基因工程育种ppt课件.ppt
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1、3.(20103.(2010全国卷全国卷T5D)T5D)自然界中天然存在的噬菌体自行感染细自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后菌后, ,其其DNADNA整合到细菌整合到细菌DNADNA上属于基因工程。上属于基因工程。( )( )4.(20104.(2010浙江浙江T2A)T2A)可用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的可用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸核酸, ,进行构建抗除草剂的转基因烟草。进行构建抗除草剂的转基因烟草。( )( )P1315.5.单倍体育种在所有育种方法中所用的年限最短。单倍体育种在所有育种方法中所用的年限最短。( )( )【分析】【分析】育种年限的长短取决于所需要的
2、品种育种年限的长短取决于所需要的品种, ,如果需要隐性如果需要隐性纯合子纯合子, ,诱变育种所用年限短。诱变育种所用年限短。6.6.杂交育种第一步杂交的目的是将两个亲本的优良性状集中到杂交育种第一步杂交的目的是将两个亲本的优良性状集中到一个个体上。一个个体上。( )( )7.7.太空育种能按人的意愿定向产生优良性状。太空育种能按人的意愿定向产生优良性状。( )( )8.8.在所有的基因工程步骤中都涉及碱基互补配对。在所有的基因工程步骤中都涉及碱基互补配对。( )( )【分析】【分析】将重组将重组DNADNA导入受体细胞中导入受体细胞中, ,这一步骤中没有涉及碱基这一步骤中没有涉及碱基互补配对。
3、互补配对。P131考点考点 一一 五种育种方法的比较五种育种方法的比较 原理原理常用方式常用方式优点优点缺点缺点举例举例杂杂交交育育种种基因基因重组重组杂交杂交自交自交选种选种自交自交使不同个体使不同个体优良性状集中优良性状集中在一个个体上在一个个体上操作简便操作简便育种育种时间长时间长局限于亲缘局限于亲缘关系较近的个关系较近的个体体矮秆抗矮秆抗病小麦病小麦诱诱变变育育种种基因基因突变突变辐射、激光、辐射、激光、空间诱变等空间诱变等提高变异频率提高变异频率, ,加速育种进程加速育种进程, ,大幅度改良性大幅度改良性状状有很大有很大盲目性盲目性, ,有利变异少有利变异少, ,需需大量处理实验大量
4、处理实验材料材料青霉素青霉素高产菌高产菌株株P132原理原理常用方式常用方式优点优点缺点缺点举例举例单单倍倍体体育育种种染色染色体变体变异异花药离体培花药离体培养养, ,用秋水仙用秋水仙素处理素处理明显缩短育明显缩短育种年限种年限子代均为纯子代均为纯合子合子技术复杂技术复杂, ,需与需与杂交育种配合杂交育种配合单倍体单倍体育种获育种获得矮秆得矮秆抗病小抗病小麦麦多多倍倍体体育育种种染色染色体变体变异异用秋水用秋水仙素处仙素处理萌发理萌发的种子的种子或幼苗或幼苗器官大器官大, ,提高营提高营养物质含量养物质含量只适用于植物只适用于植物, ,发育延迟发育延迟, ,结实结实率低率低三倍体三倍体无子西
5、无子西瓜瓜基基因因工工程程育育种种基因基因重组重组将一种生物将一种生物的特定基因的特定基因转移到另一转移到另一种生物细胞种生物细胞中中打破物种界限打破物种界限, ,定向定向改造生物改造生物的遗传性状的遗传性状技术复杂技术复杂, ,生态生态安全问题较多安全问题较多转基因转基因抗虫棉抗虫棉的培育的培育P132【高考警示】【高考警示】不同育种方法需注意的问题不同育种方法需注意的问题(1)(1)原核生物原核生物不能进行减数分裂不能进行减数分裂, ,所以所以不能运用杂交不能运用杂交的方法进行的方法进行育种育种, ,如如细菌的育种细菌的育种一般采用的方法是一般采用的方法是诱变育种诱变育种。(2)(2)杂交
6、育种杂交育种不一定不一定需要连续自交。若选育显性优良纯种需要连续自交。若选育显性优良纯种, ,需要需要连续自交筛选连续自交筛选, ,直至性状不再发生分离直至性状不再发生分离; ;若选育隐性优良纯种若选育隐性优良纯种, ,则只要出现该性状个体即可。则只要出现该性状个体即可。(3)(3)花药离体培养只是单倍体育种中的花药离体培养只是单倍体育种中的一个一个程序程序, ,要想得到可育要想得到可育的品种的品种, ,一般还需要用秋水仙素处理单倍体使染色体加倍。一般还需要用秋水仙素处理单倍体使染色体加倍。 P132【典例【典例1 1】农科所通过如下育种过程培育出了高品质的糯小麦农科所通过如下育种过程培育出了
