂交育种杂交育种高产高产、不抗病、不抗病低产、低产、抗病抗病P：FI：高产、抗病高产、抗病自交自交F2：高产高产、不抗病不抗病低产、低产、不不抗病抗病高产

4、高产抗病抗病低产低产抗病抗病 从从F2代中选择代中选择高产抗病高产抗病植株植株连续自连续自交交，从中选育，从中选育能稳定遗传能稳定遗传的品种。的品种。编辑ppt例如：现有基因型为例如：现有基因型为BBEE和和bbee的两种植物或动物的两种植物或动物，欲培育基因型为欲培育基因型为BBee的植物或动物品种，的植物或动物品种，(1)原理：原理：。(2)过程过程基因突变萌发种子或幼苗X射线、紫外线亚硝酸、硫酸二乙酯物理化学处理(有丝分裂的间期有丝分裂的间期减数第一次分裂间期）减数第一次分裂间期）编辑ppt编辑ppt对应例题：对应例题：3 3、19281928年英国微生物学家弗来明发现了青霉素，年英国微

5、生物学家弗来明发现了青霉素，直到直到19431943年青霉素产量只有年青霉素产量只有2020单位毫升。后来科学家用单位毫升。后来科学家用X X射线、紫外线照射青霉菌，结果大部分菌株死亡了，其中射线、紫外线照射青霉菌，结果大部分菌株死亡了，其中有的菌株不但生存下来而且产量提高了几十倍，请解释：有的菌株不但生存下来而且产量提高了几十倍，请解释：用射线照射能杀死微生物但能得到用射线照射能杀死微生物但能得到_，这是，这是由于射线使微生物发生了由于射线使微生物发生了_。射线照射使基因的射线照射使基因的_分子中的分子中的_改变，从而产生了新的性状。改变，从而产生了新的性状。虽然诱变育种可以提高变异频率，加

6、速育种进程，大幅虽然诱变育种可以提高变异频率，加速育种进程，大幅度改良某些性状，但也存在突出的缺点是度改良某些性状，但也存在突出的缺点是_。高产菌株高产菌株基因突变基因突变DNADNA某些基因的个别碱基发生了某些基因的个别碱基发生了有害变异多，需大量处理供试材料有害变异多，需大量处理供试材料编辑ppt空间生命科学：高真空(108pa)微重力强辐射编辑ppt编辑pptDDTTF1 DdTt花药离花药离 体培养体培养单倍体幼苗单倍体幼苗:DT Dt dT dt 秋水仙秋水仙 素处理素处理纯合子纯合子:DDTT DDtt ddTT ddtt筛选所需的品种筛选所需的品种ddttF1配子配子：DT Dt

7、 dT dt4.4.单倍体育种单倍体育种1.原理：原理：2.优点：优点：3.缺点：缺点：4应用：应用：染色体数目变异染色体数目变异明显缩短育种年限明显缩短育种年限技术复杂技术复杂普通小麦纯种普通小麦纯种编辑ppt5.5.多倍体育种多倍体育种1.原理：原理：2.方法：方法：3.优点：优点：4应用：应用：染色体变异染色体变异植株茎秆植株茎秆粗壮粗壮，果实种子都，果实种子都比较大比较大，营，营养物质养物质含量高含量高 用用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，抑制抑制纺锤丝的形成纺锤丝的形成，从而，从而使细胞染色体数目加使细胞染色体数目加倍，倍，继续进行正常的有丝分裂，即可发育继

8、续进行正常的有丝分裂，即可发育成多倍体植株。成多倍体植株。三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦编辑ppt（2）八倍体小黑麦的培育八倍体小黑麦的培育普通小麦是六倍体普通小麦是六倍体(AABBDD)，体，体细胞中含有细胞中含有42条染色体，属于小麦条染色体，属于小麦属；黑麦是二倍体属；黑麦是二倍体(RR)，体细胞中，体细胞中含有含有14条染色体，属于黑麦属。条染色体，属于黑麦属。杂交后的子一代含有四个染色体组杂交后的子一代含有四个染色体组(ABDR)，在减数分裂时由于染色在减数分裂时由于染色体不能配对，因此不能形成配子，体不能配对，因此不能形成配子，所以不所以不育，必须用人工方

