资源描述
转 萤 火 虫发 光 基 因兔 导 入 人 基 因 具特 殊 用 途 的 小鼠 转 基 因 工 程 技 术 主 要 用 于 提 高 农 作 物 的 抗 逆 能 力 ,以 及 改良 农 作 物 的 品 质 和 利 用 植 物 生 产 药 物 等 方 面 . 我 国 的 转 基 因 抗 虫 棉 就 是 转 入 了 基 因 培育 出 来 的 。 因 为 用 化 学 农 药 防 治 害 虫 最 大 的 危 害 是 环境 污 染 ， 因 此 可 将 具 有 杀 虫 活 性 的 基 因 导 入 到 农 作 物中 。 Bt毒 蛋 白主 要 杀 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 、 植 物 凝 集 素 基 因 等 抗 病 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 、 抗 毒 素 合 成 基 因 . 引 起 生 物 生 病 的 微 生物 ， 主 要 有 病 毒 、 真 菌和 细 菌 等 抗 盐 碱 抗 干 旱 抗 涝 害 抗 寒 抗 除 草 剂 转 基 因 抗 除 草 剂 玉 米 转 鱼 抗 寒 基因 的 番 茄 转 基 因 植 物 ： 提 高 作 物 能 力 ， 改 良 农 作物 的 。 抗 逆品 质 不 会 引 起 过 敏 的 转 基 因 大 豆优 点 ： 紫 色 番 茄 转生长激素基因小鼠水母荧光转基因小猪 转 基 因 抗 乙 肝 西 红 柿 (中 国 )， 虽 然 不 能 治 愈乙 肝 ， 但 一 年 只 吃 几 个 抗 乙 肝 西 红 柿 ， 就 完 全 能代 替 注 射 乙 肝 疫 苗 。 抗 乙 肝 西 红 柿 属 于 转 基 因 食品 ， 就 是 将 乙 肝 疫 苗 植 入 西 红 柿 内 ， 经 过 多 代 繁殖 ， 使 转 入 的 基 因 稳 定 化 。 异 想 天 开 例 如 将 导 入 奶 牛 基 因 组 ， 使 转 基因 牛 分 泌 的 乳 汁 中 乳 糖 的 含 量 大 大 。乳 糖 酶 基 因 减 低 方 法 ： 乳 腺 生 物 反 应 器注 意 ： 雌 性 个 体 才 能 生 产 药 物 过 程 ：1、 重 组 药 用 蛋 白 基 因 与 乳 腺 蛋 白 基 因 的启 动 子2、 用 显 微 注 射 法 导 入 到 受 精 卵3、 将 受 精 卵 植 入 母 体 生 长 发 育4、 转 基 因 动 物 进 入 泌 乳 期 后 ， 提 取 乳 汁产 物 ：抗 凝 血 酶 、 血 清 白 蛋 白 、 生 长 激 素 、 -抗 胰 蛋 白 酶 胰 岛 素 从 猪 、 牛 等 动 物 的 胰腺 中 提 取 ， 100Kg胰 腺 只 能 提 取4-5g的 胰 岛 素 ， 其 产 量 之 低 和 价格 之 高 可 想 而 知 。 将 合 成 的 胰 岛 素基 因 导 入 大 肠 杆 菌 ，每 2000L培 养 液 就 能 产生 100g胰 岛 素 ！ 使 其价 格 降 低 了 30%-50%! 从 人 血 中 提 取 干 扰 素 ，300L血 才 提 取 1mg！ 通 过 基 因 工 程的 方 式 创 造 了 能 合成 人 干 扰 素 的 大 肠杆 菌 ， 每 1Kg的 培养 液 可 提 取 2040mg干 扰 素 人造血液及其生产 导 入 人 基 因 具 特 殊 用 途 的 猪 和 小 鼠 图 为 2001年 12月 底 出 生 的 5只 可 爱 的 转 基 因克 隆 小 猪 。 据 培 育 者 英 国 PPL医 疗 公 司 称 ， 这 些转 基 因 小 猪 将 为 研 究 和 “ 生 产 ” 适 用 于 人 体 移 植手 术 使 用 的 动 物 器 官 提 供 巨 大 的 帮 助 。 v原 理v二 、 植 物 体 细 胞 杂 交 技 术v一 、 植 物 组 织 培 养 技 术 v概 念v概 念 v原 理 v过 程 v过 程v意 义 为 什 么 植 物 的 花 瓣 可 以 培 育 成 完 整 的 植 株 呢 ？