基因工程及其应用高中三年级生物课件.ppt

1、 自从人类开始种植作物和饲养动物以来，就从未停止过对品种的改良。传统的方法是选择育种，通过汰劣留良的方法来选择和积累优良基因。自从孟德尔发现了遗传规律之后，人工杂交的方法被广泛应用于动植物育种。人工诱变技术的应用，使育种方法得到了较大的改进。基因工程的诞生，使人们能够按照所设计的蓝图，进行跨越种间鸿沟的基因转移，从而定向地改变生物的遗传特性，创造出新的生物类型。第1节 杂交育种与诱变育种第2节 基因工程及其应用常规育种常规育种诱变育种诱变育种多倍体育种多倍体育种单倍体育种单倍体育种处理杂交用射线、激光、化学药品等处理生物用秋水仙素处理种子或幼苗花药离体培养原理通过基因重组把两亲本的优良性状组合

2、在同一后代中用人工方法诱发基因突变，产生新性状，创造新品种或新类型抑制细胞分裂中纺锤体的形成，使染色体数目加倍后不能形成两个细胞诱导精子直接发育成植株，再用秋水仙素加倍成纯合体特点方法简便，但需较长年限方可获得纯合体加速育种的进程，大幅改良某些性状，但突变后有利个体往往不多器官大，营养物质含量高，但发育延迟，结实率低缩短育种年限，但方法复杂，成活率较低举例高杆抗病与矮杆不抗病小麦杂交产生矮杆抗病品种高产量青霉素菌株的育成三倍体西瓜、八倍体小黑麦抗病植株的育成十字绣http:/ 据 原理基 因 重组基 因 突变染 色 体组 成 倍减 少，再 加 倍后 得 到纯种染 色 体组 成 倍增加基 因 是

3、控 制 生物 性 状的 基 本单位基 因 重组、染色 体 变异基 因 重组、染色 体 变异常 用 方法杂 交 自 交 选 种 自交辐 射 诱变 激 光诱 变 作物 空 间技 术 育种花 药 的离 体 培养，然后 再 加倍秋 水 仙素 处 理萌 发 的种 子、幼苗转 基 因（D N A重 组）技 术 将目 的 基因 引 入生 物 体内，培育 新 品种让 不 同生 物 细胞 原 生质融合，同 种 生物 细 胞可 融 合为 多 倍体将 具 备所 需 性状 的 体细 胞 核移 植 到去 核 卵中七种遗传育种方法的比较优点将 不 同个 体 的优 良 性状 集 中于 一 个体上可 以 提高 变 异的频率，

4、加 速 育种进程，或 大 幅度 地 改良 某 些品种可 以 明显 地 缩短 育 种年限器 官 巨大，提高 产 量和 营 养成分打 破 物种界限，定 向 改变 生 物的性状按 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 亲不 亲 和障碍可 改 良动 物 品种 或 保护 濒 危物种缺点时间长，须 及 时发 现 优良品种有 利 变异 少，须 大 量处 理 实验材料技 术 复杂 且 须与 杂 交育 种 配合发 育 延迟，结实率低有 可 能引 起 生态危机技 术 难度高技 术 要求高举例矮 秆 抗锈 病 小麦青 霉 素高 产 菌株 太 空椒单 倍 体育

5、种 获得 的 矮秆 抗 锈病小麦三 倍 体无 籽 西瓜 八 倍体 小 黑麦产 生 人胰 岛 素的 大 肠肝 菌、抗虫棉白 菜、甘 蓝、番 茄、马铃薯克隆羊、鲤 鲫、移核鱼本节聚焦：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能否让禾本科的植物也能够固定空气能否让禾本科的植物也能够固定空气中的氮？中的氮？能否让细菌能否让细菌“吐出吐出”蚕丝？蚕丝？能否让微生物产生出人的胰岛素、干扰素能否让微生物产生出人的胰岛素、干扰素等珍贵的药物？等珍贵的药物？定向基因改造设想 经过多年的努力，科学家于经过多年的努力，科学家于2

6、020世纪世纪7070年代创立了可以定向改造生物的新技年代创立了可以定向改造生物的新技术术基因工程。2、基因的“剪刀”限制性内切酶 识别特定核苷酸序列，切割特定识别特定核苷酸序列，切割特定DNADNA切点，切点，具具特异性特异性。并并裂解磷酸二酯键裂解磷酸二酯键。例：大肠杆菌的一种限制酶大肠杆菌的一种限制酶(EcoR)能识别能识别 GAATTCGAATTC序列，并在序列，并在G G和和A A之间切开。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。CTTAAGGCAATT例：例：EcoRI 酶切位点酶切位点限制酶：从特殊的

7、酶切位点将限制酶：从特殊的酶切位点将DNADNA分子切开分子切开EcoRGAATTCCTTAAG5533553355G GCTTAACTTAAAATTCAATTCG G333355粘性末端粘性末端SmaCCCGGGGGGCCC5533335555CCCCCCGGGGGGGGGGGGCCCCCC333355平头末端平头末端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之成为一个完整的DNADNA分子。分子。连接的部位：生成生成3-53-5磷酸二酯键磷酸二酯键DNA连接酶的作用过程：DNA连接酶的作用过程4、基因

8、的运载体 质粒或病毒作用：将外源基因送入受体细胞。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 粒基因工程过程示意图P106P106转基因马铃薯转基因马铃薯转基因烟草转基因烟草抗虫棉抗虫棉抗抗CMVCMV甜椒甜椒 全身散发绿色荧光的全身散发绿色荧光的转基因鱼转基因鱼美科学家研制出世界美科学家研制出世界上第一只转基因蝴蝶上第一只转基因蝴蝶首只转基因猴降生首只转基因猴降生超凡嗅觉能力的超凡嗅觉能力的转基因鼠转基因鼠临床常见的生长激素，干扰素和乙肝疫苗等药物都可以临床常见的生长激素，干扰素和乙肝疫苗等药物都可以用基因工程来大规模生产用基因工程来大规模生产1987年开始上市的干扰素年开始上市的干扰素转基因食品看起来分外诱人转基因食品看起来分外诱人餐桌上的基因餐桌上的基因转基因食品你敢吃吗？转基因食品你敢吃吗？转基因食品转基因食品ABC ABC P106P106