现代生物技术在育种上的应用

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1、第2节 现代生物技术在育种上的应用课程标准列举现代生物技术在育种上的应用。课标解读1描述转转基因技术术育种和细细胞杂杂交育种等现现代育种技术术。2列举现举现 代育种技术术在实实践中应应用的实实例，探讨讨其前景。3关注转转基因生物及其产产品引发发的社会影响。转转基因技术术是指按照人们们的意愿，把一种生物的某个_克隆出来，加以_和_，再转转移到_生物的细细胞里，从而_地改造生物的遗传遗传 性状。_的制备备和目的基因导导入_的过过程。转基因技术育种1概念2内容基因修饰饰改造另一种定向目的基因受体细细胞基因分离目的基因目的基因与_结结合目的基因导导入_转转化组织组织 或细细胞植株再生_与未转转化的植株

2、筛选筛选 _植株移苗入土选优选优 。3操作流程载载体受体细细胞转转化转转基因转转基因技术术遵循的原理是什么？提示 基因重组组。思维激活1转基因技术主要涉及的两个方面转基因技术主要涉及到两个方面的内容：目的基因的制备和目的基因导入受体细胞的过程。目的基因的制备是一个复杂的过程。首先需要对目的基因的结构、在染色体上的位置和DNA序列有非常清楚的认识。其次要通过分子生物学技术将目的基因提取和分离出来，并且大量扩增。将制备的目的基因导入到受精卵或其他细胞中，经培育、筛选、鉴定可获得转基因生物。1植物转基因技术育种过程2下列关于转转基因技术术育种的叙述，错误错误 的是( )。A转转基因技术转术转 移的基

3、因是有用的外源基因B转转移的基因可以来自不同物种C转转基因技术术突破了生物的种间间界限D转转基因技术术可以不定向地改造生物的遗传遗传 性状解析 转基因技术能按照人们的意愿，让不同品种或不同物种的基因，在受体生物上表达，从而能定向改造生物的遗传性状，培育生物新品种，故D项错误。答案 D【巩固1】学车问答 http:/ 学车问题回答驾驶员模拟考试2016 http:/ 科目一 科目 二 科目三 科目四(1)1983年第一例转转基因植物转转基因_。(2)转转基因_番茄。(3)转转基因_作物：转转_抗虫棉、抗虫玉米、抗虫杨树杨树 和抗虫甘蓝蓝，转转植物_抑制剂剂基因、转转外源凝集素基因的转转基因水稻、

4、转转基因棉。(4)抗_作物：抗除草剂剂玉米、油菜、大豆、棉等。转基因动植物的实例1转基因植物的实例烟草耐贮贮藏Bt基因蛋白酶除草剂剂抗虫(1)1982年美国科学家将大鼠的_注射到小白鼠的受精卵中，获获得第一只转转基因“超级级小鼠”。(2)动动物转转基因技术术的应应用：提高产产仔数或产产蛋数；提高_能力；研制乳腺_；提高动动物生长长速率；改善肉的品质质。生产转产转 基因动动物时时，为为什么一般将目的基因注射到受精卵中？提示 受精卵的全能性最高，可以发育成一个完整的个体。思维激活22转基因动物的实例生长长激素基因生物反应应器抗病将目的基因导入不同受体细胞的比较细细胞 种类类植物细细胞动动物细细胞微

5、生物细细胞常用 方法农农杆菌转转化法显显微注射法Ca2处处理法受体 细细胞体细细胞受精卵原核细细胞转转化 过过程目的基因插入Ti质质 粒的TDNA 上 农农杆菌导导入 植物细细胞整合 到受体细细胞的染色 体DNA上表 达目的基因表达载载体 提纯纯取卵(受 精卵)显显微注 射受精卵发发育 获获得具有新性 状的动动物Ca2处处理细细胞 感受态细态细 胞 重组组表达载载 体与感受态态细细胞 混合感受态态 细细胞吸收DNA分 子1用转基因动物生产药物(乳腺生物反应器)(1)乳腺生物反应器让某些特定的外源基因在哺乳动物体内表达，使这些哺乳动物的乳汁中含有人类所需要的物质，如激素、抗体和酶类，这就是乳腺生