一 、 植 物 组 织 培 养 技 术 1、 植 物 组 织 培 养 原 理 ： 细 胞 的 全 能 性1） 概 念 : 已 高 度 分 化 的 细 胞 仍 具 有 发 育 成 完 整个 体 的 潜 能 。 2） 原 因 ： 生 物 体 细 胞 含 有 本 物 种 所 特 有 的 全 套 遗 传 信 息 为 什 么 植 物 的 茎 、 叶 、 花 瓣 在 植 物 体 内 没 有 能发 育 成 完 整 的 植 株 ， 而 是 分 化 成 不 同 的 组 织 器官 ？ 在 生 物 体 内 ， 在 特 定 的 时 间 和 空 间 条 件 下 ， 细胞 基 因 的 选 择 性 表 达 ， 细 胞 不 能 表 现 出 全 能 性 ，而 是 分 化 成 为 不 同 的 组 织 器 官 。 3） 全 能 性 表 现 的 条 件 ：植 物 花 瓣 怎 样 才 能 培 育 成 完 整 的 植 株 呢 ？离 体 条 件 一 定 的 营 养 物 质 无 菌 环 境 激 素其 他 适 宜 的 外 界 条 件 脱 分 化 ： 再 分 化 ：脱 分 化 产 生 的 愈 伤 组 织 继 续 进 行 培 养 又 可 以重 新 分 化 成 根 或 芽 等 器 官 。让 已 经 分 化 的 细 胞 ,经 过 诱 导 后 ,失 去 其 特 有的 结 构 和 功 能 而 转 变 成 未 分 化 细 胞 的 过 程 .阅 读 课 本 ： 愈 伤 组 织 ： 已 经 分 化 的 细 胞 ,经 过 激 素 诱 导 后 ，形 成 一 种 具 有 分 生能 力 的 薄 壁 组 织细 胞 。 离 体 的 植 物器 官 、 组 织 、细 胞 愈伤组织 根芽胚状体 植物体脱 分 化 再 分 化2、 组 织 培 养 的 过 程高 度 分 化 、失 去 分 裂 能力 细 胞 分 裂 素 、生 长 素 协 同 调控 “ 激 素 杠 杆 ”外 植 体 一 定 的 营 养 物 质无 菌 环 境 植 物 组 织 培 养 就 是 在 条 件 下 ，将 ， 培 养 在 人 工 配 制的 上 ， 给 予 适 宜 的 培 养 条 件 ， 诱 导 其 产生 、 ， 最 终 形 成 。 3、 植 物 组 织 培 养 的 概 念 ：无 菌 和 人 工 控 制离 体 的 植 物 器 官 、 组 织 、 细 胞培 养 基愈 伤 组 织 丛 芽 完 整 的 植 株 拓 展 查 阅 相 关 资 料 ， 帮 助 焦 农 设计 香 蕉 组 织 培 养 流 程 ？ 20世 纪 60年 代 ， 有 的 科 学 家 提 出 这 样 一 个 设想 ： 让 番 茄 和 马 铃 薯 杂 交 ， 培 育 出 一 种 地 上 结 番茄 果 实 ， 地 下 结 马 铃 薯 块 茎 的 植 物 。 1、 概 念 ： 将 两 个 来 自 不 同 植 物 的 体 细 胞 融 合 成一 个 杂 种 细 胞 ， 且 把 杂 种 细 胞 培 育 成新 的 植 物 体 的 过 程 。 二 、 植 物 体 细 胞 杂 交2、 意 义 ： 打 破 了 不 同 种 生 物 间 的 生 殖 隔 离 限 制（ 克 服 不 同 生 物 的 远 源 杂 交 ） ， 大 大 扩展 了 可 用 于 杂 交 的 亲 本 组 合 范 围 。 如 何 温和 去 除细 胞 壁呢 ？ 用 纤 维素 酶 和果 胶 酶啊 ！ ！（ 1） 要 想 让 两 个 来 自 不 同 植 物 的 体 细 胞 融 合在 一 起 ， 遇 到 的 第 一 个 障 碍 是 什 么 ？ 流 动 性（ 2） 把 原 生 质 体 的 放 在 一 起 会 自 然 融 合 吗 ？物 理 法 ： 离 心 、 振 动 、 电 刺 激 等 化 学 法 ： 聚 乙 二 醇 （ PEG） 常用人工诱导方法 再 问（ 3） 如 果 两 个 来 源 不 同 的 原 生 质 体 发 生 融 合形 成 了 杂 种 细 胞 ， 下 一 步 该 对 此 细 胞 做何 种 处 理 ？