现代生物技术在育种上的应用.ppt

第2节 现代生物技术在育种上的应用 课程标准 列举现代生物技术在育种上的应用。 课标解读 1描述转转基因技术术育种和细细胞杂杂交育种等现现代育种技术术 。 2列举现举现 代育种技术术在实实践中应应用的实实例，探讨讨其前景 。 3关注转转基因生物及其产产品引发发的社会影响。 转转基因技术术是指按照人们们的意愿，把一种生物的某个 _ 克隆出来，加以_和_，再转转移到_生物的 细细胞里，从而_地改造生物的遗传遗传 性状。 _的制备备和目的基因导导入_的过过程。 转基因技术育种 1概念 2内容 基因 修饰饰改造另一种 定向 目的基因受体细细胞 基因分离目的基因目的基因与_结结合目 的基因导导入_转转化组织组织 或细细胞植株再生 _与未转转化的植株筛选筛选 _植株 移苗入土选优选优 。 3操作流程 载载体 受体细细胞 转转化 转转基因 转转基因技术术遵循的原理是什么？ 提示 基因重组组。 思维激活1 转基因技术主要涉及的两个方面 转基因技术主要涉及到两个方面的内容：目的基因的制备 和目的基因导入受体细胞的过程。 目的基因的制备是一个复杂的过程。首先需要对目的基因 的结构、在染色体上的位置和DNA序列有非常清楚的认识 。其次要通过分子生物学技术将目的基因提取和分离出来 ，并且大量扩增。将制备的目的基因导入到受精卵或其他 细胞中，经培育、筛选、鉴定可获得转基因生物。 1 植物转基因技术育种过程2 下列关于转转基因技术术育种的叙述，错误错误 的是 ( )。 A转转基因技术转术转 移的基因是有用的外源基因 B转转移的基因可以来自不同物种 C转转基因技术术突破了生物的种间间界限 D转转基因技术术可以不定向地改造生物的遗传遗传 性状 解析 转基因技术能按照人们的意愿，让不同品种或不同 物种的基因，在受体生物上表达，从而能定向改造生物的 遗传性状，培育生物新品种，故D项错误。 答案 D 【巩固1】 学车问答 学车问题回答 驾驶员模拟考试2016 科目一 科目 二 科目三 科目四 (1)1983年第一例转转基因植物转转基因_。 (2)转转基因_番茄。 (3)转转基因_作物：转转_抗虫棉、抗虫玉米、抗虫 杨树杨树 和抗虫甘蓝蓝，转转植物_抑制剂剂基因、转转外源凝 集素基因的转转基因水稻、转转基因棉。 (4)抗_作物：抗除草剂剂玉米、油菜、大豆、棉等。 转基因动植物的实例 1转基因植物的实例 烟草 耐贮贮藏 Bt基因 蛋白酶 除草剂剂 抗虫 (1)1982年美国科学家将大鼠的_注射到小白 鼠的受精卵中，获获得第一只转转基因“超级级小鼠”。 (2)动动物转转基因技术术的应应用：提高产产仔数或产产蛋数；提高 _能力；研制乳腺_；提高动动物生长长速率 ；改善肉的品质质。 生产转产转 基因动动物时时，为为什么一般将目的基因注 射到受精卵中？ 提示 受精卵的全能性最高，可以发育成一个完整的个体 。 思维激活2 2转基因动物的实例 生长长激素基因 生物反应应器抗病 将目的基因导入不同受体细胞的比较 细细胞 种类类 植物细细胞动动物细细胞微生物细细胞 常用 方法 农农杆菌转转化法显显微注射法Ca2处处理法 受体 细细胞 体细细胞受精卵原核细细胞 转转化 过过程 目的基因插入Ti质质 粒的TDNA 上 农农杆菌导导入 植物细细胞整合 到受体细细胞的染色 体DNA上表 达 目的基因表达载载体 提纯纯取卵(受 精卵)显显微注 射受精卵发发育 获获得具有新性 状的动动物 Ca2处处理细细胞 感受态细态细 胞 重组组表达载载 体与感受态态细细胞 混合感受态态 细细胞吸收DNA分 子 1 用转基因动物生产药物(乳腺生物反应器) (1)乳腺生物反应器 让某些特定的外源基因在哺乳动物体内表达，使这些哺乳 动物的乳汁中含有人类所需要的物质，如激素、抗体和酶 类，这就是乳腺生物反应器。 (2)优点 产量高，质量好，成本低，易提取。 (3)缺点 只能是雌性个体在泌乳期时才能应用。 (4)成果 已在乳腺生物反应器中表达了抗凝血酶、血清白蛋白、生 长激素和 抗胰蛋白酶等重要医药产品。 2. 上海医学遗传遗传 研究所成功培育出第一头头携带带白蛋白的 转转基因牛，他们还们还 研究出一种可大大提高基因表达水平的新 方法，使转转基因动动物乳汁中的药药物蛋白含量提高30多倍。“转转 基因动动物”是指 ( )。 