《从杂交育种到基因工程》课件].ppt

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1、第六章从杂交育种到基因工程教学目标教学目标 知识方面知识方面 1举例说出生物变异在育种上应用的事例。 2简述杂交育种和诱变育种的作用及其局限性。 3简述基因工程的原理及其应用。 情感态度与价值方面情感态度与价值方面 1关注转基因生物和转基因食品的安全性。 2讨论从杂交育种到基因工程这一科技发展历程中，科学、技术和社会的相互作用。 能力方面能力方面 1运用遗传和变异原理,解决生产和生活实际中的问题。 2进行转基因生物和转基因食品安全性的资料搜集和分析。 课时安排：课时安排： 第1节用1课时，第2节用2课时 第一节杂交育种与诱变育种第六章从杂交育种到基因工程乳汁中含有人生长激素的牛乳汁中含有人生长

2、激素的牛(阿根廷阿根廷)锈病锈病想一想：植物杂交育种的方法想一想：植物杂交育种的方法DDTTddttDdTtddTt高抗高抗 高不抗高不抗 矮抗矮抗 矮不抗矮不抗ddTT矮抗矮抗ddTTddTt矮抗矮抗ddTT矮抗矮抗矮抗矮抗 矮不抗矮不抗ddTtddTT杂交杂交自交自交选优选优自交自交F3选优选优思考：要培育出思考：要培育出一个能稳定遗传一个能稳定遗传的植物品种至少的植物品种至少要几年？要几年？ 小麦小麦 第一代第一代 p pDDTTDDTTddttddtt亲本杂交亲本杂交 第二代第二代 F F1 1DdTtDdTt种植种植F F1 1代，自交代，自交 第三代第三代 F F2 2D_T_D_

3、T_，D_ttD_tt，ddT_ddT_，ddttddtt种植种植F F2 2代，代，( (选矮秆、抗病选矮秆、抗病ddT_ddT_），），继续自交，期望下代获得继续自交，期望下代获得纯合体纯合体试一试：动物的杂交育种方法试一试：动物的杂交育种方法长毛折耳猫长毛折耳猫短毛折耳猫短毛折耳猫长毛立耳猫长毛立耳猫长毛立耳长毛立耳 短毛折耳短毛折耳BBEEbbee长毛立耳长毛立耳 BbEe长毛立耳长毛立耳BbEe长立长立 长折长折 短立短立 短折短折BbeeBBeeBBeeBbeebbeebbee长折长折 短折短折长折长折 长折长折 短折短折杂交杂交F1间间交配交配选优选优测交测交F3长折长折 短折短

4、折思考：要培育出一个能思考：要培育出一个能稳定遗传的动物品种至稳定遗传的动物品种至少要几年？少要几年？中国黄牛中国黄牛中国荷斯坦牛中国荷斯坦牛荷斯坦牛荷斯坦牛 例例1：现有：现有3个番茄品种，个番茄品种，A品种的基因型为品种的基因型为AABBdd，B品种的基因型为品种的基因型为AAbbDD，C品种的基因型为品种的基因型为aaBBDD。3对等位基因分别位于对等位基因分别位于3对同源染色体上，并且分别控制叶对同源染色体上，并且分别控制叶形、花色和果形形、花色和果形3对性状。请回答：对性状。请回答：（1）如何运用杂交育种方法利用以上）如何运用杂交育种方法利用以上3个品种获得基因型个品种获得基因型为为

5、aabbdd的植株？（用文字简要描述获得过程即可）的植株？（用文字简要描述获得过程即可）（1）A和和B杂交得到杂交一代，杂交一代再与杂交得到杂交一代，杂交一代再与C杂交，得杂交，得到杂交二代，杂交二代自交，即可得到基因型为到杂交二代，杂交二代自交，即可得到基因型为aabbdd的种子，该种子可长成的种子，该种子可长成aabbdd植株植株 （2）如果从播种到获得种子需要一年，获得基因型为）如果从播种到获得种子需要一年，获得基因型为aabbdd的植株最少需要多少年？的植株最少需要多少年？4年年结合上述几个实例，请总结结合上述几个实例，请总结出杂交育种的优点和缺点？出杂交育种的优点和缺点？一、概念：一

6、、概念： 将两个或多个品种的优良性状通过交配集中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。在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。二、依据原理：二、依据原理： 基因重组基因重组三、常用方法：三、常用方法：杂交杂交 自交自交 选种选种 自交自交 四、优点：四、优点：将不同个体的优良性状集中到一个个将不同个体的优良性状集中到一个个体上体上五、缺点：五、缺点：育种时间长育种时间长点滴收获之点滴收获之1：杂交育种：杂交育种单倍体育种单倍体育种组织组织培养培养染色体加倍染色体加倍花药离花药离体培养体培养单倍体单倍体植株植株正常植株正常植株（纯合体）（纯合体）种