9、法进行染育，必须用人工方法进行染色体加倍才能产生后代，染色体加色体加倍才能产生后代，染色体加倍后的个体细胞中含有八个染色体倍后的个体细胞中含有八个染色体组组(AABBDDRR)，小小黑麦黑麦蛋白质蛋白质含量高、抗逆性、抗病性强。含量高、抗逆性、抗病性强。编辑ppt下面是八倍体小黑麦培育过程下面是八倍体小黑麦培育过程(A、B、D、E各表各表示一个染色体组示一个染色体组)：据图作答：据图作答：(1)普通小麦的配子中含有普通小麦的配子中含有_个染色体组，个染色体组，黑麦配子中含黑麦配子中含_个染色体组，杂交后代含个染色体组，杂交后代含_个染色体组。个染色体组。314编辑ppt(2)普通小麦和黑麦杂交

10、后代不育的原因是普通小麦和黑麦杂交后代不育的原因是_。必须用。必须用_将染色体将染色体加倍，加倍后含加倍，加倍后含_个染色体组，加倍后可个染色体组，加倍后可育的原因是育的原因是_ ，这样培育，这样培育的后代是的后代是_(同源、异源同源、异源)八倍体小黑麦。八倍体小黑麦。无同源染色体无同源染色体秋水仙素秋水仙素8有同源染色体，能联会有同源染色体，能联会异源异源编辑ppt(2)无同源染色体秋水仙素8具有同源染色体，能联会异源 由于由于A、B、D、E表示的是染色体组，因此从图中表示的是染色体组，因此从图中可以看出可以看出普通小麦为异源六倍体，黑麦是二倍体，普通小麦为异源六倍体，黑麦是二倍体，它们产生

11、的配子分别含有它们产生的配子分别含有3个染色体组和个染色体组和1个染色体个染色体组，结合后形成的后代组，结合后形成的后代F1为异源四倍体。为异源四倍体。由于由于F1中中无同源染色体，所以不能正常进行减数分裂，是不无同源染色体，所以不能正常进行减数分裂，是不可育的。必须可育的。必须用秋水仙素用秋水仙素处理使其染色体加倍变成处理使其染色体加倍变成异源八倍体，才有了同源染色体，才能正常产生配异源八倍体，才有了同源染色体，才能正常产生配子，正常结子。子，正常结子。编辑ppt如果发生显性突变，通常在第一代就表现出来，如果发生显性突变，通常在第一代就表现出来，但不是纯合子，因此还必须自交才能得到稳定但不是

12、纯合子，因此还必须自交才能得到稳定遗传的纯合突变类型遗传的纯合突变类型如果发生的是隐性突变，自花授粉的植物只需要通如果发生的是隐性突变，自花授粉的植物只需要通过自交，到第二代就会有纯合的隐性突变分离出来。过自交，到第二代就会有纯合的隐性突变分离出来。编辑ppt杂交杂交自自交交选优选优物理或化物理或化学因素学因素杂交杂交F1花药离花药离体培养体培养秋水仙秋水仙素处理素处理选育选育用秋水仙素用秋水仙素处理萌发的处理萌发的种子或幼苗种子或幼苗使优良性使优良性状集中状集中提高突变提高突变的频率的频率缩短育种年限缩短育种年限果实大，营果实大，营养含量高养含量高时间长，局限时间长，局限于同种生物于同种生物

13、不定向，有利不定向，有利变异少，大量变异少，大量处理材料处理材料技术复杂，需与技术复杂，需与杂交育种配合杂交育种配合只适于植物，只适于植物，结实率低结实率低基因突变基因突变染色体变异染色体变异染色体变异染色体变异基因重组基因重组培育青霉素培育青霉素高产菌株高产菌株三倍体无子三倍体无子西瓜西瓜小结：几种育种方法的比较小结：几种育种方法的比较编辑ppt归纳总结归纳总结根据育种程序图识别育种名称和过程杂杂交交自自交交花药离体培养花药离体培养秋水仙素秋水仙素诱变诱变处理处理秋水秋水仙素仙素处理处理转基因技术转基因技术脱分化脱分化再分化再分化包裹人工种皮包裹人工种皮杂杂交交育育种种单单倍倍体体育育种种诱

14、诱变变育育种种多多倍倍体体育育种种基基因因工工程程育育种种编辑ppt判断题、下列关于植物育种的说法是否正确判断题、下列关于植物育种的说法是否正确 单倍体育种可较快选育出新的优良品种单倍体育种可较快选育出新的优良品种 诱变育种可定向地变异出所需要的优良品种诱变育种可定向地变异出所需要的优良品种 无籽西瓜和无籽番茄都是染色体育种方法培育的无籽西瓜和无籽番茄都是染色体育种方法培育的高产青霉菌菌株是采用诱变育种的方法获得的高产青霉菌菌株是采用诱变育种的方法获得的 基因工程育种具有定向性基因工程育种具有定向性 利用杂种优势可以提高农作物的产量利用杂种优势可以提高农作物的产量 1.判断常考语句，澄清易混易

