杂交育种和诱变育种、基因工程及其应用.ppt

6-1 杂交育种与诱变育种6-2 基因工程及其应用 基因工程的原理 （基因拼接技术或DNA重组技术） 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。 基因工程的基本工具 提取目的基因 及切割运载体 常用运载体： 质粒 噬菌体 动植物病毒 基因工程的应用 单倍体育种 原理 方法 过程 优点 缺点 杂交育种 原理 方法 过程 优点 缺点 诱变育种 原理 方法 过程 优点 缺点 多倍体育种 原理 方法 过程 优点 缺点 携带人血清白蛋白基因的转基因试管牛“滔滔” 转基因育种 原理 方法 过程 缺点 优点 染色体变异 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗（有丝分裂） 可培育出新品种，培育的植物器官大，产量高，营养丰富 只适于植物，发育迟缓，结实率低 “黑农五号”大豆 黑龙江农科院用辐射方法处理大豆，培育成“黑农五号”大豆品种，含油量比原来的品种提高了2.5%，大豆产量提高了16%。 应用 青霉菌高产菌株的选育 1943年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。 应用 人为基因重组 转基因技术 提取目的基因→目的基因与运载体结合→将目的基因导入受体细胞→基因表达→筛选出符合要求的新品种 不受种属限制，定向，育种周期短。 可能会引起生态危机，技术难度大 对于微生物来说，须与发酵工程密切配合。 * * * * 能发荧光的热带斑马鱼 普通热带斑马鱼是不发荧光的 原 理： 操作水平： 结 果： 目的基因 供体细胞 受体细胞 基因重组 DNA分子水平 定向地改造生物的遗传性状，获得人类所需要的品种。 获得新性状 剪刀 ——限制酶 针线——DNA连接酶 运输工具——运载体 目的基因与运载体DNA拼接 目的基因进入受体细胞 1.基因的“剪刀”──限制性核酸内切酶（限制酶） 一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子。 专一性 如:EcoRI限制酶 被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端？ 思考: ２、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，使之成为一个完整的DNA分子。 基因的针线：DNA连接酶 G A A T T C C T T A A G G A A T T C C T T A A G G C T T A A A A T T C G G C T T A A A A T T C G G C T T A A A A T T C G 用同种限制酶切割 3、基因的运输工具——运载体 标记基因，便于进行检测。 质粒： 存在于细菌、酵母菌等拟核或细胞核外 小的双链环状ＤＮＡ 能自主复制，友好地借居在宿主细胞中 含有标记基因 大肠杆菌 枯草杆菌 土壤农杆菌 提取目的基因 与运载体的结合 导入受体细胞 基因的表达和检测 基因操作的基本步骤 提取目的基因 人们所需要的特定的基因 目的基因与运载体结合 不同来源的DNA重新组合，形成重组DNA的过程 将目的基因导入受体细胞 主要是借鉴噬菌体或病毒侵染细胞的过程 目的基因的检测与鉴定 通过一定的手段对受体细胞中是否导入目的基因进行检测 1、基因工程与作物育种 2、基因工程与药物研制 我国生产的部分基因工程疫苗和药物 胰岛素、干扰素、 白细胞介素、 生长激素、疫苗等 微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化生产。若将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内，让它们产生相应的药物，不但能解决产量问题，还能大大降低生产成本。 3、　环境保护　　 基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。 　　通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类，用基因工程培育成功的“超级细菌”却能分解石油中的多种烃类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解DDT等毒害物质。 利用基因工程培育的“指示生物”能十分灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境污染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染物。 　　1998年，英国一位生物学家在电视节目中宣布：老鼠食用了转基因马铃薯后，肾、脾和消化道都出现了损伤，体重和器官重量减轻，免疫系统遭到破坏。 转基因食品 安全吗? 选择育种 在生产实践中，人们挑选品质好的个体来传种。这样利用生物变异，通过长期选择，汰劣留良，就能培育出新