课件12张PPT。第六章 从杂交育种到基因工程第2节：基因工程及其应用课题1：基因工程的原理2019年2月11日星期一11、基因工程的概念：基因工程又叫 或
。通俗地说，就是 ，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中， 。基因工程的原理基因拼接技术DNA重组技术按照人们的意愿定向地改造生物的遗传性状2、基因工程的原理： 。基因重组2019年2月11日星期一13、基因操作的工具
（1）基因的剪刀—— 。
分布： 。
作用特点： ，即识别特定核苷酸序列，切割特定切点。
结果： （碱基互补配对）
（2）基因的针线—— 。
连接的部位： （梯子的扶手），不是氢键（梯子的踏板）。
结果： 。基因工程的原理限制性内切酶主要在微生物中特异性产生黏性末端DNA连接酶磷酸二酯键两个相同的黏性末端的连接2019年2月11日星期一13、基因操作的工具
（3）基因的运载工具—— 。
作用： 。
具备的条件：能在 内复制并稳定地保存；具有 ；具有某些 基因。
种类： 、 和 。
质粒的特点：质粒是基因工程中最常用的 ；最常用的质粒是 的质粒；存在于许多细菌及酵母菌等生物中；质粒的存在对宿主细胞 ；质粒的复制只能在 内完成；细胞染色体外能自主复制的小型 。基因工程的原理运载体将外源基因送入受体细胞宿主细胞多个限制酶切点标记质粒噬菌体动植物病毒运载体大肠杆菌无影响宿主细胞环状DNA分子2019年2月11日星期一1例1：实施基因工程第一步的一种方法是把所需的基因从供体细胞内分离出来，这要利用限制性内切酶。一种限制性内切酶能识别DNA分子中的GAATTC顺序，切点在G和A之间，这是应用了酶的（ ）
A、高效性
B、专一性
C、多样性
D、催化活性受外界条件影响基因工程的原理B2019年2月11日星期一1例2：下列黏性末端属于同一种限制酶切割而成的是（ ）
A、①②
B、①③
C、①④
D、②③基因工程的原理B2019年2月11日星期一14、基因操作的基本步骤
（1） （人们所需要的的基因）。
提取途径有两条：
一条是从 ；另一种是 。
人工合成方法有① （利用mRNA）；
②根据 推测出核苷酸序列，通过化学方法合成 。
（2） （以质粒为运载体）。
步骤：用一定的 切割质粒；用
切割目的基因；加入 ；质粒和目的基因结合成 分子。
结果：可能有三种情况：目的基因与目的基因结合；质粒与质粒结合；目的基因与质粒结合。基因工程的原理提取目的基因供体细胞的DNA中直接分离基因人工合成基因反转录法蛋白质中氨基酸的序列DNA目的基因与运载体结合限制酶同一种限制酶DNA连接酶重组DNA2019年2月11日星期一14、基因操作的基本步骤
（3） 。
导入方法： 。
导入过程： 。
（4）目的基因的表达与检测
检测：根据受体细胞中是否具有 ，判断目的基因导入与否。
如大肠杆菌质粒中含抗青霉素基因，把某种生物放入带有青霉素的培养基中培养，若有抗性，说明导入成功；若无抗性，说明导入失败。
表达：受体细胞表现出 ，如棉花抗虫性状的表现。基因工程的原理将目的基因导入受体细胞借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径运载体为质粒，受体细胞为细菌标记基因特定的性状2019年2月11日星期一1例3：下列关于基因工程的叙述，正确的是（ ）
A、重组DNA技术所用的工具本科是限制酶、连接酶和运载体
B、所有限制酶都只能识别同一种按规定排列的核苷酸序列
C、选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细胞繁殖快
D、只要目的基因进入了受体细胞就能成功地实现表达基因工程的原理C2019年2月11日星期一1例4：以下说法正确的是（ ）
A、所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列
B、质粒是基因工程中唯一的运载体
C、运载体必须具备的条件之一是具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接
D、基因治疗主要是对有缺陷的细胞进行修复基因工程的原理C2019年2月11日星期一1例5：上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带白蛋白的转基因牛，他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中药物蛋白含量提高30多倍，转基因动物是指（ ）
