从杂交育种到基因工程用

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1、从杂交育种 到基因工程【知识框架知识框架】工具步骤概念原理方法特点基因工程育种杂交育种诱变育种染色体变异基因重组基因突变概念类型特点意义可遗传变异应用来源单倍体育种多倍体育种小麦高秆（小麦高秆（D D）对矮秆（）对矮秆（d d）为显性，抗锈）为显性，抗锈病（病（T T）对不抗锈病（）对不抗锈病（t t）为显性，现有纯合）为显性，现有纯合的高秆抗锈病的小麦（的高秆抗锈病的小麦（DDTTDDTT）和矮秆不抗锈）和矮秆不抗锈病的小麦（病的小麦（ddttddtt），如果你是袁隆平，怎样），如果你是袁隆平，怎样才能得到矮秆抗病的优良品种（才能得到矮秆抗病的优良品种（ddTTddTT）？）？锈病小麦DDT

2、Tddtt亲本杂交F1DdTt种植F1代，自交 F2D_T_，D_tt， ddT_，ddtt种植F2代， (选矮秆、抗病ddT_）， 继续自交，期望下代获得 纯合体p试一试：动物的杂交育种方法假设现有长毛立耳猫（ 假设现有长毛立耳猫（BBEEBBEE） 和短毛折耳猫（和短毛折耳猫（bbeebbee），你能否培育），你能否培育 出能稳定遗传的长毛折耳猫（出能稳定遗传的长毛折耳猫（BBeeBBee） ？写出育种方案（图解）？写出育种方案（图解）长毛折耳猫短毛折耳猫长毛立耳猫长毛立耳 短毛折耳 BBEEbbee长毛立耳 BbEe长毛立耳BbEe长立 长折 短立 短折 Bbee BBeeBBeeBbe

3、ebbeebbee长折 短折长折 长折 短折杂交F1间 交配选优测交 F3长折 短折思考：要培育出一 个能稳定遗传的动 物品种至少要几年 ？1.杂交育种(1)含义：将_的优良性状通过交配集中在一起，再经过_，获得新品种的方法。(2)育种原理：_。(3)方法：杂交_选种自交。(4)特点：两个或多个品种选择和培育基因重组自交操作简便;育种时间长。从杂交育种的过程来看，杂交育种的缺陷是什么？可用什么方法来加以克服？不足之处是新类型的个体中还含有一定比例的杂合子，需用其不断地进行自交、选择， 所需时间很长。可用单倍体育种的方法加以克 服。PAABB aabbF1AaBbAB、Ab、aB、ab配子花药离

4、 体培养可得到基因型为AB、Ab、aB、ab 这四种单倍体植株人工诱导 染色体加倍 就可得到基因型为AAbb这种纯合子的二倍体植株1.(双选)用纯种的高秆(D)抗锈病(T)小麦与矮秆(d)易染锈病(t)小麦培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法如下，下列有关此育种方法的叙述中，正确的是( )高秆抗锈病矮秆易染锈病 F1 雄配子 幼苗 选出符合生产要求的品种A.过程的作用原理为基因重组B.过程必须经过受精作用C.过程必须使用生长素处理幼苗D.此育种方法可选出符合生产要求的品种占1/4AD2、单倍体育种(1)育种原理：_。(2)方法：先通过 获得单倍体，再用 处理。 (3)特点：染色体变异 子代均为纯合子

5、，明显缩短育种年限; 技术复杂，需与杂交育种配合。秋水仙素花药离体培养3.多倍体育种(1)育种原理：_ _。(2)方法： (3)特点：染色体变异器官大，提高营养物质含量；发育延迟，结实率低。用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗思考与讨论：杂交育种的原理是什么？能否有新的基因和新的性状产生？如果培育出新的性状，应该采用什么育种方法？杂交育种的原理是基因重组，产生新的基因型，使性状重新组合，而不能产生新的基因和新的性状。如果要培育出新的性状，可采用一定的措施来诱导基因突变，培育新的品种。诱变育种利用物理因素（x射线、射线、紫外线、激光等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）来 处理生物，使生物发生基因突

