生物：2.2《现代生物技术在育种上的应用》课件(新人教版选修2)
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人教版高中生物选修二2.2《现代生物技术在育种上的应用》ppt课件
[思维激活3] 杂种植株会是单倍体吗？ 提示 不会。
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植物细胞杂交
(1)植物细胞杂交是用两个来自于不同植物的体细胞融合成一 个杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植株的方法。从这句话
可以看出，植物细胞杂交是从细胞融合开始，到培育成新的
植株结束。其生殖方式为无性生殖。
DNA上―→表达 状的动物
收DNA分子
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2. 用转基因动物生产药物(乳腺生物反应器) (1)乳腺生物反应器 让某些特定的外源基因在哺乳动物体内表达，使这些哺乳 动物的乳汁中含有人类所需要的物质，如激素、抗体和酶 类，这就是乳腺生物反应器。 (2)优点 产量高，质量好，成本低，易提取。 (3)缺点 只能是雌性个体在泌乳期时才能应用。 (4)成果 已在乳腺生物反应器中表达了抗凝血酶、血清白蛋白、生 长激素和α抗胰蛋白酶等重要医药产品。
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示例一 基因工程育种及应用
【例1】 为扩大可耕地面积，增加粮食产量，黄河三角洲等盐 碱地的开发利用备受关注。我国科学家应用耐盐基因培育 出了耐盐水稻新品系。 (1)获得耐盐基因后，构建重组DNA分子所用的限制性内 切酶作用于图中的________处，DNA连接酶作用于 ________处。(填“a”或“b”)
生长，那么该玉米可能是
( )。
A．转抗冻蛋白基因植物
B．转抗除草剂基因植物
C．转抗病毒基因植物
D．转抗毒素合成基因植物
解析 杂草被杀死，而玉米却正常生长，说明该玉米具有
抗除草剂的能力，故选B。
答案 B
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生物《课堂讲义》人教版高二选修二课件：2.2现代生物技术在育种上的应用
一分耕耘一分收获
解析 本题重点考查转基因技术在育种过程中的应用，同时考 查了转基因技术的操作工具及优点。在培育转基因作物的过程 中，需要用同一种限制性核酸内切酶在目的基因和载体DNA 的特定位点上切割，使两者产生相同的黏性末端，然后再用 DNA连接酶将目的基因和载体连在一起，由载体将目的基因 转入到受体细胞中。 答案 (1)限制性核酸内切酶 DNA连接酶 载体 (2)目的性 强 性状稳定快 克服了种间基因不能交流的限制
低；
一分耕耘一分收获
2.操作过程 用 基因工程
技术实现动物乳腺生物反应器的操作过
程与转基因动物操作过程相同。为了将目标产品在奶中形成，
需要使用乳腺组织中特异表达的 启动子 ，要在编码目
的 蛋白质 的基因序列前加上乳腺组织中特异表达的启
动子构建成
表达载体
。操作过程大致归纳为：获
取
目的基因
(例如血清白蛋白基因)→构建基因
一分耕耘一分收获
③植物体细胞融合的障碍是细胞外的细胞壁，可用纤维素酶和 果胶酶将细胞壁分解掉。 ④形成融合细胞的类型：体细胞融合成功以后，既有AB型杂 种细胞，又能形成AA型和BB型两种融合细胞，但只有AB型 细胞是植物体细胞杂交所形成的杂种细胞，因此在杂种细胞形 成后还应有一个筛选过程。 ⑤植物体细胞杂交育种的优点和局限性 优点：植物体细胞杂交的最大突破是克服了远缘杂交不亲和的 种间或属间障碍。 局限性：由于目前仍有许多理论和技术问题没有解决，不能让 杂种植株按照人们的需要表现出亲代的优良性状。
克隆出来，加以 修饰 和 改造 ，再转移到 另一种 生物的细胞里，从而 定向 地改造生物的遗传性状。
(2)内容 目的基因
的制备和目的基因导入 受体细胞 的过程。