植 物 组 织 培 养3、 原 理 ： 1） 细 胞 膜 的 流 动 性2） 植 物 细 胞 的 全 能 性 杂 种 细 胞愈 伤 组 织杂 种 植 株植 物 细 胞 A 植 物 细 胞 B 原 生 质 体 A 原 生 质 体 B原 生 质 体 融 合去 壁 去 壁人 工 诱 导再 生 壁脱 分 化再 分 化 融 合 完 成的 标 志植 物 组 织 培 养4、 流 程 ： 注 意 实 例白菜 白 菜 甘 蓝体 细 胞 杂 交甘蓝 异 想 天 开 为 什 么 “ 番 茄 马 铃 薯 ” 超 级 杂 种 植 株 没有 如 科 学 家 所 想 像 的 那 样 ， 地 上 长 番 茄 、地 下 结 马 铃 薯 ？探 讨 主 要 原 因 是 ： 生 物 基 因 的 表 达 不 是 孤 立 的 ，它 们 之 间 是 相 互 调 控 、 相 互 影 响 的 ， 所 以 马 铃薯 番 茄 杂 交 植 株 的 细 胞 中 虽 然 具 备 两 个 物 种的 遗 传 物 质 ， 但 这 些 遗 传 物 质 的 表 达 受 到 相 互干 扰 ， 不 能 再 像 马 铃 薯 或 番 茄 植 株 中 的 遗 传 物质 一 样 有 序 表 达 ， 杂 交 植 株 不 能 地 上 长 番 茄 、地 下 结 马 铃 薯 就 是 很 自 然 的 了 。 材 料 消 毒 愈 伤 组 织试 管 苗完 整 植 株 诱 导 培 养 基 分 化培 养 基植 物 组 织 培 养 流 程 图移 栽 到 大 田 2.1.2植 物 细 胞 工 程 的 实 际 应 用 资 料 1 科 学 家 应 用 多 倍 体 育 种 的 方 法 ，培 育 出 的 三 倍 体 无 子 西 瓜 ， 具 有 无 子 、含 糖 高 、 口 感 好 等 特 点 。 但 因 其 不 结 种 子 ，每 年 必 须 用 四 倍 体 和二 倍 体 西 瓜 杂 交 培 育种 子 ， 不 仅 增 加 了 生产 成 本 ， 也 给 无 籽 西瓜 的 普 及 带 来 困 难 。 资 料 2 病 毒 引 起 的 植 物 病 害 有 500多 种 。受 害 的 植 物 包 括 粮 食 作 物 、 蔬 菜 、 果 树 和 花 卉 ，如 水 稻 、 小 麦 、 棉 花 、 马 铃 薯 、 油 菜 、 大 蒜 、苹 果 、 枣 、 唐 菖 蒲 、 兰 花 等 。 而 且 没 有 有 效 的防 治 办 法 ， 只 能 拔 除 病 株 ， 造 成 很 大 的 经 济 损失 。 病 毒 多 集 中 在 种 子 、 老 叶 等 器 官 中 ， 在 幼嫩 的 器 官 和 未 成 熟 的 组 织 中 较 少 ， 在 分 生 区 几乎 不 含 病 毒 。 资 料 3 兰 花 因 高 雅 美 丽 而 深 受 人 们 喜 爱 。兰 花 常 用 分 根 法 和 种 子 进 行 繁 殖 。 在 兰 花 的常 规 繁 殖 中 ， 遇 到 的难 题 是 ： 用 分 根 法 繁殖 速 度 缓 慢 ， 不 利 于新 品 种 的 推 广 ;用 种 子繁 殖 又 很 困 难 ， 因 为兰 花 的 种 子 十 分 微 小 ，胚 很 纤 弱 ， 种 子 几 乎没 有 储 藏 营 养 物 质 ，在 发 芽 过 程 中 很 容 易 夭 折 。 回 忆 ： 植 物 组 织 培 养 的 原 理 及 过 程原 理 ： 细 胞 的 全 能 性高 度 分 化 的 组 织 （ 离 体 的 植 物 器 官 、 组 织 或 细 胞 ）脱 分 化 （ 又 叫 去 分 化 ）愈 伤 组 织 （ 排 列 疏 松 而 无 规 则 ， 高 度 液 泡 化 、呈 无 定 形 状 态 、 薄 壁 。 ）再 分 化幼 根 或 芽 （ 胚 状 体 ）完 整 的 植 株过 程 ： 利 用 植 物 组 织 培 养 技 术 能做 哪 些 工 作 ？ 一 、 植 物 繁 殖 的 新 途 径 、 微 型 繁 殖 技 术（ 1） 概 念 :（ 2） 优点 : 繁 殖 速 度 快 ； “高 保 真 ” 高 效 保 持 优 良 品 种 的遗 传 特 性 、 无 性 繁 殖 不 受 自 然 生 长 季 节 的 限 制 （ 因 为 在具 有 一 定 人 工 设 施 的 室 内 生 产 ） 。 是 快 速 高 效 实 现 种 苗 繁 植 培 育 优 良 植 物 品 种 的 植 物 组 织 培养 技 术 ， 也 叫 快 速 繁 殖 技 术 。 