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1、新课导入新课导入从社会中来从社会中来食用大量施用农药的食物对人们是有危害的。食用大量施用农药的食物对人们是有危害的。那么怎么样避免大量使用农药而又让那么怎么样避免大量使用农药而又让作物具有抗药性呢？作物具有抗药性呢？现代生物技术发挥了巨大作用。现代生物技术发挥了巨大作用。第第2节现代生物技术在育种节现代生物技术在育种上的应用上的应用 一、转基因技术育种一、转基因技术育种二、转基因植物的实例二、转基因植物的实例三、转基因动物的实例三、转基因动物的实例四、细胞杂交育种四、细胞杂交育种教学目标教学目标知识目标知识目标能力目标能力目标 1.描述转基因技术育种和细胞杂交育种等描述转基因技术育种和细胞杂交
2、育种等现代育种技术。现代育种技术。2.了解转基因技术育种和细胞杂交育种应用。了解转基因技术育种和细胞杂交育种应用。列举现代育种技术在实践中应用的实例，探列举现代育种技术在实践中应用的实例，探讨其前景。讨其前景。情感态度与价值观情感态度与价值观2.认识转基因产品引发的社会影响。认识转基因产品引发的社会影响。1.关注转基因生物对人们生活的影响。关注转基因生物对人们生活的影响。重点重点教学重难点教学重难点难点难点1.转基因技术育种。转基因技术育种。2.细胞杂交育种。细胞杂交育种。植物转基因技术流程。植物转基因技术流程。一、转基因技术育种一、转基因技术育种转基因技术：转基因技术：是指按照人们的意愿，把
3、一种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，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。造生物的遗传性状。基因分离基因分离植物转基因技术流程示意图植物转基因技术流程示意图载体载体基因导入载体基因导入载体导入导入受体受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植株再生植株再生组织或细胞组织或细胞受体植物受体植物移苗入室移苗入室筛选筛选转化组织转化组织或细胞或细胞选优选优目的目的基因基因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目的基因的制备过程必须清楚的几点：
4、目的基因的制备过程必须清楚的几点：3.DNA序列序列1.目的基因结构目的基因结构2.在染色体上的位置在染色体上的位置植物基因转化的方法介绍植物基因转化的方法介绍农杆菌介导法：农杆菌介导法：农杆菌的农杆菌的Ti质粒可以作为载体。质粒可以作为载体。Ti质粒上有两个区域，一个是质粒上有两个区域，一个是T-DNA区，这是能够区，这是能够转移并整合进植物受体的区段；另一个是转移并整合进植物受体的区段；另一个是Vir区，它区，它编码实现质粒转移所需的蛋白质。将待转化的外源编码实现质粒转移所需的蛋白质。将待转化的外源基因先克隆在大肠杆菌质粒上，然后将此质粒转入基因先克隆在大肠杆菌质粒上，然后将此质粒转入不会
5、引起冠瘿瘤的农杆菌不会引起冠瘿瘤的农杆菌(这种菌的这种菌的Ti质粒已除去了质粒已除去了T-DNA)，使外源基因通过同源重组整合在，使外源基因通过同源重组整合在Ti质粒上；质粒上；然后用带有外源基因的这种农杆菌去转化植物细胞，然后用带有外源基因的这种农杆菌去转化植物细胞，将外源基因转入植物细胞的基因组。将外源基因转入植物细胞的基因组。读一读读一读直接转入法：直接转入法：这是将裸露的这是将裸露的DNA直接导入植直接导入植物细胞，然后将这些细胞在体外培养再生出植株。物细胞，然后将这些细胞在体外培养再生出植株。裸露的裸露的DNA的转化效率较低，因而要辅之以高效的转化效率较低，因而要辅之以高效率的组织培
