高中生物 第一章 第2節(jié)生物科學(xué)技術(shù)在育種上的應(yīng)用課件 北師大版選修2

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1、 第2節(jié) 生物科學(xué)技術(shù)在育種上的應(yīng)用學(xué)習(xí)導(dǎo)航學(xué)習(xí)導(dǎo)航1.簡述多倍體育種的方法及成果。簡述多倍體育種的方法及成果。重點(diǎn)重點(diǎn)2.說出轉(zhuǎn)基因植物和轉(zhuǎn)基因動(dòng)物育種的方法說出轉(zhuǎn)基因植物和轉(zhuǎn)基因動(dòng)物育種的方法及存在的問題。及存在的問題。重、難點(diǎn)重、難點(diǎn)新知初探新知初探思維啟動(dòng)思維啟動(dòng)一、多倍體育種一、多倍體育種1.多倍體育種技術(shù)多倍體育種技術(shù)(1)多倍體育種的概念：利用人工誘變或自多倍體育種的概念：利用人工誘變或自然變異，使生物細(xì)胞的然變異，使生物細(xì)胞的_加倍，加倍，從而獲得多倍體育種材料的選育新品種的技從而獲得多倍體育種材料的選育新品種的技術(shù)。術(shù)。染色體組染色體組(2)多倍體的概念：體細(xì)胞中含有多倍體的

2、概念：體細(xì)胞中含有_的生物。的生物。(3)多倍體的特點(diǎn)：對(duì)于植物來講，葉子、果多倍體的特點(diǎn)：對(duì)于植物來講，葉子、果實(shí)、花和種子的大小也隨著染色體組數(shù)的增實(shí)、花和種子的大小也隨著染色體組數(shù)的增加而加而_，生物體的一些生理生化功能，生物體的一些生理生化功能也隨之也隨之_，某些代謝物的產(chǎn)量比二，某些代謝物的產(chǎn)量比二倍體增多。倍體增多。3套或更多染色體組套或更多染色體組增大增大加強(qiáng)加強(qiáng)(4)誘導(dǎo)植物多倍體的方法誘導(dǎo)植物多倍體的方法物理物理化學(xué)化學(xué) 判一判判一判(1)只要生物體細(xì)胞中含有只要生物體細(xì)胞中含有3套或更多染色套或更多染色體組的就是多倍體。體組的就是多倍體。()(2)多倍體形成的原理是基因突變

3、。多倍體形成的原理是基因突變。()(3)多倍體的品種也會(huì)存在一些不足。多倍體的品種也會(huì)存在一些不足。() 2.多倍體育種的成果多倍體育種的成果(1)花卉：如人工培育的萱草、矮牽牛、金魚花卉：如人工培育的萱草、矮牽牛、金魚草、雞冠花等多倍體植物。草、雞冠花等多倍體植物。(2)藥材：如板藍(lán)根、黃芩等。藥材：如板藍(lán)根、黃芩等。(3)_ ：如八倍體小黑麥、甜玉米等。：如八倍體小黑麥、甜玉米等。(4)林果：如四倍體桑樹、刺槐等。林果：如四倍體桑樹、刺槐等。 作物作物 二、轉(zhuǎn)基因育種二、轉(zhuǎn)基因育種1.轉(zhuǎn)基因植物育種轉(zhuǎn)基因植物育種(1)轉(zhuǎn)基因技術(shù)的概念：借助轉(zhuǎn)基因技術(shù)的概念：借助_手手段，把目的基因?qū)肷?/p>

4、體段，把目的基因?qū)肷矬w_內(nèi)，內(nèi)，使目的基因在生物體內(nèi)得到表達(dá)。使目的基因在生物體內(nèi)得到表達(dá)。(2)常用的轉(zhuǎn)基因技術(shù)：包括常用的轉(zhuǎn)基因技術(shù)：包括_、農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化法、氯化鈣法、電擊農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化法、氯化鈣法、電擊法、聚乙二醇法、聚乙二醇(PEG)法、花粉管通道法等。法、花粉管通道法等。遺傳轉(zhuǎn)化遺傳轉(zhuǎn)化基因組基因組基因槍法基因槍法(3)取得的成就：取得的成就：科學(xué)家通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)克科學(xué)家通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)克服了雜交不育或不能雜交的障礙，使得生物服了雜交不育或不能雜交的障礙，使得生物界存在的抗病蟲害基因、優(yōu)良的品質(zhì)基因等界存在的抗病蟲害基因、優(yōu)良的品質(zhì)基因等可以通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)重組到植物染

