從雜交育種到基因工程從雜交育種到基因工程1第23課時(shí)從雜交育種到基因工程課件考情分析

(1)考查力度：占分比重相對較大，尤其是有關(guān)育種的題目。

(2)考查內(nèi)容①三種可遺傳變異的實(shí)質(zhì)與區(qū)別。②遺傳病的類型、判斷與概率計(jì)算。③變異與育種、基因工程的聯(lián)系。④基因頻率的求解。⑤現(xiàn)代生物進(jìn)化理化的內(nèi)容。

(3)考查題型①多數(shù)考點(diǎn)以選擇題形式考查。②以簡答題的形式考查作物育種與變異的聯(lián)系?？记榉治?1)考查力度：占分比重相對較大，尤其是有關(guān)31.(2008江蘇T23B)誘變育種和雜交育種均可形成新基因。()【分析】誘變育種的原理是基因突變，基因突變產(chǎn)生了新的基因，故創(chuàng)造出變異新類型；雜交育種的原理是基因重組，沒有產(chǎn)生新的基因，只是實(shí)現(xiàn)原有基因的重新組合。2.(2009上海T21C)花藥離體培養(yǎng)技術(shù)也能培育獲得抗銹高產(chǎn)小麥新品種。()【分析】花藥離體培養(yǎng)只能得到單倍體植株，必須經(jīng)過秋水仙素處理使染色體數(shù)目加倍，才可能獲得高產(chǎn)新品種。××1.(2008江蘇T23B)誘變育種和雜交育種均可形成新基因3.(2010全國卷ⅡT5D)自然界中天然存在的噬菌體自行感染細(xì)菌后，其DNA整合到細(xì)菌DNA上屬于基因工程。()【分析】基因工程是在人為作用下進(jìn)行的，噬菌體感染細(xì)菌無人為因素，所以不屬于基因工程。4.(2010浙江T2A)可用限制性核酸內(nèi)切酶切割煙草花葉病毒的核酸，進(jìn)行構(gòu)建抗除草劑的轉(zhuǎn)基因煙草。()【分析】限制性核酸內(nèi)切酶可以用來切割獲取抗除草劑基因片段，而不能切割煙草花葉病毒的核酸RNA。5.單倍體育種在所有育種方法中所用的年限最短。()【分析】育種年限的長短取決于所需要的品種，如果需要隱性純合子，誘變育種所用年限短?！痢痢?.(2010全國卷ⅡT5D)自然界中天然存在的噬菌體自行感6.雜交育種第一步雜交的目的是將兩個(gè)親本的優(yōu)良性狀集中到一個(gè)個(gè)體上。()【分析】雜交過程能產(chǎn)生基因重組，使優(yōu)良的基因集中在一起。7.太空育種能按人的意愿定向產(chǎn)生優(yōu)良性狀。()【分析】太空育種利用基因突變的原理?；蛲蛔兙哂胁欢ㄏ蛐裕a(chǎn)生的有害個(gè)體多于有利個(gè)體。8.在所有的基因工程步驟中都涉及堿基互補(bǔ)配對。()【分析】將重組DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞中，這一步驟中沒有涉及堿基互補(bǔ)配對?！獭痢?.雜交育種第一步雜交的目的是將兩個(gè)親本的優(yōu)良性狀集中到√×育種方法雜交育種誘變育種基因工程育種單倍體育種多倍體育種細(xì)胞工程育種一、雜交育種育種方法雜交育種一、雜交育種7

