雜交育種與誘變育種基因工程及其應(yīng)用第六單元從雜交育種到基因工程以下是雜交育種的參考方案：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？一、概念：

將兩個(gè)或多個(gè)品種的優(yōu)良性狀通過(guò)交配集中在一起，再經(jīng)過(guò)選擇和培育，獲得新品種的方法。二、依據(jù)原理：基因重組三、常用方法：雜交自交選種自交

四、優(yōu)點(diǎn)：將不同個(gè)體的優(yōu)良性狀集中到同一個(gè)體上五、缺點(diǎn)：育種時(shí)間長(zhǎng)點(diǎn)滴收獲之1：雜交育種PAABBaabb×F1AaBbAB、Ab、aB、ab配子花藥離體培養(yǎng)可得到基因型為AB、Ab、aB、ab這四種單倍體植株人工誘導(dǎo)染色體加倍就可得到基因型為AAbb這種純合子的二倍體植株一、依據(jù)原理：染色體變異二、常用方法：花藥（花粉）離體培養(yǎng)

三、優(yōu)點(diǎn)：明顯縮短育種年限點(diǎn)滴收獲之2：?jiǎn)伪扼w育種技術(shù)復(fù)雜且須與雜交育種配合四、缺點(diǎn)：組織培養(yǎng)染色體加倍花藥離體培養(yǎng)單倍體植株正常植株（純合體）種子新植株（新品種）秋水仙素處理自交發(fā)育第一年第二年二倍體思考與討論Ⅱ

雜交育種能否有新的基因和新的性狀產(chǎn)生？如果培育出新的性狀，應(yīng)該采用什么育種方法？

雜交育種產(chǎn)生新的基因型，使性狀重新組合，而不能產(chǎn)生新的基因和新的性狀。

如果要培育出新的性狀，可采用一定的措施來(lái)誘導(dǎo)基因突變，培育新的品種。一、概念：

利用物理因素（如ⅹ射線(xiàn)、γ射線(xiàn)、紫外線(xiàn)、激光等）或化學(xué)因素（如亞硝酸、硫酸二乙酯等）來(lái)處理生物，使生物發(fā)生基因突變。二、依據(jù)原理：基因突變?nèi)?、常用方法：輻射誘變、激光誘變、作物空間技術(shù)育種四、優(yōu)點(diǎn)：可以提高突變率，加速育種過(guò)程，大幅度地改良某些品種,產(chǎn)生前所未有的性狀。五、缺點(diǎn)：有利變異少，須大量處理實(shí)驗(yàn)材料點(diǎn)滴收獲之3：誘變育種一、依據(jù)原理：染色體變異二、常用方法：秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗三、優(yōu)點(diǎn)：器官較大，提高產(chǎn)量和營(yíng)養(yǎng)成分，抗逆性強(qiáng)，抗病性強(qiáng)四、缺點(diǎn)：技術(shù)復(fù)雜且須與雜交育種配合，發(fā)育延遲,結(jié)實(shí)率低點(diǎn)滴收獲之4：多倍體育種五、應(yīng)用：三倍體無(wú)籽西瓜二倍體幼苗四倍體植株秋水仙素處理染色體加倍二倍體植株三倍體種子三倍體植株發(fā)育二倍體植株花粉誘導(dǎo)三倍體無(wú)籽瓜類(lèi)型雜交育種人工誘變育種單倍體育種多倍體育種原理常用方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)實(shí)例將具有不同優(yōu)良性狀的兩親本雜交用物理或化學(xué)的方法處理萌發(fā)的種子或幼苗花藥離體培養(yǎng)；誘導(dǎo)染色體加倍用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗使位于不同個(gè)體的優(yōu)良性狀集中于一個(gè)個(gè)體上提高變異頻率加速育種進(jìn)程明顯縮短育種年限器官大型，營(yíng)養(yǎng)含量高育種時(shí)間長(zhǎng)有利變異少需大量處理供試材料技術(shù)復(fù)雜，需與雜交育種和多倍體育種配合只適用于植物基因突變?nèi)旧w組成倍減少染色體組成倍增加基因重組培育矮抗小麥培育青霉素高產(chǎn)菌株三倍體無(wú)子西瓜的培育培育矮抗小麥幾種主要育種方法的比較根據(jù)育種目的選擇育種方式

