从杂交育种到基因工程课件

作者：驼铃（原名张东亮）,看视频百度搜索,:,驼铃儿高中教学视频,Page,42,驼铃作品，版权所有,从杂交育种到基因工程,从杂交育种到基因工程,诱变,育种,单倍体,育种,杂交,育种,缺 点,优 点,方法,原 理,名 称,应用,基因重组,杂交自交选 出符合要求的表现型，通过自交至不发生性状分离为止,使分散在同一物种或不同品种中的多个优良性状集中于同一个体上,育种周期长,局限于同种或亲缘关系较近的个体,用纯高秆抗病小麦与矮秆不抗病小麦培育矮秆抗病小麦,染色体,变异,先将,花药离体培养，培养出单倍体植株,将单倍体幼苗,经一定浓度秋水仙素处理获得纯合子,明显缩短育种年限，加速育种进程,技术复杂,用纯高秆抗病小麦与矮秆不抗病小麦快速培育矮秆抗病小麦,基因突变和染色体畸变,用物理：紫外线、射线、微重力、激光等处理，再筛选,化学：秋水仙素、硫酸二乙酯处理，再选择,提高突变率，加快育种进程，大幅改良某些性状,不定向性，有利变异少，工作量大，需处理大量的供试材料,高产青霉菌、,“黑农五号” 大豆品种,太空椒,诱变单倍体杂交缺 点优 点方法原 理名 称应用基因,细胞工程,育种,多倍体,育种,缺 点,优 点,方法,原 理,名 称,应用,染色体,变异,用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,植物茎杆粗壮，叶子、果实、种子都比较大，营养物质含量提高,技术复杂，发育延迟，结实率降低，一般只适合于植物,三倍体无子,西瓜、八倍体小黑麦、四倍体水稻,基因工程育种,异源,DNA,重组,获取目的基因,目的基因和运载体相结合,目的基因导入受体细胞,目的基因的检测与表达,筛选出符合要求的新品种,目的性强，定向改造生物的性状。,克服远缘杂交不亲和的障碍。,技术复杂。,存在安全性问题，可能引起生态危机。,转基因“向日葵”，转基因抗虫棉,细胞的全能性,“去壁” “诱融” “组培”,核移植和胚胎移植,克服远缘杂交不亲和的障碍。可应用于繁殖优良动物，抢救濒危动物,技术复杂，工作量大，操作繁琐，技术要求高,“白菜,甘蓝”培育、克隆羊“多莉”,细胞工程多倍体缺 点优 点方法原 理名 称应用染色,现有纯合的高秆抗锈病的小麦（,DDTT,）和矮秆不抗锈病的小麦（,ddtt,）。如果你是育种工作者，你应该怎样操作才能得到矮秆抗病的优良品种？,现有纯合的高秆抗锈病的小麦（DDTT）和矮秆不抗锈病的,杂交育种的流程,高杆：,D,矮杆：,d,抗病：,T,感病：,t,P: DDTT,ddtt,F1: DdTt,自交,F2: 9,：,3,：,3,：,1,D_T_,D_tt,ddT_,ddtt,杂交,1/3ddTT,2/3ddTt,自交,F3:,1/3ddTT,2/3(1/4ddTT 2/4ddTt 1/4ddtt),自交,选优,自交,选优,连续自交（一般,45,代）,杂交育种的流程高杆：D抗病：TP: DDTT ,杂交育种的流程,白毛：,A,黑毛：,a,长毛：,B,短毛：,b,P: AABB,aabb,F1: AaBb,自交,F2:,A_B_,A_bb,aaB_,aabb,aaBB,aaBb,培育黑色长毛狗,aaBB,黑长,黑短,aaBB aabb,黑长,黑短,aaBb aabb,F3:,黑长,黑长 黑短,杂交,F1,间交配,选优,测交,杂交育种的流程白毛：A长毛：BP: AABB ,单倍体育种的流程,高杆：,D,矮杆：,d,抗病：,T,感病：,t,P: DDTT,ddtt,F1: DdTt,DT,Dt,dT,dt,花药离体培养,单倍体幼苗：,DdTt,花粉类型：,减数分裂,秋水仙素处理,单倍体育种的优点：明显缩短育种年限。,DT,Dt,dT,dt,ddTT,单倍体育种的流程高杆：D抗病：TP: DDTT ,早期从自然界分离出来的青霉菌只能产生青霉素,20,单位,/mL,。后来人们对青霉菌多次进行,X,射线、紫外线照射,以及综合处理，培育成了青霉素高产菌株，目前青霉素的产量已达到,50000,60000,单位,/mL,。