7、子种子新植株新植株（新品种）（新品种）秋水仙素处理秋水仙素处理自自交交发育发育YyRrYRYryRyrYYRRYYrryyRRyyrrYYRRYYrryyRRyyrrYRYryRyrYYRRYYrryyRRyyrr第一年第一年第二年第二年一、依据原理：一、依据原理： 染色体变异染色体变异二、常用方法：二、常用方法：花药（花粉）离休培养花药（花粉）离休培养 三、优点：三、优点：明显缩短育种年限明显缩短育种年限点滴收获之点滴收获之2：单倍体育种：单倍体育种五、应用：五、应用：技术复杂且须与杂交育种配合技术复杂且须与杂交育种配合四、缺点：四、缺点：例题例题2 ：下图是用某种作物的两个品种和分别培育出

8、、：下图是用某种作物的两个品种和分别培育出、品种的示意图，试分析回答：品种的示意图，试分析回答： AABB E Ab - D AaBb F AAbb-aabb G AAaaBBbb-（1）用和培育所采用的）用和培育所采用的D和和F步骤分别是步骤分别是 和和 。其。其应用的遗传学原理是应用的遗传学原理是 。（2）用培育所采用的）用培育所采用的E和和H步骤分别是步骤分别是 和和 。其应用的遗传学原理是其应用的遗传学原理是 。（3）用培育所采用的）用培育所采用的G步骤是步骤是_ 。其遗传学原理是其遗传学原理是_。杂交杂交自交自交基因重组基因重组花药离花药离体培养体培养秋水仙素秋水仙素处理幼苗处理幼苗

9、染色体变异（单倍体育种）染色体变异（单倍体育种）秋水仙素处理幼苗秋水仙素处理幼苗染色体变异（多倍体育种）染色体变异（多倍体育种）杂交育种只能利用已有的基因重组，按需选择，并不能创造新的基因。杂交后代会出现性状分离现象，育种进程缓慢，过程繁琐杂交育种不能创造新的基因，并且所需杂交育种不能创造新的基因，并且所需时间要长，那有没有能出现意想不到的时间要长，那有没有能出现意想不到的结果，并且需要时间相对要短的育种方结果，并且需要时间相对要短的育种方法呢？法呢？ 资料：资料：航天技术的发展，使人类利用太空资源的愿望航天技术的发展，使人类利用太空资源的愿望变成了现实。自变成了现实。自19871987年以来

10、，中国利用自己研制的返回年以来，中国利用自己研制的返回式卫星和神舟号飞船进行了式卫星和神舟号飞船进行了1111次航天育种搭载试验，试次航天育种搭载试验，试验品种达验品种达12001200多种。多种。航天诱变育种是利用太空的物理环境作为诱变因子，航天诱变育种是利用太空的物理环境作为诱变因子，太空环境条件很复杂，与地球表面主要差异是微重力太空环境条件很复杂，与地球表面主要差异是微重力（10103 3克克10106 6克）、宇宙射线、重粒子、变化磁场和克）、宇宙射线、重粒子、变化磁场和高真空等，这些物理条件的综合作用使生物产生基因突高真空等，这些物理条件的综合作用使生物产生基因突变。变。 据统计，航

11、天育种变异率达据统计，航天育种变异率达4 4以上，株高变异为以上，株高变异为40cm40cm30cm30cm，果重变异达，果重变异达7070100100（蔬（蔬菜），生育期变异为菜），生育期变异为3 3天天1010天。天。白莲白莲:1994年江西广昌白莲研究所搭载白莲年江西广昌白莲研究所搭载白莲 种种子子 442粒，培育出太空莲粒，培育出太空莲3号等新品号等新品 种，亩产种，亩产 达达120千克，比原品种提高千克，比原品种提高88，平均粒，平均粒重重 22克，最大为克，最大为33克（原品种平均粒重克（原品种平均粒重 为为1.1克），超过出口莲子标准。克），超过出口莲子标准。1 1 、太空莲太空

12、莲3 3号中有没有产生新基因？号中有没有产生新基因？ 2 2、诱发基因突变的条件有哪些？、诱发基因突变的条件有哪些？ 3 3、诱变育种有哪些优点？、诱变育种有哪些优点？ 4 4、有哪些因素可以诱导生物产生基因突变？、有哪些因素可以诱导生物产生基因突变？ 答案：答案： 1 1、有新基因产生。、有新基因产生。 2 2、微重力、宇宙射线、重粒子、微重力、宇宙射线、重粒子、变化磁场和高真空。变化磁场和高真空。 3 3、可以提高突变率，或大幅度、可以提高突变率，或大幅度地改良某些品种。地改良某些品种。 4 4、物理因素、化学因素和生物因素。、物理因素、化学因素和生物因素。神舟六号神舟六号一、概念：一、概

