生物必修二第六章課件

第一節(jié)雜交育種與誘變育種第六章從雜交育種到基因工程第一節(jié)雜交育種與誘變育種第六章從雜交育種到基因工程1小資料近幾年，糯玉米、甜玉米、超甜玉米等特種玉米的出現(xiàn)，讓人們有了更多的選擇。研究證實，特種玉米的營養(yǎng)價值高于普通玉米。中國農(nóng)科院檢測發(fā)現(xiàn)，甜玉米、糯玉米的蛋白質(zhì)含量是普通玉米的2.23倍，植物油含量是普通玉米的2.3倍，“生命元素”硒的含量是9.5倍，維生素是普通玉米的3倍。小資料近幾年，糯玉米、甜玉米、超甜玉米等特種玉米的出現(xiàn)，讓人2設(shè)想你是一位玉米育種專家，遇到這樣的情況:品種A籽粒多，但不抗黑粉病；品種B籽粒少，但抗黑粉病。你用什么方法把兩個品種的優(yōu)良性狀結(jié)合在一起，又能缺點(diǎn)去掉？黑粉病雜交育種設(shè)想你是一位玉米育種專家，遇到這樣的情況:品種A籽粒多3九十年代后期，美國學(xué)者布朗拋出“中國威脅論”，撰文說到下世紀(jì)30年代，中國人口將達(dá)到16億，到時誰來養(yǎng)活中國，誰來拯救由此引發(fā)的全球性糧食短缺和動蕩危機(jī)？雜交水稻之父：袁隆平,從1976年到2006年，累計增產(chǎn)糧食5200多億公斤，平均每年解決600萬人的糧食問題。九十年代后期，美國學(xué)者布朗拋出“中國威脅論”，撰文說4ⅹ荷斯坦牛中國黃牛中國荷斯坦牛荷斯坦牛與我國黃牛雜交選育后逐漸形成的優(yōu)良種。泌乳期可達(dá)305天，年產(chǎn)乳量可達(dá)6300kg以上。ⅹ荷斯坦牛中國黃牛中國荷斯坦牛荷斯坦牛與我國黃牛雜5一、雜交育種運(yùn)用基因重組的原理，將兩個或多個品種的優(yōu)良性狀通過交配集中在一起，再經(jīng)過選擇和培育，獲得新品種的方法。一、雜交育種運(yùn)用基因重組的原理，將兩個或多個品種的優(yōu)6例1：植物雜交育種的方法現(xiàn)有純合的高稈抗銹病的小麥（DDTT）和矮稈不抗銹病的小麥（ddtt）。如果你是育種工作者，你應(yīng)該怎樣操作才能得到矮稈抗病的優(yōu)良品種（ddTT）？例1：植物雜交育種的方法7以下是雜交的育種參考方案：Ｐ高抗矮不抗Ｆ１高抗Ｆ２DDTTddttDdTtddTt高抗高不抗矮抗矮不抗ddTT雜交自交選優(yōu)自交F3選優(yōu)連續(xù)自交，直至不出現(xiàn)性狀分離為止。以下是雜交的育種參考方案：Ｐ高抗矮不抗Ｆ8原理：

基因重組方法：

優(yōu)點(diǎn)：使不同個體上的優(yōu)良性狀集中于一個個體上。缺點(diǎn)：應(yīng)用：雜交→自交→選優(yōu)自交雜交育種小結(jié)雜交水稻、中國荷斯坦牛等。1.只能利用已有的基因重組，不能創(chuàng)造新的基因。2.育種所需時間較長（一般需7－8年）原理：基因重組方法：優(yōu)點(diǎn)：使不同個體上的優(yōu)良性狀集中于一9視野拓展從1987年開始，我國將蔬菜等農(nóng)作物種子搭載在衛(wèi)星上上天?！按钚巧咸臁钡姆N子主要有青椒、番茄、黃瓜、絲瓜、胡蘿卜、萵苣等蔬菜種子，以及水稻、小麥、高粱等糧食作物和花卉草木等種子，共計50多類。衛(wèi)星將農(nóng)作物種子帶到200～400千米的太空中，利用太空中的空間宇宙射線、微重力、高真空、交變磁場等各種特殊因素對種子和微生物進(jìn)行處理，使種子產(chǎn)生地面得不到的變異，最終培育出高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)新品種。視野拓展從1987年開始，我國將蔬菜等農(nóng)作物種子搭載在衛(wèi)10太空南瓜太空南瓜11太空黃瓜太空黃瓜12與“神六”飛船一起上太空的花卉“瓷玫瑰”、“老虎須”與“神六”飛船一起上太空的花卉“瓷玫瑰”、“老虎須”13我國運(yùn)用返回式運(yùn)載衛(wèi)星搭載水稻種子，返回地面后種植，培育出的水稻穗長粒大，畝產(chǎn)達(dá)600kg，最高達(dá)750kg，蛋白質(zhì)含量增加8%-20%，生長期平均縮短10天。我國運(yùn)用返回式運(yùn)載衛(wèi)星搭載水稻種子，返回地面后種植，培育出的14“太空椒”每個可重350克，ＶＣ等含量提高20％－30％太空番茄不但香甜可口，而且ＶＣ含量高，是普通品種的2.5倍，最大果重可達(dá)600克太空青茄大過小孩頭“太空椒”每個可重350克，ＶＣ等含量提高20％－30％太空15概念：利用__________（如ⅹ射線、γ射線、紫外線、激光等）或__________（如亞硝酸、硫酸二乙酯等）來處理生物，使生物發(fā)生___________。原理：基因突變方法：輻射誘變、激光誘變、化學(xué)誘變、空間育種優(yōu)點(diǎn)：提高突變率，產(chǎn)生新基因；