5、色體上，可以通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)重組到植物染色體上，并使這些基因在植物體內(nèi)并使這些基因在植物體內(nèi)_和和_，從而培育出優(yōu)良的品種。，從而培育出優(yōu)良的品種。轉(zhuǎn)基因技術(shù)還為生產(chǎn)直接可食的轉(zhuǎn)基因技術(shù)還為生產(chǎn)直接可食的_提供了可能。提供了可能。 遺傳遺傳表達(dá)表達(dá)植物疫苗植物疫苗2.轉(zhuǎn)基因動(dòng)物育種轉(zhuǎn)基因動(dòng)物育種(1)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物技術(shù)的成功標(biāo)志：轉(zhuǎn)基因動(dòng)物技術(shù)的成功標(biāo)志：1982年第一年第一只轉(zhuǎn)基因只轉(zhuǎn)基因“超級(jí)小鼠超級(jí)小鼠”的誕生。的誕生。(2)成果：成果：1985年，科學(xué)家第一次成功地將年，科學(xué)家第一次成功地將人的人的_基因?qū)胴i的受精卵，基因?qū)胴i的受精卵，獲得了生長速度和飼料利用效率顯著提高的獲得了生長速度

6、和飼料利用效率顯著提高的轉(zhuǎn)基因豬。轉(zhuǎn)基因豬。生長激素生長激素1988年，將小鼠抗流感基因轉(zhuǎn)入了豬的體年，將小鼠抗流感基因轉(zhuǎn)入了豬的體內(nèi)，使轉(zhuǎn)基因豬增強(qiáng)了對(duì)內(nèi)，使轉(zhuǎn)基因豬增強(qiáng)了對(duì)_的抵的抵抗能力?？鼓芰Α＠美胈生產(chǎn)藥物已積累了一生產(chǎn)藥物已積累了一些成功經(jīng)驗(yàn)。些成功經(jīng)驗(yàn)。流感病毒流感病毒轉(zhuǎn)基因動(dòng)物轉(zhuǎn)基因動(dòng)物 想一想想一想轉(zhuǎn)基因動(dòng)物中的目的基因表達(dá)產(chǎn)物最容易從轉(zhuǎn)基因動(dòng)物中的目的基因表達(dá)產(chǎn)物最容易從動(dòng)物的哪種器官分泌物中提取？動(dòng)物的哪種器官分泌物中提??？【提示提示】乳腺。乳腺。3.轉(zhuǎn)基因育種存在的問題轉(zhuǎn)基因育種存在的問題外源基因添加到受體細(xì)胞染色體上后有可能外源基因添加到受體細(xì)胞染色體上后有可能_

7、；必須篩選大量的轉(zhuǎn)；必須篩選大量的轉(zhuǎn)基因植株，才能獲得遺傳穩(wěn)定、性狀良好的基因植株，才能獲得遺傳穩(wěn)定、性狀良好的轉(zhuǎn)基因植株；一些重要的農(nóng)藝性狀轉(zhuǎn)基因植株；一些重要的農(nóng)藝性狀(如豐產(chǎn)如豐產(chǎn)性、適應(yīng)性等性、適應(yīng)性等)往往由多基因控制，如果只把往往由多基因控制，如果只把某一個(gè)或兩個(gè)基因?qū)肷矬w，生物體的性某一個(gè)或兩個(gè)基因?qū)肷矬w，生物體的性狀不會(huì)得到根本改變。狀不會(huì)得到根本改變。破壞正常基因的表達(dá)破壞正?；虻谋磉_(dá)要點(diǎn)突破要點(diǎn)突破講練互動(dòng)講練互動(dòng) 要點(diǎn)一多倍體育種 1.自然成因2.人工誘導(dǎo)人工誘導(dǎo)(1)遵循的原理：人工誘導(dǎo)多倍體的形成，再遵循的原理：人工誘導(dǎo)多倍體的形成，再進(jìn)一步選育優(yōu)良的新品種

8、。進(jìn)一步選育優(yōu)良的新品種。(2)人工誘導(dǎo)多倍體的方法：人工誘導(dǎo)多倍體的方法： (3)典型實(shí)例3N無籽西瓜的培育(圖解如下)： 關(guān)于多倍體的敘述，正確的是關(guān)于多倍體的敘述，正確的是()A植物多倍體不能產(chǎn)生可育的配子植物多倍體不能產(chǎn)生可育的配子B八倍體小黑麥?zhǔn)怯没蚬こ碳夹g(shù)培育的八倍體小黑麥?zhǔn)怯没蚬こ碳夹g(shù)培育的新物種新物種C二倍體植株加倍為四倍體后，營養(yǎng)成分二倍體植株加倍為四倍體后，營養(yǎng)成分必然增加必然增加D多倍體在植物中比在動(dòng)物中更為常見多倍體在植物中比在動(dòng)物中更為常見【解析解析】香蕉三倍體不能產(chǎn)生可育的配子，香蕉三倍體不能產(chǎn)生可育的配子，而普通小麥六倍體及馬鈴薯四倍體能夠產(chǎn)生而普通小麥六倍體