13、念： 利用物理因素（如利用物理因素（如射线、射线、射线、紫外线、激射线、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。理生物，使生物发生基因突变。二、依据原理：二、依据原理： 基因突变基因突变三、常用方法：三、常用方法：辐射诱变、激光诱变、作物空间技术辐射诱变、激光诱变、作物空间技术育种育种四、优点：四、优点： 可以提高突变率，加速育种过程，大幅度可以提高突变率，加速育种过程，大幅度地改良某些品种地改良某些品种,产生前所未有的性状。产生前所未有的性状。五、缺点：五、缺点： 有利变异少，须大量处理实验材料有利变异

14、少，须大量处理实验材料点滴收获之点滴收获之3：诱变育种：诱变育种 当神舟六号航天飞船搭载着两位英雄宇航员成功返当神舟六号航天飞船搭载着两位英雄宇航员成功返航时，一些特殊的乘客也回到了地球。他们是一些：生航时，一些特殊的乘客也回到了地球。他们是一些：生物菌种、植物组培苗和作物、植物、花卉种子等。在太物菌种、植物组培苗和作物、植物、花卉种子等。在太空周游了空周游了115115小时小时3232分钟，返回地球后，搭载单位的科分钟，返回地球后，搭载单位的科研人员将继续对它们进行有关试验。研人员将继续对它们进行有关试验。 回答：回答：（1 1）作物种子从太空返回地面后种植，往往能出现新）作物种子从太空返回

15、地面后种植，往往能出现新的变异特征。这种变异的来源主要是植物种子经太空中的变异特征。这种变异的来源主要是植物种子经太空中的的 辐射后，其辐射后，其 发生变异。请预测可能产发生变异。请预测可能产生的新的变异对人类是否有益生的新的变异对人类是否有益? ? ，你判断的理由，你判断的理由是是_。（2 2）试举出这种育种方法的优点：）试举出这种育种方法的优点： 。 宇宙射线等宇宙射线等 基因基因 不一定不一定 基因突变是不定向的基因突变是不定向的 变异频率高，大幅度改良某些性状变异频率高，大幅度改良某些性状 太空椒太空椒 普通椒普通椒一、依据原理：一、依据原理： 染色体变异染色体变异二、常用方法：二、常

16、用方法：秋水仙素处理萌发的种子或幼苗秋水仙素处理萌发的种子或幼苗三、优点：三、优点：器官较大，提高产量和营养成分，抗逆性器官较大，提高产量和营养成分，抗逆性强，抗病性强强，抗病性强四、缺点：四、缺点： 技术复杂且须与杂交育种配合，发育延迟技术复杂且须与杂交育种配合，发育延迟,结实率低结实率低点滴收获之点滴收获之4：多倍体育种：多倍体育种五、应用：五、应用：三倍体无籽西瓜三倍体无籽西瓜二倍体二倍体幼苗幼苗四倍体四倍体植株植株秋水仙素处理秋水仙素处理染色体加倍染色体加倍二倍体二倍体植株植株三倍体三倍体种子种子三倍体三倍体植株植株发育发育二倍体二倍体植株植株花粉诱导花粉诱导三倍体三倍体无籽瓜无籽瓜课

17、堂小结课堂小结基因重组基因重组将不同个体的优良性状，将不同个体的优良性状，集于一个个体上集于一个个体上杂交杂交 自交自交 选种选种 自交自交时间长，需及时发现优良时间长，需及时发现优良品种品种基因突变基因突变辐射诱变，激光诱变，辐射诱变，激光诱变，空间技术育种空间技术育种提高育种频率，加速育提高育种频率，加速育种过程，或大幅度改良种过程，或大幅度改良某些品种某些品种有利变异少，需大量有利变异少，需大量处理实验材料处理实验材料依据依据原理原理常用常用方法方法优点优点缺点缺点应用应用实例实例杂交育种杂交育种诱变育种诱变育种单倍体单倍体育种育种多倍体多倍体育种育种染色体组成倍染色体组成倍减少，再加倍

18、减少，再加倍花药的离体培花药的离体培养，再加倍养，再加倍明显缩短育明显缩短育种年限种年限技术复杂且须与技术复杂且须与杂交育种配合杂交育种配合染色体组染色体组成倍增加成倍增加秋水仙素处秋水仙素处理萌发的种理萌发的种子或幼苗子或幼苗器官巨大，器官巨大，提高产量和提高产量和营养成分营养成分发育延迟，发育延迟，结实率低结实率低 这些题你会做吗？这些题你会做吗？1 1、杂交育种所依据的主要遗传学原理是：、杂交育种所依据的主要遗传学原理是： A.A.基因突变；基因突变； B.B.基因自由组合；基因自由组合； C.C.染色体交叉互换：染色体交叉互换： D.D.染色体变异。染色体变异。 答答 B 2. .在下

