高中生物必修二第六章《从杂交育种到基因工程》课件

第六章从杂交育种到基因工程第1节杂交育种和诱变育种第六章从杂交育种到基因工程第1节杂交育种和诱变育种1.简述杂交育种的概念，举例说明杂交育种的方法和不足2.举例说明诱变育种在生产上的应用3.讨论遗传和变异规律在生产实践中的应用1.简述杂交育种的概念，举例说明杂交育种的方法和不足首先回顾孟德尔杂交实验二，再提出这两种表现性不同于亲本的基因型分别有哪几种？进入本节杂交育种相关知识点的学习；结合形象的图片，植物杂交育种和动物杂交育种的过程分析对比，明确二者之间的区别与联系，使内容呈现更为清晰明了；接着对介绍当前科技前沿取得的成果，进而激发学生学生学习的热情，同时通过问题引领指出杂交育种的不足。展示科学两则科技前沿材料；让学生从材料阅读中获取新知识，后呈现南瓜育种的材料，使学生了解学生杂交育种的不足。最后通过课堂总结及课堂检测，完善内化课堂知识。通过教材前面的知识回顾，结合植物杂交育种和动物杂交育种的概典型案例，以问题导思、材料分析、比较综合等多种方法的，结合材料设置相关问题，层层深入，以此遗传和变异规律在生产实践中的应用这一重点内容；杂交育种和诱变育种的优点和局限性，是本节内容的难点，通过知识回顾导入其概，然后典型案例和资料分析，设计问题对二者进行比较分析，并总结规律，由此突破这一难点内容。首先回顾孟德尔杂交实验二，再提出这两种表现性不

亲本纯黄圆X纯绿皱（YYRR）（yyrr）

↓①↓①

配子YRyr↘②↙FlYyRr↓③F2基因型：Y

R

Y

rryyR

yyrr

表现型：黄圆

黄皱

绿圆

绿皱

比例

9

：

3：

3：

1

遗传图解在两对相对性状的豌豆杂交实验中，出现了哪两种不同与亲本的个体？这两种表现型不同于亲本的个体的基因型分别哪有几种？遗传图解在两对相对性状的豌豆杂交实验中，出现了哪两种

小麦高秆（D）对矮秆（d）为显性，抗锈病（T）对不抗锈病（t）为显性，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，怎样才能得到矮秆抗病的优良品种（ddTT）？用遗传图谱表示出来.小麦高秆（D）对矮秆（d）为显性，抗锈病（T）对不抗以下是杂交的育种参考方案Ｐ高抗矮不抗Ｆ１高抗Ｆ２DDTTddttDdTtddTt高抗高不抗矮抗矮不抗ddTT矮抗ddTTddTt矮抗ddTT矮抗矮抗矮不抗ddTtddTT杂交自交选优自交F3选优以下是杂交的育种参考方案Ｐ高抗矮不抗Ｆ动物的杂交育种方法

假设现有长毛立耳猫（BBEE）和短毛折耳猫（bbee），你能否培育出能稳定遗传的长毛折耳猫（BBee）？写出育种方案（图解）长毛折耳猫短毛折耳猫长毛立耳猫动物的杂交育种方法假设现有长毛立耳猫（BBEE）和短毛折长毛立耳短毛折耳BBEEbbee长毛立耳BbEe长毛立耳BbEe长立长折短立短折BbeeBBeeBBeeBbeebbeebbee长折短折长折短折杂交F1间交配选优测交ＰＦ１Ｆ２长折F3长折短折长毛立耳短毛折耳BBEEb1、动物杂交育种中理想个体的获得不用通过逐代自交，可改为测交。2、比植物杂交育种所需年限短。1、动物杂交育种中理想个体的获得不用通过逐代自交，可改为测交