一分耕耘一分收获
解析 本题重点考查转基因技术在育种过程中的应用，同时考 查了转基因技术的操作工具及优点。在培育转基因作物的过程 中，需要用同一种限制性核酸内切酶在目的基因和载体DNA 的特定位点上切割，使两者产生相同的黏性末端，然后再用 DNA连接酶将目的基因和载体连在一起，由载体将目的基因 转入到受体细胞中。 答案 (1)限制性核酸内切酶 DNA连接酶 载体 (2)目的性 强 性状稳定快 克服了种间基因不能交流的限制
低；
一分耕耘一分收获
2.操作过程 用 基因工程
技术实现动物乳腺生物反应器的操作过
程与转基因动物操作过程相同。为了将目标产品在奶中形成，
需要使用乳腺组织中特异表达的 启动子 ，要在编码目
的 蛋白质 的基因序列前加上乳腺组织中特异表达的启
动子构建成
表达载体
。操作过程大致归纳为：获
取
目的基因
(例如血清白蛋白基因)→构建基因
一分耕耘一分收获
③植物体细胞融合的障碍是细胞外的细胞壁，可用纤维素酶和 果胶酶将细胞壁分解掉。 ④形成融合细胞的类型：体细胞融合成功以后，既有AB型杂 种细胞，又能形成AA型和BB型两种融合细胞，但只有AB型 细胞是植物体细胞杂交所形成的杂种细胞，因此在杂种细胞形 成后还应有一个筛选过程。 ⑤植物体细胞杂交育种的优点和局限性 优点：植物体细胞杂交的最大突破是克服了远缘杂交不亲和的 种间或属间障碍。 局限性：由于目前仍有许多理论和技术问题没有解决，不能让 杂种植株按照人们的需要表现出亲代的优良性状。
克隆出来，加以 修饰 和 改造 ，再转移到 另一种 生物的细胞里，从而 定向 地改造生物的遗传性状。
(2)内容 目的基因
的制备和目的基因导入 受体细胞 的过程。
一分耕耘一分收获
人教版高中生物选修二课件：2.2现代生物技术在育种上的应用
[归纳总结]
1.转基因技术的定义
转基因技术是指按照人们的意愿，把一种生物的某个基因克隆出来，加以修饰和改 造，再转移到另一种生物的细胞里，从而定向地改造生物的遗传性状。 转基因技术主要涉及两个方面的内容：目的基因的制备和目的基因导入受体细胞的 过程。
2.转基因技术的主要步骤(如下图所示)
Ca2＋处理细胞→感受态细胞→基因表达载体与感受态细胞混合
体
Hale Waihona Puke 和的障碍获得个体均为纯种， 技 术 复 杂 ， 需 要 单倍体育种 染色体变异
明显缩短育种年限 与杂交育种配合
多倍体
器官大，提高产量和某 适用于植物，动
染色体变异
育种
些营养成分含量
物方面难以开展
基因工 分 子 遗传学 打破物种界限，定向地
易造成基因污染
程育种 原理
改造生物遗传性状
克服远缘杂交不亲和的
细胞生物学
不能按人们的需
细胞工
障碍；扩大了用于杂交
和分子生物
要表现出亲代的
程育种
的亲本组合范围；定向
学原理
优良性状
改造生物遗传性状
知识点3 乳腺生物反应器
[知识梳理]
1.优点
①
产量
④易提取。
高；② 质量 好；③
成本低；
2.操作过程
用 基因工程
技术实现动物乳腺生物反应器的操作过程与转基因动
物操作过程相同。为了将目标产品在奶中形成，需要使用乳腺组织中特异表达的
2.动物细胞杂交
(1)含义 动物细胞融合也称细胞杂交，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。 融合后形成的具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞，称为杂交细胞。 (2)原理 细胞膜的流动性。 (3)动物细胞融合的过程
现代生物技术在育种上的应用-PPT课件
跟踪训练 下列关于植物细胞杂交目的的叙述 中，错误的是( ) A．把两个植株的优良性状集中在杂种植株上 B．克服远缘杂交不亲和的障碍 C．获得杂种植株 D．实现原生质体融合 解析：选D。植物细胞杂交的目的是获得杂种植 株，而不仅仅是为了实现原生质体融合，A、B 两项也正确。
核心要点突破
转基因技术育种