19、列几种育种方法中，可以改变原有基因分子结构的育种在下列几种育种方法中，可以改变原有基因分子结构的育种方法是：方法是： A A、杂交育种、杂交育种 B B、诱变育种、诱变育种 C C、单倍体育种、单倍体育种 D D、多倍体育种、多倍体育种 答案：答案： 3. 3.现代农业育种专家采用诱变育种的方法改良某些农作物的原现代农业育种专家采用诱变育种的方法改良某些农作物的原有性状，其原因是：有性状，其原因是： A A、提高了后代的出苗率、提高了后代的出苗率 B B、产生的突变全部是有利的、产生的突变全部是有利的 C C、提高了后代的稳定性、提高了后代的稳定性 D D、能提高突变率以供育种选择、能提高突变

20、率以供育种选择 答案：答案： B BD D 试试看，你能行吗？试试看，你能行吗？1.1.下图表示某种农作物品种：和两个品系培育出品下图表示某种农作物品种：和两个品系培育出品种的可能方法，请据图回答：种的可能方法，请据图回答：AABB aabbAABB aabbAABb AaBbAABb AaBb Ab Ab AAbbAAbbV VI IIIIIIIIIIIIVIVVIVI (1)(1)指出下列各种交配方式：由品种和培育出的过程指出下列各种交配方式：由品种和培育出的过程I I是是，由品系培育出品种经过的过程，由品系培育出品种经过的过程V V是是。（2 2）品系是一种）品系是一种植株，由品系经过过

21、程植株，由品系经过过程 III III 培养品种常用的方法是培养品种常用的方法是。（3 3）品种形成品种经过的过程）品种形成品种经过的过程VIVI中常用中常用 处理。处理。（4）品种）品种直接形成品种的过程需经直接形成品种的过程需经，由品种产生品种的最简便方法是由品种产生品种的最简便方法是。（5 5）你认为成功率最高且工作量最小的培育品种的途）你认为成功率最高且工作量最小的培育品种的途径是径是。（用过程。（用过程I I、IIII等以及等以及 表示）表示）4.60Co是典型的是典型的放射源，可用于作物放射源，可用于作物诱变育种。我国运用这种方法培育出了诱变育种。我国运用这种方法培育出了许多农作物

22、新品种，如棉花高产品种许多农作物新品种，如棉花高产品种“鲁棉鲁棉1 1号号”，在我国自己培养的棉花品，在我国自己培养的棉花品种中栽培面积最大。种中栽培面积最大。 射线处理后主要射线处理后主要引起引起，从而产生可遗传的变，从而产生可遗传的变异。除异。除射线外，用于诱变育种的其他射线外，用于诱变育种的其他物理诱变因素还有物理诱变因素还有、和和。 答案：基因突变；答案：基因突变；x射线；紫外线；激光射线；紫外线；激光 为提高农作物的单产量，获得早熟、抗倒伏、为提高农作物的单产量，获得早熟、抗倒伏、抗病等性状，科学工作者往往要采取多种育种方抗病等性状，科学工作者往往要采取多种育种方法来培育符合农民要求

23、的新品种，请根据下面提法来培育符合农民要求的新品种，请根据下面提供的材料，每小组设计一套育种方案：供的材料，每小组设计一套育种方案：已有的材料：已有的材料：A A小麦的高秆（显性）抗锈病（显性）纯种，小麦的高秆（显性）抗锈病（显性）纯种，B B小麦的矮秆不抗锈病纯种，小麦的矮秆不抗锈病纯种，C C水稻的迟熟种子水稻的迟熟种子 非生物材料：根据需要自选非生物材料：根据需要自选（1 1）育种名称：）育种名称： （2 2）所选择的生物材料：）所选择的生物材料： （3 3）希望得到的结果：）希望得到的结果： （4 4）预计产生这种结果的（所需类型）的几率）预计产生这种结果的（所需类型）的几率（5 5）

24、写出育种的简要过程（可用图解）写出育种的简要过程（可用图解） （6 6）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。 试试看，你行吗？试试看，你行吗？生物材料：生物材料：A A小麦的高秆（显性）抗锈病（显性）纯种，小麦的高秆（显性）抗锈病（显性）纯种，B B小小 麦的矮秆不抗锈病纯种，麦的矮秆不抗锈病纯种，C C水稻的迟熟种子水稻的迟熟种子 非非生物材料：根据需要自选生物材料：根据需要自选方案方案1 1：（1 1）育种名称：）育种名称：杂交杂交育种育种（2 2）所选择的生物材料：）所选择的生物材料：A A、B B。（3 3）希望得到的结果：）希望得到的结果：矮秆抗锈病

25、矮秆抗锈病。（4 4）预计）预计F F2 2产生这种结果的（所需类型）的几率：产生这种结果的（所需类型）的几率：3/163/16。（5 5）写出育种的简要过程（可用图解）写出育种的简要过程（可用图解）高抗高抗矮病矮病 F1 F1 高抗高抗 自交自交 F F2 2（高抗、矮抗、高病、矮病）（高抗、矮抗、高病、矮病）。（6 6）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。 将将F F2 2矮秆抗锈病品种连续自交，分离淘汰提纯到基本不分离矮秆抗锈病品种连续自交，分离淘汰提纯到基本不分离为止。为止。方案方案2 2：（1 1）育种名称：）育种名称：单倍体单倍体育种育种（2 2）