6、养系统。率的组织培养系统。植物细胞有一层很厚的植物细胞有一层很厚的细胞壁，需先去除植物细胞细胞壁，需先去除植物细胞壁，使之成为原生质体，再壁，使之成为原生质体，再来直接转入外源来直接转入外源DNA。当然，。当然，也可用机械的方法将也可用机械的方法将DNA直直接注入植物细胞而毋须去除接注入植物细胞而毋须去除细胞壁，这类方法有用显微细胞壁，这类方法有用显微操纵仪把操纵仪把DNA直接注入植物直接注入植物细胞，也可在金属微粒上蘸细胞，也可在金属微粒上蘸涂了外源涂了外源DNA，把它当作子，把它当作子弹，用弹，用“基因枪基因枪”轰击植物轰击植物组织而进入植物细胞。组织而进入植物细胞。基因枪基因枪二、转基因
7、植物的实例二、转基因植物的实例实例实例1转基因烟草转基因烟草第一例转基因作物第一例转基因作物 现今全球转基因植物的种类已经超过现今全球转基因植物的种类已经超过200种，种，年种植面积已经突破了年种植面积已经突破了5107 hm2 。实例实例2抗虫棉抗虫棉 有有12个品种，累计推个品种，累计推广面积广面积1.33106 hm2，减，减少农药少农药30%以上，在保护以上，在保护环境和人畜健康的同时增环境和人畜健康的同时增加皮棉产量加皮棉产量1106 kg，价，价值达值达50亿元人民币。亿元人民币。实例实例3转基因耐贮藏番茄转基因耐贮藏番茄 普通番茄在常温下仅能贮藏普通番茄在常温下仅能贮藏2周左右，
8、转基因耐周左右，转基因耐贮藏番茄由于封闭了乙烯合成途径中关键酶的基因，贮藏番茄由于封闭了乙烯合成途径中关键酶的基因，因此没有或很少有乙烯合成，从而能在常温下贮藏因此没有或很少有乙烯合成，从而能在常温下贮藏2-3个月。个月。乙烯乙烯读一读读一读分子式：分子式：C2H4；结构式：结构式：CH2=CH2 乙烯广泛存在于植物的各种组织、器官中。它乙烯广泛存在于植物的各种组织、器官中。它的产生具有的产生具有“自促作用自促作用”，即乙烯的积累可以刺激，即乙烯的积累可以刺激更多的乙烯产生。乙烯可以促进更多的乙烯产生。乙烯可以促进RNA和蛋白质的合和蛋白质的合成，在高等植物体内，并使细胞膜的透性增加，成，在高
9、等植物体内，并使细胞膜的透性增加，生生长素在低等和高等植物中普遍存在。果实中乙烯含长素在低等和高等植物中普遍存在。果实中乙烯含量增加时，已合成的生长素又可被植物体内的酶或量增加时，已合成的生长素又可被植物体内的酶或外界的光所分解，可促进其中有机物质的转化，加外界的光所分解，可促进其中有机物质的转化，加速成熟。乙烯也有促进器官速成熟。乙烯也有促进器官脱落和衰老脱落和衰老的作用。用的作用。用乙烯处理黄化幼苗茎可使茎加粗和叶柄偏上生长。乙烯处理黄化幼苗茎可使茎加粗和叶柄偏上生长。实例实例4转基因抗虫作物转基因抗虫作物抗虫甘蓝抗虫甘蓝抗虫棉抗虫棉抗虫玉米抗虫玉米抗虫杨树抗虫杨树 此外，转植物蛋白酶抑制
10、剂基因、转外源凝此外，转植物蛋白酶抑制剂基因、转外源凝集素基因的转基因水稻、转基因棉，也表现出一集素基因的转基因水稻、转基因棉，也表现出一定的抗虫性。定的抗虫性。上述实例中，哪些是通过转基因使作上述实例中，哪些是通过转基因使作物产生原来物产生原来不能产生的蛋白质的？不能产生的蛋白质的？哪些是哪些是通过转基因来通过转基因来阻断特定蛋白质的合成的？阻断特定蛋白质的合成的？讨讨 论论 转植物蛋白酶抑制剂基因、外源凝集素基因转植物蛋白酶抑制剂基因、外源凝集素基因的转基因水稻、转基因棉等是通过转基因使作物的转基因水稻、转基因棉等是通过转基因使作物产生原来不能产生的蛋白质。产生原来不能产生的蛋白质。转转B
11、t基因的抗虫棉、抗虫玉米、抗虫杨、抗虫甘蓝；基因的抗虫棉、抗虫玉米、抗虫杨、抗虫甘蓝；一个是封闭一个是封闭不让表达。不让表达。比一比比一比导入能封闭乙烯合成途径中关键酶的基因。导入能封闭乙烯合成途径中关键酶的基因。让导入的外源抗虫基因在受体细胞中表达。让导入的外源抗虫基因在受体细胞中表达。耐贮藏番茄培育的思路是：耐贮藏番茄培育的思路是：转基因抗虫植物培育的思路是：转基因抗虫植物培育的思路是：抗除草剂作物抗除草剂作物实例实例5 在作物中转入抗除草剂基因，施用除草剂消在作物中转入抗除草剂基因，施用除草剂消除或控制杂草生长时，作物就不受损害。除或控制杂草生长时，作物就不受损害。三、转基因动物的实例三