在較短時間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類型。缺點(diǎn)：有利變異少，須大量處理實驗材料（基因突變具有不定向性）二、誘變育種物理因素化學(xué)因素基因突變概念：利用__________（如ⅹ射線、γ射線、紫外線、16應(yīng)用：

1）農(nóng)作物育種——黑農(nóng)五號大豆2）微生物育種——高產(chǎn)青霉菌3）太空育種黑龍江省農(nóng)科院用輻射方法處理大豆，培育成了“黑農(nóng)五號”等大豆品種，產(chǎn)量提高了16％，含油量比原來提高2·5％。1945年青霉素發(fā)明以來，世界各地科學(xué)家用紫外線照射的方法處理青霉菌，將青霉素的產(chǎn)量提高了2～3千倍，價格下降到原來的幾萬分之一。應(yīng)用：黑龍江省農(nóng)科院用輻射方法處理大豆，培育成了“黑農(nóng)五號17練習(xí):請寫出下面各項培育方法（1）通過花藥離體培養(yǎng)再用秋水仙素加倍得到煙草新品種的方法是

。（2）用60Co輻射谷氨酸棒狀桿菌，選育出合成谷氨酸的新菌種，所用方法是

。（3）用小麥和黑麥培育八倍體黑小麥的方法是

。（4）將青椒的種子搭載人造衛(wèi)星，在太空中飛行數(shù)周后返回地面，獲得了果大、肉厚和維生素含量高的青椒新品種，這種育種原理本質(zhì)上屬于

。（5）用抗倒伏、不抗銹病和不抗倒伏、抗銹病的兩個小麥品種，培育出抗倒伏、抗銹病的品種，所用方法是

。（6）用秋水仙素或硫酸二乙酯處理蕃茄、水稻種子，獲得成熟期早、蛋白質(zhì)含量高的品系，這種方法是

。單倍體育種

誘變育種多倍體育種誘變育種雜交育種誘變育種練習(xí):請寫出下面各項培育方法單倍體育種誘變育種多倍體育18雜交育種誘變育種單倍體育種多倍體育種原理常用方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)舉例基因重組基因突變?nèi)旧w變異（成倍減少）染色體變異（成倍增加）雜交用射線、激光或化學(xué)藥品處理生物花藥離體培養(yǎng)→單倍體→秋水仙素處理→純種秋水仙素處理使不同個體的優(yōu)良性狀集中于一個個體上提高變異頻率加速育種進(jìn)程有利變異少，需大量處理供試材料明顯縮短育種年限技術(shù)復(fù)雜，與雜交育種配合，高度不育各種器官大、營養(yǎng)成分高、抗性強(qiáng)與雜交育種配合；發(fā)育延遲育種時間最長雜交水稻、矮桿抗銹病小麥高產(chǎn)青霉菌三倍體無子西瓜、八倍體小黑麥純種矮桿抗病小麥雜交育種誘變育種單倍體育種多倍體育種原理常用方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)舉例191、在下列幾種育種方法中，可以改變原有基因分子結(jié)構(gòu)的育種方法是A.雜交育種B.誘變育種C.單倍體育種D.多倍體育種2、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)育種專家采用誘變育種的方法改良某些農(nóng)作物的原有性狀，其原因是：A.提高了后代的出苗率B.產(chǎn)生的突變?nèi)渴怯欣腃.提高了后代的穩(wěn)定性D.能提高突變率以供育種選擇課堂練習(xí)1、在下列幾種育種方法中，可以改變原有基因分子結(jié)構(gòu)的育種方法203、通過誘變育種培育的是A.三倍體無子西瓜B.青霉素高產(chǎn)菌株C.二倍體無子番茄D.八倍體小黑麥4、根據(jù)遺傳學(xué)原理，能迅速獲得新品種的育種方法是