,诱变育种,青霉素高产菌株的选育,抗生素：,真菌产生的，专杀细菌和放线菌的物质，如青霉素，四环素等。,早期从自然界分离出来的青霉菌只能产生青霉素20单位/m,二倍体,四倍体,秋水仙素处理,二倍体,三倍体种子,三倍体植株,不能形成正常的生殖细胞,无子西瓜,种下去,联会紊乱,第一年,第二年,授二倍体的花粉,多倍体育种,二倍体四倍体秋水仙素处理二倍体三倍体种子三倍体植株不能形成,基因工程的概念,基因工程又叫,基因拼接技术,或,DNA,重组技术,。通俗的说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，定向的改造生物的遗传性状。,基因工程育种,基因工程的概念 基因工程又叫基因拼接技术或DNA重,苏云金杆菌,毒蛋白基因,毒蛋白,杀死害虫,棉花细胞,抗虫棉的培育,苏云金杆菌毒蛋白基因毒蛋白杀死害虫棉花细胞抗虫棉的培育,基因工程的概念,基因工程又叫,基因拼接技术,或,DNA,重组技术,。通俗的说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，定向的改造生物的遗传性状。,基因工程育种,基因工程的概念 基因工程又叫基因拼接技术或DNA重,DNA,片段的连接工具（,“分子缝合针”,）,DNA,连接酶,基因转移工具（,“分子运输车”,）,运载体,一、,DNA,重组技术的基本工具,准确切割,DNA,的工具（,“分子手术刀”）,限制酶,DNA片段的连接工具（“分子缝合针”）基因转移工具（“分子运,特点：一种限制酶只能识别,DNA,的一种核苷酸序列，并在特定的位点切割,DNA.,1,、限制酶,特点：一种限制酶只能识别DNA的一种核苷酸序列，并在,限制性内切酶,限制酶,限制性内切酶限制酶,限制酶切割的是么？,DNA,分子,切割,DNA,分子两个脱氧核苷酸之间的,磷酸二酯键,。,限制酶切割的是么？DNA分子 切割DNA分子两个脱氧核苷,会产生相同的黏性末端，然后让两者的黏性末端黏合起来，就似乎可以合成重组的,DNA,分子了。,如果把两种来源不同的,DNA,用同一种限制酶来切割，会怎样呢？,会产生相同的黏性末端，然后让两者的黏性末端黏合,从杂交育种到基因工程课件,将双链,DNA,分子片段“缝合”起来，恢复两个核苷酸之间的,磷酸二酯键,。,DNA,连接酶连接的是什么？,2,、,DNA,连接酶,将双链DNA分子片段“缝合”起来，恢复两个核苷酸之间的,特点,：,能够在宿主细胞中,复制,并稳定地保存,。,具,多种限制酶的单一切点,，以便与外源基因连接。,具有某些,标记基因,，便于进行,筛选,。,3,、运载体,作用,：,将目的基因导入受体细胞,常用运载体,：,质粒,动植物病毒 噬菌体,特点：3、运载体作用：将目的基因导入受体细胞常用运载体：质粒,从杂交育种到基因工程课件,二、基因工程基本操作的四个步骤,1,、目的基因的获取,2,、目的基因与运载体相结合,3,、将目的基因导入受体细胞,4,、目的基因的检测与鉴定,二、基因工程基本操作的四个步骤1、目的基因的获取2、目的基因,用一定的,_,切割质粒，使其出现一个切口，露出,_,。,用,_,切断目的基因，使其产生,_,将切下的目的基因片段插入质粒的,_,处，再加入适量,_,，形成了一个重组,DNA,分子（重组质粒）,限制酶,黏性末端,同一种限制酶,相同的黏性末端,切口,DNA,连接酶,用一定的_切割质粒，使其出现一个切口，露出,目的基因的检测与鉴定,四环素,抗性基因,青霉素,抗性基因,大肠杆菌,目的基因的检测与鉴定四环素 青霉素大肠杆菌,单倍体幼苗,单倍体幼苗,（,2012,天津）,2.,芥酸会降低菜籽油的品质。油菜有两对独立遗传的等位基因（,H,和,h,，,G,和,g,）控制菜籽的芥酸含量。下图是获得低芥酸油菜新品种（,HHGG,）的技术路线，已知油菜单个花药由花药壁（,2n,）及大量花粉（,n,）等组分组成，这些组分的细胞都具有全能性。