6、物反应器。(2)优点产量高，质量好，成本低，易提取。(3)缺点只能是雌性个体在泌乳期时才能应用。(4)成果已在乳腺生物反应器中表达了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素和 抗胰蛋白酶等重要医药产品。2.上海医学遗传遗传 研究所成功培育出第一头头携带带白蛋白的转转基因牛，他们还们还 研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法，使转转基因动动物乳汁中的药药物蛋白含量提高30多倍。“转转基因动动物”是指 ()。A提供基因的动动物B基因组组中增加外源基因的动动物C能产产生白蛋白的动动物D能表达基因信息的动动物解析 转基因生物是指利用基因工程技术导入外源基因培育出的能够将新性状稳定地遗传给后代的基因工程生物。转

7、基因动物是指基因组中增加了外源基因的动物，题中的转基因牛中携带有外源的白蛋白基因。 答案 B【巩固2】指将同类或不同类生物体的_或体细胞，在一定的物理或化学条件下进行融合形成_，再创造条件将_培养成完整的杂种生物个体。细胞杂交育种1细胞杂交原生质质体杂杂种细细胞杂杂种细细胞植物细胞杂交2(1)获获得原生质质体：人们们常用_等将细细胞壁分解掉，得到无细细胞壁的植物细细胞原生质质体。(2)诱导诱导 原生质质体融合：方法有物理法(如_、电电刺激等)和化学法(如_)等。(3)获获得杂杂种植株：通过过_技术术将杂杂种细细胞培育为杂为杂 种植株。动动物细细胞杂杂交与植物原生质质体融合的原理_，诱诱导导融合

8、的方法_。迄今为为止，已经实现经实现 了人鼠、人猴、人蛙等种间间个体的细细胞杂杂交并获获得杂杂交细细胞，但尚未获获得杂杂种动动物。3动物细胞杂交杂杂种植株会是单单倍体吗吗？提示 不会。思维激活3纤维纤维 素酶和果胶酶聚乙二醇 植物组织组织 培养基本相同也类类似振动动植物细胞杂交 (1)植物细胞杂交是用两个来自于不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植株的方法。从这句话可以看出，植物细胞杂交是从细胞融合开始，到培育成新的植株结束。其生殖方式为无性生殖。 (2)植物细胞杂交的实质是不同植物细胞的原生质体的融合。(3)植物细胞融合的障碍是细胞外的细胞壁，融合完成的标志是产生新的细胞

9、壁。 (4)形成融合细胞的类型：体细胞融合成功以后，既有AB型杂种细胞，又能形成AA型和BB型两种融合细胞，但只有AB型细胞是植物细胞杂交所形成的杂种细胞，因此在杂种细胞形成后还应有一个筛选过程。(5)植物细细胞杂杂交育种的优优点和局限性优优点：植物细细胞杂杂交的最大突破是克服了远缘杂远缘杂 交不亲亲和的种间间或属间间障碍。局限性：由于目前仍有许许多理论论和技术问题术问题 没有解决，不能让杂让杂 种植株按照人们们的需要表现现出亲亲代的优优良性状。科学家们们将番茄细细胞和马铃马铃 薯细细胞融合，成功地培育出了“番茄马铃马铃 薯”杂杂种植株，但它在地上部分所结结的番茄果实实小、地下部分长长的马铃马

10、铃 薯块块茎更小。下列说说法错误错误 的是 ( )。A进进行植物细细胞融合必须须先制备备原生质质体B番茄和马铃马铃 薯属于同一个物种C植物细细胞杂杂交过过程需要植物组织组织 培养技术术支持D这这种“番茄马铃马铃 薯”很可能是可育的【巩固3】解析 植物细胞杂交，首先的工作是用酶解法将细胞壁去除，从而获得原生质体，再用一定的诱导方法促使融合，经植物组织培养形成完整的杂种植株。番茄和马铃薯细胞融合后，成为“多倍体”细胞，细胞染色体组数增加，细胞内每条染色体仍然有其同源染色体，所以从理论上讲仍然可育。故选B。答案 B为扩为扩 大可耕地面积积，增加粮食产产量，黄河三角洲等盐盐碱地的开发发利用备备受关注。