例：小麥高稈（D）對矮稈（d）為顯性，抗銹病（T）對不抗銹?。╰）為顯性，現(xiàn)有純合的高稈抗銹病的小麥（DDTT）和矮稈不抗銹病的小麥（ddtt），怎樣才能得到矮稈抗病的優(yōu)良品種（ddTT）？例：小麥高稈（D）對矮稈（d）為顯性，抗銹?。═）81、雜交的育種過程：Ｐ高抗矮不抗Ｆ１高抗Ｆ２DDTTddttDdTtddTt高抗高不抗矮抗矮不抗ddTT矮抗ddTTddTt矮抗ddTT矮抗矮抗矮不抗ddTtddTT雜交自交選優(yōu)自交F3選優(yōu)思考：要培育出一個(gè)能穩(wěn)定遺傳的植物品種至少要幾年？1、雜交的育種過程：Ｐ高抗矮不抗Ｆ１92、原理：基因重組3、方法：4、優(yōu)點(diǎn)：使位于不同個(gè)體上的多個(gè)優(yōu)良性狀集中于一個(gè)個(gè)體上，即“集優(yōu)”,能產(chǎn)生新的基因型。5、應(yīng)用：用純種高稈抗病小麥與純種矮稈不抗病小麥培育矮稈抗病小麥雜交→自交→選優(yōu)→自交6、缺點(diǎn)：（1）只能利用已有基因的重組，并不能產(chǎn)生新的基因；（2）雜交進(jìn)程緩慢，過程繁瑣，育種時(shí)間長；（3）只能進(jìn)行本物種或親緣關(guān)系較近的物種雜交，不能克服遠(yuǎn)源雜交不親和的障礙。

2、原理：基因重組3、方法：4、優(yōu)點(diǎn)：使位于不同個(gè)體10二、誘變育種二、誘變育種111、定義：利用物理因素（如X射線，紫外線，激光等）或化學(xué)因素（如亞硝酸等）處理生物，使生物發(fā)生基因突變。2、原理：

基因突變3、方法：物理方法(紫外線、α射線、失重等)或化學(xué)方法(亞硝酸、硫酸二乙酯等)處理生物，再選擇符合要求的變異類型4、應(yīng)用:太空辣椒的培育、青霉菌的選育等1、定義：2、原理：3、方法：物理方法(紫外線、125、優(yōu)點(diǎn)：（1）提高突變的頻率；（2）能產(chǎn)生新的基因，大幅度地改良某些性狀；（3）較短時(shí)間內(nèi)能獲得穩(wěn)定遺傳的個(gè)體（縮短育種時(shí)間）。6、缺點(diǎn)：（1）難以控制突變方向，具有一定的盲目性；（2）有利個(gè)體不多，需要大量的處理生物材料，再進(jìn)行選培養(yǎng)。5、優(yōu)點(diǎn)：6、缺點(diǎn)：13【例】（2007山東）普通小麥中有高桿抗?。═TRR）和矮桿易感?。╰trr）兩個(gè)品種，控制兩對相對性狀的基因分別位于兩對同源染色體上。實(shí)驗(yàn)小組利用不同的方法進(jìn)行了如下三組實(shí)驗(yàn)，請分析回答：（1）A組由F1獲得F2的方法是

，F(xiàn)2矮桿抗病植株中不能穩(wěn)定遺傳的占

。（2）Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三類矮桿抗病植株中，最可能產(chǎn)生不育配子的是

類。

自交2/3II【例】（2007山東）普通小麥中有高桿抗?。═TRR）和矮桿14（3）A、B、C三組方法中，最不容易獲得矮桿抗病小麥新品種的方法是

組，原因是

。（4）通過矮桿抗?、颢@得矮桿抗病小麥新品種的方法是

。獲得的矮桿抗病植株中能穩(wěn)定遺傳的占

。C基因突變頻率低且不定向秋水仙素誘導(dǎo)染色體加倍100%（3）A、B、C三組方法中，最不容易獲得矮桿抗病小麥新品種的15三、基因工程育種1、概念：基因工程又叫做基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)。通俗地說，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，定向地改造生物的遺傳性狀。2、原理：基因重組3、操作水平：DNA分子水平4、結(jié)果：定向改造生物的性狀，獲得人類所需要的品種。（一）基因工程的基本概念三、基因工程育種1、概念：2、原理：3、操作水平：4、結(jié)果165、操作環(huán)境：

