《生物遗传与育种》课件

《生物遗传与育种》课程导引欢迎来到《生物遗传与育种》课程本课程将带领您深入了解生物遗传学的基础知识，并探索遗传育种技术在农业、医药、食品等领域的应用遗传学基础知识遗传学概述遗传学的研究对象遗传学研究生物性状的遗传和变异规律，探讨生物的基因构遗传学研究的对象包括生物的个体、群体和基因，涉及基因成和遗传信息的传递机制它是现代生物学的重要组成部分的结构、功能、表达和变异，以及基因在生物进化和种群遗，在农业、医药、环境等领域具有广泛的应用价值传中的作用的结构与功能DNA的结构的功能的复制DNA DNA DNA123是由脱氧核糖核苷酸组成的是遗传信息的载体，包含了可以自我复制，确保遗传信DNA DNA DNA双螺旋结构，包含四个碱基腺生物体的全部遗传信息这些信息在细胞分裂过程中准确地传递嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶息决定了生物的性状，并通过复给子代细胞A T和鸟嘌呤制传递给下一代C G遗传信息的传递转录1上的遗传信息被转录成信使，DNA RNAmRNA mRNA携带遗传信息从细胞核进入细胞质翻译2上的遗传信息被翻译成蛋白质，蛋白质是生物体mRNA内执行各种功能的基本物质，决定了生物体的性状基因的表达调控基因表达调控1转录水平调控2通过调节转录因子、甲基化等机制控制基因的转录效率DNA翻译水平调控3通过调节核糖体、等机制控制蛋白质的合成速度tRNA蛋白质水平调控4通过蛋白质的修饰、降解等机制调节蛋白质的活性基因突变及其后果基因突变的概念基因突变的原因基因突变是指基因结构发生改基因突变可以由物理因素、化变，导致遗传信息发生变化，学因素、生物因素等引起，包从而引起生物体性状改变括辐射、药物、病毒等基因突变的后果基因突变可以引起各种遗传病、肿瘤等疾病，但也可能产生新的性状，为生物进化提供原料遗传学研究方法染色体分析分子遗传分析观察染色体的形态、数目、结构等研究基因的结构、功能和表达，用特征，用于研究染色体在遗传中的于研究基因在遗传和疾病中的作用作用遗传育种利用遗传学原理，通过人工选择和基因工程技术培育优良品种细胞中的遗传物质是主要的遗传物质DNA是真核生物和原核生物的主要遗传物质，位于细胞核DNA内，以染色体的形式存在的遗传功能RNA也参与遗传信息的传递，如和参与蛋白质RNA tRNArRNA合成过程基因和染色体基因是遗传的基本单位1基因是染色体上的一段序列，编码特定的蛋白质或，并控制生物体的性状DNA RNA染色体是基因的载体2染色体是由和蛋白质组成的，是细胞核内能够被碱性DNA染料染色的物质，包含了生物体的全部遗传信息染色体的结构和功能12着丝粒染色单体染色体的狭窄部位，连接着两条染染色体在复制后形成的两个相同的色单体，是染色体在细胞分裂过程结构，由一个着丝粒连接在一起中附着纺锤丝的位置34端粒基因座染色体末端的保护结构，防止染色染色体上基因的位置，每个基因都体降解和融合有特定的基因座减数分裂与配子形成孟德尔遗传定律分离定律自由组合定律生物体在形成配子时，成对的等位基因会分离，每个配子只不同对的等位基因在配子形成过程中会独立地分配，彼此之携带一对等位基因中的一个间互不影响连锁遗传与基因连锁图连锁遗传1位于同一条染色体上的基因在遗传过程中往往连在一起，称为连锁遗传基因连锁图2根据基因之间的连锁关系绘制的图谱，可以用于研究基因的位置、功能和进化重组技术DNA限制性内切酶连接酶DNA限制性内切酶能够识别并切割特定的序列，用于片连接酶可以将两个片段连接起来，用于构建重组DNADNADNADNA段的切割和克隆分子DNA基因工程在育种中的应用基因工程育种1抗病虫害作物2通过转入抗病虫基因，培育出抗病虫害的作物，减少农药的使用高产优质作物3通过转入高产、优质基因，培育出高产、优质的作物，提高农作物的产量和品质营养改良作物4通过转入营养丰富的基因，培育出营养更丰富的作物，改善人们的膳食结构植物细胞工程技术植物组织培养植物体细胞杂交利用离体的植物组织或细胞，利用植物体细胞融合技术，将在人工培养基上进行培养，使两个不同植物的细胞融合在一其再生出完整植株的技术起，形成杂种细胞，进而培育出杂种植物植物细胞培养的基础细胞全能性培养基植物细胞具有全能性，即单个植物细胞可以发育成为完整的植物细胞培养需要配制合适的培养基，提供必要的营养和激植株素，维持细胞的生长和发育植物细胞工程的应用快速繁殖1利用植物组织培养技术，可以