我国科学家袁隆平多年来一直致力于杂交水稻的研究，取得了骄人的成绩。我国有一半以上的稻田种植杂交水稻。水稻产量从原来的每公顷4500多千克增加到7500千克。从1976年到1998年，累计增产粮食3.5亿吨，平均每年多解决约6000万人的粮食问题。近年来，全国杂交水稻年种植面积2．4亿亩左右，全中国年增产的稻谷可以养活7000多万人口。7000万意味着什么？每个人都能掂出其中分量。我国科学家袁隆平多年来一直致力于杂交水稻的研究，取得了中国黄牛ⅹ中国荷斯坦牛荷斯坦牛中国黄牛ⅹ中国荷斯坦牛荷斯坦牛中国荷斯坦牛是将国外的荷斯坦—弗里生牛引种后，与我国黄牛进行杂交和选育，逐渐形成的优良品种。这种牛的泌乳期可达305d，年产乳量可达6300kg以上。中国荷斯坦牛是将国外的荷斯坦—弗里生牛引种后，与我国黄一、概念：

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。二、依据原理：基因重组三、常用方法：杂交自交选种自交

四、优点：将不同个体的优良性状集中到同一个个体上五、缺点：育种时间长杂交育种一、概念：将两个或多个品种的优良性状通过交配杂交育种只能利用已有的基因重组，按需选择，并不能创造新的基因。杂交后代会出现性状分离现象，育种进程缓慢，过程繁琐。杂交育种不能创造新的基因，并且所需时间要长，那有没有能出现意想不到的结果，并且需要时间相对要短的育种方法呢？杂交育种的优点是很明显的，但在实际中出现的各种类型，杂交操作中，以及育种时间等方面，会遇到不少困难。请从杂交后代分析育种方法可能出现的不足。杂交育种只能利用已有的基因重组，按需选择，并不能创造新的基因1.太空莲3号中有没有产生新基因？2.诱发基因突变的条件有哪些？3.诱变育种有哪些优点？4.有哪些因素可以诱导生物产生基因突变？

来自星星的南瓜有新基因产生微重力、宇宙射线、重粒子、变化磁场和高真空可以提高突变率，或大幅度地改良某些品种物理因素、化学因素和生物因素1.太空莲3号中有没有产生新基因？来自星星的南瓜诱变育种的优点是能够提高突变率，在较短的时间内获得更多的优良变异类型。诱变育种的局限性是诱发突变的方向难以掌握，突变体难以集中多个理想性状。要想克服这些局限性，可以扩大诱变后代的群体，增加选择的机会。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，可以采取什么办法？诱变育种的优点是能够提高突变率，在较短的时间内获得更多一、概念：

利用物理因素（如ⅹ射线、γ射线、紫外线、激光等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）来处理生物，使生物发生基因突变。二、依据原理：基因突变三、常用方法：辐射诱变、激光诱变、作物空间技术育种四、优点：可以提高突变率，加速育种过程，大幅度地改良某些品种,产生前所未有的性状。五、缺点：变异不定向，有利变异少，须大量处理实验材料诱变育种一、概念：利用物理因素（如ⅹ射线、γ射线、紫黑龙江农科院的60Coγ射线温室黑龙江农科院的60Coγ射线温室①农作物新品种的培育新品种具有抗病力强、产量高、品质好等优点。如“黑农五号”大豆，产量提高了16%，含油量比原来提高了2.5%。②用于微生物育种例如青霉素的选育。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。①农作物新品种的培育②用于微生物育种基因重组基因突变染色体变异（成倍减少）染色体变异（成倍增加）杂交用物理或化学方法处理生物花药离体培养→单倍体→秋水仙素处理→纯种秋水仙素处理使位于不同个体的优良性状集中于一个个体上提高变异频率，加速育种进程，有利变异少，需大量处理供试材料明显缩短育种年限，育种时间较短。技术复杂，需与杂交育种配合各种器官大、营养成分高、抗性强与杂交育种配合；获得的新品种发育延迟育种时间最长基因重组基因突变染色体变异染色体变异杂交用物理或化学方法处理

1.请写出下面各项培育方法：（1）通过花药离体培养再用秋水仙素加倍得到烟草新品种的方法是

。（2）用60Co辐射谷氨酸棒状杆菌，选育出合成谷氨酸的新菌种，所用方法是

。（3）用小麦和黑麦培育八倍体黑小麦的方法是

。单倍体育种

诱变育种多倍体育种1.请写出下面各项培育方法：单倍体育种诱变育种多倍体育（4）将青椒的种子搭载人造卫星，在太空中飞行数周后返回地面，获得了果大、肉厚和维生素含量高的青椒新品种，这种育种原理本质上属于