6、基因操作工具基因的剪刀——限制性內(nèi)切酶。

基因的針線——DNA連接酶。

基因的運(yùn)輸工具——運(yùn)載體。

（1）提取目的基因（2）目的基因與運(yùn)載體結(jié)合（3）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞（4）目的基因的檢測和表達(dá)7、基因工程的基本操作步驟：生物體外（1）基因工程與藥物研制8、基因工程的應(yīng)用（2）基因工程與作物育種5、操作環(huán)境：6、基因操作工具基因的剪刀——限制性內(nèi)切17考點(diǎn)基因工程的操作工具及基本步驟1.基因工程操作工具(1)限制性核酸內(nèi)切酶(簡稱限制酶)：①分布：主要在微生物體內(nèi)。②特性：一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列，并在特定的切點(diǎn)上切割DNA分子。③實(shí)例：EcoRⅠ限制酶能專一識別GAATTC序列，并在G和A之間將這段序列切開。④切割結(jié)果：產(chǎn)生兩個(gè)帶有黏性末端的DNA片段。⑤作用：基因工程中重要的切割工具，能將外來的DNA切斷，對自己的DNA無損害?？键c(diǎn)基因工程的操作工具及基本步驟(2)DNA連接酶：①催化對象：兩個(gè)具有相同黏性末端的DNA片段。②催化位置：脫氧核糖與磷酸之間的缺口。③催化結(jié)果：形成重組DNA。(3)常用的運(yùn)載體——質(zhì)粒：①本質(zhì)：小型環(huán)狀DNA分子。②作用：a.作為運(yùn)載工具，將目的基因運(yùn)送到受體細(xì)胞中去；b.用它在受體細(xì)胞內(nèi)對目的基因進(jìn)行大量復(fù)制。(2)DNA連接酶：③條件：a.能在受體細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定保存并大量復(fù)制；b.有多個(gè)限制酶切點(diǎn)；c.有標(biāo)記基因。2.對基因工程步驟的五點(diǎn)說明(1)限制酶和DNA連接酶的作用部位都是脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵，只是前者切開，后者連接。(2)要想從DNA上切下某個(gè)基因，應(yīng)切2個(gè)切口，產(chǎn)生4個(gè)黏性末端。③條件：(3)獲取目的基因、切割運(yùn)載體需要用同一種限制酶，目的是產(chǎn)生相同的黏性末端。(4)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞，沒有涉及堿基互補(bǔ)配對。(5)動(dòng)物一般用受精卵作為受體細(xì)胞；植物一般用體細(xì)胞作為受體細(xì)胞，再通過植物組織培養(yǎng)方式形成新個(gè)體；微生物常用不致病的大腸桿菌作為受體細(xì)胞。(3)獲取目的基因、切割運(yùn)載體需要用同一種限制酶，目的是產(chǎn)生【思維拓展】與DNA有關(guān)酶的作用(1)DNA酶：即DNA水解酶，可以將DNA水解成脫氧核苷酸。(2)DNA聚合酶：在DNA復(fù)制的過程中，連接單個(gè)游離的脫氧核苷酸到DNA片段上，需要模板。(3)DNA連接酶：連接兩個(gè)DNA片段，形成磷酸二酯鍵，不需要模板。(4)解旋酶：在DNA復(fù)制時(shí)，破壞氫鍵，使DNA雙鏈打開。(5)限制性核酸內(nèi)切酶：破壞脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵。【思維拓展】（二）基因工程育種2、原理：

3、方法：

1、定義：利用分子生物學(xué)和基因工程的手段，將某種生物的外源基因轉(zhuǎn)移到其他生物物種中，使其出現(xiàn)原物種不具有的新性狀的技術(shù)。5、優(yōu)點(diǎn)定向改變生物的性狀；克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙4、應(yīng)用:產(chǎn)生人胰島素的大腸桿菌、抗蟲棉基因重組把目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞，再培育成新品種6、缺點(diǎn)有可能引起生態(tài)危機(jī)（二）基因工程育種2、原理：3、方法：1、定義23四、單倍體育種1．定義：利用單倍體作為中間環(huán)節(jié)產(chǎn)生具有優(yōu)良性狀的可育純合子的育種方法。2．原理：

