从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件

自从人类开始种植作物和饲养动物以来，就从未停止过对品种的改良。传统的方法是选择育种，通过汰劣留良的方法来选择和积累优良基因。自从孟德尔发现了遗传规律之后，的方法被广泛应用于动植物育种。技术的应用，使育种方法得到了较大的改进。基因工程的诞生，使人们能够按照所设计的蓝图，进行跨越种间鸿沟的基因转移，从而定向地改变生物的遗传特性，创造出新的生物类型。第1节 杂交育种与诱变育种第2节 基因工程及其从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件本节聚焦：1、杂交育种的原理是什么？2、什么是诱变育种？3、杂交育种和诱变育种各有哪些优点和不足？从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件 小麦小麦高秆（高秆（D D）对矮秆）对矮秆（d d）为显性，抗锈病（）为显性，抗锈病（T T）对不抗锈病（对不抗锈病（t t）为显性，现）为显性，现有纯合的高秆抗锈病的小麦有纯合的高秆抗锈病的小麦（DDTTDDTT）和矮秆不抗锈病的）和矮秆不抗锈病的小麦（小麦（ddttddtt），可采用），可采用哪些哪些育种方式育种方式得到符合得到符合人类要求人类要求的优良品种？的优良品种？从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件以下为同学们提供的育种方案：杂交育种单倍体育种诱变育种从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件 杂交育种的优点是很明显的，但是在实际操作中会遇到不少困难。请从杂交后代可能出现的各种类型，以及育种时间等方面，分析杂交育种方法的不足。P DDTTP DDTT高秆抗锈病高秆抗锈病 ddtt ddtt矮秆易染锈病矮秆易染锈病F F1 1 DdTt DdTt高秆抗锈病高秆抗锈病F F2 2 ddTt ddTt、ddTTddTT矮秆抗锈病矮秆抗锈病自自 交交 自自 交交 F Fn n ddTT ddTT矮秆抗锈病矮秆抗锈病 从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件概念概念：杂交育种是将两个或多个品种的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。原理原理：基因重组优点优点：能集中位于不同品种中的优良性状。缺点缺点：只能利用已有的基因组，并不能产生新的基因。杂交进程缓慢，过程繁琐。应用：杂交水稻、中国荷斯坦牛等从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件20042004年十大感动中国人物年十大感动中国人物 颁奖辞颁奖辞 他是一位真正的耕耘者。当他还是一个乡村教师时，已具有颠覆世界权威的胆识；当他名满天下时，却仍专注于田畴。淡薄名利，一介农夫，播撒智慧，收获富足。他毕生的梦想，就是让所有的人远离饥饿。喜看稻菽千重浪，最是风流袁隆平。从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件 如果有一天，农民种植的水稻都换成了杂交水稻，其它品质差、产量低的水稻品种都被农民随意丢弃了，你认为结果会如何？国家农业科研部门此时应有何为？从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件DDTT高秆抗锈病高秆抗锈病 ddtt矮秆易染锈病矮秆易染锈病DdTt高秆抗锈病高秆抗锈病DT、dT、Dt、dt花药离花药离 体培养体培养 ddTT矮秆抗锈病矮秆抗锈病DT、dT、Dt、dt秋水仙秋水仙 素处理素处理 单倍体单倍体 幼苗 花粉花粉 纯合体纯合体 植株 F F1 1 P P从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件射线DDTT高秆抗锈病高秆抗锈病 ddTT矮秆抗锈病矮秆抗锈病射线ddtt矮秆不抗锈病矮秆不抗锈病 ddTT矮秆抗锈病矮秆抗锈病或 与杂交育种相比，诱变育种有什么优点？联系基因突变的特点，谈谈诱变育种的局限性。要想克服这些局限性，可心采取什么办法？从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件概念概念：利用物理因素（如x 射线，射线、紫外线，激光等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）处理生物，使生物发生基因突变。原理原理：基因突变优点优点：提高变异的频率，加速育种进程。大幅度地改良某些性状。缺点缺点：难以控制突变方向，无法将多个优良性状 组合。应用：农作物育种黑农五号大豆黑农五号大豆 (产量提高产量提高16%16%、含油量提高、含油量提高2.5%)2.5%)微生物育种青霉素 (20(20单位单位/ml50000/ml50000单位单位/ml)/ml)从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件 利用太空环境研究植物生长发育和遗传变异的研究始于上世纪60年代初期，迄今已有40多年的历史。前苏联(俄罗斯)、美国空间植物学研究的主要目标，定位在以探索空间条件下植物生长发育规律，改善空间人类生存的小环境，解决宇航员的食品供给及生存安全等，这是为了将来“太空里的人类”。因而美国航空航天局于1995年建立了引力生物学中心，重点研究植物对引力的感受和反应，但其最终目标仍是开发出更加适于太空旅行的植物。而我国的太空育种则把更多的注意力投向如何利用空间环境资源，开辟选育植物优良品种的新途径，这是为了现在“地球上的人类”。因为目的的不同，导致现在有“中国已经走上太空育种的最前沿”一说。从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件空间生命科学：高真空(108pa)微重力(104g)强辐射从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件“神舟神舟”三号飞船上搭载的三号飞船上搭载的3838种共计种共计200200克克神舟三号神舟三号”飞船从太空带回的试管种苗飞船从太空带回的试管种苗 “神舟神舟”五号搭载育成的巨人南瓜五号搭载育成的巨人南瓜甘肃种植的太空育种的蔬菜甘肃种植的太空育种的蔬菜从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件太空水稻搭载前后株系对比太空水稻搭载前后株系对比太空育种辣椒太空育种辣椒 升载太空磨菇升载太空磨菇升载太空磨菇升载太空磨菇 太空青茄大过小孩头太空青茄大过小孩头 太空育种的食品安全吗？从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件 方法方法方法方法比较比较比较比较杂交育种杂交育种杂交育种杂交育种诱变育种诱变育种诱变育种诱变育种多倍体育种多倍体育种多倍体育种多倍体育种 单倍体育种单倍体育种单倍体育种单倍体育种处理处理处理处理原理原理原理原理优缺点优缺点优缺点优缺点举例举例举例举例请比较各种育种方式：从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件1、假设你想培育一个作物品种，你想要的性状和不想要的性状都是由隐性基因控制的。