从杂交育种到基因工程用

从杂交育种到基因工程用第1页/共39页

小麦高秆（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小麦（DDTT）和矮秆不抗锈病的小麦（ddtt），如果你是袁隆平，怎样才能得到矮秆抗病的优良品种（ddTT）？锈病第2页/共38页第2页/共39页小麦

DDTT×ddtt亲本杂交↓F1DdTt种植F1代，自交

↓×

F2D_T_，D_tt，ddT_，ddtt种植F2代，(选矮秆、抗病ddT_），

继续自交，期望下代获得纯合体p第3页/共38页第3页/共39页试一试：动物的杂交育种方法假设现有长毛立耳猫（BBEE）和短毛折耳猫（bbee），你能否培育出能稳定遗传的长毛折耳猫（BBee）？写出育种方案（图解）长毛折耳猫短毛折耳猫长毛立耳猫第4页/共38页第4页/共39页长毛立耳短毛折耳BBEEbbee长毛立耳BbEe长毛立耳BbEe长立长折短立短折BbeeBBeeBBeeBbeebbeebbee长折短折长折长折短折杂交F1间交配选优测交ＰＦ１Ｆ２F3长折短折思考：要培育出一个能稳定遗传的动物品种至少要几年？第5页/共38页第5页/共39页1.杂交育种(1)含义：将_______________的优良性状通过交配集中在一起，再经过___________，获得新品种的方法。(2)育种原理：_________。(3)方法：杂交→_____→选种→自交。(4)特点：两个或多个品种选择和培育基因重组自交①操作简便;②育种时间长。第6页/共38页第6页/共39页

从杂交育种的过程来看，杂交育种的缺陷是什么？可用什么方法来加以克服？

不足之处是新类型的个体中还含有一定比例的杂合子，需用其不断地进行自交、选择，所需时间很长。可用单倍体育种的方法加以克服。第7页/共38页第7页/共39页PAABBaabb×F1AaBbAB、Ab、aB、ab配子花药离体培养可得到基因型为AB、Ab、aB、ab这四种单倍体植株人工诱导染色体加倍就可得到基因型为AAbb这种纯合子的二倍体植株第8页/共38页第8页/共39页1.(双选)用纯种的高秆(D)抗锈病(T)小麦与矮秆(d)易染锈病(t)小麦培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法如下，下列有关此育种方法的叙述中，正确的是()高秆抗锈病×矮秆易染锈病F1雄配子幼苗选出符合生产要求的品种A.过程①的作用原理为基因重组B.过程③必须经过受精作用C.过程④必须使用生长素处理幼苗D.此育种方法可选出符合生产要求的品种占1/4①②③④AD第9页/共38页第9页/共39页2、单倍体育种(1)育种原理：_________。(2)方法：先通过

获得单倍体，再用

处理。

(3)特点：染色体变异①子代均为纯合子，明显缩短育种年限;②技术复杂，需与杂交育种配合。秋水仙素花药离体培养第10页/共38页第10页/共39页3.多倍体育种(1)育种原理：___

___。(2)方法：(3)特点：染色体变异①器官大，提高营养物质含量；②发育延迟，结实率低。用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗第11页/共38页第11页/共39页思考与讨论：

杂交育种的原理是什么？能否有新的基因和新的性状产生？如果培育出新的性状，应该采用什么育种方法？

杂交育种的原理是基因重组，产生新的基因型，使性状重新组合，而不能产生新的基因和新的性状。

如果要培育出新的性状，可采用一定的措施来诱导基因突变，培育新的品种。第12页/共38页第12页/共39页诱变育种

利用物理因素（x射线、γ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。

诱变育种可以提高突变频率，在较短的时间内获得更多的优良变异类型。

如“黑农5号”的大豆（产量提高16%，含油量增加2.5%）；青霉菌的代谢产物——青霉素（20单位提高到50000~60000单位/ml）第13页/共38页第13页/共39页4.诱变育种(1)含义：利用物理因素或化学因素来处理生物，使生物发生_________。(2)育种原理：_________。(3)方法：辐射、激光、空间诱变等