染色體變異3．育種程序：利用常規(guī)雜交方法獲得F1；將F1花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體植株；用秋水仙素處理幼苗，染色體加倍后成為可育的純合植株。4．優(yōu)點(diǎn)：

可縮短育種年限；排除顯隱性干擾，提高效率。技術(shù)復(fù)雜且需與雜交配合5．缺點(diǎn)：四、單倍體育種技術(shù)復(fù)雜且需與雜交配合5．缺點(diǎn)：24五、多倍體育種1．原理：

染色體變異2．育種程序：用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗使細(xì)胞中的染色體數(shù)目加倍；秋水仙素的作用是抑制紡錘體的形成。3、應(yīng)用:無籽西瓜4．優(yōu)點(diǎn)：

器官巨大，提高產(chǎn)量和營養(yǎng)成分。發(fā)育延遲，結(jié)實(shí)率低5．缺點(diǎn)：五、多倍體育種發(fā)育延遲，結(jié)實(shí)率低5．缺點(diǎn)：25六、細(xì)胞工程育種1．原理：

細(xì)胞膜流動(dòng)性、細(xì)胞全能性2．育種程序：讓不同生物細(xì)胞原生質(zhì)體融合，同種生物細(xì)胞可融合為多倍體。3、應(yīng)用:白菜—甘藍(lán)、番茄—馬鈴薯4．優(yōu)點(diǎn)：

按照人們意愿改變細(xì)胞內(nèi)遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品且克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。技術(shù)難度高5．缺點(diǎn)：六、細(xì)胞工程育種技術(shù)難度高5．缺點(diǎn)：26【高考警示】不同育種方法需注意的問題(1)原核生物不能進(jìn)行減數(shù)分裂，所以不能運(yùn)用雜交的方法進(jìn)行育種，如細(xì)菌的育種一般采用的方法是誘變育種。(2)雜交育種不一定需要連續(xù)自交。若選育顯性優(yōu)良純種，需要連續(xù)自交篩選，直至性狀不再發(fā)生分離；若選育隱性優(yōu)良純種，則只要出現(xiàn)該性狀個(gè)體即可。(3)花藥離體培養(yǎng)只是單倍體育種中的一個(gè)程序，要想得到可育的品種，一般還需要用秋水仙素處理單倍體使染色體加倍?！靖呖季尽俊纠?2008·江蘇卷)下列關(guān)于育種的敘述中，正確的是()A．用物理因素誘變處理可以提高突變率B．誘變育種和雜交育種均可形成新的基因C．三倍體植物不能由受精卵發(fā)育而來D．誘變育種獲得的突變體多數(shù)表現(xiàn)出優(yōu)良性狀A(yù)【例】(2009·上海卷)下列技術(shù)中不能獲得抗銹高產(chǎn)小麥新品種的是()A．誘變育種B．細(xì)胞融合C．花藥離體培養(yǎng)D．轉(zhuǎn)基因

C【例】(2008·江蘇卷)下列關(guān)于育種的敘述中，正確的是(28【例】：下圖是用某種作物的兩個(gè)品種①和②分別培育出④、⑤、⑥品種的示意圖，試分析回答：①AABBEAb------------④D③AaBbFAAbb----------⑤②aabbGAAaaBBbb----⑥（1）用①和②培育⑤所采用的D和F步驟分別是

