生物22《现代生物技术在育种上的应用》课件新人教版选修.ppt

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1、生物：现代生物技术在育种上的应用课件（人教版选修）现代生物技术在育种上的应用第第2 2章章 生物科学与农业生物科学与农业从社会中来从社会中来n n抗虫棉为什么能抗虫呢？抗虫棉为什么能抗虫呢？抗虫棉为什么能抗虫呢？抗虫棉为什么能抗虫呢？n n为什么传统的杂交育种方为什么传统的杂交育种方为什么传统的杂交育种方为什么传统的杂交育种方法培育不出抗虫棉呢？法培育不出抗虫棉呢？法培育不出抗虫棉呢？法培育不出抗虫棉呢？n n转基因作物会危害人体健转基因作物会危害人体健转基因作物会危害人体健转基因作物会危害人体健康吗？康吗？康吗？康吗？n n转基因作物会不会影响生转基因作物会不会影响生转基因作物会不会影响生转

2、基因作物会不会影响生态系统的稳定性？态系统的稳定性？态系统的稳定性？态系统的稳定性？1.转基因技术育种n n转基因技术：转基因技术：n n 是指按照人们的意愿，把一种生物的某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。造生物的遗传性状。基因工程的“专用工具”基因的剪刀基因的剪刀限制性内切酶限制性内切酶：一种限制性内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且能在特定的切点上切割DNA分子的酶。基因工程的“专用工具”基因的针线基因的针线DNADNA连接

3、酶连接酶：把两条DNA未端之间的缝隙缝合起来。基因工程的“专用工具”基因的运输工具基因的运输工具运载体运载体：质质粒粒是存在于细菌细胞质中独立于染色体而自主复制的环状双链DNA分子。噬菌体、病毒噬菌体、病毒基因工程的基本操作步骤：四步曲四步曲：1、提取目的基因、提取目的基因2、目的基因与运载体结合、目的基因与运载体结合3、将目的基因导入受体细胞、将目的基因导入受体细胞4、目的基因的检测和表达、目的基因的检测和表达基因工程的基本操作步骤：1.转基因技术育种图图28 植物转基因技术流程示意图植物转基因技术流程示意图细胞细胞基因分离基因分离目的基因目的基因载体（质粒）载体（质粒）基因导入载体（重组质

4、粒）基因导入载体（重组质粒）受体细胞受体细胞组织或细胞组织或细胞目目的的基基因因导导入入受受体体农杆菌转化法农杆菌转化法基因枪转化法基因枪转化法转化组织或细胞转化组织或细胞转化与未转化植株转化与未转化植株转基因植株转基因植株选优选优筛选筛选植株再生植株再生移苗入土移苗入土植物转基因技术育种过程植物转基因技术育种过程2.转基因植物的实例n n转基因作物于转基因作物于1986年在美国和法国首次进入年在美国和法国首次进入大田试验，到大田试验，到1997年底全世界转基因作物的年底全世界转基因作物的田间试验已达田间试验已达25,000例。例。2002年全球转基因年全球转基因作物推广面积达作物推广面积达5

5、,870万公顷，比万公顷，比1996年增长年增长了了34.5倍；种植转基因作物的国家从倍；种植转基因作物的国家从1996年年的的6个增加到个增加到2002年的年的16个。个。n n据不完全统计，目前至少已在据不完全统计，目前至少已在据不完全统计，目前至少已在据不完全统计，目前至少已在200200200200种植物中成功进行了转基种植物中成功进行了转基种植物中成功进行了转基种植物中成功进行了转基因因因因n n种类包括：水稻、玉米、马铃薯等粮食作物，棉花、大豆、种类包括：水稻、玉米、马铃薯等粮食作物，棉花、大豆、种类包括：水稻、玉米、马铃薯等粮食作物，棉花、大豆、种类包括：水稻、玉米、马铃薯等粮食

