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第 6 章 从杂交育种到基因工程

第 6 章 从杂交育种到基因工程. 自从人类开始种植作物和饲养动物以来，就从未停止过对品种的改良。传统的方法是 选择育种 ，通过 汰劣留良 的方法来选择和积累优良基因。自从孟德尔发现了遗传规律之后， 人工杂交 的方法被广泛应用于动植物育种。 人工诱变 技术的应用，使育种方法得到了较大的改进。 基因工程 的诞生，使人们能够按照所设计的蓝图，进行跨越种间鸿沟的基因转移，从而定向地改变生物的遗传特性，创造出新的生物类型。. 第 1 节 　 杂交育种与诱变育种 第 2 节 　 基因工程 及其 应用. 第 1 节 杂交育种与诱变育种. 本节聚焦： 1 、杂交育种的原理是什么？

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第 6 章 从杂交育种到基因工程

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  1. 第6章 从杂交育种到基因工程 自从人类开始种植作物和饲养动物以来，就从未停止过对品种的改良。传统的方法是选择育种，通过汰劣留良的方法来选择和积累优良基因。自从孟德尔发现了遗传规律之后，人工杂交的方法被广泛应用于动植物育种。人工诱变技术的应用，使育种方法得到了较大的改进。基因工程的诞生，使人们能够按照所设计的蓝图，进行跨越种间鸿沟的基因转移，从而定向地改变生物的遗传特性，创造出新的生物类型。 第1节 　杂交育种与诱变育种 第2节 　基因工程及其应用

  2. 第1节 杂交育种与诱变育种 本节聚焦： 1、杂交育种的原理是什么？ 2、什么是诱变育种？ 3、杂交育种和诱变育种各有哪些优点和不足？

  3. 思考与讨论一： 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），可采用哪些育种方式得到符合人类要求的优良品种？

  4. 以下为同学们提供的育种方案： 杂交育种 单倍体育种 诱变育种

  5. P DDTT高秆抗锈病 × ddtt矮秆易染锈病 F1 DdTt高秆抗锈病 自 交 F2 ddTt、ddTT矮秆抗锈病 自 交 ∶ ∶ ∶ Fn ddTT矮秆抗锈病 杂交育种 思考与讨论二： 杂交育种的优点是很明显的，但是在实际操作中会遇到不少困难。请从杂交后代可能出现的各种类型，以及育种时间等方面，分析杂交育种方法的不足。

  6. 2004年十大感动中国人物 颁奖辞 他是一位真正的耕耘者。当他还是一个乡村教师时，已具有颠覆世界权威的胆识；当他名满天下时，却仍专注于田畴。淡薄名利，一介农夫，播撒智慧，收获富足。他毕生的梦想，就是让所有的人远离饥饿。喜看稻菽千重浪，最是风流袁隆平。

  7. 思考与讨论三： 如果有一天，农民种植的水稻都换成了杂交水稻，其它品质差、产量低的水稻品种都被农民随意丢弃了，你认为结果会如何？ 国家农业科研部门此时应有何为？

  8. DDTT高秆抗锈病 × ddtt矮秆易染锈病 P DdTt高秆抗锈病 F1 花粉 DT、dT、Dt、dt 花药离 体培养 单倍体 幼苗 DT、dT、Dt、dt 秋水仙 素处理 纯合体 植株 ddTT矮秆抗锈病 单倍体育种

  9. Ｐ　DDTT高秆抗锈病 γ射线 ddTT矮秆抗锈病 或 Ｐ　ddtt矮秆不抗锈病 γ射线 ddTT矮秆抗锈病 诱变育种 思考与讨论四： 与杂交育种相比，诱变育种有什么优点？联系基因突变的特点，谈谈诱变育种的局限性。要想克服这些局限性，可心采取什么办法？

  10. 诱变育种 优点： 提高变异的频率，加速育种进程。 大幅度地改良某些性状。 缺点： 难以控制突变方向，无法将多个优良性状 组合。 应用： 农作物育种——黑农五号大豆 (产量提高16%、含油量提高2.5%) 微生物育种——青霉素 (20单位/ml→50000单位/ml) 概念： 利用物理因素（如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）处理生物，使生物发生基因突变。 原理： 基因突变