教 材 38页 讨 论1.人 们 利 用 植 物 的 微 型 繁 殖 技 术 来 进 行 工 厂化 育 苗 生 产 ， 这 是 利 用 了 该 项 技 术 的 哪 些特 点 ？提 示 ： 植 物 “ 微 型 ” 繁 殖 技 术 具 有 高 效性 和 可 以 保 持 种 苗 的 优 良 遗 传 特 性 的 优势 。 工 厂 化 大 规 模 育 苗 生 产 正 是 利 用 了植 物 “ 微 型 ” 繁 殖 技 术 的 这 两 方 面 优 势 。利 用 植 物 “ 微 型 ” 繁 殖 技 术 我 们 可 以 在短 时 间 中 获 得 大 量 的 优 质 种 苗 。 产 业 化 育 苗 生 姜 是 药 食 两 用 的 经 济 作 物 ， 具 有 栽 培 容 易 、 产量 高 、 价 格 高 等 特 点 ， 近 年 在 各 地 发 展 很 快 。 但是 生 姜 在 生 产 上 长 期 采 用 无 性 繁 殖 ， 容 易 感 染 多种 病 毒 病 ， 使 生 姜 品 质 变 差 ， 叶 子 皱 缩 ， 生 长 缓慢 ， 一 般 减 产 30% 50%。 作 物 脱 毒 材 料 : 作 物 脱 毒 方 法 : 结 果 : 分 生 区 （ 如 根 尖 或 茎 尖 ）组 织 培 养脱 毒 苗2、 作 物 脱 毒（ 适 用 于 无 性 生 殖 生 物 ） 常 规 种 子 植 物 生 产 的 不 足p 不 少 植 物 需 要 生 长 数 年 才 能 结 出 种 子p 优 良 杂 种 的 后 代 因 发 生 性 状 分 离 而 丧 失其 优 良 特 性p 种 子 的 生 产 受 季 节 、 气 候 和 地 域 的 限 制p制 种 需 要 占 用 大 量 土 地 自 然 种 子 胚 种 皮 胚 乳 结 构 ： 3、 神 奇 的 人 工 种 子人 工 薄 膜 （ 海 藻 酸 钠 ）+胚 状 体 （ 不 定 芽 、 顶 芽 、 腋 芽 ） 探 究 ： 人 工 种 子 有 哪 些 优 点 ？优 点 ：（ 3） 时 间 短 ， 占 地 少（ 2） 保 留 优 良 性 状（ 1） 不 受 气 候 、 季 节 、 地 域 的 限 制 。 养 分 、 无 机 盐 、 有 机 碳 源 以 及 农 药 、 抗 生 素 、 有 益菌 和 植 物 生 长 调 节 剂 等 。教 材 40页 讨 论 思 考 ： 常 规 选 育 出 一 个 可 以 稳 定 遗 传 的 农 作物 优 良 品 种 ， 一 般 要 经 过 56年 的 连 续 筛选 。 请 结 合 已 学 知 识 寻 找 一 条 作 物 育 种 的新 途 径 ？ 1、 单 倍 体 育 种 明 显 缩 短 了 育 种 年 限二 、 作 物 新 品 种 的 培 育（ 1） 、 过 程（ 2） 、 特 点 思 考 ： 在 植 物 的 组 织 培 养 过 程 中 ， 由 于 培 养细 胞 一 直 处 于 不 断 的 分 生 状 态 ， 因 此 容易 受 到 培 养 条 件 和 外 界 压 力 的 影 响 而 产生 突 变 。 如 何 利 用 这 些 突 变 体 培 育 新 品 种 ？ 2、 突 变 体 的 利 用突 变 体 利 用 的 实 例 : 从 这 些 产 生 突 变 的 个 体 中 可 以 筛 选 对 人 们有 用 的 突 变 体 ， 进 而 培 育 成 新 品 种 。 世 界 各 国 已 经 筛 选 出 抗 病 、 抗 盐 、 含 高 蛋白 ， 以 及 高 产 的 突 变 体 ， 由 此 而 品 种 已 经 用 于生 产 ， 如 抗 花 叶 病 毒 的 甘 蔗 、 抗 盐 碱 的 野 生 烟草 、 抗 除 草 剂 的 白 三 叶 草 等 。 三 、 细 胞 产 物 的 工 厂 化 生 产 人 参 皂 甙 的 工 厂 化 生 产 细 胞 产 物 的 种 类 :蛋 白 质 、 脂 肪 、 糖 类 、药 物 、 香 料 、 生 物 碱 等 红 豆 杉 与 紫 杉 醇怎 样 拯 救 红 豆杉 并 且 生 产 大量 紫 杉 醇 ？讨 论
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