A.雜交育種

B.多倍體育種

C.單倍體育種

D.誘變育種3、通過誘變育種培育的是4、根據(jù)遺傳學(xué)原理，能迅速獲得新品種21第二節(jié)基因工程及其應(yīng)用第二節(jié)基因工程及其應(yīng)用22能發(fā)光的水母不能發(fā)光的熱帶斑馬魚請您欣賞能否能否讓熱帶魚也能發(fā)光?設(shè)想能發(fā)光的水母不能發(fā)光的熱帶斑馬魚請您欣賞能否23能發(fā)熒光的熱帶斑馬魚普通熱帶斑馬魚是不發(fā)熒光的能發(fā)熒光的熱帶斑馬魚普通熱帶斑馬魚是不發(fā)熒光的24請您欣賞超級小鼠與超級魚請您欣賞超級小鼠與超級魚25請您欣賞抗蟲害的玉米抗蟲棉能產(chǎn)生人胰島素的大腸桿菌請您欣賞抗蟲害的玉米抗蟲棉能產(chǎn)生人胰島素的大腸桿菌26一、基因工程原理——基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)。通俗地說，就是按照人們的意愿，把一種生物的個別基因復(fù)制出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，定向地改造生物的遺傳性狀。

原理：操作水平：結(jié)果：基因重組DNA分子水平定向地改造生物的遺傳性狀，獲得人類所需要的品種。一、基因工程原理——基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)。通27基因的剪刀—限制性內(nèi)切酶（簡稱限制酶）1、基因操作的工具特點(diǎn)：專一性。即一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列，并且能在特定的切點(diǎn)上切割DNA分子?；虻募舻丁拗菩詢?nèi)切酶（簡稱限制酶）1、基因操作的工具28限制酶限制酶29基因的針線——DNA連接酶

DNA連接酶可把黏性末端之間的縫隙“縫合”起來，即把梯子兩邊扶手的斷口連接起來，這樣一個重組的DNA分子就形成了。磷酸二酯鍵基因的針線——DNA連接酶DNA連接酶可把黏30基因的運(yùn)載工具——運(yùn)載體：常用的運(yùn)載體主要有兩類：1）細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)的質(zhì)粒（環(huán)狀DNA分子）2）噬菌體或某些動植物病毒基因的運(yùn)載工具——運(yùn)載體：常用的運(yùn)載體主要有兩類：31基因的剪刀—限制性內(nèi)切酶（簡稱限制酶）1、基因操作的工具基因的針線——DNA連接酶基因的運(yùn)載工具——運(yùn)載體：基因的剪刀—限制性內(nèi)切酶（簡稱限制酶）1、基因操作的工具基因322、基因操作的基本步驟1）提取目的基因2）目的基因與運(yùn)載體結(jié)合3）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞4）目的基因的檢測和表達(dá)2、基因操作的基本步驟1）提取目的基因33二、基因工程的應(yīng)用運(yùn)用基因工程技術(shù)，不但可以培養(yǎng)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗性好的農(nóng)作物及畜、禽新品種，還可以培養(yǎng)出具有特殊用途的動、植物。生長快、耐不良環(huán)境、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因魚(中國)乳汁中含有人生長激素的轉(zhuǎn)基因牛(阿根廷)1、基因工程與作物育種二、基因工程的應(yīng)用運(yùn)用基因工程技術(shù)，不但可以培養(yǎng)優(yōu)質(zhì)、高34培育抗逆性品種

將細(xì)菌的抗蟲、抗病毒、抗除草劑、抗鹽堿、抗干旱、抗高溫等抗性基因轉(zhuǎn)移到作物體內(nèi)，將從根本上改變作物的特性。如轉(zhuǎn)基因抗蟲棉。

抗蟲基因作物的意義：減少農(nóng)藥的用量，降低了生產(chǎn)的成本，減少了農(nóng)藥對環(huán)境的污染。培育抗逆性品種抗蟲基因作物的意義：35轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒轉(zhuǎn)魚抗寒基因的番茄轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的馬鈴薯不會引起過敏的轉(zhuǎn)基因大豆轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒轉(zhuǎn)魚抗寒基因的番茄轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因36轉(zhuǎn)基因龍膽花色奇異轉(zhuǎn)基因藍(lán)豬耳改變花色轉(zhuǎn)基因牽?；ǜ淖兞嘶ㄉD(zhuǎn)基因龍膽花色奇異轉(zhuǎn)基因藍(lán)豬耳改變花色轉(zhuǎn)基因牽?；ǜ淖兞嘶ㄉ?7A：紫外光照射下的轉(zhuǎn)綠色熒光蛋白的Eustoma(Lisianthus)花。B：轉(zhuǎn)沒有綠色熒光蛋白的空質(zhì)粒的花，A：紫外光照射下的轉(zhuǎn)綠色熒光蛋白的Eustoma(Lis382、基因工程與藥物研制我國生產(chǎn)的部分基因

