第6章 从杂交育种到基因工程(全章课件)1.ppt

第1节杂交育种与诱变育种,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），可采用哪些育种方式得到符合人类要求的优良品种？,思考与讨论一：,以下为同学们提供的育种方案：,杂交育种单倍体育种诱变育种,杂交育种的优点是很明显的，但是在实际操作中会遇到不少困难。请从杂交后代可能出现的各种类型，以及育种时间等方面，分析杂交育种方法的不足。,思考与讨论二：,杂交育种,概念：杂交育种是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。原理：基因的自由组合优点：能集中位于不同品种中的优良性状。缺点：只能利用已有的基因组，并不能产生新的基因。杂交进程缓慢，过程繁琐。应用：杂交水稻、中国荷斯坦牛等,杂交育种,2004年十大感动中国人物颁奖辞他是一位真正的耕耘者。当他还是一个乡村教师时，已具有颠覆世界权威的胆识；当他名满天下时，却仍专注于田畴。淡薄名利，一介农夫，播撒智慧，收获富足。他毕生的梦想，就是让所有的人远离饥饿。喜看稻菽千重浪，最是风流袁隆平。,思考与讨论三：,单倍体育种,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，可心采取什么办法？,思考与讨论四：,诱变育种,概念：利用物理因素（如x射线，射线、紫外线，激光等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）处理生物，使生物发生基因突变。原理：基因突变,诱变育种,优点：提高变异的频率，加速育种进程。大幅度地改良某些性状。缺点：难以控制突变方向，无法将多个优良性状组合。应用：农作物育种黑农五号大豆(产量提高16%、含油量提高2.5%)微生物育种青霉素(20单位/ml50000单位/ml),利用太空环境研究植物生长发育和遗传变异的研究始于上世纪60年代初期，迄今已有40多年的历史。前苏联(俄罗斯)、美国空间植物学研究的主要目标，定位在以探索空间条件下植物生长发育规律，改善空间人类生存的小环境，解决宇航员的食品供给及生存安全等，这是为了将来“太空里的人类”。因而美国航空航天局于1995年建立了引力生物学中心，重点研究植物对引力的感受和反应，但其最终目标仍是开发出更加适于太空旅行的植物。而我国的太空育种则把更多的注意力投向如何利用空间环境资源，开辟选育植物优良品种的新途径，这是为了现在“地球上的人类”。因为目的的不同，导致现在有“中国已经走上太空育种的最前沿”一说。,太空育种,拓展视野：,空间生命科学：高真空(108pa)微重力(104g)强辐射,拓展视野：,太空育种,“神舟”三号飞船上搭载的38种共计200克,神舟三号”飞船从太空带回的试管种苗,“神舟”五号搭载育成的巨人南瓜,甘肃种植的太空育种的蔬菜,太空水稻搭载前后株系对比,太空育种辣椒,升载太空磨菇升载太空磨菇,太空青茄大过小孩头,太空番茄,太空南瓜,实践八号育种卫星发射成功,2006年月日时，我国在酒泉卫星发射中心用“长征二号丙”运载火箭，成功地将“实践八号”育种卫星送入预定轨道。卫星主要用于航天育种试验和研究。中国农业科学院航天育种中心负责人介绍说，卫星上装载了粮、棉、油、蔬菜、林果花卉等大类余份约公斤农作物种子和菌种，搭载数量和种类是我国自年开展航天育种研究以来规模最大的一次。种子回收后，农业部将组织农业科研单位进行育种筛选，培育高产、优质、高效的优异新品种，并进行推广,请比较各种育种方式：,七种遗传育种方法的比较,第2节基因工程及其应用,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,家蚕能够吐出蚕丝为人类利用,基因决定性状,豆科植物的根瘤能够固定空气中的氮,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？,问题探讨,“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。,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(EcoR)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。,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”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。连接的部位：生成3-5磷酸二酯键DNA连接酶的作用过程：,DNA连接酶的作用过程,4、基因的运载体质粒或病毒作用：将外源基因送入受体细胞。条件：能在宿主细胞内复制并稳定地保存。具有多个限制酶切点。具有某些标记基因。种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。,质粒,从细胞中分离出DNA,基因工程过程示意图,基因工程的操作步骤提取目的基因目的基因与运载体结合目的基因导入受体细胞目的基因的表达和检测,课堂练习：,P106,二、基因工程的应用：1、基因工程与作物育种2、基因工程与药物研制：三、转基因生物和转基因食品的安全性：,转基因马铃薯,转基因烟草,抗虫棉,抗CMV甜椒,抗虫原理？抗虫结果？,全身散发绿色荧光的转基因鱼,乳汁中分泌人凝血因子IX的转基因山羊,美科学家研制出世界上第一只转基因蝴蝶,首只转基因