6-2基因工程.pptx
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1、杂交育种杂交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处理理原原理理优优点点缺缺点点辐射、射线辐射、射线化学药剂化学药剂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基因重组基因重组基因突变基因突变染色体数目变异染色体数目变异可以集中两可以集中两 个亲体的优个亲体的优 良性状良性状育种年限缩育种年限缩 短,改良某短,改良某 些性状些性状果大,茎果大,茎秆秆 粗,营粗,营养物养物 丰富丰富育种时间长育种时间长有利有利变异少变异少,需要大量处需要大量处理理实验材料实验材料花药离体培养,花药离体培养,再人工诱导使染再人工诱导使染色体数目加倍色体数目加倍,育种年限育种年限
2、短,可得短,可得纯合子纯合子发育延迟发育延迟,结实率低结实率低技术复杂技术复杂杂交杂交自交自交选优选优自自交交 下图是用某种作物的两个品种下图是用某种作物的两个品种和和分别培育出分别培育出 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)用和和培育培育所采用的所采用的D和和F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 。(2)用)用培育培育所采用的所采用的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)用培育培育所采用的所采用
3、的G步骤是步骤是 其遗传学原理是其遗传学原理是 。H杂交杂交自交自交基因重组基因重组花药离体培养花药离体培养秋水仙素秋水仙素处理幼苗处理幼苗染色体变异染色体变异.秋水仙素秋水仙素 处理幼苗处理幼苗染色体变异染色体变异 .1.可获得无子西瓜、青霉素高产菌株、矮可获得无子西瓜、青霉素高产菌株、矮秆抗病小麦的方法分别是()。秆抗病小麦的方法分别是()。诱变育种诱变育种杂交育种杂交育种单倍体育种单倍体育种多倍体育种多倍体育种A.B.C.D.2.用杂合子种子尽快获得纯合子植株的方法是()。用杂合子种子尽快获得纯合子植株的方法是()。A.种植种植F2选不分离者选不分离者纯合子纯合子B.种植种植秋水仙素处理
4、秋水仙素处理纯合子纯合子C.种植种植花药离体培养花药离体培养单倍体幼苗单倍体幼苗秋水仙素处理秋水仙素处理纯合子纯合子D.种植种植秋水仙素处理秋水仙素处理花药离体培养花药离体培养纯合子纯合子3.在育种上既要得到更多的变异,又要使在育种上既要得到更多的变异,又要使后代的变异性状较快地稳定,最好应该采用后代的变异性状较快地稳定,最好应该采用A.单倍体育种单倍体育种B.多倍体育种多倍体育种C.杂交育杂交育D.诱变育种诱变育种 袁隆平(杂交水稻专家)袁隆平(杂交水稻专家)2000年国家最高科学技术奖;年国家最高科学技术奖;2004年十大感动中国人物之一。年十大感动中国人物之一。产量:4500kg/hm2
5、7500kg/hm2杂种优势杂种优势:指基因型不同的亲本个相互杂指基因型不同的亲本个相互杂交产生的杂种第一代,在多种性状上优交产生的杂种第一代,在多种性状上优于两个亲本的现象于两个亲本的现象杂种优势杂种优势:生产上利用杂种优势可以大幅生产上利用杂种优势可以大幅度地提高产量。例如,杂交高梁比纯系度地提高产量。例如,杂交高梁比纯系高梁增产高梁增产30%-50%30%-50%,杂交水稻比纯系水,杂交水稻比纯系水稻增产稻增产20%20%左右。左右。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法抗病等性状,科学工作者往往要采取
6、多种育种方法来培育符合农民要求的新品种,请根据下面提供的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: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
7、类型)的几率(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)(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。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 非生物材料:非生物材料:根据需要自选根据需要自选方案方案1 1:(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: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)预