9、及馬鈴薯四倍體能夠產(chǎn)生可育的配子；八倍體小黑麥?zhǔn)峭ㄟ^多倍體育可育的配子；八倍體小黑麥?zhǔn)峭ㄟ^多倍體育種方法培育的新物種；二倍體植株加倍為四種方法培育的新物種；二倍體植株加倍為四倍體后，營養(yǎng)物質(zhì)的含量有所增加，而成分倍體后，營養(yǎng)物質(zhì)的含量有所增加，而成分不變；多倍體在植物中很常見，在動(dòng)物中極不變；多倍體在植物中很常見，在動(dòng)物中極少見。故正確答案為少見。故正確答案為D?！敬鸢复鸢浮緿變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練以四倍體的西瓜植株為母本，以二倍體的植以四倍體的西瓜植株為母本，以二倍體的植株為父本，進(jìn)行雜交后株為父本，進(jìn)行雜交后()A能在四倍體的植株上結(jié)出四倍體的種子能在四倍體的植株上結(jié)出四倍體的種子B能在四倍體的

10、植株上結(jié)出三倍體的種子能在四倍體的植株上結(jié)出三倍體的種子C能在二倍體的植株上結(jié)出三倍體的種子能在二倍體的植株上結(jié)出三倍體的種子D能在二倍體的植株上結(jié)出四倍體的種子能在二倍體的植株上結(jié)出四倍體的種子解析：選解析：選B。母本要接受花粉，其產(chǎn)生的卵細(xì)。母本要接受花粉，其產(chǎn)生的卵細(xì)胞為胞為2個(gè)染色體組，父本提供的精子為個(gè)染色體組，父本提供的精子為1個(gè)染個(gè)染色體組，故能在四倍體植株上結(jié)出三倍體的色體組，故能在四倍體植株上結(jié)出三倍體的種子。種子。要點(diǎn)二要點(diǎn)二轉(zhuǎn)基因育種轉(zhuǎn)基因育種1.概念概念轉(zhuǎn)基因技術(shù)有目的地把一種生物的某個(gè)基因轉(zhuǎn)基因技術(shù)有目的地把一種生物的某個(gè)基因克隆出來，加以修飾和改造，再轉(zhuǎn)移到另一克隆

11、出來，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種生物的細(xì)胞里，從而定向地改造生物的遺傳性狀。傳性狀。 2.將目的基因?qū)氩煌荏w細(xì)胞的比較將目的基因?qū)氩煌荏w細(xì)胞的比較細(xì)胞細(xì)胞種類種類植物細(xì)胞植物細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞微生物細(xì)胞微生物細(xì)胞常用常用方法方法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法化法顯微注射法顯微注射法Ca2處理法處理法受體受體細(xì)胞細(xì)胞體細(xì)胞體細(xì)胞受精卵受精卵原核細(xì)胞原核細(xì)胞細(xì)胞細(xì)胞種類種類植物細(xì)胞植物細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞微生物細(xì)胞微生物細(xì)胞轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化過程過程目的基因插入目的基因插入Ti質(zhì)粒的質(zhì)粒的T-DNA上上農(nóng)桿菌農(nóng)桿菌導(dǎo)入導(dǎo)入植物細(xì)胞植物細(xì)胞整合整合到受體細(xì)胞的染到受體

12、細(xì)胞的染色體色體DNA上上表達(dá)表達(dá)目的基因表達(dá)目的基因表達(dá)載體提純載體提純?nèi)∪÷崖?受精卵受精卵)顯微注射顯微注射受受精卵發(fā)育精卵發(fā)育獲獲得具有新性狀得具有新性狀的動(dòng)物的動(dòng)物Ca2處理細(xì)胞處理細(xì)胞感受態(tài)細(xì)胞感受態(tài)細(xì)胞重組表達(dá)載體與重組表達(dá)載體與感受態(tài)細(xì)胞混合感受態(tài)細(xì)胞混合感受態(tài)細(xì)胞吸感受態(tài)細(xì)胞吸收收DNA分子分子3.動(dòng)物乳腺發(fā)生器動(dòng)物乳腺發(fā)生器乳腺生物發(fā)生器具有產(chǎn)量高、質(zhì)量好、成本乳腺生物發(fā)生器具有產(chǎn)量高、質(zhì)量好、成本低、易提取的優(yōu)點(diǎn)。操作過程是獲取目的基低、易提取的優(yōu)點(diǎn)。操作過程是獲取目的基因因(如血清白蛋白基因如血清白蛋白基因)構(gòu)建基因表達(dá)載體構(gòu)建基因表達(dá)載體通過顯微注射技術(shù)導(dǎo)入哺乳動(dòng)物受