A、提供基因的动物
B、基因组中增加了外源基因的动物
C、能产生白蛋白的动物
D、能表达基因信息的动物基因工程的原理B2019年2月11日星期一1例6：基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的，在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的步骤是（ ）
A、人工合成基因
B、目的基因与运载体结合
C、将目的基因导入受体细胞
D、目的基因的检测和表达基因工程的原理C2019年2月11日星期一1课件12张PPT。2019年2月11日星期一1第六章 从杂交育种到基因工程第2节：基因工程及其应用课题2：基因工程的应用2019年2月11日星期一11、农业上的应用：
（1）获得 、 和具有 的农作物。
（2）培育出具有各种 性的作物新品种。
2、畜牧业上的应用：
（1）培育各种具有 的动物。
（2）利用 获得人类所需要的各种物质。
3、食品工业上的应用：
为人类开辟新的食物来源。基因工程的应用高产稳产优良品质抗逆优良品质动物乳腺细胞2019年2月11日星期一14、基因工程与医药卫生：
（1）生产基因工程药品。
（2）用于 与 。
基因诊断：用放射性同位素、荧光分子等标记的DNA分子作探针，利用 的原理，鉴定被测标本上的遗传信息，达到检测疾病的目的。
基因治疗：把 导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的。
5、基因工程与环境保护：
（1）用于环境检测。
（2）用于被污染环境的净化。基因工程的应用基因诊断基因治疗DNA分子杂交健康的外源基因2019年2月11日星期一11、优点：
（1）解决粮食短缺问题；
（2）减少农药使用。从而减少环境污染；
（3）节省生产成本，降低粮食售价；
（4）增加食物营养，提高附加价值；
（5）增加食物种类，提升食物品质；
（6）促进生产效率，带动相关产业的发展。关注转基因生物和转基因食品的安全问题2019年2月11日星期一12、缺点：
（1）可能产生新毒素和新过敏原；
（2）可能产生除草剂的杂草；
（3）可能使疾病的散播跨越物种障碍；
（4）可能会损害农作物的生物多样性；
（5）可能干扰生态系统的稳定性。
为此，我国在 ，国务院公布了 ，对农业转基因生物的研究和试验、生产和加工、经营和进出口等作了具体规定。关注转基因生物和转基因食品的安全问题2001年5月《农业转基因生物安全管理条例》2019年2月11日星期一1基因重组与基因工程的比较有性生殖 人们的意愿 定向地 同一 不同 有性生殖 无性生殖2019年2月11日星期一1基因重组与基因工程的比较小大生物变异生物进化定向地重新组合变异2019年2月11日星期一1利用基因工程技术研制的部分药品2019年2月11日星期一1巩固练习例6：（2006年南通模拟）基因工程产物可能着一些安全性问题，但不必担心（ ）
A、三倍体转基因鲤鱼杂交，进而导致自然种群被淘汰
B、运载体的标记基因（如抗生素基因）可能指导合成有利于抗性进货的产物
C、目的基因（如杀虫基因）本身编码的产物可能会对人体产生毒性
D、目的基因通过花粉的散步转移到其他植物体中，从而可能打破生态平衡A2019年2月11日星期一1巩固练习例7：（2006年南京模拟）萤火虫发光是萤火虫体内通过荧光素酶催化的一系列反应所产生的现象。如果荧光素酶存在于标签本内，也可使植物体发光。一直以来荧光素酶的唯一来源是从萤火虫腹部提取的。但加利福尼亚大学的一组科学家成功地通过转基因工程实现了将荧光素酶基因导入到大肠杆菌体内，并在大肠杆菌体内生产荧光素酶。
请你根据已有的知识回答下列有关问题。
（1）提取目的基因通常有两种途径，提取该目的基因的方法最可能的途径是 。
（2）在该过程中需要多种酶的参与，
其中包括 等。人工合成法限制酶、DNA连接酶2019年2月11日星期一1巩固练习例7：（2006年南京模拟）
（3）下列可作为受体细胞的生物有（ ）
A、土壤农杆菌 B、结核杆菌
C、噬菌体 D、枯草杆菌
（4）在此转基因工程中，是由质粒承担运载体的。在将体外重组体DNA导入大肠杆菌体内之间通常要用
处理大肠杆菌，目的是增大 。
（5）由于荧光素酶的特殊作用，人们一直设想将其基因作为实验工具，将它和某一基因连接在一起导入植物体内，如和固氮基因连接在一起导入植物体内，判断固氮基因是否导入的方法
是 。ADCaCl2细胞壁的通透性，使重组质粒能够导入到受体细胞内检测植物体是否发光2019年2月11日星期一1巩固练习例7：（2006年南京模拟）
