第24课时+从杂交育种到基因工程（讲课）.ppt

1、,第24课时 从杂交育种到基因工程,育种方法,杂交育种 诱变育种 基因工程育种 单倍体育种 多倍体育种 细胞工程育种,水稻高秆（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水稻（DDTT）和矮秆不抗锈病的水稻（ddtt），如果你是育种工作者，怎样才能得到矮秆抗锈病的优良品种（ddTT）？用遗传图谱表示出来.,想一想：植物杂交育种的方法,以下是杂交的育种参考方案：, 高抗 矮不抗, 高抗,DDTT,ddtt,DdTt,ddTt,高抗 高不抗 矮抗 矮不抗,ddTT,矮抗,ddTT,ddTt,矮抗,ddTT,F3 矮抗,矮抗 矮不抗,ddTT 或ddTt,杂交

2、,1、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。,2、依据原理：,基因重组,3、常用方法：,4、优点：,将不同个体的优良性状集中到一个个体上,5、缺点：,（1）育种时间长,一.杂交育种,杂交自交选育自交选育自交 直至不出现性状分离为止（连续自交选育法）,杂交自交选育自交选育自交 直至不出现性状分离为止（连续自交选育法）,（2）只能进行本物种或亲缘,关系较近的物种杂交，不能克服远源杂交不亲和的障碍。,诱变育种,DDTT高杆、抗病,ddTT矮杆、抗病,或,ddtt矮杆、不抗病,ddTT 矮杆、抗病,射线,选择,高产青霉菌株,太空船把2000颗南瓜种子

3、带上了太空，这些种子在宇宙里经过了综合射线的作用，回到地面后，经培育只有很少一部分能够发育成我们需要的优良性状，而大部分种子没有发育或并不是我们希望得到的优良性状。科研人员经过3个月的种植，长出150公斤各种颜色的大南瓜。,太空黄瓜,1、概念：,利用物理因素（如射线、射线、紫外线、激光等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）来处理生物，使生物发生基因突变。,2、依据原理：,基因突变,3、常用方法：,辐射诱变、激光诱变等,4、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。,5、缺点：,诱发突变的方向难以掌握，有利变异少，须大量处理实验材料。,二、诱变育种,单倍体

4、,(1)概念：由本物种配子（精子、卵细胞等）直接发育而来的个体。,(2)举例雄蜂,它是由卵细胞直接发育而来的。,(3)单倍体植株的特点：,单倍体水稻,二倍体水稻,植株瘦弱，高度不孕,染色体加倍,染色体加倍,染色体加倍,染色体加倍,高皱DDrr,杂合高圆DdRr,矮圆ddRR,花药离 体培养,高圆DR,矮皱dr,高皱Dr,矮圆dR,纯合高圆DDRR,纯合矮皱ddrr,纯合高皱DDrr,纯合矮圆ddRR,单倍体植株,三、单倍体育种的方法,P,F1,1定义： 利用单倍体作为中间环节产生具有优良性状的可育纯合子的育种方法。 2原理： 染色体变异 3方法： 利用常规杂交方法获得F1；F1的花药进行离体培

5、养，获得单倍体植株；用秋水仙素处理幼苗，染色体加倍后成为可育的纯合植株。 4优点： 明显缩短育种年限；得到的都是纯合子。,技术复杂且需与杂交配合,5缺点：,三、单倍体育种,1原理：染色体变异 2方法： 用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗使细胞中的染色体数目加倍；秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成。 4优点： 器官巨大，提高产量和营养成分。,发育延迟，结实率低,5缺点：,四、多倍体育种,八倍体,四倍体,秋水仙素,秋水仙素,或低温处理,二倍体,或低温处理,水母（发出绿色荧光）,绿色荧光基因,重组质粒(重组DNA分子),猪的受精卵 （含绿色荧光基因）,猪（不能发出绿色荧光）,绿色荧光猪,提取（剪切）,质粒

6、 （分子运输车）,结合（拼接）,导入,五、基因工程,五、基因工程育种,1、概念： 基因工程又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。通俗地说，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，定向地改造生物的遗传性状。,2、原理： 基因重组,3、操作水平： DNA分子水平,4、结 果： 定向改造生物的性状，获得人类所需要的品种。,5、操作环境：,6、基因操作工具,基因的剪刀限制性内切酶。基因的针线DNA连接酶。基因的运输工具运载体。,（1）提取目的基因 （2）目的基因与运载体结合 （3）将目的基因导入受体细胞 （4）目的基因的检测和表达,7、基因工程的基本操

7、作步骤：,生物体外,（1）基因工程与药物研制,8、基因工程的应用,（2）基因工程与作物育种,五、基因工程育种,2、原理：,3、方法：,1、定义： 利用分子生物学和基因工程的手段，将某种生物的基因（外源基因）转移到其他生物物种中，使其出现原物种不具有的新性状的技术。,5、优点： 定向改变生物的性状；克服远缘杂交不亲和的障碍,4、应用:,抗虫棉花、产生人胰岛素的大肠杆菌,基因重组,把目的基因导入受体细胞，再培育成新品种。,6、缺点： 有可能引起生态危机,二、基因工程 1基因工程工具包括、运载体，其中两种工具酶作用的化学键都是。 2原理：。 3步骤：目的基因的、与运载体结合、。 4应用：，如抗虫棉；

8、研制，如胰岛素等；环境保护，如超级细菌分解石油。,限制性核酸内切酶,DNA连接酶,磷酸二酯键,基因重组,导入受体细胞,检测和鉴定,育种,药物,提取,名师点拨基因工程操作水平分子水平；操作环境体外。 操作工具有三种，但工具酶只有两种，另一种工具运载体的化学本质为DNA。,植物细胞A,植物细胞B,原生质体A,原生质体B,原生质体融合,再生出细胞壁（融合成功的标志）,杂种细胞,愈伤组织,杂种植株,去细胞壁,纤维素酶 果胶酶,物理方法 化学方法：,离心 振动 电激,聚乙二醇,酶解法,人工诱导方法,六、细胞工程育种,脱分化,再分化,1原理： 细胞膜流动性、细胞全能性 2育种程序： 让不同生物细胞原生质体

9、融合，同种生物细胞可融合为多倍体。 3、应用: 白菜甘蓝、番茄马铃薯 4优点： 按照人们意愿改变细胞内遗传物质或获得细胞产品且克服了远缘杂交不亲和的障碍。,技术难度高,5缺点：,六、细胞工程育种,七、动物体细胞核移植技术,1、概念：将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育成动物个体。,细胞质,细胞核,细胞核移植,多莉羊的培育过程,用核移植的方法得到的动物称为克隆动物,知识网络,基因工程,杂交,单倍体,限 制 酶,DNA,连接,运 载 体,目的基因获取,与运载体结合,导入受体细胞,检测与鉴定,考点剖析,考点剖析,1基因工程操作工具 基因的“剪刀”限制性核酸内切酶(简称限制酶) 分布：主要在微生物体内。 特性：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子。 实例：EcoR限制酶能专一识别GAATTC序列，并在G和A之间将这段序列切开。,切割结果：产生两个带有黏性末端的DNA片段。 作用：基因工程中重要的切割工具，能将外来的DNA切断，对自己的DNA无损害。 基因的“针线”DNA连接酶 催化对象：两个具有相同黏性末端的DNA片段。 催化位置：脱氧核糖与磷酸之间的缺口。 催化结果：形成重组DNA。 常用的运载体质粒 本质：小型环状DNA分子。 作用 a作为运载工具，