工程疫苗和藥物

用基因工程的方法生產(chǎn)胰島素、干擾素、白細(xì)胞介素、凝血因子、以及預(yù)防乙肝、霍亂、傷寒、瘧疾等的疫苗。提高生產(chǎn)產(chǎn)量、降低生產(chǎn)成本。2、基因工程與藥物研制我國生產(chǎn)的部分基因

工程疫苗和藥物39胰島素是治療糖尿病的特效藥，長期以來只能依靠從豬、牛等動物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰島素，其產(chǎn)量之低和價格之高可想而知。將合成的胰島素基因?qū)氪竽c桿菌，每2000L培養(yǎng)液就能產(chǎn)生100g胰島素！大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)不但解決了這種比黃金還貴的藥品產(chǎn)量問題，還使其價格降低了30%-50%!胰島素是治療糖尿病的特效藥，長期以來只能依靠從豬、牛等動40干擾素治療病毒感染簡直是“萬能靈藥”！過去從人血中提取，300L血才提取1mg！其“珍貴”程度自不用多說。人造血液、白細(xì)胞介素、乙肝疫苗等通過基因工程實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，均為解除人類的病苦，提高人類的健康水平發(fā)揮了重大的作用。人造血液及其生產(chǎn)干擾素治療病毒感染簡直是“萬能靈藥”！過去從人血中提取，413、基因工程與環(huán)境保護(hù)⑴環(huán)境監(jiān)測：

基因工程做成的DNA探針能夠十分靈敏地檢測環(huán)境中的病毒、細(xì)菌等污染。1t水中只有10個病毒也能被DNA探針檢測出來3、基因工程與環(huán)境保護(hù)⑴環(huán)境監(jiān)測：

基因工程做42利用基因工程培育的“指示生物”能十分靈敏地反映環(huán)境污染的情況，卻不易因環(huán)境污染而大量死亡，甚至還可以吸收和轉(zhuǎn)化污染物。利用基因工程培育的“指示生物”能十分靈敏地反映環(huán)境污染的43⑵環(huán)境污染治理：

基因工程做成的“超級細(xì)菌”能吞食和分解多種污染環(huán)境的物質(zhì)。通常一種細(xì)菌只能分解石油中的一種烴類，用基因工程培育成功的“超級細(xì)菌”卻能分解石油中的多種烴類化合物。有的還能吞食轉(zhuǎn)化汞、鎘等重金屬，分解DDT等毒害物質(zhì)。⑵環(huán)境污染治理：

基因工程做成的“超級細(xì)菌”能442006年3月14日綠色和平組織發(fā)布消息,稱亨氏營養(yǎng)米粉含有轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲水稻成分。那么轉(zhuǎn)基因食品到底安全嗎？什么樣的轉(zhuǎn)基因食品才能上市？如何面對市場上的轉(zhuǎn)基因食品呢？

2006年3月14日綠色和平組織發(fā)布消息,稱亨氏營養(yǎng)45三、轉(zhuǎn)基因生物與轉(zhuǎn)基因食品的安全性兩種觀點(diǎn)不安全：證據(jù)安全：證據(jù)你們的觀點(diǎn)？三、轉(zhuǎn)基因生物與轉(zhuǎn)基因食品的安全性兩種觀點(diǎn)你們的觀點(diǎn)？46

安全觀點(diǎn)：1、轉(zhuǎn)基因食品與非轉(zhuǎn)基因食品的構(gòu)成是一樣的；2、減少農(nóng)藥使用、減少環(huán)境污染；3、節(jié)省生產(chǎn)成本，降低糧食售價；4、增加食品營養(yǎng)、提高食品產(chǎn)量等。安全觀點(diǎn)：47不安全觀點(diǎn)：1、可能產(chǎn)生抗除草劑的超級雜草；2、可能使疾病的散播跨越物種障礙；3、可能損害農(nóng)作物的生物多樣性；4、認(rèn)為創(chuàng)造新物種，可能干擾生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性；5、可能產(chǎn)生新毒素和新過敏源。不安全觀點(diǎn)：48最新款的摩托車你想過嗎?最新款的摩托車你想過嗎?49誰能告訴我這是ＷＨＡＴ？誰能告訴我這是ＷＨＡＴ？50誰能告訴我這是ＷＨＡＴ？誰能告訴我這是ＷＨＡＴ？51誰能告訴我這是ＷＨＡＴ？誰能告訴我這是ＷＨＡＴ？52誰能告訴我這是ＷＨＡＴ？誰能告訴我這是ＷＨＡＴ？