(4)特点：基因突变基因突变①加快育种进程，大幅度改良某些性状②有利变异少，需大量处理材料第14页/共38页第14页/共39页1.诱变育种时突变的个体中有害个体多于有利个体。()2.杂交育种和诱变育种都能产生前所未有的新基因，创造变异新类型。()√×【思维判断】3.杂合子品种的种子只能种一年，需要年年制种。()√第15页/共38页第15页/共39页5、基因工程育种

基因工程是指按照人们的意愿，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。所以基因工程又称基因拼接技术或DNA重组技术。

基因工程可在不同种生物之间进行（传统的育种方法只能在同种生物中进行），可按照人们的意愿直接定向地改变生物，培育出新品种。第16页/共38页第16页/共39页1.工具之一：基因的“剪刀”

——限制酶

基因剪刀指的是限制性核酸内切酶（简称限制酶）。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。如大肠杆菌中有一种限制酶，能够专一识别GAATTC的序列，并在G和A之间将其切开。GAATTCCTTAAGAATTC

GGCTTAA高考总复习·生物第17页/共38页第17页/共39页1.工具之二：基因的“针线”

——DNA连接酶

两种来源不同的DNA用同种限制酶切割后，末端可以相互黏合，但这种黏合只能使互补的碱基连接起来，脱氧核苷酸之间的连接，则需要靠DNA连接酶来“缝合”，这种DNA连接酶就称“基因的针线”。GCTTAAAATTCGAATTCGDNA连接酶DNA连接酶高考总复习·生物第18页/共38页第18页/共39页1.工具之三：基因的运载体

“基因的运载体”指的是将外源基因送入到受体细胞的一种运输工具。目前常用的运载体有：质粒（存在于细菌、酵母菌等细胞中，是一种能自我复制的很小的环状DNA分子）、噬菌体和动植物病毒。质粒DNA大肠杆菌细胞抗生素抗性基因高考总复习·生物第19页/共38页第19页/共39页2.基因工程的操作步骤第一步

提取目的基因和运载体第二步

目的基因与运载体结合第三步

将目的基因导入受体细胞

检测目的基因的表达情况

第四步细菌细胞质粒DNA用限制酶切断DNA用连接酶连接目的基因将重组DNA导入受体细胞增殖目的基因的产物高考总复习·生物第20页/共38页第20页/共39页

四、基因工程的应用1.基因工程与作物育种2.基因工程与药物研制3.基因工程与环境保护阅读教材104~105的“基因工程的应用”五、转基因生物和转基因食品的安全性

阅读教材105~106的“转基因生物和转基因食品的安全性”高考总复习·生物第21页/共38页第21页/共39页

小结

基因工程是指按照人们的意愿，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。第一步提取目的基因和运载体第二步目的基因与运载体结合第三步将目的基因导入受体细胞

检测目的基因的表达情况第四步基因工程的操作过程第22页/共38页第22页/共39页【考点】五种遗传育种的方法比较原理常用方式优点缺点举例杂交育种基因重组杂交↓自交↓选种↓自交①使不同个体优良性状集中在一个个体上;②操作简便①育种时间长;②局限于亲缘关系较近的个体矮秆抗病小麦第23页/共38页第23页/共39页原理常用方式优点缺点举例诱变育种单倍体育种基因突变染色体变异辐射、激光、空间诱变等花药离体培养,用秋水仙素处理提高变异频率,加速育种进程,大幅度改良性状①明显缩短育种年限;②子代均为纯合子有很大盲目性,有利变异少,需大量处理实验材料青霉素高产菌株单倍体育种获得矮秆抗病小麦技术复杂,需与杂交育种配合【考点】五种遗传育种的方法比较第24页/共38页第24页/共39页原理常用方式优点缺点举例多倍体育种基因工程育种染色体变异基因重组用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗将一种生物的特定基因转移到另一种生物细胞中器官大,提高营养物质含量打破物种界限,定向改造生物的遗传性状只适用于植物,发育延迟,结实率低三倍体无子西瓜转基因抗虫棉的培育技术复杂,生态安全问题较多【考点】五种遗传育种方式的比较第25页/共38页第25页/共39页根据育种目的选择育种方式