。（5）用抗倒伏、不抗锈病和不抗倒伏、抗锈病的两个小麦品种，培育出抗倒伏、抗锈病的品种，所用方法是

。（6）用秋水仙素或硫酸二乙酯处理蕃茄、水稻种子，获得成熟期早、蛋白质含量高的品系，这种方法是

。诱变育种

杂交育种诱变育种（4）将青椒的种子搭载人造卫星，在太空中飞行数周后返回地面，2.为提高农作物的单产量，获得早熟、抗倒伏、抗病等性状，科学工作者往往要采取多种育种方法来培育符合农民要求的新品种，请根据下面提供的材料，每小组设计一套育种方案：已有的材料：A小麦的高秆（显性）抗锈病（显性）纯种，B小麦的矮秆不抗锈病纯种，C水稻的迟熟种子非生物材料：根据需要自选（1）育种名称：（2）所选择的生物材料：（3）希望得到的结果：（4）预计产生这种结果的（所需类型）的几率（5）写出育种的简要过程（可用图解）（6）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。2.为提高农作物的单产量，获得早熟、抗倒伏、抗病等性状，科学生物材料：A小麦的高秆（显性）抗锈病（显性）纯种，B小麦的矮秆不抗锈病纯种，C水稻的迟熟种子非生物材料：根据需要自选方案1：（1）育种名称：杂交育种（2）所选择的生物材料：A、B。（3）希望得到的结果：矮秆抗锈病。（4）预计F2产生这种结果的（所需类型）的几率：3/16。（5）写出育种的简要过程（可用图解）高抗ⅹ矮病F1高抗自交

F2（高抗、矮抗、高病、矮病）。（6）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。将F2矮秆抗锈病品种连续自交，分离淘汰提纯到基本不分离为止。方案2：（1）育种名称：单倍体育种（2）所选择的生物材料：A、B。（3）希望得到的结果：矮秆抗锈病。（4）预计产生这种结果的（所需类型）的几率：1/4。（5）写出育种的简要过程（可用图解）高抗ⅹ矮病F1高抗F1花药离体培养单倍体植株，再经秋水仙素处理，染色体加倍成为纯合的高抗、矮抗、高病、矮病植株。（6）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。挑选矮秆抗锈病的植株即可。方案3：（1）育种名称：诱变育种（2）所选择的生物材料：C。（3）希望得到的结果：早熟水稻。（4）预计产生这种结果的（所需类型）的几率：极低或不出现。（5）写出育种的简要过程（可用图解）用射线、激光照射或秋水仙素等化学试剂处理（或用太空飞船搭载）水稻，使之产生基因突变。（6）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。将处理的水稻种植下去，进行观察，选择矮秆抗倒伏的水稻，并纯化。生物材料：A小麦的高秆（显性）抗锈病（显性）纯种，B小育种的方法有多种，各有各的优点，我们要合理的有机结合各种方法，高效的达到各种目的。如果水稻的某迟熟（AA)品种,我们有什么好办法快速的得到早熟（aa）品种？灵活创新、实际应用育种的方法有多种，各有各的优点，我们要合理的有机结合各种方法人工诱变+单倍体育种早熟品种(aa)花药离体培养