和

。其應(yīng)用的遺傳學(xué)原理是

。（2）用③培育⑤所采用的E和H步驟分別是

和

。其應(yīng)用的遺傳學(xué)原理是

。（3）用③培育⑥所采用的G步驟是_______________。其遺傳學(xué)原理是______________。雜交自交基因重組花藥離體培養(yǎng)秋水仙素處理幼苗染色體變異（單倍體育種）秋水仙素處理幼苗染色體變異（多倍體育種）【例】：下圖是用某種作物的兩個(gè)品種①和②分別培育出④、⑤、29七、考點(diǎn)剖析七、考點(diǎn)剖析30第23課時(shí)從雜交育種到基因工程課件31【方法歸納】育種目的不同，選擇育種方法也不同，具體分析如下：(1)將同一物種兩親本的性狀集中到同一生物體上，可利用雜交育種，這是最簡便的育種方法。(2)將兩物種的優(yōu)良性狀集中在一起，可用基因工程，也可用細(xì)胞雜交。(3)若要快速獲得純種，可用單倍體育種方法。(4)若要提高營養(yǎng)物質(zhì)含量，可用多倍體育種方法。(5)若要培育原物種沒有的性狀，可用誘變育種和基因工程，其中基因工程是有目的地改良?！痉椒w納】育種目的不同，選擇育種方法也不同，具體分析如下：(6)若培育植物為營養(yǎng)繁殖，如土豆、地瓜等，則只要出現(xiàn)所需性狀即可，不需要培育出純種?！疽族e(cuò)提醒】(1)有些植物如小麥、水稻等，雜交實(shí)驗(yàn)較難操作，其最簡便的方法是自交。(2)單倍體育種包括兩個(gè)過程：花藥離體培養(yǎng)和秋水仙素處理。如只有花藥離體培養(yǎng)則得到單倍體，植株弱小，高度不育。(6)若培育植物為營養(yǎng)繁殖，如土豆、地瓜等，則只要出現(xiàn)所需性從雜交育種到基因工程從雜交育種到基因工程34第23課時(shí)從雜交育種到基因工程課件考情分析

(1)考查力度：占分比重相對較大，尤其是有關(guān)育種的題目。

(2)考查內(nèi)容①三種可遺傳變異的實(shí)質(zhì)與區(qū)別。②遺傳病的類型、判斷與概率計(jì)算。③變異與育種、基因工程的聯(lián)系。④基因頻率的求解。⑤現(xiàn)代生物進(jìn)化理化的內(nèi)容。

(3)考查題型①多數(shù)考點(diǎn)以選擇題形式考查。②以簡答題的形式考查作物育種與變異的聯(lián)系?？记榉治?1)考查力度：占分比重相對較大，尤其是有關(guān)361.(2008江蘇T23B)誘變育種和雜交育種均可形成新基因。()【分析】誘變育種的原理是基因突變，基因突變產(chǎn)生了新的基因，故創(chuàng)造出變異新類型；雜交育種的原理是基因重組，沒有產(chǎn)生新的基因，只是實(shí)現(xiàn)原有基因的重新組合。2.(2009上海T21C)花藥離體培養(yǎng)技術(shù)也能培育獲得抗銹高產(chǎn)小麥新品種。()【分析】花藥離體培養(yǎng)只能得到單倍體植株，必須經(jīng)過秋水仙素處理使染色體數(shù)目加倍，才可能獲得高產(chǎn)新品種?！痢?.(2008江蘇T23B)誘變育種和雜交育種均可形成新基因3.(2010全國卷ⅡT5D)自然界中天然存在的噬菌體自行感染細(xì)菌后，其DNA整合到細(xì)菌DNA上屬于基因工程。()【分析】基因工程是在人為作用下進(jìn)行的，噬菌體感染細(xì)菌無人為因素，所以不屬于基因工程。4.(2010浙江T2A)可用限制性核酸內(nèi)切酶切割煙草花葉病毒的核酸，進(jìn)行構(gòu)建抗除草劑的轉(zhuǎn)基因煙草。()【分析】限制性核酸內(nèi)切酶可以用來切割獲取抗除草劑基因片段，而不能切割煙草花葉病毒的核酸RNA。5.單倍體育種在所有育種方法中所用的年限最短。()【分析】育種年限的長短取決于所需要的品種，如果需要隱性純合子，誘變育種所用年限短。×××3.(2010全國卷ⅡT5D)自然界中天然存在的噬菌體自行感6.雜交育種第一步雜交的目的是將兩個(gè)親本的優(yōu)良性狀集中到一個(gè)個(gè)體上。()【分析】雜交過程能產(chǎn)生基因重組，使優(yōu)良的基因集中在一起。7.太空育種能按人的意愿定向產(chǎn)生優(yōu)良性狀。()【分析】太空育種利用基因突變的原理?；蛲蛔兙哂胁欢ㄏ蛐?，產(chǎn)生的有害個(gè)體多于有利個(gè)體。8.在所有的基因工程步驟中都涉及堿基互補(bǔ)配對。()【分析】將重組DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞中，這一步驟中沒有涉及堿基互補(bǔ)配對?！獭痢?.雜交育種第一步雜交的目的是將兩個(gè)親本的優(yōu)良性狀集中到√×育種方法雜交育種誘變育種基因工程育種單倍體育種多倍體育種細(xì)胞工程育種一、雜交育種育種方法雜交育種一、雜交育種40