  11. 神舟三号”飞船从太空带回的试管种苗 “神舟”三号飞船上搭载的38种共计200克 甘肃种植的太空育种的蔬菜 “神舟”五号搭载育成的巨人南瓜

  12. 请比较各种育种方式：

  13. 思考与讨论六： 1、假设你想培育一个作物品种，你想要的性状和不想要的性状都是由隐性基因控制的。试说明培育方法，画出遗传图解，并说明这各方法的优缺点。 2、育种方式只限以上四种吗？还有什么更好的育种方式吗？请发挥你的想象力!

  14. 课堂练习： P101 谢谢!再见!

  15. 第2节 基因工程及其应用 本节聚焦： 1、什么是基因工程？ 2、基因工程的原理是什么？ 3、基因工程有哪些应用？ 4、转基因食品安全吗？

  16. 基因决定性状 青霉菌能产生对人类有用的抗生素 ——青霉素

  17. 基因决定性状 • 家蚕能够吐出蚕丝为人类利用

  18. 基因决定性状 • 豆科植物的根瘤能够固定空气中的氮

  19. 定向基因改造设想 能否让禾本科的植物也能够固定空气中的氮？ 设想一 设想二 能否让细菌“吐出”蚕丝？ 设想三 能否让微生物产生出人的胰岛素、干扰素等珍贵的药物？ 经过多年的努力，科学家于20世纪70年代创立了可以定向改造生物的新技术——基因工程。

  20. 问题探讨 “嫁接”了人胰岛素基因的工程菌 你知道为什么能把人的基因“嫁接”到细菌上吗？你能推测出，这种基因的“嫁接”是怎么实现的吗？你能举出一些类似的、与你的生活关系很密切的例子吗？

  21. 一、基因工程的原理： 1、概念： 就是按照人们的意愿，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。

  22. 2、 基因的“剪刀” ——限制性内切酶 识别特定核苷酸序列，切割特定DNA切点，具特异性。 并裂解磷酸二酯键。 例：大肠杆菌的一种限制酶(EcoRⅠ)能识别 GAATTC序列，并在G和A之间切开。

  23. 3、基因的“针线” ——DNA连接酶 连接酶的作用： 将互补配对的两个黏性末端连接起来，使之成为一个完整的DNA分子。 连接的部位： 生成3′- 5′磷酸二酯键 DNA连接酶的作用过程：

  24. 4、基因的运载体 • ——质粒或病毒 • 作用： • 将外源基因送入受体细胞。 • 条件： • 能在宿主细胞内复制并稳定地保存。 • 　 具有多个限制酶切点。 • 　 具有某些标记基因。 • 种类： • 质粒、噬菌体和动植物病毒。

  25. ③ ②限制酶截取DNA片断 ① ④ ③分离大肠杆菌中的质粒 ② ④ DNA重组 ⑤ ⑤用重组质粒转化大肠杆菌 ⑥ ⑥培养大肠杆菌克隆大量基因 基因工程过程示意图 ①从细胞中分离出DNA

  26. 基因工程的操作步骤 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 目的基因的表达和检测

  27. 课堂练习： P106 再见!

  28. 二、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： 三、转基因生物和转基因食品的安全性：

  29. 转基因烟草 转基因马铃薯

  30. 抗虫原理？抗虫结果？ 抗虫棉 抗CMV甜椒

  31. 全身散发绿色荧光的转基因鱼 首只转基因猴降生 美科学家研制出世界上第一只转基因蝴蝶 乳汁中分泌人凝血因子IX的转基因山羊 超凡嗅觉能力的转基因鼠

  32. 1987年开始上市的干扰素 生产胰岛素历史？ 临床常见的生长激素，干扰素和乙肝疫苗等药物都可以用基因工程来大规模生产

  33. 安全吗？ 餐桌上的基因 转基因食品你敢吃吗？ 转基因食品ABC 转基因食品看起来分外诱人

  34. 课堂练习： P106 再见!

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