6、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、油菜、亚麻、向日葵等经济作物，番茄、黄瓜、荠菜、甘蓝、油菜、亚麻、向日葵等经济作物，番茄、黄瓜、荠菜、甘蓝、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、苹花椰菜、胡萝卜、茄子、生菜、芹菜、苜蓿、白三叶草、苹花椰菜、胡萝卜、茄子、生菜、芹菜、苜蓿、白三叶草、苹花椰菜、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、香石竹果、核桃、李、木瓜、甜瓜、草莓、矮牵牛、菊花、香石竹果、核桃、李、木瓜、甜瓜、草莓、矮牵牛、菊花、香石竹果

7、、核桃、李、木瓜、甜瓜、草莓、矮牵牛、菊花、香石竹和杨树等；和杨树等；和杨树等；和杨树等；n n涉及性状包括：抗虫、抗病毒、抗细菌、抗真菌、抗除草剂、涉及性状包括：抗虫、抗病毒、抗细菌、抗真菌、抗除草剂、涉及性状包括：抗虫、抗病毒、抗细菌、抗真菌、抗除草剂、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抗旱、抗盐渍，以及品质改良、生长发育的调控和提高产量抗旱、抗盐渍，以及品质改良、生长发育的调控和提高产量抗旱、抗盐渍，以及品质改良、生长发育的调控和提高产量等。等。等。等。n n在国际上，抗虫、抗病、抗除草剂的转基因棉花、玉米、大在国际

8、上，抗虫、抗病、抗除草剂的转基因棉花、玉米、大在国际上，抗虫、抗病、抗除草剂的转基因棉花、玉米、大在国际上，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。豆、马铃薯等已进入商业化应用阶段，并有较大面积的推广。豆、马铃薯等已进入商业化应用阶段，并有较大面积的推广。豆、马铃薯等已进入商业化应用阶段，并有较大面积的推广。n n19941994年，美国首次批准了转基因延熟番茄的商品化年，美国首次批准了转基因延熟番茄的商品化年，美国首次批准了转基因延熟番茄的商品化年，美国首次批准了转基因延熟番茄的商品化生产。到生产。到生产。到生产。到19971997年底

9、，全世界共有年底，全世界共有年底，全世界共有年底，全世界共有5151种转基因植物产种转基因植物产种转基因植物产种转基因植物产品被正式批准投入商品化生产。根据国际农业生物品被正式批准投入商品化生产。根据国际农业生物品被正式批准投入商品化生产。根据国际农业生物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，技术应用服务机构的统计和预测，全球范围内，技术应用服务机构的统计和预测，全球范围内，技术应用服务机构的统计和预测，全球范围内，19981998年转基因农作物的销售额为年转基因农作物的销售额为年转基因农作物的销售额为年转基因农作物的销售额为12121515亿美

10、元，亿美元，亿美元，亿美元，20002000年为年为年为年为3030亿美元，预计亿美元，预计亿美元，预计亿美元，预计20102010年将达到年将达到年将达到年将达到250250亿美元。亿美元。亿美元。亿美元。转基因农作物将成为转基因农作物将成为转基因农作物将成为转基因农作物将成为2121世纪农业的主导产品，转基世纪农业的主导产品，转基世纪农业的主导产品，转基世纪农业的主导产品，转基因植物产业将成为因植物产业将成为因植物产业将成为因植物产业将成为2121世纪新的经济增长点。世纪新的经济增长点。世纪新的经济增长点。世纪新的经济增长点。2.转基因植物的实例图图29 转基因耐贮藏番茄（左）和普通番茄（

11、右）转基因耐贮藏番茄（左）和普通番茄（右）（1）转基因耐贮藏番茄）转基因耐贮藏番茄n n（2）转基因抗虫作物）转基因抗虫作物遭到玉米螟侵害和真菌感染的普通玉米遭到玉米螟侵害和真菌感染的普通玉米(左左)与与Bt玉米玉米(右右)转基因番木瓜转基因番木瓜 抗环斑病毒抗环斑病毒转基因杨树转基因杨树 抗舞毒蛾抗舞毒蛾n n（3）抗除草剂作物）抗除草剂作物其他其他金大米金大米 3.3.转基因动物的实例转基因动物的实例n n动物乳腺生物反应器动物乳腺生物反应器l“转基因荧光猪转基因荧光猪”不含胆固醇的转基因小鼠不含胆固醇的转基因小鼠荧光斑马鱼荧光斑马鱼荧光热带鱼荧光热带鱼转基因幼猴和母亲转基因幼猴和母亲 首