A提供基因的动动物 B基因组组中增加外源基因的动动物 C能产产生白蛋白的动动物 D能表达基因信息的动动物 解析 转基因生物是指利用基因工程技术导入外源基因培育出 的能够将新性状稳定地遗传给后代的基因工程生物。转基因动 物是指基因组中增加了外源基因的动物，题中的转基因牛中携 带有外源的白蛋白基因。 答案 B 【巩固2】 指将同类或不同类生物体的_或体细胞，在一定 的物理或化学条件下进行融合形成_，再创造条 件将_培养成完整的杂种生物个体。 细胞杂交育种 1细胞杂交 原生质质体 杂杂种细细胞 杂杂种细细胞 植物细胞杂交2 (1)获获得原生质质体：人们们常用_等将细细胞 壁分解掉，得到无细细胞壁的植物细细胞原生质质体。 (2)诱导诱导 原生质质体融合：方法有物理法(如_、电电刺激等) 和化学法(如_)等。 (3)获获得杂杂种植株：通过过_技术术将杂杂种细细胞 培育为杂为杂 种植株。 动动物细细胞杂杂交与植物原生质质体融合的原理_，诱诱 导导融合的方法_。迄今为为止，已经实现经实现 了人鼠、 人猴、人蛙等种间间个体的细细胞杂杂交并获获得杂杂交细细胞 ，但尚未获获得杂杂种动动物。 3动物细胞杂交 杂杂种植株会是单单倍体吗吗？ 提示 不会。 思维激活3 纤维纤维 素酶和果胶酶 聚乙二醇 植物组织组织 培养 基本相同 也类类似 振动动 植物细胞杂交 (1)植物细胞杂交是用两个来自于不同植物的体细胞融合成一 个杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植株的方法。从这句话 可以看出，植物细胞杂交是从细胞融合开始，到培育成新的 植株结束。其生殖方式为无性生殖。 (2)植物细胞杂交的实质是不同植物细胞的原生质体的融合。 (3)植物细胞融合的障碍是细胞外的细胞壁，融合完成的标志 是产生新的细胞壁。 (4)形成融合细胞的类型：体细胞融合成功以后，既有AB型 杂种细胞，又能形成AA型和BB型两种融合细胞，但只有AB 型细胞是植物细胞杂交所形成的杂种细胞，因此在杂种细胞 形成后还应有一个筛选过程。 (5)植物细细胞杂杂交育种的优优点和局限性 优优点：植物细细胞杂杂交的最大突破是克服了远缘杂远缘杂 交不亲亲 和的种间间或属间间障碍。 局限性：由于目前仍有许许多理论论和技术问题术问题 没有解决， 不能让杂让杂 种植株按照人们们的需要表现现出亲亲代的优优良性状 。 科学家们们将番茄细细胞和马铃马铃 薯细细胞融合，成功地培 育出了“番茄马铃马铃 薯”杂杂种植株，但它在地上部分所结结 的番茄果实实小、地下部分长长的马铃马铃 薯块块茎更小。下列说说 法错误错误 的是 ( )。 A进进行植物细细胞融合必须须先制备备原生质质体 B番茄和马铃马铃 薯属于同一个物种 C植物细细胞杂杂交过过程需要植物组织组织 培养技术术支持 D这这种“番茄马铃马铃 薯”很可能是可育的 【巩固3】 解析 植物细胞杂交，首先的工作是用酶解法将细胞壁去 除，从而获得原生质体，再用一定的诱导方法促使融合， 经植物组织培养形成完整的杂种植株。番茄和马铃薯细胞 融合后，成为“多倍体”细胞，细胞染色体组数增加，细胞 内每条染色体仍然有其同源染色体，所以从理论上讲仍然 可育。故选B。 答案 B 为扩为扩 大可耕地面积积，增加粮食产产量，黄河三角洲等盐盐 碱地的开发发利用备备受关注。我国科学家应应用耐盐盐基因培 育出了耐盐盐水稻新品系。 (1)获获得耐盐盐基因后，构建重组组DNA分子所用的限制性内 切酶作用于图图中的_处处，DNA连连接酶作用于 _处处。(填“a”或“b”) 【例1】 示例一 基因工程育种及应用 (2)将重组组DNA分子导导入水稻受体细细胞的常用方法有农农杆 菌转转化法和_法。 (3)由导导入目的基因的水稻细细胞培养成植株需要利用 _技术术，该该技术术的核心是_和_。 (4)为为了确定耐盐转盐转 基因水稻是否培育成功，既要用放射 性同位素标记标记 的_作探针进针进 行分子杂杂交检测检测 ，又 要用_方法从个体水平鉴鉴定水稻植株的耐盐盐性。 思维导图： 深度剖析 基因工程中的工具酶限制酶和DNA连连接酶 的作用是断开或连连接两核苷酸间间的磷酸二酯键酯键 。将目的 基因导导入植物受体细细胞常用的方法是农农杆菌转转化法、基 因枪枪法和花粉管通道法。目的基因的检测检测 与鉴鉴定，常利 用DNA分子杂杂交技术术(探针针)等作分子水平的检测检测 和个体 生物学水平的鉴鉴定。