高三生物一轮复习课件第42课时变异与基因工程在育种中的应用

生物大一轮复习第42课时变异与基因工程在育种中的作用小资料古印第安人是最早选择和培育玉米的，利用玉米自然环境下存在的有限变异，汰劣留良（淘汰劣质，保留优质，隔离种植），通过长期选择，选育出穗大饱满、品质优良的玉米品种—选择育种育种周期长可选择范围有限人工长期选择，汰劣留良操作简便育种周期长，可选择的范围有限交配选择培育基因重组减I后期有性生殖的真核生物杂交→自交→选择→连续自交至不发生性状分离为止不一定。若选育显性纯种,需要连续自交;若选育隐性纯种,则在F2就可以得到动物杂交育种的方法假设现有长毛立耳猫（BBEE）和短毛折耳猫（bbee），如何培育出能稳定遗传的长毛折耳猫（BBee）？长毛折耳猫短毛折耳猫长毛立耳猫长毛立耳短毛折耳BBEEbbee长毛立耳（♀）BbEe长毛立耳（♂）BbEe长立长折短立短折BbeeBBeeBBeeBbeebbeebbee长折短折长折长折短折杂交F1中雌雄交配选择测交ＰF1

F2F3长折短折选择“集优”操作简单”育种时间长，过程繁琐只能利用已有的基因重组亲本只能是同种或亲缘关系近的生物作物品质单位面积产量物理化学基因突变基因突变有丝分裂间期、减I前的间期所有生物突变频率较短时间新基因新性状低频性不定向性少盲目性强高好青霉菌如何解决？扩大诱变后代的群体（大幅增加实验材料样本量），增加选择的机会为什么绿色荧光基因在不同物种中均能成功表达？又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。指按照人们的意愿，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。1.基因工程的概念一.基因工程的原理基因工程别名：基因拼接技术或DNA重组技术或转基因技术原理：基因重组优点：①定向的改造生物的遗传性状②跨越种间鸿沟（跨物种）操作对象：基因操作水平：分子水平小鼠海蜇提取绿色荧光基因导入转基因小鼠(含海蜇绿色荧光基因)绿色荧光蛋白思考：如何让小鼠发出“绿色荧光”呢？思考：要把海蜇的绿色荧光基因“拼接”到小鼠体内，关键步骤是什么？关键步骤一：怎样提取合成绿色荧光蛋白的基因？关键步骤二：怎样将目的基因运输到小鼠体内？关键步骤三：怎样将基因与运载体连接起来？关键步骤四：怎样检测基因是否成功导入细菌？基因的剪刀——限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶限制酶具有专一性和特异性识别切割特定核苷酸序列磷酸二酯键如：大肠杆菌中的一种叫做EcoRI的限制酶，能够专一识别GAATTC的序列，并在G和A之间将这段序列切开2个DNA片段黏性末端既相同又互补目的基因运载体关键步骤一：怎样提取合成绿色荧光蛋白的基因？关键步骤二：怎样将目的基因运输到小鼠体内？关键步骤三：怎样将基因与运载体连接起来？关键步骤四：怎样检测、鉴定基因是否成功导入细菌？基因的剪刀——限制性核酸内切酶基因的运载工具——运载体思考：要把海蜇的绿色荧光基因“拼接”到小鼠体内，关键步骤是什么？运载体目的基因受体细胞质粒噬菌体动植物病毒细菌酵母菌环状DNA自主复制保存复制限制酶酶切位点标记基因酶切酶切目的基因必须是同一种限制酶AATTTTAA质粒关键步骤一：怎样提取合成绿色荧光蛋白的基因？关键步骤二：怎样将目的基因运输到小鼠体内？关键步骤三：怎样将基因与运载体连接起来？关键步骤四：怎样检测、鉴定基因是否成功导入细菌？基因的剪刀——限制性核酸内切酶基因的针线——DNA连接酶基因的运载工具——运载体思考：要把海蜇的绿色荧光基因“拼接”到小鼠体内，关键步骤是什么？DNA连接酶相互黏合碱基脱氧核糖磷酸DNA连接酶2相同黏性末端磷酸二酯键不同DNA片段重组DNA关键步骤一：怎样提取合成绿色荧光蛋白的基因？关键步骤二：怎样将目的基因运输到小鼠体内？关键步骤三：怎样将基因与运载体连接起来？关键步骤四：怎样检测、鉴定基因是否成功导入细菌？基因的剪刀——限制性核酸内切酶基因的针线——DNA连接酶基因的运载工具——运载体思考：要把海蜇的绿色荧光基因“拼接”到小鼠体内，关键步骤是什么？提取目的基因01目的基因与运载体结合02将目的基因导入受体细胞03目的基因的检测和鉴定04二.基因工程的四部曲检测目的检测依据检测方法目的基因的检测目的基因是否导入受体细胞依据受体细胞是否具有运载体所特有的“标记基因”所控制的性状常用选择培养基,如运载体含有抗四环素基因，若导入成功，则受体细胞能在含有四环素的培养基上生长目的基因的鉴定目的基因是否表达依据受体细胞是否表现出“目的基因”所控制的性状如让棉铃虫食用转基因抗虫棉叶片的方法，若棉铃虫死亡，则目的基因成功表达目的基因的检测和鉴定【思考】基因工程中，为什么目的基因在不同物种中均能成功表达？所有生物共用一套密码子（1）作物育种（1）目的：获得高产、稳产和具有优良品质的农作物和具有抗逆性的作物新品种（2）实例：抗棉铃虫的转基因抗虫棉（3）意义：抗虫基因作物的使用，不仅减少了农药的用量，大大降低了生产成本，而且还减少了农药对环境的污染4.基因工程的应用棉花细胞(含抗虫基因)基因工程培育抗虫棉的简要过程：普通棉花(无抗虫特性)苏云金杆菌提取抗虫基因与运载体DNA结合导入棉花植株(有抗虫特性)4.基因工程的应用胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知科学家将人体内能够产生胰岛素的基因与大肠杆菌的DNA重组，并在大肠杆菌体内成功表达。每2000L培养液就能产生100g胰岛素！使其价格降低了30%-50%!4.基因工程的应用（2）药物研制（3）环境保护利用转基因细菌降解有毒有害的化合物，吸收环境中的重金属，分解泄漏的石油，处理工业废水等4.基因工程的应用转基因食品

安全吗?!DNA复制氢键DNA解旋为两条单链DNA复制磷酸二酯键将脱氧核苷酸合成子链