11、我国科学家应应用耐盐盐基因培育出了耐盐盐水稻新品系。(1)获获得耐盐盐基因后，构建重组组DNA分子所用的限制性内切酶作用于图图中的_处处，DNA连连接酶作用于_处处。(填“a”或“b”)【例1】示例一 基因工程育种及应用(2)将重组组DNA分子导导入水稻受体细细胞的常用方法有农农杆菌转转化法和_法。(3)由导导入目的基因的水稻细细胞培养成植株需要利用_技术术，该该技术术的核心是_和_。(4)为为了确定耐盐转盐转 基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素标记标记 的_作探针进针进 行分子杂杂交检测检测 ，又要用_方法从个体水平鉴鉴定水稻植株的耐盐盐性。思维导图：深度剖析 基因工程中的工具酶限制酶

12、和DNA连连接酶的作用是断开或连连接两核苷酸间间的磷酸二酯键酯键 。将目的基因导导入植物受体细细胞常用的方法是农农杆菌转转化法、基因枪枪法和花粉管通道法。目的基因的检测检测 与鉴鉴定，常利用DNA分子杂杂交技术术(探针针)等作分子水平的检测检测 和个体生物学水平的鉴鉴定。植物组织组织 培养的基本过过程是植物在离体状态态下，进进行脱分化与再分化。答案 (1)a a (2)基因枪(花粉管通道) (3)植物组织培养 脱分化(去分化) 再分化 (4)耐盐基因(目的基因) 一定浓度盐水浇灌(移栽到盐碱地中)反思感悟 转基因生物不同，受体细胞不同，导入方法亦不同。下图图所示是“白菜甘蓝蓝”杂杂种植株的培育

13、过过程。下列叙述中正确的是 ( )。【例2】示例二 细胞杂交育种A图图示的“白菜甘蓝蓝”植株不能结结子B愈伤组织伤组织 的代谢类谢类 型是异养厌厌氧型C上述过过程中包含有丝丝分裂、细细胞分化和减数分裂等过过程D“白菜甘蓝蓝”杂杂种植株具有的性状是基因选择选择 性表达的结结果思维导图：深度剖析 白菜和甘蓝都是二倍体，它们的体细胞杂交后培育的“白菜甘蓝”杂种植株中有2个染色体组来自白菜，2个染色体组来自甘蓝，因此“白菜甘蓝”属于异源四倍体，是可育的，能结子；愈伤组织是一种高度液泡化的、呈无定形状态的薄壁细胞，不能进行光合作用制造有机物，因此愈伤组织的代谢类型是异养需氧型；上述过程包括去壁、原生质体

14、融合、植物组织培养等过程，其结果是形成“白菜甘蓝”的幼苗，并未发育成性成熟个体，因此整个过程中存在有丝分裂和细胞分化过程，没有减数分裂过程；任何性状都是基因选择性表达的结果。答案 D误区警示 “白菜甘蓝”植株是二倍体的体细胞通过细胞杂交而获得，其体细胞内含有四个染色体组，属于异源四倍体，有性生殖中减数分裂正常，可育。在玉米地中喷喷洒除草剂剂，杀杀死了田间杂间杂 草，而玉米却正常生长长，那么该该玉米可能是 ()。A转转抗冻冻蛋白基因植物 B转转抗除草剂剂基因植物C转转抗病毒基因植物 D转转抗毒素合成基因植物解析 杂草被杀死，而玉米却正常生长，说明该玉米具有抗除草剂的能力，故选B。答案 B1科学家

15、已能运用基因工程技术术，让让羊合成并分泌抗体。下列 相关叙述中，不正确的是 ( )。 A该该技术术将导导致定向的变变异 B受精卵是理想的受体细细胞 C垂体分泌的催乳素能促进进抗体的产产生 D宜采用人工合成法获获得目的基因 解析 让某些特定的外源基因在哺乳动物体内表达，使这些 哺乳动物的乳汁中含有人类所需要的物质，如激素、抗体和 酶类，这就是乳腺生物反应器。实现这种目的的方法就是利 用转基因技术，让哺乳动物(如羊)得到相应的外源基因。该项 技术的优点之一就是可以定向的改变生物的遗传性状。受精 卵是个体发育的起点，其经细胞分裂、组织分化发育成的个 体，所有的细胞都含有与受精卵相同的遗传物质，且受精卵 体积大，易操作，是基因工程中最理想的受体细胞。 答案 C21993年，我国科学工作者培育成的抗棉铃铃虫的转转基因抗虫棉，其抗虫基因的来源是 ( )。A普通棉花