6、变。诱变育种可以提高突变频率，在较短的时间内获得更多的优良变异类型。如“黑农5号”的大豆（产量提高16%，含油量增加2.5%）；青霉菌的代谢产物青霉素（ 20单位提高到5000060000单位/ml）4.诱变育种(1)含义：利用物理因素或化学因素来处理生物，使生物发生_。(2)育种原理：_。 (3)方法：辐射、激光、空间诱变等 (4)特点： 基因突变基因突变加快育种进程，大幅度改良某些性状有利变异少，需大量处理材料1.诱变育种时突变的个体中有害个体多于有利个体。( )2.杂交育种和诱变育种都能产生前所未有的新基因，创造变异新类型。( )【思维判断思维判断】3.杂合子品种的种子只能种一年，需要年

7、年制种。( )5、基因工程育种基因工程是指按照人们的意愿，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。 所以基因工程又称基因拼接技术或DNA重组技术。基因工程可在不同种生物之间进行（传统的育种方法只能在同种生物中进行），可按照人们的 意愿直接定向地改变生物，培育出新品种。1.工具之一：基因的“剪刀” 限制酶基因剪刀指的是限制性核酸内切酶（简称限制酶）。一种限制酶只能识别一种特定的 核苷酸序列，并在特定的切点上 切割 DNA分子。如大肠杆 菌中有一种限制酶，能够 专一识别GAATTC的序列， 并在G和A之间将其切开。G A A T T CC

8、 T T A A GA A T T CGGC T T A A高考总复习生物1.工具之二：基因的“针线” DNA连接 酶两种来源不同的DNA用同种限制酶切割后，末端可以相互黏合，但这种黏合只能使互补的碱基连接起来， 脱氧核苷酸之间的连接，则需要靠DNA连接酶来“缝合 ”，这种DNA连接酶就称“基因的针线”。GC T T A AA A T T CGA A T T CGDNA连接酶DNA连接酶高考总复习生物1.工具之三：基因的运载体“基因的运载体”指的是将外源基因送入到 受体细胞的一种运输工具 。目前常用的运载体有： 质粒（存在于细菌、酵母 菌等细胞中，是一种能自 我复制的很小的环状DNA分 子）、

9、噬菌体和动植物病 毒。质粒DNA大肠杆菌细胞抗生素抗 性基因高考总复习生物2. 基 因 工 程 的 操 作 步 骤第一步 提取目的基因和运载体第二步 目的基因与运载体结合第三步 将目的基 因导入受体细胞检测目的基因的表达情况 第四步细菌细胞质粒DNA用限 制酶切 断DNA用连接酶连 接目的基因将重组DNA 导入受体细胞增 殖目的基因 的产物高考总复习生物四、基因工程的应用1.基因工程与作物育种2.基因工程与药物研制3.基因工程与环境保护阅读教材104 105的“基因工 程的应用”五、转基因生物和转基因食品的安全性阅读教材105106的“转基因生物和转基因食品的安全性”高考总复习生物小 结基因工

10、程是指按照人们的意愿，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。第一步提取目的基因和运载体 第二步目的基因与运载体结合 第三步将目的基因导入受体细胞检测目的基因的表达情况 第四步基因工程的操作过程【考点考点】五种遗传育种的方法比较五种遗传育种的方法比较原理常用 方式优优点缺点举举例杂杂交 育种基因 重组杂交 自交 选种 自交使不同个 体优良性状 集中在一个 个体上; 操作简便育种时间 长; 局限于亲 缘关系较近 的个体矮秆 抗病 小麦原理常用 方式优优点缺点举举例诱变诱变 育种单单倍 体育 种基因 突变染色 体变 异辐射、 激光、 空间