15、错(1)杂交育种一定需要连续自交()(2)花药离体培养就是单倍体育种()(3)抗病植株连续自交若干代，纯合抗病植株的比例逐代降低()(4)花药离体培养可获得抗锈病高产小麦新品种()(5)诱变育种和杂交育种均可形成新基因()(6)利用高产、感病小麦与高产、晚熟小麦品种间杂交筛选可获得高产、抗病小麦的品种()诊断与思考诊断与思考编辑ppt例例1、普通小麦中有高杆抗病（、普通小麦中有高杆抗病（TTRR）和矮杆）和矮杆易感病（易感病（ttrr）两个品种，控制两对相对性状的）两个品种，控制两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上。基因分别位于两对同源染色体上。.写出培育出矮杆抗病小麦品种的遗传图解：写

16、出培育出矮杆抗病小麦品种的遗传图解：.实验小组利用不同的方法进行了如下三组实验：实验小组利用不同的方法进行了如下三组实验：自交自交2/3编辑ppt基因突变发生的频率极低且不定向性基因突变发生的频率极低且不定向性C100%秋水仙素（或低温）诱导染色体数目加倍秋水仙素（或低温）诱导染色体数目加倍编辑ppt方法：方法：将矮秆小麦与高杆小麦杂交；如果子一将矮秆小麦与高杆小麦杂交；如果子一代为高杆，子二代高杆：矮秆代为高杆，子二代高杆：矮秆=3：1（或出现性状（或出现性状分离），则矮秆性状是基因突变造成的；否则，分离），则矮秆性状是基因突变造成的；否则，矮秆性状是环境引起的。矮秆性状是环境引起的。方法：

17、方法：将矮秆小麦与高杆小麦种植在相同环境将矮秆小麦与高杆小麦种植在相同环境下，如果两者未出现明显差异，则矮秆性状是环下，如果两者未出现明显差异，则矮秆性状是环境引起；否则矮秆性状是基因突变造成的。境引起；否则矮秆性状是基因突变造成的。编辑ppt端午节作业：端午节作业：白卷（十三）白卷（十三）报纸报纸31期期 黄本黄本99-100编辑ppt6.6.细胞工程育种细胞工程育种植物组织培养技术植物体细胞杂交技术动物的克隆技术动物的克隆技术编辑ppt例例2、（、（08北京理综）白菜、甘蓝均为二倍体，体北京理综）白菜、甘蓝均为二倍体，体细胞染色体数目分别为细胞染色体数目分别为20、18。以白菜为母本、。以

18、白菜为母本、甘蓝为父本，经人工授粉后，将雌蕊离体培养，甘蓝为父本，经人工授粉后，将雌蕊离体培养，可得到可得到“白菜白菜甘蓝甘蓝”杂种幼苗。杂种幼苗。请回答问题：请回答问题：二倍体二倍体“白菜白菜甘蓝甘蓝”的染色体数为的染色体数为 。这种植株通常不育，原因是减数分裂过程这种植株通常不育，原因是减数分裂过程中中 。为使其可育，。为使其可育，可通过人工诱导产生四倍体可通过人工诱导产生四倍体“白菜白菜甘蓝甘蓝”，这，这种变异属于种变异属于 。19条条没有同源染色体配对的现象没有同源染色体配对的现象染色体染色体(数目数目)变异变异编辑ppt例例2、（、（08北京理综）白菜、甘蓝均为二倍体，体北京理综）白

19、菜、甘蓝均为二倍体，体细胞染色体数目分别为细胞染色体数目分别为20、18。以白菜为母本、。以白菜为母本、甘蓝为父本，经人工授粉后，将雌蕊离体培养，甘蓝为父本，经人工授粉后，将雌蕊离体培养，可得到可得到“白菜白菜甘蓝甘蓝”杂种幼苗。杂种幼苗。请回答问题：请回答问题：白菜和甘蓝是两个不同的物种，存在白菜和甘蓝是两个不同的物种，存在 隔隔离。自然条件下，这两个物种间不能通过离。自然条件下，这两个物种间不能通过 的方式产生后代。雌蕊离体培养的方式产生后代。雌蕊离体培养获得获得“白菜白菜甘蓝甘蓝”杂种幼苗，所依据的理论基杂种幼苗，所依据的理论基础是植物细胞具有础是植物细胞具有 。为观察为观察“白菜白菜甘