当年就可以培育出优良新品种！迟熟品种(AA)杂合子(Aa)人工诱变

幼苗（A）

幼苗（a）秋水仙素处理迟熟品种(AA)秋水仙素处理时间：人工诱变+单倍体育种早熟品种(aa)花药离体培养

当第六章从杂交育种到基因工程第2节基因工程及其应用

..第六章从杂交育种到基因工程第2节基因工程及其应用1.简述基因工程的基本原理；2.举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用；3.关注转基因生物和转基因食品的安全性。1.简述基因工程的基本原理；结合一些转基因生物图片，设置问题，激发学生的兴趣，导入新课；然后让学生带着问题阅读教材，自主学习，获取基因工程的基本概念、基本工具及相应的操作过程等核心知识；接着对本节课重点知识点——基因工程的操作工具进行分析总结，同时总结一下基因工程的操作步骤；然后通过一些实例展示基因工程的应用；最后通过一个问题“转基因食品安全吗？”结束本节课，目的是激发学生的好奇心和求知欲，让学生自己动手获取相关知识，扩大知识范围。本节课的重点是基因工程的原理，由于基因工程学生没有相关知识储备，而且是微观的，学生无法感知，因此，课堂教学过程中尽量通过视频、图片、动画等手段展示基因工程的相关知识，而且鉴于选修三中还有基因工程的相关知识，所以本节课不必对相关知识扩展较深，学生掌握基因工程的基本概念、原理、操作过程即可。结合一些转基因生物图片，设置问题，激发学生的兴趣，导请您欣赏请您欣赏能发光的水母如何让热带鱼也能发光?设想不能发光的热带斑马鱼能发光的水母如何让热带鱼也能发光?设想不能发光的热带斑马鱼什么叫基因工程?基因工程的基本操作步骤有哪些?归纳出科学家实施基因工程的总体思路阅读教材P102，解决以下问题：什么叫基因工程?归纳出科学家实施基因工程的总体思路阅读教材

又称基因拼接技术,或重组DNA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(geneengineering)一、基因工程的原理又称基因拼接技术,或重组DNA技术。基因工高中生物必修二第六章《从杂交育种到基因工程》课件培育转基因发光热带斑马鱼的简要过程：普通热带斑马鱼(不能发光)发光水母组织细胞提取荧光蛋白基因与运载体DNA拼接导入受精卵(含荧光蛋白基因)发光热带斑马鱼你认为上述培育发光热带斑马鱼的关键步骤有哪些？培育转基因发光热带斑马鱼的简要过程：普通热带斑马鱼发光水母组培育转基因发光热带斑马鱼的关键步骤：ONE荧光蛋白基因从水母细胞内提取出来TWO荧光蛋白基因与运载体DNA连接THREE荧光蛋白基因导入受体细胞基因的“剪刀”基因的“针线”基因的运载体培育转基因发光热带斑马鱼的关键步骤：ONE荧光蛋白基因从水母1.基因的剪刀—限制酶二、

基因工程的操作工具主要在微生物中识别和切割特定的切点，有特异性分布：作用特点：限制性核酸内切酶裂解的是脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键1.基因的剪刀—限制酶二、基因工程的操作工具主要在微生物中如:EcoRI1、该限制酶只能识别GAATTC的序列，说明了限制酶具有的特性是

。2、EcoRI限制酶识别了GAATTC的序列后，将会发生什么样的变化？专一性如:EcoRI1、该限制酶只能识别GAATTC的序列，说明了CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTGGCATCTTAAAATTCCGTAG练习使用EcoRI剪切目的基因CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTGGCATCTTAAAATTCCGTAG

目的基因黏性末端活动一CTTCATG2.分子针线—DNA连接酶(DNAlinking-enzyme)DNA连接酶连接的是两个脱氧核苷酸分子的什么部位？2.分子针线—DNA连接酶(DNAlinking-enz使用DNA连接酶制作重组DNA分子甲片段CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATT乙片段GGCATCTTAAAATTCCGTAG

重组DNA分子GGCATCTTAAAATTCCGTAG活动二使用DNA连接酶制作重组DNA分子甲片段CTTCATG目的基因(如荧光蛋白基因)怎样才能导入受体细胞(如受精卵)？3.基因的运输工具——运载体(carrying)常用的运载体有两类：(1)细菌细胞质的质粒(2)噬菌体或某些动植物病毒目的基因(如荧光蛋白基因)怎样才能导入受体细胞(如受精卵)？大肠杆菌的质粒

(plasmid)：运载体应该具有什么特点呢?大肠杆菌的质粒(plasmid)：运载体应该具有什么特点呢运载体的特点1、能够在宿主细胞内复制并稳定保存；２、具有多个限制酶切点以便与外源基因相连；３、具有标记基因，便于进行筛选．运载体的特点三、

基因工程的操作步骤三、基因工程的操作步骤基因工程的原理及操作步骤12基因工程的操作工具1.基因的剪刀

——限制性内切酶2.基因的针线

——ＤＮＡ连接酶

3.基因的运输工具

——运载体

基因工程的操作步骤1.目的基因的提取2.目