2018版高中生物第2章生物科學(xué)與農(nóng)業(yè)2.2現(xiàn)代生物技術(shù)在育種上的應(yīng)用課件新人教版.pptx

1、第2節(jié)現(xiàn)代生物技術(shù)在育種上的應(yīng)用,課程目標(biāo)導(dǎo)航,1.描述轉(zhuǎn)基因技術(shù)育種和細(xì)胞雜交育種等現(xiàn)代育種技術(shù)。 2.列舉現(xiàn)代育種技術(shù)在實(shí)踐中應(yīng)用的實(shí)例，探討其前景。 3.關(guān)注轉(zhuǎn)基因生物及其產(chǎn)品引發(fā)的社會(huì)問(wèn)題。,知識(shí)點(diǎn)1轉(zhuǎn)基因技術(shù),知識(shí)梳理,1.轉(zhuǎn)基因技術(shù)育種,(1)概念 轉(zhuǎn)基因技術(shù)是指按照人們的意愿，把一種生物的某個(gè) 克隆出來(lái)，加以和，再轉(zhuǎn)移到 生物的細(xì)胞里，從而地改造生物的遺傳性狀。 (2)內(nèi)容 的制備和目的基因?qū)氲倪^(guò)程。,基因,修飾,改造,另一種,定向,目的基因,受體細(xì)胞,(3)操作流程 基因分離目的基因目的基因與結(jié)合目的基因?qū)朕D(zhuǎn)化組織或細(xì)胞植株再生與未轉(zhuǎn)化的植株篩選植株移苗入土選優(yōu)。,載體,受

2、體細(xì)胞,轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)基因,2.轉(zhuǎn)基因植物的實(shí)例,(1)1983年第一例轉(zhuǎn)基因植物轉(zhuǎn)基因。 (2)轉(zhuǎn)基因番茄。 (3)轉(zhuǎn)基因作物：轉(zhuǎn)抗蟲(chóng)棉、抗蟲(chóng)玉米、抗蟲(chóng)楊樹(shù)和抗蟲(chóng)甘藍(lán)，轉(zhuǎn)植物抑制劑基因、轉(zhuǎn)外源凝集素基因的轉(zhuǎn)基因水稻、轉(zhuǎn)基因棉。 (4)抗作物：抗除草劑玉米、油菜、大豆、棉等。,煙草,耐貯藏,抗蟲(chóng),Bt基因,蛋白酶,除草劑,3.轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的實(shí)例,(1)1982年美國(guó)科學(xué)家將大鼠的注射到小白鼠的受精卵中，獲得第一只轉(zhuǎn)基因“超級(jí)小鼠”。 (2)動(dòng)物轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用：提高產(chǎn)仔數(shù)或產(chǎn)蛋數(shù)；提高 能力；研制乳腺；提高動(dòng)物生長(zhǎng)速率；改善肉的品質(zhì)。,生長(zhǎng)激素基因,抗病,生物反應(yīng)器,活學(xué)活用,1.以下有關(guān)基因工程的敘

3、述中錯(cuò)誤的是(),A.馬鈴薯的葉肉細(xì)胞可用做受體細(xì)胞 B.目的基因的成功導(dǎo)入是目的基因在受體細(xì)胞中表達(dá)的前提 C.采用“基因文庫(kù)法”獲得目的基因是最常用的獲得目的基因的方法 D.一般采用同一種限制酶分別處理質(zhì)粒和含目的基因的DNA 解析基因文庫(kù)法是獲取目的基因的常用方法之一，常用方法還有PCR技術(shù)和化學(xué)方法人工合成等。具體用哪一種方法，需根據(jù)目的基因的特點(diǎn)等綜合考慮，如核苷酸序列已知的較小的基因，可用化學(xué)方法直接人工合成。 答案C,2.番茄在運(yùn)輸和貯藏過(guò)程中常會(huì)出現(xiàn)由于過(guò)早成熟而腐爛變質(zhì)的現(xiàn)象。應(yīng)用基因工程技術(shù)，通過(guò)抑制某種促進(jìn)果實(shí)成熟激素的合成，可使番茄貯藏時(shí)間延長(zhǎng)，培育成耐貯藏的番茄新品種