7、高品质的糯小麦, ,相关叙述正确的是相关叙述正确的是( () )A.A.该育种过程中运用的遗传学原理是基因突变该育种过程中运用的遗传学原理是基因突变B.B.要获得要获得yyRR,byyRR,b过程需要进行连续自交来提高纯合率过程需要进行连续自交来提高纯合率C.aC.a、c c过程都需要使用秋水仙素过程都需要使用秋水仙素, ,都作用于萌发的种子都作用于萌发的种子D.aD.a过程能提高突变率过程能提高突变率, ,明显缩短育种年限明显缩短育种年限 P132【互动探究】【互动探究】(1)(1)通过通过a a过程培育过程培育yyRR,yyRR,需要几年时间需要几年时间? ?提示提示: :两年。两年。YY
8、RRYYRR与与yyrryyrr杂交获得杂交获得YyRrYyRr一年一年; ;把把YyRrYyRr种子种下种子种下, ,产生花药产生花药, ,再进行花药离体培养得到单倍体幼苗再进行花药离体培养得到单倍体幼苗, ,进行秋水仙素进行秋水仙素处理得到处理得到yyRRyyRR个体个体, ,又需要一年。又需要一年。(2)yyRR(2)yyRR与与YYyyRRrrYYyyRRrr杂交杂交, ,能否培育出高品质的糯小麦能否培育出高品质的糯小麦? ?提示提示: :不能。其后代是不能。其后代是YyyRRr,YyyRRr,有三个染色体组有三个染色体组, ,联会紊乱联会紊乱, ,不能不能形成正常的配子。形成正常的配
9、子。P132【变式训练】【变式训练】如图表示以某种作物中的如图表示以某种作物中的和和两个品种分别培两个品种分别培育出育出三个新品种的过程三个新品种的过程, ,相关叙述正确的是相关叙述正确的是( () )A.A.用用和和培育成培育成的过程中所采用的方法的过程中所采用的方法和和分别称为杂分别称为杂交和测交交和测交B.B.用用培育出培育出常用的方法常用的方法是花药离体培养是花药离体培养C.C.培育出培育出常用的是化学或物理的方法进行诱变处理常用的是化学或物理的方法进行诱变处理D.D.图中培育出图中培育出所依据的原理是基因突变和基因重组所依据的原理是基因突变和基因重组P132考点考点 二二 基因工程的
10、操作工具及基本步骤基因工程的操作工具及基本步骤 1.1.基因工程操作工具基因工程操作工具(1)(1)限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶( (简称简称限制酶限制酶):):分布分布: :主要在主要在微生物微生物体内。体内。特性特性: :一种限制酶一种限制酶只只能识别一种特定的核苷酸序列能识别一种特定的核苷酸序列, ,并在并在特定特定的切点上切割的切点上切割DNADNA分子。分子。P132实例实例:EcoR:EcoR限制酶能专一识别限制酶能专一识别GAATTCGAATTC序列序列, ,并在并在G G和和A A之间将之间将这段序列切开。这段序列切开。切割结果切割结果: :产生两个带有产生两个带有黏性黏性
11、末端的末端的DNADNA片段。片段。作用作用: :基因工程中重要的切割工具基因工程中重要的切割工具, ,能将外来的能将外来的DNADNA切断切断, ,对自对自己的己的DNADNA无损害。无损害。P132(2)DNA(2)DNA连接酶连接酶: :催化对象催化对象: :两个两个具有具有相同相同黏性末端的黏性末端的DNADNA片段片段。催化位置催化位置: :脱氧核糖与磷酸之间的缺口。脱氧核糖与磷酸之间的缺口。催化结果催化结果: :形成重组形成重组DNADNA。P132(3)(3)常用的运载体常用的运载体质粒质粒: :本质本质: :小型环状小型环状DNADNA分子。分子。作用作用: :a.a.作为作为
12、运载工具运载工具, ,将目的基因运送到受体细胞中去将目的基因运送到受体细胞中去; ;b.b.用它在受体细胞内对目的基因进行大量用它在受体细胞内对目的基因进行大量复制复制。条件条件: :a.a.能在受体细胞内稳定保存并大量复制能在受体细胞内稳定保存并大量复制; ;b.b.有多个限制酶切点有多个限制酶切点; ;c.c.有标记基因。有标记基因。P1322.2.对基因工程步骤的五点说明对基因工程步骤的五点说明(1)(1)限制酶和限制酶和DNADNA连接酶的作用部位都是脱氧核苷酸之间的磷酸连接酶的作用部位都是脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键二酯键, ,只是前者切开只是前者切开, ,后者连接。后者连接。(2)(