26、所选择的生物材料：）所选择的生物材料：A A、B B。（3 3）希望得到的结果：）希望得到的结果：矮秆抗锈病矮秆抗锈病。（4 4）预计产生这种结果的（所需类型）的几率：）预计产生这种结果的（所需类型）的几率：1/41/4。（5 5）写出育种的简要过程（可用图解）写出育种的简要过程（可用图解）高抗高抗矮病矮病 F F1 1高抗高抗 F F1 1花药离体培养花药离体培养 单倍体植株，再经秋水仙素处理，染色体单倍体植株，再经秋水仙素处理，染色体加倍成为纯合的高抗、矮抗、高病、矮病植株加倍成为纯合的高抗、矮抗、高病、矮病植株。（6 6）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。）简答选择能稳定遗传的新品种的方

27、法。挑选矮秆抗锈病的植株即可。挑选矮秆抗锈病的植株即可。方案方案3 3：（1 1）育种名称：）育种名称：诱变诱变育种育种（2 2）所选择的生物材料：）所选择的生物材料：C C。（3 3）希望得到的结果：）希望得到的结果：早熟水稻早熟水稻。（4 4）预计产生这种结果的（所需类型）的几率：）预计产生这种结果的（所需类型）的几率：极低或不出现极低或不出现。（5 5）写出育种的简要过程（可用图解）写出育种的简要过程（可用图解）用射线、激光照射或秋水仙素等化学试剂处理（或用太空飞船用射线、激光照射或秋水仙素等化学试剂处理（或用太空飞船搭载）水稻，使之产生基因突变搭载）水稻，使之产生基因突变。（6 6）简

28、答选择能稳定遗传的新品种的方法。）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。将处理的水稻种植下去，进行观察，选择矮秆抗倒伏的水稻，将处理的水稻种植下去，进行观察，选择矮秆抗倒伏的水稻，并纯化。并纯化。 练一练：练一练：花生是自花传粉植物。种子粒大花生是自花传粉植物。种子粒大(A)对粒小对粒小(a)为显性，含油少为显性，含油少(B)对含油多对含油多(b)为显性，以上两对基因分别位为显性，以上两对基因分别位于非同源染色体上。现有粒大含油少品种、粒小含油少品种和于非同源染色体上。现有粒大含油少品种、粒小含油少品种和粒小含油多品种粒小含油多品种(三个品种均为纯合体三个品种均为纯合体)，育种家期望获得粒大，育种

29、家期望获得粒大含油多的新品种，为此进行杂交。含油多的新品种，为此进行杂交。试回答下列问题：试回答下列问题：(1)应选用以上哪两个品种作为杂交亲本应选用以上哪两个品种作为杂交亲本?(2)上述两亲本杂交产生的上述两亲本杂交产生的F1代基因型和表现型是什么代基因型和表现型是什么?(3)在在F2代中表现粒大含油多的植株出现的比例是多少代中表现粒大含油多的植株出现的比例是多少? F2代中能稳定遗传的粒大含油多的植株出现的比例是多少代中能稳定遗传的粒大含油多的植株出现的比例是多少?品品种种A品品种种B新品种新品种原材料原材料新品种新品种bBAaAABBAABbAAbbAaBbAaBBAabbaaBBaaB

30、baabb双显性状双显性状单显单隐单显单隐单隐单显单隐单显双隐性状双隐性状AaAAaa黄粒、非糯性黄粒、非糯性白粒、糯性白粒、糯性黄粒、糯性黄粒、糯性（AABB） （aabb)AaBbAaBbA-B-A-B-，A-bb,aaB-,aabbA-bb,aaB-,aabb3 3、（、（20032003理综高考题）小麦品种是纯合理综高考题）小麦品种是纯合体，生产上用种子繁殖，现要选育矮杆体，生产上用种子繁殖，现要选育矮杆（aa )aa )、抗病（、抗病（BBBB）的小麦新品种；马铃）的小麦新品种；马铃薯品种是杂合体（有一对基因杂合即可称薯品种是杂合体（有一对基因杂合即可称为杂合体），生产上通常用块茎繁

31、殖，现为杂合体），生产上通常用块茎繁殖，现要选育黄肉（要选育黄肉（Yy)Yy)、抗病、抗病(Rr)(Rr)的马铃薯新的马铃薯新品种。请分别设计小麦品种间杂交育种程品种。请分别设计小麦品种间杂交育种程序，以及马铃薯品种间杂交育种程序。要序，以及马铃薯品种间杂交育种程序。要求用遗传图解表示并加以简要说明。（写求用遗传图解表示并加以简要说明。（写出包括亲本在内的前三代即可）出包括亲本在内的前三代即可） 马铃薯马铃薯第一代第一代 yyRr Yyrr 亲本杂交亲本杂交第二代第二代 YyRr,yyRr,Yyrr,yyrr 种植，选黄肉、种植，选黄肉、 抗抗 病（病（ YyRr ）第三代第三代 YyRr 用