植物组织组织 培养的基本过过程是植物在 离体状态态下，进进行脱分化与再分化。 答案 (1)a a (2)基因枪(花粉管通道) (3)植物组织培养 脱分化(去分化) 再分化 (4)耐盐基因(目的基因) 一定 浓度盐水浇灌(移栽到盐碱地中) 反思感悟 转基因生物不同，受体细胞不同，导入方法亦 不同。 下图图所示是“白菜甘蓝蓝”杂杂种植株的培育过过程。下列 叙述中正确的是 ( )。 【例2】 示例二 细胞杂交育种 A图图示的“白菜甘蓝蓝”植株不能结结子 B愈伤组织伤组织 的代谢类谢类 型是异养厌厌氧型 C上述过过程中包含有丝丝分裂、细细胞分化和减数分裂等过过程 D“白菜甘蓝蓝”杂杂种植株具有的性状是基因选择选择 性表达的 结结果 思维导图： 深度剖析 白菜和甘蓝都是二倍体，它们的体细胞杂交后 培育的“白菜甘蓝”杂种植株中有2个染色体组来自白菜 ，2个染色体组来自甘蓝，因此“白菜甘蓝”属于异源四 倍体，是可育的，能结子；愈伤组织是一种高度液泡化的 、呈无定形状态的薄壁细胞，不能进行光合作用制造有机 物，因此愈伤组织的代谢类型是异养需氧型；上述过程包 括去壁、原生质体融合、植物组织培养等过程，其结果是 形成“白菜甘蓝”的幼苗，并未发育成性成熟个体，因此 整个过程中存在有丝分裂和细胞分化过程，没有减数分裂 过程；任何性状都是基因选择性表达的结果。 答案 D 误区警示 “白菜甘蓝”植株是二倍体的体细胞通过细胞 杂交而获得，其体细胞内含有四个染色体组，属于异源四 倍体，有性生殖中减数分裂正常，可育。 在玉米地中喷喷洒除草剂剂，杀杀死了田间杂间杂 草，而玉米却正 常生长长，那么该该玉米可能是 ( )。 A转转抗冻冻蛋白基因植物 B转转抗除草剂剂基因植物 C转转抗病毒基因植物 D转转抗毒素合成基因植物 解析 杂草被杀死，而玉米却正常生长，说明该玉米具有 抗除草剂的能力，故选B。 答案 B 1 科学家已能运用基因工程技术术，让让羊合成并分泌抗体。下列 相关叙述中，不正确的是 ( )。 A该该技术术将导导致定向的变变异 B受精卵是理想的受体细细胞 C垂体分泌的催乳素能促进进抗体的产产生 D宜采用人工合成法获获得目的基因 解析 让某些特定的外源基因在哺乳动物体内表达，使这些 哺乳动物的乳汁中含有人类所需要的物质，如激素、抗体和 酶类，这就是乳腺生物反应器。实现这种目的的方法就是利 用转基因技术，让哺乳动物(如羊)得到相应的外源基因。该项 技术的优点之一就是可以定向的改变生物的遗传性状。受精 卵是个体发育的起点，其经细胞分裂、组织分化发育成的个 体，所有的细胞都含有与受精卵相同的遗传物质，且受精卵 体积大，易操作，是基因工程中最理想的受体细胞。 答案 C 2 1993年，我国科学工作者培育成的抗棉铃铃虫的转转基因抗虫 棉，其抗虫基因的来源是 ( )。 A普通棉花的基因突变变 B棉铃铃虫变变异形成的致死基因 C寄生在棉铃铃虫体内的线线虫 D苏苏云金芽孢孢杆菌体内的抗虫基因 解析 植物转基因技术中用于杀虫的基因主要是Bt毒蛋白 基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集 素基因等。我国转基因抗虫棉是转入苏云金芽孢杆菌中的 Bt毒蛋白基因培育出来的，它对棉铃虫具有较强的抗性。 答案 D 3 在不损伤损伤 高等植物体细细胞内部结结构的情况下，下列适合 于除去细细胞壁的是 ( )。 A蛋白酶 B盐盐酸 C淀粉酶 D纤维纤维 素酶和果胶酶 解析 植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，因此用纤 维素酶和果胶酶处理植物细胞即可除去细胞壁。 答案 D 4 根据下面材料，回答下面的问题问题 。 科学家把菠菜的基因植入猪的受精卵内，成功培育出不饱和 脂肪酸含量高的猪。在对这种猪的脂肪组织进行分析后发现 ，它们体内的不饱和脂肪酸要比一般猪高大约20%。植入猪 受精卵里的菠菜基因控制菠菜根部合成一种酶FAD2，这 种酶能够将饱和脂肪酸转换为不饱和脂肪酸。 (1)高不饱饱和脂肪酸猪的诞诞生，运用了_技术术手段。 (2)菠菜基因之所以能植入猪细细胞内，并大量繁殖的物质质基础础 是_、_。 (3)具有菠菜基因的猪，体内不饱饱和脂肪酸要比一般猪高大约约 20%，说说明_。 (4)植物和动动物间间基因移植成功，说说明生物间间合成蛋白质