12、、转基因动物的实例 1982年，美国科学家将大鼠的生长激素基因年，美国科学家将大鼠的生长激素基因注射到小白鼠的受精卵中，获得看第一只注射到小白鼠的受精卵中，获得看第一只“超级超级小鼠小鼠”。以后，科学家们相继获得了转入不同基以后，科学家们相继获得了转入不同基因的兔、绵羊、山羊、猪、牛等动物。因的兔、绵羊、山羊、猪、牛等动物。提高产仔数或产蛋数提高产仔数或产蛋数提高抗病能力提高抗病能力动物转基因技动物转基因技术应用举例术应用举例改善肉的品质改善肉的品质研制乳腺生物反应器研制乳腺生物反应器提高动物生长的速率提高动物生长的速率 动物乳腺生物反应动物乳腺生物反应器，是将特定的外源基器，是将特定的外源基
13、因在哺乳动物体内的乳因在哺乳动物体内的乳腺细胞中表达，使一个腺细胞中表达，使一个个动物变为一座座小化个动物变为一座座小化工厂，从而解决了利用工厂，从而解决了利用工厂生产生物制品的许工厂生产生物制品的许多实际问题。这种创新多实际问题。这种创新思路，我们不妨归纳为思路，我们不妨归纳为易于记忆的词语易于记忆的词语“借鸡生蛋借鸡生蛋”。读一读读一读 人们很早就设想：人们很早就设想：“让让马铃薯和番马铃薯和番茄杂交茄杂交，获得地下部分形成块茎，而，获得地下部分形成块茎，而地上部分能结出番茄的新植株，那该地上部分能结出番茄的新植株，那该多么美妙。多么美妙。”但在实际生产过程中却但在实际生产过程中却不可能不
14、可能，这是为什么？，这是为什么？在实际生产中马铃薯和番茄是两个物在实际生产中马铃薯和番茄是两个物种，不能结合在一起。种，不能结合在一起。四、细胞杂交育种四、细胞杂交育种细胞杂交：细胞杂交：是指将同类或不同类生物体的原生是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。成完整的杂种生物个体。植物细胞杂交示意图植物细胞杂交示意图杂种杂种植物植物植物细胞植物细胞A植物细胞植物细胞B去掉细胞壁去掉细胞壁原生质体原生质体A原生质体原生质
15、体B原生质体原生质体融合融合正在融合的原生质体正在融合的原生质体再生出细胞壁再生出细胞壁杂种杂种细胞细胞细胞分裂细胞分裂愈伤愈伤组织组织 植物有厚厚的细胞壁，人们常用酶（纤植物有厚厚的细胞壁，人们常用酶（纤维素酶和果胶酶等）将细胞壁分解掉，得到维素酶和果胶酶等）将细胞壁分解掉，得到无细胞壁的细胞无细胞壁的细胞原生质体原生质体。原生质体融合的物理或化学方法：电原生质体融合的物理或化学方法：电刺激、振动或化学药剂（如聚乙二醇）等。刺激、振动或化学药剂（如聚乙二醇）等。PEP实例实例1白菜白菜-甘蓝作为一种新型的蔬菜甘蓝作为一种新型的蔬菜白菜白菜甘蓝甘蓝细胞杂交细胞杂交白菜白菜甘蓝甘蓝实例实例2 人
16、人鼠种间个体的细胞杂交，获得鼠种间个体的细胞杂交，获得杂交细胞，但尚未获得杂种动物。杂交细胞，但尚未获得杂种动物。实例实例3 同种、同一品种生物或同一个生物个体的两同种、同一品种生物或同一个生物个体的两个细胞或两个以上原生质体融合或细胞的杂交，个细胞或两个以上原生质体融合或细胞的杂交，可以实现染色体的加倍，形成多倍体植株。可以实现染色体的加倍，形成多倍体植株。四倍体西瓜四倍体西瓜二倍体西瓜二倍体西瓜二倍体西瓜二倍体西瓜原生质体融合原生质体融合 其他现代生物技术在育种上的应用也很其他现代生物技术在育种上的应用也很多：花药培养技术、胚乳培养技术、幼胚培多：花药培养技术、胚乳培养技术、幼胚培养技术等。养技术等。到社会中去到社会中去简要介绍一下我国关于转基因食品的管理办法简要介绍一下我国关于转基因食品的管理办法 转基因食品卫生管理办法转基因食品卫生管理办法于于2001年年12月月11日经卫生部部务会讨论通过，于日经卫生部部务会讨论通过，于2002年年7月月1日起施行。日起施行。第十六条食品产品中（包括原料及其加工第十六条食品产品中（包括原料及其加工的食品）含有基因修饰有机体或的食品）含有基因修