32、块茎繁殖用块茎繁殖 第三代第三代 F F2 2 A_B_,A_bb,aaB_,aabbA_B_,A_bb,aaB_,aabb 种植种植F F2 2 代，选矮杆、代，选矮杆、 抗病（抗病（aaB_ aaB_ ），继），继 续自交，期望下代续自交，期望下代 获得纯合体获得纯合体 小麦小麦第一代第一代 P AABB P AABB aabb aabb 亲本杂交亲本杂交第二代第二代 F F1 1 AaBb AaBb 种植种植F F1 1代，自交代，自交选育纯种选育纯种选用纯合亲本杂交选用纯合亲本杂交利用现有基因重新组合利用现有基因重新组合选种选种 连续自交连续自交资料：八倍体小黑麦的培育：资料：八倍体小

33、黑麦的培育： 普通小麦是六倍体（普通小麦是六倍体（AABBDDAABBDD），体细胞中含），体细胞中含有有4242条染色体，属于小麦属；黑麦是二倍体条染色体，属于小麦属；黑麦是二倍体(RR(RR），），体细胞中含有体细胞中含有1414条染色体，属于黑麦属。两个不条染色体，属于黑麦属。两个不同的属的物种一般是难以杂交的，但也有极少数同的属的物种一般是难以杂交的，但也有极少数的普通小麦品种含有可杂交基因，能接受黑麦的的普通小麦品种含有可杂交基因，能接受黑麦的花粉。杂交后的子一代含有四个染色体组花粉。杂交后的子一代含有四个染色体组（ABDRABDR），不可育，必须用人工方法进行染色体），不可育，必须

34、用人工方法进行染色体加倍才能产生后代，染色体加倍后的个体细胞中加倍才能产生后代，染色体加倍后的个体细胞中含有八个染色体组（含有八个染色体组（AABBDDRRAABBDDRR），而这些染色体），而这些染色体来自不同属的物种，所以称它为异源八倍体小黑来自不同属的物种，所以称它为异源八倍体小黑麦。麦。 小有收获之小有收获之3：多种育种方法的共同应用：多种育种方法的共同应用1、一个育种过程，可以分别应用多种育种方法、一个育种过程，可以分别应用多种育种方法达到相同的目的。达到相同的目的。2、一个育种过程，可以综合应用多种育种方法，、一个育种过程，可以综合应用多种育种方法，最大限度的为人类服务。最大限度的

35、为人类服务。 练一练：练一练：花生是自花传粉植物。种子粒大花生是自花传粉植物。种子粒大(A)对粒小对粒小(a)为显性，含油少为显性，含油少(B)对含油多对含油多(b)为显性，以上两对基因分别位为显性，以上两对基因分别位于非同源染色体上。现有粒大含油少品种、粒小含油少品种和于非同源染色体上。现有粒大含油少品种、粒小含油少品种和粒小含油多品种粒小含油多品种(三个品种均为纯合体三个品种均为纯合体)，育种家期望获得粒大，育种家期望获得粒大含油多的新品种，为此进行杂交。含油多的新品种，为此进行杂交。试回答下列问题：试回答下列问题：(1)应选用以上哪两个品种作为杂交亲本应选用以上哪两个品种作为杂交亲本?(

36、2)上述两亲本杂交产生的上述两亲本杂交产生的F1代基因型和表现型是什么代基因型和表现型是什么?(3)在在F2代中表现粒大含油多的植株出现的比例是多少代中表现粒大含油多的植株出现的比例是多少? F2代中能稳定遗传的粒大含油多的植株出现的比例是多少代中能稳定遗传的粒大含油多的植株出现的比例是多少?粒大含油少品种和粒小含油多品种粒大含油少品种和粒小含油多品种AaBb 粒大含油少品种粒大含油少品种3/16 1/16DDTTddttDdTtdtdT杂交杂交F1植株植株花粉花粉单倍体幼苗单倍体幼苗DTDt花药离体培养花药离体培养dtdTDTDt秋水仙素处理秋水仙素处理ddttddTTDDTTDDtt正常植

37、株正常植株（纯合子）（纯合子）第一年第一年第二年第二年第三年第三年第二节基因工程及其应用 第六章从杂交育种到基因工程质粒基因大肠杆菌能合成人的胰岛大肠杆菌能合成人的胰岛素吗？能合成干扰素吗？素吗？能合成干扰素吗？胰岛素胰岛素每每100kg 猪或牛的胰腺中提取猪或牛的胰腺中提取 45g胰岛素胰岛素 79年，利用大肠杆菌的年，利用大肠杆菌的DNA分子重组，分子重组，2000L培养液培养液 提取提取100g ， 相当于相当于2吨猪胰腺中提取的量吨猪胰腺中提取的量 干扰素：干扰素：一千克纯的干扰素价值可达一千克纯的干扰素价值可达440亿美元。亿美元。 传统生产方法：传统生产方法：血液中提出白细胞，然后