快速繁殖优良品种，扩大繁殖规模脱毒苗2通过组织培养技术可以有效地清除植物病毒，培育出无病毒植株新品种培育3利用体细胞杂交技术可以克服远缘杂交的障碍，培育出新的杂交品种动物细胞工程技术12动物细胞培养动物体细胞克隆将动物细胞从生物体内取出，在人工培将动物体细胞的核移植到去核的卵细胞养基上进行培养，使其生长、增殖和表中，培育出与供体细胞遗传物质完全相达特定蛋白质同的克隆动物3单克隆抗体技术利用杂交瘤技术，将能够产生特定抗体的淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，获得B能够稳定产生单克隆抗体的杂交瘤细胞，用于疾病的诊断和治疗动物细胞培养的基础细胞培养基动物细胞培养需要配制合适的培养基，提供必要的营养、激素和生长因子，维持细胞的生长和发育无菌操作为了防止细胞污染，动物细胞培养需要在无菌的环境中进行操作动物细胞工程的应用药物生产疫苗生产组织工程利用动物细胞培养技术生产药物，如胰利用动物细胞培养技术生产疫苗，如狂利用动物细胞培养技术构建组织器官，岛素、干扰素等，提高药物的安全性、犬病疫苗、乙肝疫苗等，预防疾病的发用于治疗疾病或修复损伤有效性和产量生转基因生物的安全性评价环境安全性食品安全性转基因生物可能对环境造成转基因生物可能对人体健康的影响，包括基因扩散、生造成的影响，包括过敏反应物多样性减少等、毒性等社会伦理转基因生物的应用可能带来的伦理问题，包括知识产权、生物安全等生物质量控制体系质量标准1制定生物产品的质量标准，包括产品质量指标、检测方法、检验标准等质量控制流程2建立生物产品的质量控制流程，对原材料、生产过程、产品进行严格的质量控制，确保产品质量符合要求质量追溯体系3建立生物产品的质量追溯体系，对产品的生产过程、流通环节进行记录和追踪，保证产品质量可追溯育种原理与方法杂交育种诱变育种基因工程育种利用不同品种之间杂交，将优良性状利用物理或化学因素诱导基因突变，利用基因工程技术，将外源基因导入集中到一个品种中，培育出新品种获得新的变异，培育出新品种生物体内，培育出具有特定性状的新品种农作物重要性状的选育高产抗逆性通过选育高产基因，提高作物通过选育抗病虫害、抗旱涝等的产量，满足人们对粮食的需基因，提高作物的抗逆性，减求少病虫害和自然灾害造成的损失品质通过选育优质基因，提高作物的品质，如提高蛋白质含量、改善风味等，满足人们对高品质食品的需求园艺植物品质和产量的提高花色花型果实品质通过选育花色花型基因，培育出色通过选育果实品质基因，培育出果彩鲜艳、花型独特的园艺植物，满实色泽鲜艳、口感好、营养丰富的足人们对观赏植物的需求园艺植物，满足人们对水果的需求家畜家禽遗传改良生产性能提高通过选育基因，提高家畜家禽的生长速度、产肉率、产蛋率等生产性能，提高经济效益抗病性增强通过选育抗病基因，提高家畜家禽的抗病能力，减少疾病造成的损失品质改良通过选育品质基因，提高家畜家禽的肉质、蛋品质、毛皮品质等，满足人们对高品质畜产品的需求水产生物遗传改良生长速度提高1通过选育生长速度快的基因，提高水产生物的生长速度，缩短养殖周期，提高养殖效益抗逆性增强2通过选育抗病基因，提高水产生物的抗病能力，减少疾病造成的损失品质改良3通过选育品质基因，提高水产生物的肉质、口感、营养价值等，满足人们对高品质水产品的需求森林树木遗传改良12生长速度提高抗逆性增强通过选育生长速度快的基因，提高树通过选育抗病虫害、抗寒、抗旱等基木的生长速度，加快森林的更新速度因，提高树木的抗逆性，减少病虫害，提高木材产量和自然灾害造成的损失3木材品质改良通过选育木材品质基因，提高树木的木材品质，提高木材的利用价值医药植物品种改良药效提高产量提高品质改良通过选育药效基因，提高医药植物的药通过选育高产基因，提高医药植物的产通过选育品质基因，提高医药植物的品效，增强药效，提高疗效量，降低药材成本，满足人们对药材的质，改善药材的色泽、气味、口感等，需求提高药材的质量生物遗传育种的前景与趋势基因编辑技术合成生物学基因编辑技术能够精确地对合成生物学研究利用基因工基因进行修改，为培育优良程等技术，合成新的生物体品种提供了新的手段系，为培育新品种提供了新的思路大数据技术大数据技术可以帮助我们分析海量的数据，揭示生物遗传和育种的规律，为培育优良品种提供新的理论依据总结与展望生物遗传与育种是一个充满挑战和机遇的领域，随着科学技术的不断发展，生物遗传育种技术将会得到更加广泛的应用，为人类社会创造更大的福祉。