11、诱 变等花药离 体培 养,用 秋水仙 素处理提高变异频 率,加速育 种进程,大 幅度改良性 状明显缩短 育种年限; 子代均为 纯合子有很大盲目 性,有利变 异少,需大 量处理实验 材料青霉素 高产菌 株单倍体 育种获 得矮秆 抗病小 麦技术复杂, 需与杂交 育种配合【考点考点】五种遗传育种的方法比较五种遗传育种的方法比较原理常用 方式优优点缺点举举例多倍 体育 种基因 工程 育种染色 体变 异基因 重组用秋水仙 素处理萌 发的种子 或幼苗将一种生物 的特定基因 转移到另一 种生物细胞 中器官大,提 高营养物 质含量打破物种界 限,定向改 造生物的遗 传性状只适用于 植物,发 育延迟, 结实率低

12、三倍体 无子西 瓜转基因 抗虫棉 的培育技术复杂, 生态安全 问题较多【考点考点】五种遗传育种方式的比较五种遗传育种方式的比较根据育种目的选择育种方式(1)集中不同亲本的优良性状，可利用 。(2)集中优良性状，又缩短育种年限，可运用 。(3)提高变异频率，“改良”或“改造”或直接改变现有性状，获得当前不存在的基因或性状，可运用 。 (4)获得较大果实或大型植株或提高营养物质含量，可运用 (5)实现定向改变现有性状，可运用 基因工程育种单倍体育种诱变育种多倍体育种杂交育种2.与杂交育种、单倍体育种、多倍体育种和基因工程育种相比，尽管人工诱变育种具有很大的盲目性，但是该育种方法的独特之处是( )A

13、.可以将不同品种的优良性状集中到一个品种上B.育种周期短，加快育种的进程C.改变基因结构，创造前所未有的性状类型D.能够明显缩短育种年限，后代性状稳定快C3、飞鹰太空育种基地占地约800亩，游客到现场可以 参观难得一见的垒球大的西红柿、篮球大的太空茄子 等。下列哪些品种培育所依据的原理和上述作物类似( ) A.人工栽培选育出矮秆抗锈病的小麦品种 B.用一定浓度的生长素处理番茄雌蕊柱头获得无子番 茄 C.用X射线照射青霉菌使青霉素的产量提高 D.用一定浓度的秋水仙素处理，获得八倍体小黑麦C4、育种的方法有杂交育种、单倍体育种、诱变育种、多倍体育种、基因工程育种等，下面对这五种育种方式的说法正确的

14、是( )A.涉及的原理有基因突变、基因重组、染色体变异B.都不可能产生定向的可遗传变异C.都在细胞水平上进行操作D.都不能通过产生新基因而产生新性状A高考总复习生物考查几种育种方法现有黑色短毛兔和白色长毛兔，要育出黑色长毛兔。 理论上可采用的技术是（ ） 杂交育种 基因工程 诱变育种 克隆技术A B C DD育种技术的应用高考总复习生物在现代发酵工程中，利用下列哪一项技术，能有 目的地改造原有的菌种并且提高其产量（ ）A细胞融合 B诱变育种C克隆 DDNA重组技术D高考总复习生物基因工程的原理（2009届深圳市模考）下列关于基因工程的叙述，正确的是 （ ）A基因工程经常以抗菌素抗性基因为目的的基因B细菌质粒是基因工程常用的运载体C通常用一种限制性内切酶处理含目的基因的DNA，用另一种 处理运载体DNAD为育成抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以 受精卵为受体B基因工程操作的基本步骤正确表示基因操作“四步曲”的是（ ）A.提取目的基因目的基因导入受体细胞目的基因 与运载体的结合目的基因的检测和表达B.目的基因的检测和表达提取目的基因目的基因 与运载体结合目的基因导入受体细胞C.提取目的基因目的基因与运载体结合将目的基 因导入受体细胞目的基因的检测和表达D.目的基因与运载体结合