38、用病毒去感染它，这血液中提出白细胞，然后用病毒去感染它，这时会产生干扰素，时会产生干扰素， 1个细胞最多生产个细胞最多生产1001000个干扰素分子个干扰素分子 基因工程：基因工程：改造的大肠杆菌发酵生产：一天内便可生产改造的大肠杆菌发酵生产：一天内便可生产20万个万个干扰素分子。干扰素分子。 1KG培养物中可以得到培养物中可以得到2040mg干扰素干扰素 基因工程又叫做基因拼接技术或基因工程又叫做基因拼接技术或DNADNA重组技术。这种技术重组技术。这种技术是在生物体外，通地对是在生物体外，通地对DNADNA分子进行分子进行人工剪切和拼接人工剪切和拼接，对生物，对生物的基因进行改造和重新组合

39、，然后导入受体细胞内进行无性的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生人类所需要的基繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生人类所需要的基因产物。因产物。 通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的个别物的个别基因基因复制出来，加以修饰改造，然后放复制出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传定向地改造生物的遗传性状（目的）性状（目的）。 二、基因工程的应用二、基因工程的应用运用基因工程技术，不但可以培养优质、高产、运用基因工程技术，不但可以培养优质、高产、抗性好

40、的农作物及畜、禽新品种，还可以培养出具有抗性好的农作物及畜、禽新品种，还可以培养出具有特殊用途的动、植物。特殊用途的动、植物。生长快、耐不良环境、肉生长快、耐不良环境、肉质好的转基因鱼质好的转基因鱼( (中国中国) )乳汁中含有人生长激素乳汁中含有人生长激素的转基因牛的转基因牛( (阿根廷阿根廷) )1 1、基因工程与作物育种、基因工程与作物育种转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转鱼抗寒基转鱼抗寒基因的番茄因的番茄转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯不会引起过敏的转基因大豆不会引起过敏的转基因大豆转基因龙胆花色奇异转基因蓝猪耳改变花色转基因牵牛花改变了花色A：紫外

41、光照射下的转：紫外光照射下的转绿色荧光蛋白的绿色荧光蛋白的 Eustoma (Lisianthus) 花。花。B：转没有绿色荧光：转没有绿色荧光蛋白的空质粒的花，蛋白的空质粒的花，会发光的转基因鱼导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠导入人基因具特殊用途的猪和小鼠导入人基因具特殊用途的猪和小鼠超级超级动物动物特殊特殊动物动物图为图为20012001年年1212月底出月底出生的生的5 5只可爱的转基因只可爱的转基因克隆小猪。据培育者克隆小猪。据培育者英国英国PPLPPL医疗公司称，医疗公司称，这些转基因小猪将为这些转基因小猪将为研究和研究和“生产生产”适用适用于人体

42、移植手术使用于人体移植手术使用的动物器官提供巨大的动物器官提供巨大的帮助。的帮助。 首只转基因猴诞生，人类未来忧喜参半2 2、 2002 2002年，中国转基因棉花达到年，中国转基因棉花达到150150万公顷，万公顷，已经占到棉花产量的已经占到棉花产量的1 13.3. 我国大豆食用油近七成是我国大豆食用油近七成是“转基因转基因”产品产品 与杂交育种、诱变育种相比较，基因工程育与杂交育种、诱变育种相比较，基因工程育种的优点有哪些？种的优点有哪些？目的性强、克服远源杂交不亲和性、育种周期短目的性强、克服远源杂交不亲和性、育种周期短 1993 1993年我国科学工作者培育成的抗棉铃虫的转基因年我国科

43、学工作者培育成的抗棉铃虫的转基因抗虫棉，其抗虫基因来源于（抗虫棉，其抗虫基因来源于（ ）A A、普通棉花的基因突变、普通棉花的基因突变B B、棉铃虫变异形成的致死基因、棉铃虫变异形成的致死基因C C、寄生在棉铃虫体内的线虫、寄生在棉铃虫体内的线虫D D、苏云金芽孢杆菌体内的抗虫基因、苏云金芽孢杆菌体内的抗虫基因D D2 2、基因工程与药物研制、基因工程与药物研制我国生产的部分基因我国生产的部分基因工程疫苗和药物工程疫苗和药物1 1、微生物基因工程、微生物基因工程： 即把目的基因导入大肠杆即把目的基因导入大肠杆菌等菌中，通过微生物表达目的基因的产物。菌等菌中，通过微生物表达目的基因的产物。2 2

