2018版高中生物_第2章 生物科學與農業(yè) 2.2 現(xiàn)代生物技術在育種上的應用課件 新人教版選修2

第2節(jié)現(xiàn)代生物技術在育種上的應用 課程目標 導航 1 描述轉基因技術育種和細胞雜交育種等現(xiàn)代育種技術 2 列舉現(xiàn)代育種技術在實踐中應用的實例 探討其前景 3 關注轉基因生物及其產品引發(fā)的社會問題 知識點1轉基因技術 知識梳理 1 轉基因技術育種 1 概念轉基因技術是指按照人們的意愿 把一種生物的某個克隆出來 加以和 再轉移到生物的細胞里 從而地改造生物的遺傳性狀 2 內容的制備和目的基因導入的過程 基因 修飾 改造 另一種 定向 目的基因 受體細胞 3 操作流程基因分離 目的基因 目的基因與結合 目的基因導入 轉化組織或細胞 植株再生 與未轉化的植株 篩選 植株 移苗入土 選優(yōu) 載體 受體細胞 轉化 轉基因 2 轉基因植物的實例 1 1983年第一例轉基因植物 轉基因 2 轉基因番茄 3 轉基因作物 轉抗蟲棉 抗蟲玉米 抗蟲楊樹和抗蟲甘藍 轉植物抑制劑基因 轉外源凝集素基因的轉基因水稻 轉基因棉 4 抗作物 抗除草劑玉米 油菜 大豆 棉等 煙草 耐貯藏 抗蟲 Bt基因 蛋白酶 除草劑 3 轉基因動物的實例 1 1982年美國科學家將大鼠的注射到小白鼠的受精卵中 獲得第一只轉基因 超級小鼠 2 動物轉基因技術的應用 提高產仔數(shù)或產蛋數(shù) 提高能力 研制乳腺 提高動物生長速率 改善肉的品質 生長激素基因 抗病 生物反應器 活學活用 1 以下有關基因工程的敘述中錯誤的是 A 馬鈴薯的葉肉細胞可用做受體細胞B 目的基因的成功導入是目的基因在受體細胞中表達的前提C 采用 基因文庫法 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粒和含目的基因的DNA解析基因文庫法是獲取目的基因的常用方法之一 常用方法還有PCR技術和化學方法人工合成等 具體用哪一種方法 需根據(jù)目的基因的特點等綜合考慮 如核苷酸序列已知的較小的基因 可用化學方法直接人工合成 答案C 2 番茄在運輸和貯藏過程中常會出現(xiàn)由于過早成熟而腐爛變質的現(xiàn)象 應用基因工程技術 通過抑制某種促進果實成熟激素的合成 可使番茄貯藏時間延長 培育成耐貯藏的番茄新品種 請回答 1 在培育轉基因番茄的操作中 所用的基因的 剪刀 是 基因的 針線 是 基因的 運輸工具 是 2 與雜交育種 誘變育種相比 通過基因工程來培育新品種的主要優(yōu)點是 解析本題重點考查轉基因技術在育種過程中的應用 同時考查了轉基因技術的操作工具及優(yōu)點 在培育轉基因作物的過程中 需要用同一種限制性核酸內切酶在目的基因和載體DNA的特定位點上切割 使兩者產生相同的黏性末端 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入到受體細胞中 答案 1 限制性核酸內切酶DNA連接酶載體 2 目的性強性狀穩(wěn)定快克服了種間基因不能交流的限制 歸納總結 1 轉基因技術的定義 轉基因技術是指按照人們的意愿 把一種生物的某個基因克隆出來 加以修飾和改造 再轉移到另一種生物的細胞里 從而定向地改造生物的遺傳性狀 轉基因技術主要涉及兩個方面的內容 目的基因的制備和目的基因導入受體細胞的過程 2 轉基因技術的主要步驟 如下圖所示 3 將目的基因導入不同受體細胞的比較 知識點2細胞雜交育種 知識梳理 1 細胞雜交 指將同類或不同類生物體的或體細胞 在一定的物理或化學條件下進行融合形成 再創(chuàng)造條件將培養(yǎng)成完整的雜種生物個體 原生質體 雜種細胞 雜種細胞 思考 糧食危機威脅著人類的生存 你能想辦法培育如圖所示的馬鈴薯 番茄植株嗎 提示 采用植物體細胞雜交技術 