12、只转基因猴降生首只转基因猴降生转基因鲑鱼转基因鲑鱼(上上)与同年龄的野生鲑鱼与同年龄的野生鲑鱼(下下)转基因蝴蝶转基因蝴蝶转基因食品安全吗？转基因食品安全吗？n n19841984年，中国科学院武汉水生生物研究所鱼类基因工年，中国科学院武汉水生生物研究所鱼类基因工年，中国科学院武汉水生生物研究所鱼类基因工年，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，随后建立程研究组研制出世界上第一批转基因鱼，随后建立程研究组研制出世界上第一批转基因鱼，随后建立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了转基因鱼理论模型，构建了由鲤鱼

13、和草鱼基因组了转基因鱼理论模型，构建了由鲤鱼和草鱼基因组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件组成的、拥有全部自主知识产权的重组生长激素件组成的、拥有全部自主知识产权的重组生长激素件组成的、拥有全部自主知识产权的重组生长激素基因，即基因，即基因，即基因，即“全鱼全鱼全鱼全鱼”基因，并培育出快速生长的转基因，并培育出快速生长的转基因，并培育出快速生长的转基因，并培育出快速生长的转“全鱼全鱼全鱼全鱼”基因黄河鲤鱼和不育三倍体基因黄河鲤鱼和不育三倍体基因黄河鲤鱼和不育三倍体基因黄河鲤鱼和不育三倍体“863863吉鲤吉鲤吉鲤吉鲤”。n n鱼类基因工程

14、研究组用鱼类基因工程研究组用鱼类基因工程研究组用鱼类基因工程研究组用420420只小鼠进行了转只小鼠进行了转只小鼠进行了转只小鼠进行了转“全鱼全鱼全鱼全鱼”基因鱼食品消费安全的详细研究。高强度饲喂转基因鱼食品消费安全的详细研究。高强度饲喂转基因鱼食品消费安全的详细研究。高强度饲喂转基因鱼食品消费安全的详细研究。高强度饲喂转“全鱼全鱼全鱼全鱼”基因鱼，对小鼠的生长、脏器发育、血液生基因鱼，对小鼠的生长、脏器发育、血液生基因鱼，对小鼠的生长、脏器发育、血液生基因鱼，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理生化指针、繁殖能力及其后代的生长发育均无影理生化指针、繁殖

15、能力及其后代的生长发育均无影理生化指针、繁殖能力及其后代的生长发育均无影响，实验证实了转响，实验证实了转响，实验证实了转响，实验证实了转“全鱼全鱼全鱼全鱼”基因鱼食品与非转基因基因鱼食品与非转基因基因鱼食品与非转基因基因鱼食品与非转基因鱼在食品安全上具实质等同性。鱼在食品安全上具实质等同性。鱼在食品安全上具实质等同性。鱼在食品安全上具实质等同性。|国内法国内法规规|进进出境出境转转基因基因产产品品检验检检验检疫管理疫管理办办法法 农业转农业转基因生物安全基因生物安全评评价管理价管理办办法法 农业转农业转基因生物基因生物进进口安全管理口安全管理办办法法 农业转农业转基因生物安全管理条例基因生物安

16、全管理条例 关于关于颁发颁发第一批第一批转转基因基因农产农产品品进进口口临时证临时证明和明和标识审查认标识审查认可批件的通知可批件的通知 农业转农业转基因生物基因生物标识标识管理管理办办法法 转转基因基因农产农产品安全管理品安全管理临时临时措施措施 转转基因食品基因食品卫卫生管理生管理办办法法|国外法国外法规规|卡塔赫卡塔赫纳纳生物安全生物安全议议定定书书 生物多生物多样样性公性公约约检测机构检测机构(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http:/ n1.抗虫棉抗虫机理是由于：抗虫棉抗虫机理是由于：n n转入了苏云金芽孢杆菌转入了苏云金芽孢杆菌Bt

