2024届高三生物一轮复习课件第42课时 变异与基因工程在育种中的应用

生物大一轮复习 第42课时 变异与基因工程在育种中的作用 小资料 古印第安人是最早选择和培育玉米的,利用玉米自然环境下存在的有限变异,汰劣留良(淘汰劣质,保留优质,隔离种植),通过长期选择,选育出穗大饱满、品质优良的玉米品种—选择育种 育种周期长 可选择范围有限 人工 长期选择,汰劣留良 操作简便 育种周期长,可选择的范围有限 交配 选择 培育 基因重组 减I后期 有性生殖的真核生物 杂交 自交 选择 连续自交至不发生性状分离为止 不一定。若选育显性纯种,需要连续自交;若选育隐性纯种,则在F2就可以得到 动物杂交育种的方法 假设现有长毛立耳猫(BBEE)和短毛折耳猫(bbee),如何培育出能稳定遗传的长毛折耳猫(BBee)? 长毛折耳猫 短毛折耳猫 长毛立耳猫 长毛立耳 短毛折耳 BBEE bbee 长毛立耳( ) BbEe 长毛立耳( ) BbEe 长立 长折 短立 短折 Bbee BBee BBee Bbee bbee bbee 长折 短折 长折 长折 短折 杂交 F1中雌雄交配 选择 测交 P F1 F2 F3 长折 短折 选择 “集优” 操作简单” 育种时间长,过程繁琐 只能利用已有的基因重组 亲本只能是同种或亲缘关系近的生物 作物品质 单位面积产量 物理 化学 基因突变 基因突变 有丝分裂间期、减I前的间期 所有生物 突变频率 较短时间 新基因 新性状 低频性 不定向性 少 盲目性 强 高 好 青霉菌 如何解决? 扩大诱变后代的群体(大幅增加实验材料样本量),增加选择的机会 为什么绿色荧光基因在不同物种中均能成功表达? 又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。指按照人们的意愿,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里,定向地改造生物的遗传性状。 1.基因工程的概念 一.基因工程的原理 基因工程 别名:基因拼接技术或DNA重组技术或转基因技术 原理:基因重组 优点: ①定向的改造生物的遗传性状 ②跨越种间鸿沟(跨物种) 操作对象:基因 操作水平:分子水平 小鼠 海蜇 提取 绿色荧光基因 导入 转基因小鼠 (含海蜇绿色荧光基因) 绿色荧光蛋白 思考:如何让小鼠发出“绿色荧光”呢? 思考:要把海蜇的绿色荧光基因“拼接”到小鼠体内,关键步骤是什么? 关键步骤一:怎样提取合成绿色荧光蛋白的基因? 关键步骤二:怎样将目的基因运输到小鼠体内? 关键步骤三:怎样将基因与运载体连接起来? 关键步骤四:怎样检测基因是否成功导入细菌? 基因的剪刀——限制性核酸内切酶 限制性核酸内切酶 限制酶 具有专一性和特异性 识别 切割 特定 核苷酸序列 磷酸二酯键 如:大肠杆菌中的一种叫做EcoRI的限制酶,能够专一识别GAATTC的序列,并在G和A之间将这段序列切开 2个DNA片段 黏性末端 既相同又互补 目的基因 运载体 关键步骤一:怎样提取合成绿色荧光蛋白的基因? 关键步骤二:怎样将目的基因运输到小鼠体内? 关键步骤三:怎样将基因与运载体连接起来? 关键步骤四:怎样检测、鉴定基因是否成功导入细菌? 基因的剪刀——限制性核酸内切酶 基因的运载工具——运载体 思考:要把海蜇的绿色荧光基因“拼接”到小鼠体内,关键步骤是什么? 运载体 目的基因 受体细胞 质粒 噬菌体 动植物病毒 细菌 酵母菌 环状DNA 自主复制 保存 复制 限制酶酶切位点 标记基因 酶切 酶切 目的基因 必须是同一种限制酶 AATT TTAA 质粒 关键步骤一:怎样提取合成绿色荧光蛋白的基因? 关键步骤二:怎样将目的基因运输到小鼠体内? 关键步骤三:怎样将基因与运载体连接起来? 关键步骤四:怎样检测、鉴定基因是否成功导入细菌? 基因的剪刀——限制性核酸内切酶 基因的针线——DNA连接酶 基因的运载工具——运载体 思考:要把海蜇的绿色荧光基因“拼接”到小鼠体内,关键步骤是什么? DNA连接酶 相互黏合 碱基 脱氧核糖 磷酸 DNA连接酶 2 相同黏性末端 磷酸二酯键 不同DNA片段 重组DNA 关键步骤一:怎样提取合成绿色荧光蛋白的基因? 关键步骤二:怎样将目的基因运输到小鼠体内? 关键步骤三:怎样将基因与运载体连接起来? 关键步骤四:怎样检测、鉴定基因是否成功导入细菌? 基因的剪刀——限制性核酸内切酶 基因的针线——DNA连接酶 基因的运载工具——运载体 思考:要把海蜇的绿色荧光基因“拼接”到小鼠体内,关键步骤是什么? 提取目的基因 01 目的基因与运载体结合 02 将目的基因导入受体细胞 03 目的基因的检测和鉴定 04 二.基因工程的四部曲 22 检测目的 检测依据 检测方法 目的基因 的检测 目的基因是否导入受体细胞 依据受体细胞是否具有运载体所特有的“标记基因”所控制的性状 常用选择培养基,如运载体含有抗四环素基因,若导入成功,则受体细胞能在含有