例：小麥高稈（D）對矮稈（d）為顯性，抗銹病（T）對不抗銹?。╰）為顯性，現(xiàn)有純合的高稈抗銹病的小麥（DDTT）和矮稈不抗銹病的小麥（ddtt），怎樣才能得到矮稈抗病的優(yōu)良品種（ddTT）？例：小麥高稈（D）對矮稈（d）為顯性，抗銹?。═）411、雜交的育種過程：Ｐ高抗矮不抗Ｆ１高抗Ｆ２DDTTddttDdTtddTt高抗高不抗矮抗矮不抗ddTT矮抗ddTTddTt矮抗ddTT矮抗矮抗矮不抗ddTtddTT雜交自交選優(yōu)自交F3選優(yōu)思考：要培育出一個(gè)能穩(wěn)定遺傳的植物品種至少要幾年？1、雜交的育種過程：Ｐ高抗矮不抗Ｆ１422、原理：基因重組3、方法：4、優(yōu)點(diǎn)：使位于不同個(gè)體上的多個(gè)優(yōu)良性狀集中于一個(gè)個(gè)體上，即“集優(yōu)”,能產(chǎn)生新的基因型。5、應(yīng)用：用純種高稈抗病小麥與純種矮稈不抗病小麥培育矮稈抗病小麥雜交→自交→選優(yōu)→自交6、缺點(diǎn)：（1）只能利用已有基因的重組，并不能產(chǎn)生新的基因；（2）雜交進(jìn)程緩慢，過程繁瑣，育種時(shí)間長；（3）只能進(jìn)行本物種或親緣關(guān)系較近的物種雜交，不能克服遠(yuǎn)源雜交不親和的障礙。

2、原理：基因重組3、方法：4、優(yōu)點(diǎn)：使位于不同個(gè)體43二、誘變育種二、誘變育種441、定義：利用物理因素（如X射線，紫外線，激光等）或化學(xué)因素（如亞硝酸等）處理生物，使生物發(fā)生基因突變。2、原理：

基因突變3、方法：物理方法(紫外線、α射線、失重等)或化學(xué)方法(亞硝酸、硫酸二乙酯等)處理生物，再選擇符合要求的變異類型4、應(yīng)用:太空辣椒的培育、青霉菌的選育等1、定義：2、原理：3、方法：物理方法(紫外線、455、優(yōu)點(diǎn)：（1）提高突變的頻率；（2）能產(chǎn)生新的基因，大幅度地改良某些性狀；（3）較短時(shí)間內(nèi)能獲得穩(wěn)定遺傳的個(gè)體（縮短育種時(shí)間）。6、缺點(diǎn)：（1）難以控制突變方向，具有一定的盲目性；（2）有利個(gè)體不多，需要大量的處理生物材料，再進(jìn)行選培養(yǎng)。5、優(yōu)點(diǎn)：6、缺點(diǎn)：46【例】（2007山東）普通小麥中有高桿抗?。═TRR）和矮桿易感病（ttrr）兩個(gè)品種，控制兩對相對性狀的基因分別位于兩對同源染色體上。實(shí)驗(yàn)小組利用不同的方法進(jìn)行了如下三組實(shí)驗(yàn)，請分析回答：（1）A組由F1獲得F2的方法是