(1)集中不同亲本的优良性状，可利用

。

(2)集中优良性状，又缩短育种年限，可运用

。

(3)提高变异频率，“改良”或“改造”或直接改变现有性状，获得当前不存在的基因或性状，可运用

。

(4)获得较大果实或大型植株或提高营养物质含量，可运用

｡

(5)实现定向改变现有性状，可运用

｡

基因工程育种单倍体育种诱变育种多倍体育种杂交育种第26页/共38页第26页/共39页2.与杂交育种、单倍体育种、多倍体育种和基因工程育种相比，尽管人工诱变育种具有很大的盲目性，但是该育种方法的独特之处是()A.可以将不同品种的优良性状集中到一个品种上B.育种周期短，加快育种的进程C.改变基因结构，创造前所未有的性状类型D.能够明显缩短育种年限，后代性状稳定快C第27页/共38页第27页/共39页3、飞鹰太空育种基地占地约800亩，游客到现场可以参观难得一见的垒球大的西红柿、篮球大的太空茄子等。下列哪些品种培育所依据的原理和上述作物类似()A.人工栽培选育出矮秆抗锈病的小麦品种B.用一定浓度的生长素处理番茄雌蕊柱头获得无子番茄C.用X射线照射青霉菌使青霉素的产量提高D.用一定浓度的秋水仙素处理，获得八倍体小黑麦C第28页/共38页第28页/共39页4、育种的方法有杂交育种、单倍体育种、诱变育种、多倍体育种、基因工程育种等，下面对这五种育种方式的说法正确的是()A.涉及的原理有基因突变、基因重组、染色体变异B.都不可能产生定向的可遗传变异C.都在细胞水平上进行操作D.都不能通过产生新基因而产生新性状A第29页/共38页第29页/共39页高考总复习·生物第30页/共38页第30页/共39页考查几种育种方法现有黑色短毛兔和白色长毛兔，要育出黑色长毛兔。理论上可采用的技术是（）①杂交育种②基因工程③诱变育种④克隆技术

A．①②④B．②③④

C．①③④D．①②③D第31页/共38页第31页/共39页育种技术的应用高考总复习·生物在现代发酵工程中，利用下列哪一项技术，能有目的地改造原有的菌种并且提高其产量（）

A．细胞融合 B．诱变育种

C．克隆 D．DNA重组技术D第32页/共38页第32页/共39页高考总复习·生物基因工程的原理（2009届·深圳市模考）下列关于基因工程的叙述，正确的是（）A．基因工程经常以抗菌素抗性基因为目的的基因B．细菌质粒是基因工程常用的运载体C．通常用一种限制性内切酶处理含目的基因的DNA，用另一种处理运载体DNAD．为育成抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体B第33页/共38页第33页/共39页基因工程操作的基本步骤正确表示基因操作“四步曲”的是（）A.提取目的基因→目的基因导入受体细胞→目的基因与运载体的结合→目的基因的检测和表达B.目的基因的检测和表达→提取目的基因→目的基因与运载体结合→目的基因导入受体细胞C.提取目的基因→目的基因与运载体结合→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测和表达D.目的基因与运载体结合→提取目的基因→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测和表达C第34页/共38页第34页/共39页高考总复习·生物课堂练习

1.属于分子水平上的育种工作的是（）

A.辐射育种B.杂交育种

C.单倍体育种D.多倍体育种A

2.将植物的种子随飞船带入太空，返回地面种植，往往能得到新的变异特性。这种变异的来源主要是植物种子经太空中的_________辐射后所发生的变异。现在把这种育种方式称为_________。试说出这种育种方式的优点宇宙射线诱变育种提高基因突变的频率，加快育种的进程。第35页/共38页第35页/共39页3.下列实例所依据的原理分别是（）①我国著名育种专家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻品种②二倍体植株的花药离体培养，并用秋水仙素处理，使之成为纯合子③乘宇宙飞船上过太空的辣椒种子结出的果实较平常的大