可以獲得地上結番茄 地下結馬鈴薯的植物 提高立體產量 2 雜交過程 原生質體 細胞壁 愈傷 雜種 3 獲得原生質體4 誘導原生質體融合 酶解法 植物細胞放在含有 的無菌混合酶液中消化數(shù)小時 將細胞壁分解 得到原生質體 1 過程 原生質體融合包括融合 細胞質融合 融合 2 方法 物理法 如 電刺激等 化學法 聚乙二醇能夠使原生質體緊密接觸 導致細胞膜融合 纖維素酶 果膠酶 細胞膜 細胞核 振動 活學活用 下列關于動物細胞融合和植物體細胞雜交的比較中 正確的是 A 誘導融合的方法完全相同B 所用的技術手段完全相同C 所采用的原理完全相同D 都能形成雜種細胞 解析解答此題需從以下幾方面入手分析 首先 兩種細胞工程技術中都要進行細胞融合 融合的技術基本相同 但不能說完全相同 第二 除動物細胞的融合常用滅活的病毒作誘導劑外 其他誘導方法二者基本相同 第三 二者采用的原理基本相同 動物細胞融合的原理是細胞膜的流動性 最終形成的是雜種細胞 植物體細胞雜交的原理是細胞的全能性和細胞膜的流動性 最終由雜種細胞形成雜種植株 答案D 歸納總結 1 植物體細胞雜交技術 1 定義將不同種植物的體細胞 在一定條件下融合成雜種細胞 并把雜種細胞培育成新的植物體的技術 2 原理細胞膜的流動性 植物細胞的全能性 3 過程 如下圖所示 4 誘導融合方法 物理方法 離心 振動 電刺激 化學方法 聚乙二醇 PEG 5 與植物體細胞雜交過程有關的幾個問題 植物體細胞雜交是用兩個來自于不同植物的體細胞融合成一個雜種細胞 并把雜種細胞培育成新植株的方法 由此可以看出 植物體細胞雜交包括植物細胞融合和植物組織培養(yǎng)兩方面 其生殖方式為無性生殖 植物體細胞融合的實質是不同植物體細胞的原生質體相融合 植物體細胞融合的障礙是細胞外的細胞壁 可用纖維素酶和果膠酶將細胞壁分解掉 形成融合細胞的類型 體細胞融合成功以后 既有AB型雜種細胞 又能形成AA型和BB型兩種融合細胞 但只有AB型細胞是植物體細胞雜交所形成的雜種細胞 因此在雜種細胞形成后還應有一個篩選過程 植物體細胞雜交育種的優(yōu)點和局限性優(yōu)點 植物體細胞雜交的最大突破是克服了遠緣雜交不親和的種間或屬間障礙 局限性 由于目前仍有許多理論和技術問題沒有解決 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 動物細胞雜交 1 含義動物細胞融合也稱細胞雜交 是指兩個或多個動物細胞結合形成一個細胞的過程 融合后形成的具有原來兩個或多個細胞遺傳信息的單核細胞 稱為雜交細胞 2 原理細胞膜的流動性 3 動物細胞融合的過程 4 誘導融合的方法 物理法 離心 振動 電刺激 化學法 聚乙二醇 PEG 生物法 滅活的病毒 動物細胞融合特有的促融劑 滅活是指用物理或化學手段使病毒或細菌失去感染能力 但是并不破壞這些病原體的抗原結構 5 應用動物細胞融合最重要的用途是制備單克隆抗體 迄今為止 已經實現(xiàn)了人 鼠 人 猴 人 蛙等種間個體的細胞雜交 獲得雜交細胞 但尚未獲得雜種動物 3 植物體細胞雜交和動物細胞雜交的比較 見下表 4 生物育種技術比較 知識點3乳腺生物反應器 知識梳理 1 優(yōu)點 高 好 低 易提取 產量 質量 成本 2 操作過程 用技術實現(xiàn)動物乳腺生物反應器的操作過程與轉基因動物操作過程相同 為了將目標產品在奶中形成 需要使用乳腺組織中特異表達的 要在編碼目的的基因序列前加上乳腺組織中特異表達的啟動子構建成 操作過程大致歸納為 獲取 例如血清白蛋白基因 構建基因 在血清白蛋白基因前加特異表達的啟動子 導入哺乳動物受精卵中 形成胚胎 將胚胎送入母體 發(fā)育成 只有在產下的雌性個體中 轉入的基因才能表達 基因工程 啟動子 蛋白質 表達載體 目的基因 表達載體 顯微注射 轉基因動物 3 缺點4 成果 只能是雌性個體在時才能應用