1．概念理解 (1)基因工程技术又称DNA重组技术，即通过将 人类需要的基因重组到某种生物的DNA中，使 这种生物出现人类需要的新性状。 (2)转基因技术育种也叫基因工程育种，这一技 术突破了生物的种间界限，从分子水平上有目 的地改造了生物的遗传物质，因此具有很大的 发展前景。
例2 动物细胞融合和植物细胞杂交的比较中， 正确 的是( ) A．诱导融合的方法完全相同 B．所用的技术手段完全相同 C．采用的原理完全相同 D．都能形成杂种细胞 【尝试解答】 D
【解析】 动物细胞融合和植物细胞杂交这两 项细胞工程技术中，都包含有细胞融合的过程。 这个融合过程所用的技术基本上是相同的。对 于诱导方法来说，除动物细胞的融合常需要用 灭活的病毒做诱导剂外，其他也是基本相同的。 但是，植物细胞杂交在完成细胞融合后，还要 将杂种细胞培育成植株，所以，它们所应用的 技术手段是有差别的。至于所采用的原理，植 物细胞杂交是依据细胞膜的流动性和细胞的全 能性，而动物细胞融合就没有依据细胞的全能 性，只是依据细胞膜的流动性。
细胞杂交育种
1．概念理解 (1)植物体细胞杂交原理是细胞膜的流动性和细胞 的全能性；动物体细胞杂交原理为细胞膜的流动 性。 (2)植物体细胞杂交的用途是获得杂种植株，动物 体细胞杂交的用途是获得单克隆抗体。 2．植物体细胞杂交过程
特别提醒
①不同种属之间存在生殖隔离，用常规方法难以实 现杂交。植物体细胞杂交为改良植物遗传特性和培 养新的作物品种开辟了一条新途径。体细胞杂交技 术打破了物种之间的生殖隔离，使得不同物种之间 的远缘杂交成为可能。
高中生物22现代生物技术在育种上的应用课件2新人教选修2
2.2 现代生物技术在育种上的 应用
生物技术在育种中的应用
? 选择育种 √
? 诱变育种
? 杂交育种 √
? 单倍体育种 ? 多倍体育种
? 基因工程育种（转基因育种） √
? 细胞工程育种
选择育种
选择育种的主要目的，是从 某一原始材料或某一品种群 体中，选出最优良的个体或 类型。在选择时，要通过鉴 定比较和分析研究。同时应 掌握以下几个原则：一要选 择适当的原始材料，这是进 行选择育种的基础；二是要 及时在关键的时期进行选择， 这是确保选择育种成功的最 重要一步；三是按照主要性 状和综合性状进行选择。
? 原理 ? 方法 ? 过程 ? 优点 ? 缺点
转基因育种
基因重组 转基因技术
提取目的基因→目的基因与运载体结合→ 将目的基因导入受体细胞→基因表达→筛 选出符合要求的新品种 不受种属限制，可根据人类的需要， 有目的地进行
可能会引起生态危机，技术难度大
基因工程的操作步骤
粘性末端、平整末端 200多种限制性内切酶，切点各不相同
? 原理 ? 方法 ? 过程 ? 优点交→连续自交→选优
能根据人的预见把位于两个生 物体上的优良性状集于一身
时间长，需及时发现优良性状
多倍体育种
? 原理 ? 方法 ? 过程 ? 优点 ? 缺点
染色体变异
秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 同源多倍体 育种，如： 异源多倍体 育种，如：
用凝胶电泳分离DNA片段 对获得的DNA片段测序 通过比较和分析获得DNA全部序列
定位目的基因 获得目的基因
目的基因的检测
胚胎移植技术
? 植物快速繁殖 细胞培养 花药和花粉培养 体细胞胚胎发生 原生质体培及体细胞杂交
? 动物快速繁殖 胚胎移植技术
生物技术在育种中的应用
? 选择育种 √
? 诱变育种
? 杂交育种 √
? 单倍体育种 ? 多倍体育种
? 基因工程育种（转基因育种） √
? 细胞工程育种
选择育种
选择育种的主要目的，是从 某一原始材料或某一品种群 体中，选出最优良的个体或 类型。在选择时，要通过鉴 定比较和分析研究。同时应 掌握以下几个原则：一要选 择适当的原始材料，这是进 行选择育种的基础；二是要 及时在关键的时期进行选择， 这是确保选择育种成功的最 重要一步；三是按照主要性 状和综合性状进行选择。
? 原理 ? 方法 ? 过程 ? 优点 ? 缺点
转基因育种
基因重组 转基因技术
提取目的基因→目的基因与运载体结合→ 将目的基因导入受体细胞→基因表达→筛 选出符合要求的新品种 不受种属限制，可根据人类的需要， 有目的地进行