4、。請(qǐng)回答：,(1)在培育轉(zhuǎn)基因番茄的操作中，所用的基因的“剪刀”是_，基因的“針線(xiàn)”是_，基因的“運(yùn)輸工具”是_。 (2)與雜交育種、誘變育種相比，通過(guò)基因工程來(lái)培育新品種的主要優(yōu)點(diǎn)是_、_、_。,解析本題重點(diǎn)考查轉(zhuǎn)基因技術(shù)在育種過(guò)程中的應(yīng)用，同時(shí)考查了轉(zhuǎn)基因技術(shù)的操作工具及優(yōu)點(diǎn)。在培育轉(zhuǎn)基因作物的過(guò)程中，需要用同一種限制性核酸內(nèi)切酶在目的基因和載體DNA的特定位點(diǎn)上切割，使兩者產(chǎn)生相同的黏性末端，然后再用DNA連接酶將目的基因和載體連在一起，由載體將目的基因轉(zhuǎn)入到受體細(xì)胞中。 答案(1)限制性核酸內(nèi)切酶DNA連接酶載體(2)目的性強(qiáng)性狀穩(wěn)定快克服了種間基因不能交流的限制,歸納總結(jié),1.轉(zhuǎn)基因

5、技術(shù)的定義,轉(zhuǎn)基因技術(shù)是指按照人們的意愿，把一種生物的某個(gè)基因克隆出來(lái)，加以修飾和改造，再轉(zhuǎn)移到另一種生物的細(xì)胞里，從而定向地改造生物的遺傳性狀。 轉(zhuǎn)基因技術(shù)主要涉及兩個(gè)方面的內(nèi)容：目的基因的制備和目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的過(guò)程。,2.轉(zhuǎn)基因技術(shù)的主要步驟(如下圖所示),3.將目的基因?qū)氩煌荏w細(xì)胞的比較,知識(shí)點(diǎn)2細(xì)胞雜交育種,知識(shí)梳理,1.細(xì)胞雜交,指將同類(lèi)或不同類(lèi)生物體的或體細(xì)胞，在一定的物理或化學(xué)條件下進(jìn)行融合形成，再創(chuàng)造條件將培養(yǎng)成完整的雜種生物個(gè)體。,原生質(zhì)體,雜種細(xì)胞,雜種細(xì)胞,思考：糧食危機(jī)威脅著人類(lèi)的生存，你能想辦法培育如圖所示的馬鈴薯番茄植株嗎？ 提示：采用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)，

6、可以獲得地上結(jié)番茄、地下結(jié)馬鈴薯的植物，提高立體產(chǎn)量。,2.雜交過(guò)程,原生質(zhì)體,細(xì)胞壁,愈傷,雜種,3.獲得原生質(zhì)體 4.誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合,酶解法：植物細(xì)胞放在含有、 的無(wú)菌混合酶液中消化數(shù)小時(shí)，將細(xì)胞壁分解，得到原生質(zhì)體。 (1)過(guò)程：原生質(zhì)體融合包括融合細(xì)胞質(zhì)融合融合。 (2)方法 物理法：如、電刺激等。 化學(xué)法：聚乙二醇能夠使原生質(zhì)體緊密接觸，導(dǎo)致細(xì)胞膜融合。,纖維素酶,果膠酶,細(xì)胞膜,細(xì)胞核,振動(dòng),活學(xué)活用,下列關(guān)于動(dòng)物細(xì)胞融合和植物體細(xì)胞雜交的比較中，正確的是() A.誘導(dǎo)融合的方法完全相同 B.所用的技術(shù)手段完全相同 C.所采用的原理完全相同 D.都能形成雜種細(xì)胞,解析解答此題需從

7、以下幾方面入手分析：首先，兩種細(xì)胞工程技術(shù)中都要進(jìn)行細(xì)胞融合，融合的技術(shù)基本相同，但不能說(shuō)完全相同；第二，除動(dòng)物細(xì)胞的融合常用滅活的病毒作誘導(dǎo)劑外，其他誘導(dǎo)方法二者基本相同；第三，二者采用的原理基本相同，動(dòng)物細(xì)胞融合的原理是細(xì)胞膜的流動(dòng)性，最終形成的是雜種細(xì)胞，植物體細(xì)胞雜交的原理是細(xì)胞的全能性和細(xì)胞膜的流動(dòng)性，最終由雜種細(xì)胞形成雜種植株。 答案D,歸納總結(jié),1.植物體細(xì)胞雜交技術(shù),(1)定義 將不同種植物的體細(xì)胞，在一定條件下融合成雜種細(xì)胞，并把雜種細(xì)胞培育成新的植物體的技術(shù)。 (2)原理 細(xì)胞膜的流動(dòng)性、植物細(xì)胞的全能性。,(3)過(guò)程(如下圖所示),(4)誘導(dǎo)融合方法 物理方法：離心、振動(dòng)