（6）与杂交育种、诱变育种相比，通过基因工程来培育新品种的主要优点
是 和
。目的性明确、培育周期短可以克服远缘杂交的不亲和性课件13张PPT。2019年2月11日星期一1第六章 从杂交育种到基因工程第1节：杂交育种与诱变育种课题：杂交育种与诱变育种2019年2月11日星期一1遗传图解问题探讨2019年2月11日星期一1根据自由组合定律，在F2中高产抗病（一显一隐）品种占总数的 ，其中有 的植株是杂合子，它们的下一代会出现 。因此，要想得到可以代代遗传的优势品种，就必须对在F2中所得到的表现型为高产抗病（一显一隐）的植株连续 和 ，逐步淘汰不符合要求的植株，直到不再发生 ，就是我们要选育的能够稳定遗传的纯合子新品种AAbb。问题探讨3/162/16性状分离自交选育性状分离2019年2月11日星期一11、概念：
。
2、原理： 。
3、优点： 。
4、缺点： 。
5、应用实例： 。如袁隆平的杂交水稻、中国的荷坦牛等。杂交育种 是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法基因的重组方法简单，容易操作育种进程缓慢，过程烦琐动植物优良品种的选育特别提醒：杂交育种与杂种优势的区别：主要是利用杂种F1的优良性状，并不要求遗传上的稳定（杂合子）。而杂交育种是为了获得具有稳定优良性状的新品种（纯合子）。2019年2月11日星期一1例1：小麦抗锈病（T）对易染锈病（t）为显性，易倒伏（D）对抗倒伏（d）为显性。Tt位于一对同源染色体上，Dd位于另一对同源染色体上。现有抗锈病但易倒伏的纯种和易染锈病抗倒伏的纯种杂交，来培育抗锈病又抗倒伏的高产品种。请回答：
（1）F2中，选种的数量大约占F2的（ ）
A、9/16 B、3/16 C、1/16 D、4/16
（2）抗病又抗倒伏的个体中，理想的基因型是（ ）
A、DT B、dT C、ddTT D、Ddtt
（3）F2中，理想基因应占（ ）
A、1/3 B、2/3 C、1/16 D、2/16
（4）F2选种后，下一步应（ ）
A、杂交 B、测交 C、自交 D、回交杂交育种BCCC2019年2月11日星期一11、概念：
。
2、处理时期： 。
3、原理： 。
4、诱变因素：
①物理因素： 。
②化学因素： 。
5、优点：① 。② 。
6、缺点：基因突变的 和 使选育工作量大，具有 。
7、应用：①农作物育种：培育出的新品种具有抗病力强、产量高、品质好等优点。②微生物育种：如青霉菌的选育。诱变育种 利用物理因素或化学因素来处理生物，使生物发生基因突变正在萌发的种子或幼苗基因突变X射线、γ射线、紫外线、激光等亚硝酸、硫酸二乙酯、5—溴尿嘧啶等提高突变频率在较短时间内获取更多的优良变异类型不定向性低频性盲目性2019年2月11日星期一1例2：属于分子水平上的育种工作的是（ ）
A、辐射育种
B、杂交育种
C、单倍体育种
D、多倍体育种诱变育种A2019年2月11日星期一1几种育种方式的比较基因重组基因突变染色体变异染色体变异缩短育种年限2019年2月11日星期一1例3：诱变育种与杂交育种的不同之处是（ ）
①能大幅度改良某些性状；②能形成新基因；③能形成新基因型；④一般对个体生存有利。
A、①②
B、①③
C、②③
D、②④几种育种方式的比较 A 2019年2月11日星期一1补充：右图表示以某种农作物（1）和（2）两个品种为基础，培育（4）（5）（6）（7）四个品种的过程。根据右图，回答下列问题：
（1）用（1）和（2）培育出（5）所采用的方法Ⅰ和Ⅱ分别称为 和 ，其培育出（5）所依据的原理是 。巩固练习 杂交 自交 基因重组 2019年2月11日星期一1补充：右图表示以某种农作物（1）和（2）两个品种为基础，培育（4）（5）（6）（7）四个品种的过程。根据右图，回答下列问题：
（2）由（3）培育出（4）的常用方法Ⅲ是
；由（4）培育出（5）的方法Ⅴ称 ，其优点是 。巩固练习 花药离体培养 人工诱导染色体加倍 缩短育种年限 2019年2月11日星期一1补充：右图表示以某种农作物（1）和（2）两个品种为基础，培育（4）（5）（6）（7）四个品种的过程。根据右图，回答下列问题：
（3）由（3）培育出（6）的常用方法Ⅳ是 ，其形成的（6）称 。巩固练习 人工诱导多倍体 多倍体2019年2月11日星期一1补充：右图表示以某种农作物（1）和（2）两个品种为基础，培育（4）（5）（6）（7）四个品种的过程。根据右图，回答下列问题：
（4）由（2）培育出（7）的方法Ⅵ是 。巩固练习 采用射线照射或药剂处理等人工诱变方式