13、2)要想从要想从DNADNA上切下某个基因上切下某个基因, ,应切应切2 2个切口个切口, ,产生产生4 4个黏性末端。个黏性末端。(3)(3)获取目的基因、切割运载体需要用同一种限制酶获取目的基因、切割运载体需要用同一种限制酶, ,目的是产目的是产生相同的黏性末端。生相同的黏性末端。(4)(4)将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞, ,没有涉及碱基互补配对。没有涉及碱基互补配对。(5)(5)动物一般用动物一般用受精卵受精卵作为受体细胞作为受体细胞; ;植物一般用植物一般用体细胞体细胞作为受作为受体细胞体细胞, ,再通过植物组织培养方式形成新个体再通过植物组织培养方式形成新个体; ;微
14、生物常用微生物常用不致不致病病的大肠杆菌作为受体细胞。的大肠杆菌作为受体细胞。P133【拓展延伸】【拓展延伸】与与DNADNA有关酶的作用有关酶的作用(1)DNA(1)DNA酶酶: :即即DNADNA水解酶水解酶, ,可以将可以将DNADNA水解成脱氧核苷酸。水解成脱氧核苷酸。(2)DNA(2)DNA聚合酶聚合酶: :在在DNADNA复制的过程中复制的过程中, ,连接单个游离的脱氧核苷连接单个游离的脱氧核苷酸到酸到DNADNA片段上片段上, ,需要模板。需要模板。(3)DNA(3)DNA连接酶连接酶: :连接两个连接两个DNADNA片段片段, ,形成磷酸二酯键形成磷酸二酯键, ,不需要模板。不
15、需要模板。(4)(4)解旋酶解旋酶: :在在DNADNA复制时复制时, ,破坏氢键破坏氢键, ,使使DNADNA双链打开。双链打开。(5)(5)限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶: :破坏脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键。破坏脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键。P133(1)(1)图中基因工程的基本过程可以概括为图中基因工程的基本过程可以概括为“四步曲四步曲”: :(2)(2)能否利用人的皮肤细胞来完成能否利用人的皮肤细胞来完成过程过程? ?, ,为什么为什么? ?。(3)(3)过程过程必需的酶是必需的酶是 酶酶, ,过程过程必需的酶是必需的酶是酶。酶。【典例【典例2】提取目的基因目的基因与运载体结合提取目的
16、基因目的基因与运载体结合将目的基因导入受体细胞目的基因的检测与鉴定将目的基因导入受体细胞目的基因的检测与鉴定不能不能皮肤细胞中的胰岛素基因未表达皮肤细胞中的胰岛素基因未表达(或未转录或未转录),不能形成胰岛素不能形成胰岛素mRNA逆转录逆转录解旋解旋P133(4)(4)若若A A中共有中共有a a个碱基对个碱基对, ,其中鸟嘌呤有其中鸟嘌呤有b b个个, ,若若过程连续过程连续进行进行4 4次次, ,至少需提供胸腺嘧啶至少需提供胸腺嘧啶 个。个。(5)(5)在利用在利用A A、B B获得获得C C的过程中的过程中, ,常用常用 切切割割A A和和B,B,使它们产生使它们产生 , ,再加入再加入
17、, ,才可形成才可形成C C。15(a-b)同一种限制性核酸内切酶同一种限制性核酸内切酶相同的黏性末端相同的黏性末端DNA连接酶连接酶P133【互动探究】【互动探究】(1)(1)图中图中是什么过程是什么过程? ?提示提示: :DNADNA分子扩增分子扩增, ,获得大量目的基因。获得大量目的基因。(2)(2)图中从大肠杆菌获得的图中从大肠杆菌获得的B B结构结构, ,其作用是什么其作用是什么? ?提示提示: :B B是质粒是质粒, ,作为运载体作为运载体, ,其作用是与目的基因结合其作用是与目的基因结合, ,将目的将目的基因导入受体细胞。基因导入受体细胞。P133【变式训练】【变式训练】(201
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