高三生物一輪復習課件第42課時變異與基因工程在育種中的應用

生物大一輪復習第42課時變異與基因工程在育種中的作用小資料古印第安人是最早選擇和培育玉米的，利用玉米自然環(huán)境下存在的有限變異，汰劣留良（淘汰劣質，保留優(yōu)質，隔離種植），通過長期選擇，選育出穗大飽滿、品質優(yōu)良的玉米品種—選擇育種育種周期長可選擇范圍有限人工長期選擇，汰劣留良操作簡便育種周期長，可選擇的范圍有限交配選擇培育基因重組減I后期有性生殖的真核生物雜交→自交→選擇→連續(xù)自交至不發(fā)生性狀分離為止不一定。若選育顯性純種,需要連續(xù)自交;若選育隱性純種,則在F2就可以得到動物雜交育種的方法假設現有長毛立耳貓（BBEE）和短毛折耳貓（bbee），如何培育出能穩(wěn)定遺傳的長毛折耳貓（BBee）？長毛折耳貓短毛折耳貓長毛立耳貓長毛立耳短毛折耳BBEEbbee長毛立耳（♀）BbEe長毛立耳（♂）BbEe長立長折短立短折BbeeBBeeBBeeBbeebbeebbee長折短折長折長折短折雜交F1中雌雄交配選擇測交ＰF1

F2F3長折短折選擇“集優(yōu)”操作簡單”育種時間長，過程繁瑣只能利用已有的基因重組親本只能是同種或親緣關系近的生物作物品質單位面積產量物理化學基因突變基因突變有絲分裂間期、減I前的間期所有生物突變頻率較短時間新基因新性狀低頻性不定向性少盲目性強高好青霉菌如何解決？擴大誘變后代的群體（大幅增加實驗材料樣本量），增加選擇的機會為什么綠色熒光基因在不同物種中均能成功表達？又叫做基因拼接技術或DNA重組技術。指按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細胞里，定向地改造生物的遺傳性狀。1.基因工程的概念一.基因工程的原理基因工程別名：基因拼接技術或DNA重組技術或轉基因技術原理：基因重組優(yōu)點：①定向的改造生物的遺傳性狀②跨越種間鴻溝（跨物種）操作對象：基因操作水平：分子水平小鼠海蜇提取綠色熒光基因導入轉基因小鼠(含海蜇綠色熒光基因)綠色熒光蛋白思考：如何讓小鼠發(fā)出“綠色熒光”呢？思考：要把海蜇的綠色熒光基因“拼接”到小鼠體內，關鍵步驟是什么？關鍵步驟一：怎樣提取合成綠色熒光蛋白的基因？關鍵步驟二：怎樣將目的基因運輸到小鼠體內？關鍵步驟三：怎樣將基因與運載體連接起來？關鍵步驟四：怎樣檢測基因是否成功導入細菌？基因的剪刀——限制性核酸內切酶限制性核酸內切酶限制酶具有專一性和特異性識別切割特定核苷酸序列磷酸二酯鍵如：大腸桿菌中的一種叫做EcoRI的限制酶，能夠專一識別GAATTC的序列，并在G和A之間將這段序列切開2個DNA片段黏性末端既相同又互補目的基因運載體關鍵步驟一：怎樣提取合成綠色熒光蛋白的基因？關鍵步驟二：怎樣將目的基因運輸到小鼠體內？關鍵步驟三：怎樣將基因與運載體連接起來？關鍵步驟四：怎樣檢測、鑒定基因是否成功導入細菌？基因的剪刀——限制性核酸內切酶基因的運載工具——運載體思考：要把海蜇的綠色熒光基因“拼接”到小鼠體內，關鍵步驟是什么？運載體目的基因受體細胞質粒噬菌體動植物病毒細菌酵母菌環(huán)狀DNA自主復制保存復制限制酶酶切位點標記基因酶切酶切目的基因必須是同一種限制酶AATTTTAA質粒關鍵步驟一：怎樣提取合成綠色熒光蛋白的基因？關鍵步驟二：怎樣將目的基因運輸到小鼠體內？關鍵步驟三：怎樣將基因與運載體連接起來？關鍵步驟四：怎樣檢測、鑒定基因是否成功導入細菌？基因的剪刀——限制性核酸內切酶基因的針線——DNA連接酶基因的運載工具——運載體思考：要把海蜇的綠色熒光基因“拼接”到小鼠體內，關鍵步驟是什么？DNA連接酶相互黏合堿基脫氧核糖磷酸DNA連接酶2相同黏性末端磷酸二酯鍵不同DNA片段重組DNA關鍵步驟一：怎樣提取合成綠色熒光蛋白的基因？關鍵步驟二：怎樣將目的基因運輸到小鼠體內？關鍵步驟三：怎樣將基因與運載體連接起來？關鍵步驟四：怎樣檢測、鑒定基因是否成功導入細菌？基因的剪刀——限制性核酸內切酶基因的針線——DNA連接酶基因的運載工具——運載體思考：要把海蜇的綠色熒光基因“拼接”到小鼠體內，關鍵步驟是什么？提取目的基因01目的基因與運載體結合02將目的基因導入受體細胞03目的基因的檢測和鑒定04二.基因工程的四部曲檢測目的檢測依據檢測方法目的基因的檢測目的基因是否導入受體細胞依據受體細胞是否具有運載體所特有的“標記基因”所控制的性狀常用選擇培養(yǎng)基,如運載體含有抗四環(huán)素基因，若導入成功，則受體細胞能在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上生長目的基因的鑒定目的基因是否表達依據受體細胞是否表現出“目的基因”所控制的性狀如讓棉鈴蟲食用轉基因抗蟲棉葉片的方法，若棉鈴蟲死亡，則目的基因成功表達目的基因的檢測和鑒定【思考】基因工程中，為什么目的基因在不同物種中均能成功表達？所有生物共用一套密碼子（1）作物育種（1）目的：獲得高產、穩(wěn)產和具有優(yōu)良品質的農作物和具有抗逆性的作物新品種（2）實例：抗棉鈴蟲的轉基因抗蟲棉（3）意義：抗蟲基因作物的使用，不僅減少了農藥的用量，大大降低了生產成本，而且還減少了農藥對環(huán)境的污染4.基因工程的應用棉花細胞(含抗蟲基因)基因工程培育抗蟲棉的簡要過程：普通棉花(無抗蟲特性)蘇云金桿菌提取抗蟲基因與運載體DNA結合導入棉花植株(有抗蟲特性)4.基因工程的應用胰島素從豬、牛等動物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰島素，其產量之低和價格之高可想而知科學家將人體內能夠產生胰島素的基因與大腸桿菌的DNA重組，并在大腸桿菌體內成功表達。每2000L培養(yǎng)液就能產生100g胰島素！使其價格降低了30%-50%!4.基因工程的應用（2）藥物研制（3）環(huán)境保護利用轉基因細菌降解有毒有害的化合物，吸收環(huán)境中的重金屬，分解泄漏的石油，處理工業(yè)廢水等4.基因工程的應用轉基因食品

安全嗎?!DNA復制氫鍵DNA解旋為兩條單鏈DNA復制磷酸二酯鍵將脫氧核苷酸合成子鏈DNA磷酸二酯鍵將DNA水解為脫氧核苷酸轉錄氫鍵磷酸二酯鍵將DNA解旋為兩條單鏈將核糖核苷酸合成RNA逆轉錄磷酸二酯鍵將脫氧核苷酸合成DNA基因工程磷酸二酯鍵將DNA切割為