13、精卵中通過顯微注射技術(shù)導(dǎo)入哺乳動(dòng)物受精卵中形成早期胚胎形成早期胚胎將胚胎移植到母體動(dòng)物子將胚胎移植到母體動(dòng)物子宮內(nèi)宮內(nèi)發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動(dòng)物發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動(dòng)物在雌性個(gè)體內(nèi)使在雌性個(gè)體內(nèi)使轉(zhuǎn)基因表達(dá)，從分泌乳汁中提取所需蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)基因表達(dá)，從分泌乳汁中提取所需蛋白質(zhì)4.對(duì)轉(zhuǎn)基因生物的擔(dān)心對(duì)轉(zhuǎn)基因生物的擔(dān)心可能會(huì)合成對(duì)人體有直接或潛在毒性作用的可能會(huì)合成對(duì)人體有直接或潛在毒性作用的蛋白質(zhì)；可能與感染轉(zhuǎn)基因生物的某些細(xì)菌蛋白質(zhì)；可能與感染轉(zhuǎn)基因生物的某些細(xì)菌或病毒雜交，重組出對(duì)人類或其他生物有害或病毒雜交，重組出對(duì)人類或其他生物有害的病原體；可能會(huì)導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境遭到破壞，的病原體；可能會(huì)導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境遭到破壞，引

14、發(fā)新的生態(tài)危機(jī)；可能在制備過程中對(duì)動(dòng)引發(fā)新的生態(tài)危機(jī)；可能在制備過程中對(duì)動(dòng)物造成不道德的傷害。物造成不道德的傷害。 特別提醒特別提醒轉(zhuǎn)基因生物成功的物質(zhì)基礎(chǔ)是遺傳物質(zhì)都是轉(zhuǎn)基因生物成功的物質(zhì)基礎(chǔ)是遺傳物質(zhì)都是DNA。轉(zhuǎn)基因生物內(nèi)目的基因成功表達(dá)的物。轉(zhuǎn)基因生物內(nèi)目的基因成功表達(dá)的物質(zhì)基礎(chǔ)是自然界幾乎所有的生物共用一套遺質(zhì)基礎(chǔ)是自然界幾乎所有的生物共用一套遺傳密碼。傳密碼。 采用基因工程的方法培育抗蟲棉，采用基因工程的方法培育抗蟲棉，下列導(dǎo)入目的基因的做法正確的是下列導(dǎo)入目的基因的做法正確的是()將毒素蛋白注射到棉受精卵中將毒素蛋白注射到棉受精卵中將編碼毒素蛋白的將編碼毒素蛋白的DNA序列注射到

15、棉受精序列注射到棉受精卵中卵中將編碼毒素蛋白的將編碼毒素蛋白的DNA序列與質(zhì)粒重組導(dǎo)序列與質(zhì)粒重組導(dǎo)入細(xì)菌。用該細(xì)菌感染棉花體細(xì)胞，再進(jìn)行入細(xì)菌。用該細(xì)菌感染棉花體細(xì)胞，再進(jìn)行組織培養(yǎng)組織培養(yǎng)將編碼毒素蛋白的將編碼毒素蛋白的DNA序列與質(zhì)粒重組，序列與質(zhì)粒重組，注射到棉花子房，并進(jìn)入受精卵注射到棉花子房，并進(jìn)入受精卵A BC D【解析解析】將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的時(shí)候，將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的時(shí)候，是通過限制酶和是通過限制酶和DNA連接酶將目的基因和運(yùn)連接酶將目的基因和運(yùn)載體結(jié)合起來，然后導(dǎo)入受體細(xì)胞的。載體結(jié)合起來，然后導(dǎo)入受體細(xì)胞的。將毒素蛋白直接注射到棉受精卵中和將編碼將毒素蛋白直接注射

