高三生物基因工程及其应用 从杂交育种到基因工程.pptVIP

家蚕能够吐出蚕丝为人类利用 豆科植物的根瘤能够固定空气中的氮 DNA连接酶的作用过程 * 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，人工杂交的方法被广泛应用于动植物育种。人工诱变技术的应用，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 　基因工程及其应用 抗病植株的育成 三倍体西瓜、 八倍体小黑麦 高产量青霉素菌株的育成 高杆抗病与矮杆不抗病小麦杂交产生矮杆抗病品种 举例 缩短育种年限，但方法复杂，成活率较低 器官大，营养物质含量高，但发育延迟，结实率低 加速育种的进程，大幅改良某些性状，但突变后有利个体往往不多 方法简便，但需较长年限方可获得纯合体 特点 诱导精子直接发育成植株，再用秋水仙素加倍成纯合体 抑制细胞分裂中纺锤体的形成，使染色体数目加倍后不能形成两个细胞 用人工方法诱发基因突变，产生新性状，创造新品种或新类型 通过基因重组把两亲本的优良性状组合在同一后代中 原理 花药离体培养 用秋水仙素处理种子或幼苗 用射线、激光、化学药品等处理生物 杂交 处理 单倍体育种 多倍体育种 诱变育种 常规育种 类别 杂交育种 人工诱变育种 单倍体育种 多倍体育种 基因工程育种 细胞融合技术 细胞核移植技术 依据原理 基因重组 基因突变 染色体组成倍减少，再加倍后得到纯种 染色体组成倍增加 基因是控制生物性状的基本单位 基因重组、染色体变异 基因重组、染色体变异 常用方法 杂交→自交→选种→自交 辐射诱变激光诱变作物空间技术育种 花药的离体培养，然后再加倍 秋水仙素处理萌发的种子、幼苗 转基因（DNA重组）技术将目的基因引入生物体内，培育新品种 让不同生物细胞原生质融合，同种生物细胞可融合为多倍体 将具备所需性状的体细胞核移植到去核卵中 七种遗传育种方法的比较 优点 将不同个体的优良性状集中于一个体上 可以提高变异的频率，加速育种进程，或大幅度地改良某些品种 可以明显地缩短育种年限 器官巨大，提高产量和营养成分 打破物种界限，定向改变生物的性状 按照人们意愿改变细胞内遗传物质或获得细胞产品且克服了远缘杂亲不亲和障碍 可改良动物品种或保护濒危物种 缺点 时间长，须及时发现优良品种 有利变异少，须大量处理实验材料 技术复杂且须与杂交育种配合 发育延迟，结实率低 有可能引起生态危机 技术难度高 技术要求高 举例 矮秆抗锈病小麦 青霉素高产菌株太空椒 单倍体育种获得的矮秆抗锈病小麦 三倍体无籽西瓜八倍体小黑麦 产生人胰岛素的大肠肝菌、抗虫棉 白菜、甘蓝、番茄、马铃薯 克隆羊、鲤鲫、移核鱼 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？ 青霉菌能产生对人类有用的抗生素 ——青霉素 基因决定性状 基因决定性状 基因决定性状 设想一 能否让禾本科的植物也能够固定空气中的氮？ 能否让细菌“吐出”蚕丝？ 设想二 能否让微生物产生出人的胰岛素、干扰素等珍贵的药物？ 设想三 定向基因改造设想 经过多年的努力，科学家于20世纪70年代创立了可以定向改造生物的新技术——基因工程。 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 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。 人类需要的基因产物 结果 剪切→拼接→导入→表达 基本过程 DNA分子水平 操作水平 基 因 操作对象 生物体外 操作环境 基因拼接技术或DNA重组技术 基因工程的别名 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DNA切点，具特异性。 并裂解磷酸二酯键。 例：大肠杆菌的一种限制酶(EcoRⅠ)能识别 GAATTC序列，并在G和A之间切开。 一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切割点上将DNA分子切断。目前已发现的限制酶有4000多种。 C T T A A G G C A A T T 例：EcoRI 酶切位点 限制酶：从特殊的酶切位点将DNA分子切开 3、基因的“针线”