试说明培育方法，画出遗传图解，并说明这各方法的优缺点。2、育种方式只限以上四种吗？还有什么更好的育种方式吗？请发挥你的想象力!从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件P101P101从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件本节聚焦：1、什么是基因工程？2、基因工程的原理是什么？3、基因工程有哪些应用？4、转基因食品安全吗？从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件青霉菌能产生对人类有用的抗生素青霉素基因决定性状从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件vv家蚕能够吐出蚕丝为人类利用基因决定性状从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件vv豆科植物的根瘤能够固定空气中的氮基因决定性状从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件设想设想一一能否让禾本科的植物也能够固定空气中能否让禾本科的植物也能够固定空气中的氮？的氮？能否让细菌能否让细菌“吐出吐出”蚕丝？蚕丝？设想设想二二能否让微生物产生出人的胰岛素、干扰素能否让微生物产生出人的胰岛素、干扰素等珍贵的药物？等珍贵的药物？设想设想三三定向基因改造设想 经过多年的努力，科学家于经过多年的努力，科学家于2020世纪世纪7070年代创立了可以定向改造生物的新技年代创立了可以定向改造生物的新技术术基因工程。从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件 你知道为什么能把人的基因“嫁接”到细菌上吗？你能推测出，这种基因的“嫁接”是怎么实现的吗？你能举出一些类似的、与你的生活关系很密切的例子吗？“嫁接”了人胰岛素基因的工程菌从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件一、基因工程的原理：1、概念：就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。基因工程的别名基因工程的别名基因拼接技术或基因拼接技术或DNADNA重组技术重组技术操作环境操作环境生物体外生物体外操作对象操作对象基基 因因操作水平操作水平DNADNA分子水平分子水平基本过程基本过程剪切剪切拼接拼接导入导入表达表达结果结果人类需要的基因产物人类需要的基因产物从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件2、基因的“剪刀”限制性内切酶 识别特定核苷酸序列，切割特定识别特定核苷酸序列，切割特定DNADNA切点，切点，具具特异性特异性。并并裂解磷酸二酯键裂解磷酸二酯键。例：大肠杆菌的一种限制酶大肠杆菌的一种限制酶(EcoR)能识别能识别 GAATTCGAATTC序列，并在序列，并在G G和和A A之间切开。之间切开。从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件3、基因的“针线”DNA连接酶连接酶的作用：将互补配对的两个黏性末端连接起来，使将互补配对的两个黏性末端连接起来，使之成为一个完整的之成为一个完整的DNADNA分子。分子。连接的部位：生成生成3-53-5磷酸二酯键磷酸二酯键DNA连接酶的作用过程：从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件4、基因的运载体 质粒或病毒作用：将外源基因送入受体细胞。将外源基因送入受体细胞。条件：能在宿主细胞内复制并稳定地保存。具有多个限制酶切点。具有某些标记基因。种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件从细胞中分从细胞中分从细胞中分从细胞中分离出离出离出离出DNADNADNADNA限制酶截取限制酶截取限制酶截取限制酶截取DNADNADNADNA片断片断片断片断分离大肠杆分离大肠杆分离大肠杆分离大肠杆菌中的质粒菌中的质粒菌中的质粒菌中的质粒 DNA DNA DNA DNA重组重组重组重组用重组质粒用重组质粒用重组质粒用重组质粒转化大肠杆菌转化大肠杆菌转化大肠杆菌转化大肠杆菌培养大肠杆菌培养大肠杆菌培养大肠杆菌培养大肠杆菌克隆大量基因克隆大量基因克隆大量基因克隆大量基因基因工程过程示意图从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件基因工程的操作步骤提取目的基因目的基因与运载体结合目的基因导入受体细胞目的基因的表达和检测从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件P106P106从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件二、基因工程的应用：1、基因工程与作物育种2、基因工程与药物研制：三、转基因生物和转基因食品的安全性：从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件转基因马铃薯转基因马铃薯转基因烟草转基因烟草从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件抗虫棉抗虫棉抗抗CMVCMV甜椒甜椒抗虫原理？抗虫结果？从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件 从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件全身散发绿色荧光的全身散发绿色荧光的转基因鱼转基因鱼乳汁中分泌人凝血因子乳汁中分泌人凝血因子乳汁中分泌人凝血因子乳汁中分泌人凝血因子IXIXIXIX的转基因山羊的转基因山羊的转基因山羊的转基因山羊美科学家研制出世界美科学家研制出世界上第一只转基因蝴蝶上第一只转基因蝴蝶首只转基因猴降生首只转基因猴降生超凡嗅觉能力的超凡嗅觉能力的转基因鼠转基因鼠从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件临床常见的生长激素，干扰素和乙肝疫苗等药物都可以临床常见的生长激素，干扰素和乙肝疫苗等药物都可以用基因工程来大规模生产用基因工程来大规模生产1987年开始上市的干扰素年开始上市的干扰素生产胰岛素历史？从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件转基因食品看起来分外诱人转基因食品看起来分外诱人餐桌上的基因餐桌上的基因转基因食品你敢吃吗？转基因食品你敢吃吗？转基因食品转基因食品ABC ABC 从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件从杂交育种到基因工程高二必修第二册课件