16、到棉受精卵中和將編碼毒素蛋白的毒素蛋白的DNA序列注射到棉受精卵中是不序列注射到棉受精卵中是不對(duì)的，沒有載體的幫助，它們不能表達(dá)。顯對(duì)的，沒有載體的幫助，它們不能表達(dá)。顯微注射法是將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞常用的微注射法是將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞常用的方法。方法?！敬鸢复鸢浮緾互動(dòng)探究互動(dòng)探究(1)重組載體必須含有哪些結(jié)構(gòu)？重組載體必須含有哪些結(jié)構(gòu)？(2)如何檢測(cè)毒素蛋白的如何檢測(cè)毒素蛋白的DNA是否進(jìn)入受精是否進(jìn)入受精卵？卵？【提示提示】(1)含有啟動(dòng)子、目的基因、終含有啟動(dòng)子、目的基因、終止子、標(biāo)記基因等。止子、標(biāo)記基因等。(2)DNA分子雜交法。分子雜交法。對(duì)基因工程育種、雜交育種等對(duì)基因工程

17、育種、雜交育種等 某生物的基因型為某生物的基因型為AaBB，通過下列，通過下列技術(shù)可以分別將它們轉(zhuǎn)變?yōu)橐韵禄蛐偷纳夹g(shù)可以分別將它們轉(zhuǎn)變?yōu)橐韵禄蛐偷纳铮何铮篈ABB；aB；AaBBC；AAaaBBBB。則下列排列正確的是。則下列排列正確的是()A誘變育種、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、花藥離體培誘變育種、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、花藥離體培養(yǎng)、細(xì)胞融合養(yǎng)、細(xì)胞融合B雜交育種、花藥離體培養(yǎng)、轉(zhuǎn)基因技雜交育種、花藥離體培養(yǎng)、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、多倍體育種術(shù)、多倍體育種C花藥離體培養(yǎng)、誘變育種、多倍體育花藥離體培養(yǎng)、誘變育種、多倍體育種、轉(zhuǎn)基因技術(shù)種、轉(zhuǎn)基因技術(shù)D多倍體育種、花藥離體培養(yǎng)、誘變育多倍體育種、花藥離體培養(yǎng)、誘變育種、轉(zhuǎn)

18、基因技術(shù)種、轉(zhuǎn)基因技術(shù)【解析解析】某生物的基因型為某生物的基因型為AaBB，可通過，可通過雜交育種獲得基因型為雜交育種獲得基因型為AABB的生物；的生物；通過單倍體育種可獲得基因型為通過單倍體育種可獲得基因型為aB的生物；的生物；通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)可獲得基因型為通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)可獲得基因型為AaBBC的生的生物；通過多倍體育種可獲得基因型為物；通過多倍體育種可獲得基因型為AAaaBBBB的生物。的生物?！敬鸢复鸢浮緽【糾錯(cuò)筆記糾錯(cuò)筆記】 (1)要獲得本物種沒有的性狀要獲得本物種沒有的性狀可通過誘變和基因工程，其中基因工程是有可通過誘變和基因工程，其中基因工程是有目的的改良；目的的改良；(2)雜交育種

19、是最簡捷的育種方法，而單倍體雜交育種是最簡捷的育種方法，而單倍體育種是最快獲得純合子的方法，可縮短育種育種是最快獲得純合子的方法，可縮短育種年限。年限。(3)染色體加倍可以采用秋水仙素等方法使其染色體加倍可以采用秋水仙素等方法使其加倍，也可以是細(xì)胞融合，但細(xì)胞融合可在加倍，也可以是細(xì)胞融合，但細(xì)胞融合可在兩個(gè)不同物種之間進(jìn)行。兩個(gè)不同物種之間進(jìn)行。(4)原核生物不能進(jìn)行減數(shù)分裂，所以不能運(yùn)原核生物不能進(jìn)行減數(shù)分裂，所以不能運(yùn)用雜交育種，細(xì)菌的育種一般采用誘變育種用雜交育種，細(xì)菌的育種一般采用誘變育種(5)動(dòng)物雜交育種中，純合子的獲得不用通過動(dòng)物雜交育種中，純合子的獲得不用通過逐代自交，可改為測(cè)交。逐代自交，可改為測(cè)交。(6)雜交育種與雜種優(yōu)勢(shì)不同：雜交育種與雜種優(yōu)勢(shì)不同：雜交育種是雜交育種是在雜交后代眾多類型中選擇符合育種目標(biāo)的在雜交后代眾多類型中選擇符合育種目標(biāo)的個(gè)體進(jìn)一步培育，直至獲得穩(wěn)定遺傳的具有個(gè)體進(jìn)一步培育，直至獲得穩(wěn)定遺傳的具有優(yōu)良性狀的新品種；優(yōu)良性狀的新品種；雜種優(yōu)勢(shì)主要是利用雜種優(yōu)勢(shì)主要是利用雜種雜種F1的優(yōu)良性狀，并不要求遺傳上的穩(wěn)定的優(yōu)良性狀，并不要求遺傳上的穩(wěn)定