8、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。杂交育种杂交育种生物材料: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
9、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2 2:(1 1)育种名称:)育种名称:单倍体单倍体育种育种(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
10、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。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3 3:(1 1)育种名称:)育种名称:诱变诱变育种育种(2 2)
11、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,选择早熟的水稻,并纯化。将处理
12、的水稻种植下去,进行观察,选择早熟的水稻,并纯化。育种技术的不断完善与发展的动力和原育种技术的不断完善与发展的动力和原因是超越已有技术的局限性。育种学因是超越已有技术的局限性。育种学家将如何突破家将如何突破“不能实行不能实行种间种间的基因的基因交流交流”这一育种技术的局限呢?这一育种技术的局限呢?选择育种选择育种杂交育种杂交育种诱变育种诱变育种特点:在自然产生的变异中选择特点:在自然产生的变异中选择局限:不能把位于两个品种的优良性局限:不能把位于两个品种的优良性 状集于一身状集于一身主要优点:有目的地把位于两个品种主要优点:有目的地把位于两个品种 的优良性状集于一身的优良性状集于一身局限:不能
13、产生新的基因局限:不能产生新的基因主要优点:能产生主要优点:能产生新基因新基因局限:该方法具有一定的盲目性局限:该方法具有一定的盲目性均不能实行种间的基因交流均不能实行种间的基因交流基因工程及其应用基因工程及其应用家蚕能够吐出蚕丝为人类利用家蚕能够吐出蚕丝为人类利用能否让细菌能否让细菌“吐出吐出”蚕丝?蚕丝?设想设想目的基因目的基因供体细胞供体细胞受体细胞受体细胞获得新性状获得新性状又叫做基因拼接技术或又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。通俗的说,重组技术。通俗的说,就是按照人们的意愿,把一种生物的就是按照人们的意愿,把一种生物的提提取出来,加以取出来,加以,然后放到,然后放到的细的细胞里,胞
14、里,定向定向地改造生物的地改造生物的。某种基因某种基因修饰改造修饰改造另一种生物另一种生物遗传性状遗传性状基因工程:基因工程:原原 理理:操作水平操作水平:意意义义:基因重组基因重组DNADNA分子水平分子水平按人的意愿在分子水平上按人的意愿在分子水平上定向改造定向改造生物体生物体。目的基因是人们所目的基因是人们所需要转移需要转移或或改造改造的基因。的基因。操作环境操作环境:生物体外生物体外磷酸二酯键磷酸二酯键?1.1.基因的基因的“剪刀剪刀”限制性核酸内切酶(限制酶)限制性核酸内切酶(限制酶)一种限制酶只一种限制酶只能能识别一种特定的核识别一种特定的核苷酸序列苷酸序列,并在,并在特定特定的切
15、点的切点上切割上切割DNADNA分分子中子中磷酸磷酸与与脱氧核糖脱氧核糖之间的之间的磷酸二酯键磷酸二酯键。磷酸二磷酸二酯键酯键专一性专一性黏性末端:带有短单链的切口。黏性末端:带有短单链的切口。特性:特性:具有高度的具有高度的专一性专一性。例如:从大肠杆菌中分离的。例如:从大肠杆菌中分离的EcoRIEcoRI酶能专一性的识别酶能专一性的识别GAATTCGAATTC序列,并能于序列,并能于G AG A之之间切开磷酸二酯键间切开磷酸二酯键不同的不同的DNADNA分子被同一种限制酶切得的切口有何规律?分子被同一种限制酶切得的切口有何规律?1.1.基因的基因的“剪刀剪刀”限制性核酸内切酶(限制酶)限制
16、性核酸内切酶(限制酶)相同、互补相同、互补、基因的针线、基因的针线DNADNA连接酶连接酶作用作用:能将互补的黏性末端连接,在磷酸与脱氧核糖之间形能将互补的黏性末端连接,在磷酸与脱氧核糖之间形成成磷酸二酯键磷酸二酯键(而非氢键而非氢键)。使之成为一个使之成为一个DNA分子。分子。思思考:被不同限制酶剪切所得的考:被不同限制酶剪切所得的DNA片断是否能被片断是否能被DNA连接酶连接?为什么?连接酶连接?为什么?特性特性:只有:只有同一种限制酶同一种限制酶切得的黏性末端才能相连接。切得的黏性末端才能相连接。、基因的针线、基因的针线DNADNA连接酶连接酶基因的针线:基因的针线:DNA连接酶连接酶G
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