，F(xiàn)2矮桿抗病植株中不能穩(wěn)定遺傳的占

。（2）Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三類矮桿抗病植株中，最可能產(chǎn)生不育配子的是

類。

自交2/3II【例】（2007山東）普通小麥中有高桿抗?。═TRR）和矮桿47（3）A、B、C三組方法中，最不容易獲得矮桿抗病小麥新品種的方法是

組，原因是

。（4）通過矮桿抗?、颢@得矮桿抗病小麥新品種的方法是

。獲得的矮桿抗病植株中能穩(wěn)定遺傳的占

。C基因突變頻率低且不定向秋水仙素誘導(dǎo)染色體加倍100%（3）A、B、C三組方法中，最不容易獲得矮桿抗病小麥新品種的48三、基因工程育種1、概念：基因工程又叫做基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)。通俗地說，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，定向地改造生物的遺傳性狀。2、原理：基因重組3、操作水平：DNA分子水平4、結(jié)果：定向改造生物的性狀，獲得人類所需要的品種。（一）基因工程的基本概念三、基因工程育種1、概念：2、原理：3、操作水平：4、結(jié)果495、操作環(huán)境：

6、基因操作工具基因的剪刀——限制性內(nèi)切酶。

基因的針線——DNA連接酶。

基因的運(yùn)輸工具——運(yùn)載體。

（1）提取目的基因（2）目的基因與運(yùn)載體結(jié)合（3）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞（4）目的基因的檢測和表達(dá)7、基因工程的基本操作步驟：生物體外（1）基因工程與藥物研制8、基因工程的應(yīng)用（2）基因工程與作物育種5、操作環(huán)境：6、基因操作工具基因的剪刀——限制性內(nèi)切50考點(diǎn)基因工程的操作工具及基本步驟1.基因工程操作工具(1)限制性核酸內(nèi)切酶(簡稱限制酶)：①分布：主要在微生物體內(nèi)。②特性：一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列，并在特定的切點(diǎn)上切割DNA分子。③實(shí)例：EcoRⅠ限制酶能專一識別GAATTC序列，并在G和A之間將這段序列切開。④切割結(jié)果：產(chǎn)生兩個(gè)帶有黏性末端的DNA片段。⑤作用：基因工程中重要的切割工具，能將外來的DNA切斷，對自己的DNA無損害?？键c(diǎn)基因工程的操作工具及基本步驟(2)DNA連接酶：①催化對象：兩個(gè)具有相同黏性末端的DNA片段。②催化位置：脫氧核糖與磷酸之間的缺口。③催化結(jié)果：形成重組DNA。(3)常用的運(yùn)載體——質(zhì)粒：①本質(zhì)：小型環(huán)狀DNA分子。②作用：a.作為運(yùn)載工具，將目的基因運(yùn)送到受體細(xì)胞中去；b.用它在受體細(xì)胞內(nèi)對目的基因進(jìn)行大量復(fù)制。(2)DNA連接酶：③條件：a.能在受體細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定保存并大量復(fù)制；b.有多個(gè)限制酶切點(diǎn)；c.有標(biāo)記基因。2.對基因工程步驟的五點(diǎn)說明(1)限制酶和DNA連接酶的作用部位都是脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵，只是前者切開，后者連接。(2)要想從DNA上切下某個(gè)基因，應(yīng)切2個(gè)切口，產(chǎn)生4個(gè)黏性末端。③條件：(3)獲取目的基因、切割運(yùn)載體需要用同一種限制酶，目的是產(chǎn)生相同的黏性末端。(4)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞，沒有涉及堿基互補(bǔ)配對。(5)動(dòng)物一般用受精卵作為受體細(xì)胞；植物一般用體細(xì)胞作為受體細(xì)胞，再通過植物組織培養(yǎng)方式形成新個(gè)體；微生物常用不致病的大腸桿菌作為受體細(xì)胞。(3)獲取目的基因、切割運(yùn)載體需要用同一種限制酶，目的是產(chǎn)生【思維拓展】與DNA有關(guān)酶的作用(1)DNA酶：即DNA水解酶，可以將DNA水解成脫氧核苷酸。(2)DNA聚合酶：在DNA復(fù)制的過程中，連接單個(gè)游離的脫氧核苷酸到DNA片段上，需要模板。(3)DNA連接酶：連接兩個(gè)DNA片段，形成磷酸二酯鍵，不需要模板。(4)解旋酶：在DNA復(fù)制時(shí)，破壞氫鍵，使DNA雙鏈打開。(5)限制性核酸內(nèi)切酶：破壞脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵。【思維拓展】（二）基因工程育種2、原理：