8、、電刺激。 化學(xué)方法：聚乙二醇(PEG)。 (5)與植物體細(xì)胞雜交過(guò)程有關(guān)的幾個(gè)問(wèn)題 植物體細(xì)胞雜交是用兩個(gè)來(lái)自于不同植物的體細(xì)胞融合成一個(gè)雜種細(xì)胞，并把雜種細(xì)胞培育成新植株的方法。由此可以看出，植物體細(xì)胞雜交包括植物細(xì)胞融合和植物組織培養(yǎng)兩方面。其生殖方式為無(wú)性生殖。 植物體細(xì)胞融合的實(shí)質(zhì)是不同植物體細(xì)胞的原生質(zhì)體相融合。,植物體細(xì)胞融合的障礙是細(xì)胞外的細(xì)胞壁，可用纖維素酶和果膠酶將細(xì)胞壁分解掉。 形成融合細(xì)胞的類(lèi)型：體細(xì)胞融合成功以后，既有AB型雜種細(xì)胞，又能形成AA型和BB型兩種融合細(xì)胞，但只有AB型細(xì)胞是植物體細(xì)胞雜交所形成的雜種細(xì)胞，因此在雜種細(xì)胞形成后還應(yīng)有一個(gè)篩選過(guò)程。 植物體細(xì)

9、胞雜交育種的優(yōu)點(diǎn)和局限性 優(yōu)點(diǎn)：植物體細(xì)胞雜交的最大突破是克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的種間或?qū)匍g障礙。 局限性：由于目前仍有許多理論和技術(shù)問(wèn)題沒(méi)有解決，不能讓雜種植株按照人們的需要表現(xiàn)出親代的優(yōu)良性狀。,2.動(dòng)物細(xì)胞雜交,(1)含義 動(dòng)物細(xì)胞融合也稱(chēng)細(xì)胞雜交，是指兩個(gè)或多個(gè)動(dòng)物細(xì)胞結(jié)合形成一個(gè)細(xì)胞的過(guò)程。融合后形成的具有原來(lái)兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞遺傳信息的單核細(xì)胞，稱(chēng)為雜交細(xì)胞。 (2)原理 細(xì)胞膜的流動(dòng)性。 (3)動(dòng)物細(xì)胞融合的過(guò)程,(4)誘導(dǎo)融合的方法 物理法：離心、振動(dòng)、電刺激。 化學(xué)法：聚乙二醇(PEG)。 生物法：滅活的病毒(動(dòng)物細(xì)胞融合特有的促融劑)，滅活是指用物理或化學(xué)手段使病毒或細(xì)菌失去感染

10、能力，但是并不破壞這些病原體的抗原結(jié)構(gòu)。 (5)應(yīng)用 動(dòng)物細(xì)胞融合最重要的用途是制備單克隆抗體。迄今為止，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了人鼠、人猴、人蛙等種間個(gè)體的細(xì)胞雜交，獲得雜交細(xì)胞，但尚未獲得雜種動(dòng)物。,3.植物體細(xì)胞雜交和動(dòng)物細(xì)胞雜交的比較(見(jiàn)下表),4.生物育種技術(shù)比較,知識(shí)點(diǎn)3乳腺生物反應(yīng)器,知識(shí)梳理,1.優(yōu)點(diǎn),高；好；低； 易提取。,產(chǎn)量,質(zhì)量,成本,2.操作過(guò)程,用技術(shù)實(shí)現(xiàn)動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器的操作過(guò)程與轉(zhuǎn)基因動(dòng)物操作過(guò)程相同。為了將目標(biāo)產(chǎn)品在奶中形成，需要使用乳腺組織中特異表達(dá)的，要在編碼目的的基因序列前加上乳腺組織中特異表達(dá)的啟動(dòng)子構(gòu)建成。操作過(guò)程大致歸納為：獲取(例如血清白蛋白基因)構(gòu)建基因(在血清白蛋白基因前加特異表達(dá)的啟動(dòng)子)導(dǎo)入哺乳動(dòng)物受精卵中形成胚胎將胚胎送入母體發(fā)育成(只有在產(chǎn)下的雌性個(gè)體中，轉(zhuǎn)入的基因才能表達(dá))。,基因工程,啟動(dòng)子,蛋白質(zhì),表達(dá)載體,目的基因,表達(dá)載體,顯微注射,轉(zhuǎn)基因動(dòng)物,3.缺點(diǎn) 4.成果,只能是雌性個(gè)體在時(shí)才能應(yīng)用。 已在乳