44、、细胞基因工程、细胞基因工程： 即用哺乳动物细胞株表达目即用哺乳动物细胞株表达目的产物的产物3 3、转基因动物、转基因动物： 即将目的基因直接导入鼠、兔、即将目的基因直接导入鼠、兔、羊和猪体内，使目的基因在哺乳动物体内表达，羊和猪体内，使目的基因在哺乳动物体内表达，从儿获得目的产物从儿获得目的产物产品名称菌株或细胞 应用人胰岛素大肠杆菌人生长激素大肠杆菌表皮生长因子大肠杆菌白细胞介素-2大肠杆菌a干扰素酵母菌乙型肝炎疫苗酵母菌溶血栓剂哺乳动物细胞治疗糖尿病治疗糖尿病治疗生长缺陷症治疗生长缺陷症治疗烫伤、胃溃疡治疗烫伤、胃溃疡治疗某些癌症治疗某些癌症治疗癌症或病毒感染治疗癌症或病毒感染预防病毒性

45、肝炎预防病毒性肝炎治疗心血管病（心脏病）治疗心血管病（心脏病）胰岛素是治疗糖尿病的特效胰岛素是治疗糖尿病的特效药，长期以来只能依靠从猪、牛药，长期以来只能依靠从猪、牛等动物的胰腺中提取，等动物的胰腺中提取，100Kg100Kg胰腺胰腺只能提取只能提取4-5g4-5g的胰岛素，其产量的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。之低和价格之高可想而知。将合成的胰岛素基因将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每导入大肠杆菌，每2000L2000L培养液就能产生培养液就能产生100g100g胰岛胰岛素！大规模工业化生产不素！大规模工业化生产不但解决了这种比黄金还贵但解决了这种比黄金还贵的药品产量问题，还使其的药

46、品产量问题，还使其价格降低了价格降低了30%-50%!30%-50%!干扰素治疗病毒感染简直干扰素治疗病毒感染简直是是“万能灵药万能灵药”！过去从人血！过去从人血中提取，中提取，300L300L血才提取血才提取1mg1mg！其其“珍贵珍贵”程度自不用多说。程度自不用多说。人造血液、白细胞人造血液、白细胞介素、乙肝疫苗等通过介素、乙肝疫苗等通过基因工程实现工业化生基因工程实现工业化生产，均为解除人类的病产，均为解除人类的病苦，提高人类的健康水苦，提高人类的健康水平发挥了重大的作用。平发挥了重大的作用。人造血液及其生产人造血液及其生产2、不属于基因工程方法生产的药物是（ ）A、干扰素 B、白细胞介

47、素C、青霉素 D、乙肝疫苗 C C3 3、基因工程与环境保护、基因工程与环境保护环境监测：环境监测：基因工程做成的基因工程做成的DNADNA探针能够十分灵敏地检探针能够十分灵敏地检测环境中的病毒、细菌等污染。测环境中的病毒、细菌等污染。1t1t水中只有水中只有1010个病毒也能被个病毒也能被DNADNA探针检测出来探针检测出来利用基因工程培育的利用基因工程培育的“指示生物指示生物”能十分能十分灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境污灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境污染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染物。染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染物。环境污染治理：环境污染治理：基因工程做成

48、的基因工程做成的“超级细菌超级细菌”能吞食和分解多种能吞食和分解多种污染环境的物质。污染环境的物质。通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类，用基因通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类，用基因工程培育成功的工程培育成功的“超级细菌超级细菌”却能分解石油中的多种烃却能分解石油中的多种烃类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解DDTDDT等毒害物质等毒害物质。 2006 2006年年3 3月月1414日日绿色和平组织发布消息绿色和平组织发布消息, ,称称亨氏营养米粉含有转亨氏营养米粉含有转BtBt基因抗虫水稻成分。基因抗虫水稻成分。 那么转基因食品到

49、底安全吗？什么样的转基因那么转基因食品到底安全吗？什么样的转基因食品才能上市？如何面对市场上的转基因食品呢？食品才能上市？如何面对市场上的转基因食品呢？ 1 1、转基因生物可能对人体健康产生不利影响，严、转基因生物可能对人体健康产生不利影响，严重的可以致癌和其他疾病重的可以致癌和其他疾病。2 2、转基因生物可能对环境质量、生态系统或生态、转基因生物可能对环境质量、生态系统或生态系统的稳定性产生不利影响系统的稳定性产生不利影响。3 3、基因武器可能给人类带来毁灭性的危险、基因武器可能给人类带来毁灭性的危险。 有人认为，转基因新产品也是一把双刃有人认为，转基因新产品也是一把双刃剑，犹如水能载舟，亦能覆舟，甚至带来剑，犹如水能载舟，亦能覆舟，甚至带来灾难性的后果，你是否同意这一观点？举灾难性的后果，你是否同意这一观点？举例说明。例说明。思维拓展思维拓展：一种限制性内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且能在特定的切点上切割DNA分子的酶。 ：把两条DNA未端之间的缝隙缝合起来。 ：是存在于细菌细胞质中独立于染色体而自主复制的环状双链DNA分子。四步曲：1、提取目的基因、提取目的基因2、目的基因与运载体结合、目的基因与运载体结合3、将目的基因导入受体细胞、将目的基因导入受体细胞4、目的基因的检测和表达、目的基因的检测和表达