3、方法：

1、定義：利用分子生物學(xué)和基因工程的手段，將某種生物的外源基因轉(zhuǎn)移到其他生物物種中，使其出現(xiàn)原物種不具有的新性狀的技術(shù)。5、優(yōu)點(diǎn)定向改變生物的性狀；克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙4、應(yīng)用:產(chǎn)生人胰島素的大腸桿菌、抗蟲棉基因重組把目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞，再培育成新品種6、缺點(diǎn)有可能引起生態(tài)危機(jī)（二）基因工程育種2、原理：3、方法：1、定義56四、單倍體育種1．定義：利用單倍體作為中間環(huán)節(jié)產(chǎn)生具有優(yōu)良性狀的可育純合子的育種方法。2．原理：

染色體變異3．育種程序：利用常規(guī)雜交方法獲得F1；將F1花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體植株；用秋水仙素處理幼苗，染色體加倍后成為可育的純合植株。4．優(yōu)點(diǎn)：

可縮短育種年限；排除顯隱性干擾，提高效率。技術(shù)復(fù)雜且需與雜交配合5．缺點(diǎn)：四、單倍體育種技術(shù)復(fù)雜且需與雜交配合5．缺點(diǎn)：57五、多倍體育種1．原理：

染色體變異2．育種程序：用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗使細(xì)胞中的染色體數(shù)目加倍；秋水仙素的作用是抑制紡錘體的形成。3、應(yīng)用:無籽西瓜4．優(yōu)點(diǎn)：

器官巨大，提高產(chǎn)量和營養(yǎng)成分。發(fā)育延遲，結(jié)實(shí)率低5．缺點(diǎn)：五、多倍體育種發(fā)育延遲，結(jié)實(shí)率低5．缺點(diǎn)：58六、細(xì)胞工程育種1．原理：

細(xì)胞膜流動(dòng)性、細(xì)胞全能性2．育種程序：讓不同生物細(xì)胞原生質(zhì)體融合，同種生物細(xì)胞可融合為多倍體。3、應(yīng)用:白菜—甘藍(lán)、番茄—馬鈴薯4．優(yōu)點(diǎn)：

按照人們意愿改變細(xì)胞內(nèi)遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品且克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。技術(shù)難度高5．缺點(diǎn)：六、細(xì)胞工程育種技術(shù)難度高5．缺點(diǎn)：59【高考警示】不同育種方法需注意的問題(1)原核生物不能進(jìn)行減數(shù)分裂，所以不能運(yùn)用雜交的方法進(jìn)行育種，如細(xì)菌的育種一般采用的方法是誘變育種。(2)雜交育種不一定需要連續(xù)自交。若選育顯性優(yōu)良純種，需要連續(xù)自交篩選，直至性狀不再發(fā)生分離；若選育隱性優(yōu)良純種，則只要出現(xiàn)該性狀個(gè)體即可。(3)花藥離體培養(yǎng)只是單倍體育種中的一個(gè)程序，要想得到可育的品種，一般還需要用秋水仙素處理單倍體使