20、蓝甘蓝”染色体的数目和形态，染色体的数目和形态，通常取幼苗的通常取幼苗的 做临时装片，用做临时装片，用 染料染色。观染料染色。观察、计数染色体的最佳时期是察、计数染色体的最佳时期是 。生殖生殖杂交杂交(有性生殖有性生殖)全能性全能性根尖根尖(茎尖茎尖)龙胆紫溶液龙胆紫溶液(醋酸洋红染液、碱性醋酸洋红染液、碱性)有丝分裂中期有丝分裂中期编辑ppt高高 秋水仙素秋水仙素 缩短缩短 单倍体单倍体 基因重组基因重组 定向定向 物种界限物种界限 DNA重组重组 转基因转基因 突变率突变率 盲目性盲目性 必背知识点必背知识点编辑ppt重温高考经典重温高考经典编辑pptF、G 1/3 F1都是敏感型都是敏感

21、型 纯合敏纯合敏用该用该除草剂除草剂喷洒其幼叶，观察其表现喷洒其幼叶，观察其表现 诱发基因突变诱发基因突变 该抗性性状由两对基因共同控制该抗性性状由两对基因共同控制 感型植株感型植株 编辑ppt杂交的两个细胞杂交的两个细胞用纤维素酶、果胶酶处用纤维素酶、果胶酶处理细胞壁理细胞壁原生质体、原生质体、经离心、振经离心、振动、电刺激动、电刺激用聚二乙醇用聚二乙醇（）（）诱导诱导融合后的原生质体融合后的原生质体再生细胞壁再生细胞壁杂种细胞杂种细胞脱分化脱分化细胞分裂细胞分裂愈伤组织愈伤组织杂种植株杂种植株再分化再分化（植物体细胞（植物体细胞融合完成的标融合完成的标志）志）植植物物细细胞胞融融合合植物植

22、物组织组织培养培养（六）细胞融合技术育种（植物体细胞杂交）（六）细胞融合技术育种（植物体细胞杂交）编辑ppt 2原理：基因重组、染色体变异 膜的流动性和细胞的全能性 3.优点：克服远缘杂交不亲和的障碍 4.缺点：技术要求高 有时不能表达所需的性状 5.举例：番茄马铃薯 白菜甘蓝编辑ppt7.7.基因工程与育种基因工程与育种1.原理：原理：生物体外生物体外1.定向定向基因重组基因重组3.编辑ppt 又叫又叫 技术或技术或 技技术。就是按照人们的意愿，把一种生物的术。就是按照人们的意愿，把一种生物的某种某种 提取出来，加以修饰改造，然提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的后放到另一种生物的

23、里，里，地地改造生物的性状。改造生物的性状。基因拼接基因拼接DNA重组重组基因基因细胞细胞定向定向编辑ppt基因的基因的“剪刀剪刀”限制性内切酶限制性内切酶基因的基因的“针线针线”DNADNA连接酶连接酶基因的运载工具基因的运载工具运载体运载体2 2、基因工程的基本工具、基因工程的基本工具编辑ppt基因的基因的“剪刀剪刀”限制性内切酶限制性内切酶1、作用：、作用：2、特点：、特点：用来用来切割运载体切割运载体DNA和提取目的基因和提取目的基因 限制限制酶酶即一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序即一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且能在特定的切点上切割列，并且能在特定的切点上切割DNA分

24、子。分子。具有特异性具有特异性编辑ppt编辑ppt 质粒是染色体外能够进行自质粒是染色体外能够进行自主复制的小型环状主复制的小型环状DNA分子。分子。编辑ppt编辑ppt编辑ppt编辑ppt基因文库基因文库:将含有某种生物不同基因的许多将含有某种生物不同基因的许多DNADNA片段片段,导入导入受体菌受体菌的群体中储存的群体中储存,各个受体菌分别各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因。含有这种生物的不同的基因。基因组文库基因组文库:基因文库中包含了一种生物基因文库中包含了一种生物所有的基因所有的基因.部分基因文库部分基因文库:基因文库中包含了一种生物的基因文库中包含了一种生物的一部分基因一部分基