据图分析，下列叙述错误的是：( ),A.,、两过程均需要植物激素来诱导细胞分化,B.,与过程相比，过程可能会产生二倍体再生植株,C.,图中三种途径中，利用花粉培养筛选低芥酸油菜新品种（,HHGG,）,的效率最高,D.F1,减数分裂时，,H,基因所在染色体会与,G,基因所在染色体发生联会,D,“汉水丑生的生物同行”超级群大型公益活动：历年高考题,PPT,版制作。本课件为公益作品，版权所有，不得以任何形式用于商业目的。,2012,年,1,月,15,日，汉水丑生标记。,（2012天津） 2.芥酸会降低菜籽油的品质。油菜有两对独立,（,2009,上海）,21.下列技术中不能获得抗锈高产小麦新品种的是,( ),A. 诱变育种 B. 细胞融合C. 花粉离体培养 D. 转基因,C,（2009上海）21.下列技术中不能获得抗锈高产小麦新品,（,2008,广东）,8改良缺乏某种抗病性的水稻品种，不宜采用的方法是,( ),A诱变育种,B单倍体育种,C基因工程育种,D杂交育种,“汉水丑生的生物同行”超级群大型公益活动：历年高考题,PPT,版制作。本课件为公益作品，版权所有，不得以任何形式用于商业目的。,2012,年,1,月,15,日，汉水丑生标记。,B,【,解析,】,单倍体育种没有产生或增加新的基因，如果亲本缺少抗病基因，那么得到的后代也没有抗病基因，所以,B,不对。,（2008广东） 8改良缺乏某种抗病性的水稻品种，不宜采用,BCD,（,2008,江苏）,三选,23,下列关于育种的叙述中，,错误,的是( ),A,用物理因素诱变处理可提高突变率,B,诱变育种和杂交育种均可形成新的基因,C,三倍体植物不能由受精卵发育而来,D,诱变获得的突变体多数表现出优良性状,“汉水丑生的生物同行”超级群大型公益活动：历年高考题,PPT,版制作。本课件为公益作品，版权所有，不得以任何形式用于商业目的。,2012,年,1,月,15,日，汉水丑生标记。,BCD（2008江苏） 三选 23下列关于育种的叙述中，错,D,（,2010,江苏）,10,、为解决二倍体普通牡蛎在夏季因产卵而出现肉质下降的问题，人们培育出三倍体牡蛎。利用普通牡蛎培育三倍体牡蛎合理的方法是（ ）,A.,利用水压抑制受精卵的第一次卵裂，然后培育形成新个体,B.,用被,射线破坏了细胞核的精子刺激卵细胞，然后培育形成新个体,C.,将早期胚胎细胞的细胞核植人去核卵细胞中，然后培育形成新个体,D.,用化学试剂阻止受精后的次级卵母细胞释放极体，然后培育形成新个体,D（2010江苏） 10、为解决二倍体普通牡蛎在夏季因产卵而,（,2008,天津）,4为获得纯合高蔓抗病番茄植株，采用了下图所示的方法：图中两对相对性状独立遗传。据图分析，不正确的是,（ ）,“汉水丑生的生物同行”超级群大型公益活动：历年高考题,PPT,版制作。本课件为公益作品，版权所有，不得以任何形式用于商业目的。,2012,年,1,月,15,日，汉水丑生标记。,（2008天津）4为获得纯合高蔓抗病番茄植株，采用了下图所,A过程的自交代数越多，纯合高蔓抗病植株的比例越高,B过程可以取任一植株的适宜花药作培养材料,C过程包括脱分化和再分化两个过程,D图中筛选过程不改变抗病基因频率,D,“汉水丑生的生物同行”超级群大型公益活动：历年高考题,PPT,版制作。本课件为公益作品，版权所有，不得以任何形式用于商业目的。,2012,年,1,月,15,日，汉水丑生标记。,A过程的自交代数越多，纯合高蔓抗病植株的比例越高D“汉水,（,2009,广东）,33.,（,8,分）为了快速培育抗某种除草剂的水稻，育种工作者综合应用了多种培育种方法，过程如下。请回答问题。,（,1,）从对该种除草剂敏感的二倍水稻植株上取花药离体培养，诱导成,幼苗。,（,2,）用 射线照射上述幼苗，目的是,；然后用该除草剂喷洒其幼叶，结果大部分叶片变黄，仅有个别幼叶的小片组织保持绿色，表明这部分组织具有,。,（,3,）取该部分绿色组织再进行组织培养，诱导植株再生后，用秋水仙素处理幼苗，使染色体,，获得纯合,，移栽到大田后，在苗期喷洒该除草剂鉴定其抗性。