17、基因基因 抑制昆抑制昆虫消化道内淀粉酶活性虫消化道内淀粉酶活性 抗虫棉产生了抗虫棉产生了Bt毒蛋白毒蛋白 Bt毒蛋白能破坏鳞翅目昆虫的消毒蛋白能破坏鳞翅目昆虫的消化系统化系统 使昆虫不能正常摄食、消化食物使昆虫不能正常摄食、消化食物中的蛋白质中的蛋白质n nA B C DBn n2.转基因耐贮藏番茄作用机理是：转基因耐贮藏番茄作用机理是：n nA 抑制生长素的合成抑制生长素的合成n nB 抑制代谢，代谢减弱抑制代谢，代谢减弱n nC 抑制细胞呼吸抑制细胞呼吸n nD 封闭乙烯合成途径中关键酶基因封闭乙烯合成途径中关键酶基因Dn n3.乳腺生物反应器可用于：乳腺生物反应器可用于：n nA 动物抗

18、病育种动物抗病育种n nB 生产药用蛋白生产药用蛋白n nC 治疗人类疾病治疗人类疾病n nD 分泌大量乳汁分泌大量乳汁B4.4.细胞杂交育种细胞杂交育种n n细胞杂交：细胞杂交：细胞杂交：细胞杂交：n n 指将同类或不同类生物体指将同类或不同类生物体指将同类或不同类生物体指将同类或不同类生物体的原生质体或体细胞，在一的原生质体或体细胞，在一的原生质体或体细胞，在一的原生质体或体细胞，在一定的物理或化学条件下进行定的物理或化学条件下进行定的物理或化学条件下进行定的物理或化学条件下进行融合形成杂种细胞，再创造融合形成杂种细胞，再创造融合形成杂种细胞，再创造融合形成杂种细胞，再创造条件将杂种细胞培

19、养成完整条件将杂种细胞培养成完整条件将杂种细胞培养成完整条件将杂种细胞培养成完整的杂种生物个体。的杂种生物个体。的杂种生物个体。的杂种生物个体。4.细胞杂交育种4.细胞杂交育种n n新性状的杂种个体：新性状的杂种个体：n n胡萝卜羊角芹胡萝卜羊角芹n n白菜甘蓝白菜甘蓝n n萝卜油菜萝卜油菜n n柑橘枳柑橘枳n n烟草海岛烟草烟草海岛烟草n n动物细胞杂交：动物细胞杂交：n n人鼠人鼠n n人猴人猴n n人蛙人蛙练习练习n n1.运用下列各种细胞工程技术培育生物新品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种，操作过程中能形成愈伤组织的是:n n植物组织培养植物组织培

20、养 n n植物体细胞杂交植物体细胞杂交 n n动物细胞培养动物细胞培养 n n转基因植物的培育转基因植物的培育n nA B C D Bn n2.动物细胞融合和植物体细胞杂交的比较中，动物细胞融合和植物体细胞杂交的比较中，正确的是：正确的是：n nA 诱导融合的方法完全相同诱导融合的方法完全相同n nB 所用的技术手段完全相同所用的技术手段完全相同n nC 采用的原理完全相同采用的原理完全相同n nD 都能形成杂种细胞都能形成杂种细胞Dn n3.植物体细胞杂交的目的中，错误的是：植物体细胞杂交的目的中，错误的是：n nA把两个植株优良性状集中在杂种植株上把两个植株优良性状集中在杂种植株上n nB 克服远源杂交不亲和的障碍克服远源杂交不亲和的障碍n nC 获得杂种植株获得杂种植株n nD 实现原生质体融合实现原生质体融合D