可能会引起生态危机，技术难度大
基因工程的操作步骤
粘性末端、平整末端 200多种限制性内切酶，切点各不相同
? 原理 ? 方法 ? 过程 ? 优点交→连续自交→选优
能根据人的预见把位于两个生 物体上的优良性状集于一身
时间长，需及时发现优良性状
多倍体育种
? 原理 ? 方法 ? 过程 ? 优点 ? 缺点
染色体变异
秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 同源多倍体 育种，如： 异源多倍体 育种，如：
用凝胶电泳分离DNA片段 对获得的DNA片段测序 通过比较和分析获得DNA全部序列
定位目的基因 获得目的基因
目的基因的检测
胚胎移植技术
? 植物快速繁殖 细胞培养 花药和花粉培养 体细胞胚胎发生 原生质体培及体细胞杂交
? 动物快速繁殖 胚胎移植技术
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• 2.动物细胞融合和植物体细胞杂交的比较中， D 正确的是： • A 诱导融合的方法完全相同 • B 所用的技术手段完全相同 • C 采用的原理完全相同 • D 都能形成杂种细胞
• 3.植物体细胞杂交的目的中，错误的是： D
• • • • A把两个植株优良性状集中在杂种植株上 B 克服远源杂交不亲和的障碍 C 获得杂种植株 D 实现原生质体融合
※ 农业转基因生物安全评价管理办法 ※ 农业转基因生物进口安全管理办法
※ 农业转基因生物安全管理条例
※ 关于颁发第一批转基因农产品进口临时证明和标识审查认可批件的通知 ※ 农业转基因生物标识管理办法 ※ 转基因农产品安全管理临时措施 ※ 转基因食品卫生管理办法 || 国外法规 ||
※ 卡塔赫纳生物安全议定书
• 新性状的杂种个体： • • • • • 胡萝卜－羊角芹 白菜－甘蓝 萝卜－油菜 柑橘－枳 烟草－海岛烟草
• 动物细胞杂交：
• 人－鼠 • 人－猴 • 人－蛙
练习
• 1.运用下列各种细胞工程技术培育生物新品 种，操作过程中能形成愈伤组织的是: B • ①植物组织培养 • ②植物体细胞杂交 • ③动物细胞培养 • ④转基因植物的培育 • A①②③ B①②④ C ①③④ D ①②③④
“转基因荧光猪”不Fra bibliotek胆固醇的转基因小鼠
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首只转基因猴降生 转基因幼猴和母亲
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转基因食品安全吗？
• 1984年，中国科学院武汉水生生物研究所鱼类基因工程研 究组研制出世界上第一批转基因鱼，随后建立了转基因鱼 理论模型，构建了由鲤鱼和草鱼基因组件组成的、拥有全 部自主知识产权的重组生长激素基因，即“全鱼”基因， 并培育出快速生长的转“全鱼”基因黄河鲤鱼和不育三倍 体“863吉鲤”。
目 的 基 因 导 入 受 体 筛选
农杆菌转化法
植株再生 转化组织或细胞 转化与未转化植株
基因枪转化法
移苗入土 选优 转基因植株
2.转基因植物的实例
• 转基因作物于1986年在美国和法国首次进 入大田试验，到1997年底全世界转基因作 物的田间试验已达25,000例。2002年全球 转基因作物推广面积达5,870万公顷，比 1996年增长了34.5倍；种植转基因作物的 国家从1996年的6个增加到2002年的16个。
• 据不完全统计，目前至少已在200种植物中成功进行了转基 因
• 种类包括：水稻、玉米、马铃薯等粮食作物，棉花、大豆、 油菜、亚麻、向日葵等经济作物，番茄、黄瓜、荠菜、甘蓝、 花椰菜、胡萝卜、茄子、生菜、芹菜、苜蓿、白三叶草、苹 果、核桃、李、木瓜、甜瓜、草莓、矮牵牛、菊花、香石竹 和杨树等； • 涉及性状包括：抗虫、抗病毒、抗细菌、抗真菌、抗除草剂、 抗旱、抗盐渍，以及品质改良、生长发育的调控和提高产量 等。 • 在国际上，抗虫、抗病、抗除草剂的转基因棉花、玉米、大 豆、马铃薯等已进入商业化应用阶段，并有较大面积的推广。