,“汉水丑生的生物同行”超级群大型公益活动：历年高考题,PPT,版制作。本课件为公益作品，版权所有，不得以任何形式用于商业目的。,2012,年,1,月,15,日，汉水丑生标记。,单倍体,诱发基因突变,抵抗除草剂的能力,加倍,二倍体,（2009广东）33.（8分）为了快速培育抗某种除草剂的水稻,（纯和）敏感型植株,F,1,都是敏感型,该抗性植株中有两个基因发生了突变,解析：,本题考查了单倍体育种，诱变育种等知识，同时考查了多倍体育种的方法和遗传规律的应用。花药离体培养是单倍体育种的基本手段，射线激光有诱发突变的能力，而且体细胞突变必须经过无性繁殖才能保留该突变形状，所以需要经过组织培养，为了获得可育的植株，需用秋水仙素使染色体加倍，加倍获得的是纯和子，通过与敏感型植株杂交，子一代表现出来的性状是显性，子二代出现性状分离，分离比是,15,：,1,，不符合分离定律，可以用自由组合定律来解释，只有两对基因都隐性时才表现为抗性。所以初步推测该抗性植株中两个基因发生了突变。,（,4,）对抗性的遗传基础做一步研究，可以选用抗性植株,与,杂交，如果,，表明抗性是隐性性状。,F,1,自交，若,F,2,的性状分离比为,15,（敏感）：,1,（抗性），初步推测,。,“汉水丑生的生物同行”超级群大型公益活动：历年高考题,PPT,版制作。本课件为公益作品，版权所有，不得以任何形式用于商业目的。,2012,年,1,月,15,日，汉水丑生标记。,（纯和）敏感型植株F1都是敏感型该抗性植株中有两个基因发生了,（,2007,山东）,26.,（,17,分）普通小麦中有高杆抗病（,TTRR,）和矮杆易感病（,ttrr,）两个品种，控制两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。实验小组利用不同的方法进行了如下三组实验,请分析回答：,（,1,）,A,组由,F,1,获得,F,2,的方法是,，,F2,矮杆抗病植株中不能稳定遗传的占,。,（,2,）,、,、,三类矮杆抗病植株中，最可能产生不育配子的是,类。,（,3,）,A,、,B,、,C,三组方法中，最不容易获得矮杆抗病小麦新品种的方法是,组，原因是,。,“,汉水丑生的生物同行”超级群大型公益活动：历年高考题,PPT,版制作。本课件为公益作品，版权所有，未经允许不得擅自修改或用于任何形式的商业用途。,2012,年,1,月,15,日，汉水丑生标记。,自交,2/3,C,基因突变频率低且不定向,“汉水丑生的生物同行”超级群大型公益活动：历年高考题,PPT,版制作。本课件为公益作品，版权所有，不得以任何形式用于商业目的。,2012,年,1,月,15,日，汉水丑生标记。,（2007山东） 26.（17分）普通小麦中有高杆抗病（TT,秋水仙素（或低温）诱导染色体加倍,100%,将矮杆小麦与高杆小麦杂交；如果子一代为高杆，子二代高杆：矮杆,3,：,1,（或出现性状分离），则矮杆性状是基因突变造成的；否则，矮杆性状是环境引起的。或将矮杆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，则矮杆性状由环境引起；否则，矮杆性状是基因突变的结果。,（,4,）通过矮杆抗病,获得矮杆抗病小麦新品种的方法是,。获得的矮杆抗病植株中能稳定遗传的占,。,（,5,）在一块高秆（纯合体）小麦田中，发现了一株矮,秆,小麦。请设计实验方案探究该性状出现的可能的原因（简要写出所用方法、结果和结论）。,_,_,_,_,_,_,“,汉水丑生的生物同行”超级群大型公益活动：历年高考题,PPT,版制作。本课件为公益作品，版权所有，未经允许不得擅自修改或用于任何形式的商业用途。,2012,年,1,月,15,日，汉水丑生标记。,秋水仙素（或低温）诱导染色体加倍100%将矮杆小麦与高杆小麦,从杂交育种到基因工程课件,1,、,B,1、B,2,、,2、,3,、,3、,4,、,4、,5,、,D,5、D,