25、因。如如cDNAcDNA文库文库。编辑ppt变性解链变性解链退火结合退火结合加热延伸加热延伸多次重复多次重复编辑ppt编辑ppt启动子启动子1.基因基因 端端。2.酶酶识别、识别、结合部位结合部位 3.驱动基因的驱动基因的 。终止子终止子1.基因基因 端。端。2.使转录使转录 。标记基因标记基因1.鉴别受体细胞是否鉴别受体细胞是否含目的基因含目的基因 2.如抗生素基因如抗生素基因目的基因目的基因首首RNARNA聚合聚合转录转录尾尾停止停止编辑ppt 目的基因目的基因进入进入受体细胞，并且在受体细受体细胞，并且在受体细胞内维持胞内维持稳定和表达稳定和表达的过程，称为的过程，称为转化转化。导入植物

26、细胞导入植物细胞导入动物细胞导入动物细胞导入微生物细胞导入微生物细胞1.农杆菌转化法农杆菌转化法 2.基因枪法基因枪法 3.花粉管通道法花粉管通道法显微注射技术显微注射技术Ca2处理处理编辑ppt农杆菌转化法（感染农杆菌转化法（感染 植物和植物和 植物）植物）双子叶双子叶裸子裸子基因枪法（常用于基因枪法（常用于 植物）植物）单子叶单子叶编辑ppt是否插入目的基因是否插入目的基因1.DNA分子杂交技术分子杂交技术 2.提取基因组提取基因组DNA目的基因探针目的基因探针是否显示杂是否显示杂交带交带是否转录是否转录1.分子杂交技术分子杂交技术 2.提取提取mRNA目的基因探针目的基因探针是否显示杂交

27、带是否显示杂交带是否翻译是否翻译提取蛋白质提取蛋白质抗原抗原抗体杂交抗体杂交是否显示杂交带是否显示杂交带个体水平鉴定个体水平鉴定1.抗虫或抗病的接种实验抗虫或抗病的接种实验 2.与天然产品进行功能比较与天然产品进行功能比较编辑ppt三、三、基因工程基因工程的应用的应用1、基因工程与作物育种、基因工程与作物育种2、基因工程与药物研制、基因工程与药物研制3、环境保护：、环境保护：实例：实例：抗虫植物、耐盐碱棉花、转基因奶抗虫植物、耐盐碱棉花、转基因奶牛、超级绵羊等。牛、超级绵羊等。培养抗虫植物的意义：培养抗虫植物的意义：成本低、污染少成本低、污染少胰岛素、干扰素、白细胞介素等胰岛素、干扰素、白细胞

28、介素等净化石油的超级细菌净化石油的超级细菌编辑ppt四、转基因生物和四、转基因生物和转基因转基因食品的安全性食品的安全性1、安全性有待进一步探讨、安全性有待进一步探讨2、转基因产品的推广要慎重地考虑、转基因产品的推广要慎重地考虑编辑ppt（1 1）最简易方法：）最简易方法：（2 2）最快速方法：）最快速方法：（3 3）创造新性状：）创造新性状：（4 4）种间育种法：）种间育种法：杂交育种杂交育种单倍体育种单倍体育种基因工程育种、细胞基因工程育种、细胞工程育种工程育种诱变育种诱变育种编辑ppt二、多项选择题二、多项选择题6.下列有关基因工程技术的错误叙述是（下列有关基因工程技术的错误叙述是（）A

29、 重组重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、连接酶技术所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体和运载体B 所有的限制酶都能识别同一种特定的核苷酸序列所有的限制酶都能识别同一种特定的核苷酸序列C 选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快殖快D 只要目的基因进入了受体细胞就能成功地实现表只要目的基因进入了受体细胞就能成功地实现表达达ABD 编辑ppt二、多项选择题二、多项选择题7、下列关于生物技术的安全性和伦理问题的分析，、下列关于生物技术的安全性和伦理问题的分析，合理的观点是（合理的观点是（）A 转基因生物进入自然界后不会与野生物种杂交而转基因生物进入自然界后不会与野生物种杂交而威胁其他生物的生存威胁其他生物的生存B 运用重组基因技术可以将致病菌或病毒改造成威运用重组基因技术可以将致病菌或病毒改造成威力巨大的生物武器力巨大的生物武器C 所有的转基因食品都不会危害人类的健康所有的转基因食品都不会危害人类的健康D 转基因生物合成的某些新的蛋白质有可能成为某转基因生物合成的某些新的蛋白质有可能成为某些人的过敏源或者引起中毒些人的过敏源或者引起中毒BD 编辑ppt