生物：２．２《现代 生物技术在育种上的 应用》课件（人教版 选修２）
现代生物技术在育种上的应用
第2章 生物科学与农业
从社会中来
• 抗虫棉为什么能抗虫呢？ • 为什么传统的杂交育种方 法培育不出抗虫棉呢？ • 转基因作物会危害人体健 康吗？ • 转基因作物会不会影响生 态系统的稳定性？
1.转基因技术育种
• 鱼类基因工程研究组用420只小鼠进行了转“全鱼”基因 鱼食品消费安全的详细研究。高强度饲喂转“全鱼”基因 鱼，对小鼠的生长、脏器发育、血液生理生化指针、繁殖 能力及其后代的生长发育均无影响，实验证实了转“全鱼” 基因鱼食品与非转基因鱼在食品安全上具实质等同性。
|| 国内法规 ||
※ 进出境转基因产品检验检疫管理办法
• • • • •
B 3.乳腺生物反应器可用于： A 动物抗病育种 B 生产药用蛋白 C 治疗人类疾病 D 分泌大量乳汁
4.细胞杂交育种
• 细胞杂交： • 指将同类或不同类生物体 的原生质体或体细胞，在一 定的物理或化学条件下进行 融合形成杂种细胞，再创造 条件将杂种细胞培养成完整 的杂种生物个体。
• 1994年，美国首次批准了转基因延熟番茄的商品 化生产。到1997年底，全世界共有51种转基因植 物产品被正式批准投入商品化生产。根据国际农业 生物技术应用服务机构的统计和预测，全球范围内， 1998年转基因农作物的销售额为12－15亿美元， 2000年为30亿美元，预计2010年将达到250亿美 元。转基因农作物将成为21世纪农业的主导产品， 转基因植物产业将成为21世纪新的经济增长点。
※ 生物多样性公约
检测机构(参加转基因产品定性检测水平测试实验室名单) 中国检验检疫科学研究院 动植物检疫研究所 / 北京出入境检验检疫局技术中心转基因实验室 河南出入境检验检疫局动植物食品实验室 新疆出入境检验检疫局动植物检验检疫实验室 宁波出入境检验检疫局转基因实验室 深圳出入境检验检疫局动植物与食品检验检疫技术中心转基因检测实验室 辽宁出入境检验检疫局技术中心生物实验室 浙江检验检疫局转基因实验室 上海出入境检验检疫局转基因产品检测实验室 广州检验检疫局食品实验室转基因科 云南检验检疫局转基因实验室 天津检验检疫局食品实验室 青岛检验检疫局食品实验室 厦门检验检疫局转基因实验室 吉林检验检疫局转基因产品检测实验室 江苏检验检疫局食品实验室 福建检验检疫局检验检疫技术中心转基因产品及DNA检测鉴定实验室 中国进出口商品检验技术研究所转基因食品检测中心 山西局技术中心动植检实验室 湖南出入境检验检疫局检验检疫技术中心 安庆检验检疫局综合实验室（转基因实验室） 汕头检验检疫局技术中心食品实验室 湖北局技术中心检疫及微生物实验室 珠海局技术中心植物病虫害检验室 珠海局技术中心微生物实验室 河北局技术中心
练习
• 1.抗虫棉抗虫机理是由于： • ①转入了苏云金芽孢杆菌Bt基因 ②抑制昆 虫消化道内淀粉酶活性 ③抗虫棉产生了Bt 毒蛋白 ④Bt毒蛋白能破坏鳞翅目昆虫的消 化系统 ⑤使昆虫不能正常摄食、消化食物 中的蛋白质 • A①②⑤ B①③④ C ②④⑤ D③④⑤
B
• • • • •
2.转基因耐贮藏番茄作用机理是：D A 抑制生长素的合成 B 抑制代谢，代谢减弱 C 抑制细胞呼吸 D 封闭乙烯合成途径中关键酶基因
2.转基因植物的实例
（1）转基因耐贮藏番茄
图2－9 转基因耐贮藏番茄（左）和普通番茄（右）
• （2）转基因抗虫作物
遭到玉米螟侵害和真菌感染的普通玉米(左)与Bt玉米(右)
转基因番木瓜 —— 抗环斑病毒
转基因杨树 —— 抗舞毒蛾
• （3）抗除草剂作物
其他
金大米
3.转基因动物的实例
• 动物乳腺生物反应器
• 转基因技术： • 是指按照人们的意愿，把一种生物的某 个基因克隆出来，加以修饰和改造，再转 移到另一种生物的细胞里，从而定向地改 造生物的遗传性状。
1.转基因技术育种
图2－8 植物转基因技术流程示意图
植物转基因技术育种过程
细胞
基因分离
目的基因 载体（质粒）
基因导入载体（重组质粒） 受体细胞 组织或细胞