(1)集中不同親本的優(yōu)良性狀，可利用

(2)集中優(yōu)良性狀，又縮短育種年限，可運(yùn)用

(3)提高變異頻率，“改良”或“改造”或直接改變現(xiàn)有性狀，獲得當(dāng)前不存在的基因或性狀，可運(yùn)用

(4)獲得較大果實(shí)或大型植株或提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量，可運(yùn)用

?

(5)實(shí)現(xiàn)定向改變現(xiàn)有性狀，可運(yùn)用

【技巧點(diǎn)撥】基因工程育種單倍體育種誘變育種多倍體育種雜交育種2.與雜交育種、單倍體育種、多倍體育種和基因工程育種相比，盡管人工誘變育種具有很大的盲目性，但是該育種方法的獨(dú)特之處是()A.可以將不同品種的優(yōu)良性狀集中到一個(gè)品種上B.育種周期短，加快育種的進(jìn)程C.改變基因結(jié)構(gòu)，創(chuàng)造前所未有的性狀類(lèi)型D.能夠明顯縮短育種年限，后代性狀穩(wěn)定快C【典例訓(xùn)練】3、飛鷹太空育種基地占地約800畝，游客到現(xiàn)場(chǎng)可以參觀難得一見(jiàn)的壘球大的西紅柿、籃球大的太空茄子等。下列哪些品種培育所依據(jù)的原理和上述作物類(lèi)似()A.人工栽培選育出矮稈抗銹病的小麥品種B.用一定濃度的生長(zhǎng)素處理番茄雌蕊柱頭獲得無(wú)子番茄C.用X射線(xiàn)照射青霉菌使青霉素的產(chǎn)量提高D.用一定濃度的秋水仙素處理，獲得八倍體小黑麥C【典例訓(xùn)練】4、育種的方法有雜交育種、單倍體育種、誘變育種、多倍體育種、基因工程育種等，下面對(duì)這五種育種方式的說(shuō)法正確的是()A.涉及的原理有基因突變、基因重組、染色體變異B.都不可能產(chǎn)生定向的可遺傳變異C.都在細(xì)胞水平上進(jìn)行操作D.都不能通過(guò)產(chǎn)生新基因而產(chǎn)生新性狀【典例訓(xùn)練】A<全優(yōu)>P133對(duì)位1P1364，5<課時(shí)>P307-3086.7.8

三、基因工程的原理

基因工程是指按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來(lái)，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。所以基因工程又稱(chēng)基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)。

基因工程可在不同種生物之間進(jìn)行（傳統(tǒng)的育種方法只能在同種生物中進(jìn)行），可按照人們的意愿直接定向地改變生物，培育出新品種。操作環(huán)境操作對(duì)象操作水平基本過(guò)程結(jié)果生物體外基因ＤＮＡ分子水平剪切拼接導(dǎo)入表達(dá)人類(lèi)需要的基因產(chǎn)物基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)實(shí)質(zhì)：基因重組高考總復(fù)習(xí)·生物

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內(nèi)切酶（簡(jiǎn)稱(chēng)限制酶）。一種限制酶只能識(shí)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。如大腸桿菌中有一種限制酶，能夠?qū)Ｒ蛔R(shí)別GAATTC的序列，并在G和A之間將其切開(kāi)。GAATTCCTTAAGAATTC

GGCTTAA分布作用特點(diǎn)結(jié)果種類(lèi)舉例主要在微生物中。特異性，即識(shí)別特定核苷酸序列，切割特定切點(diǎn)。產(chǎn)生黏性未端（堿基互補(bǔ)配對(duì)）。大腸桿菌的一種限制酶能識(shí)別GAATTC序列，并在G和A之間切開(kāi)。1、基因的剪刀——限制性?xún)?nèi)切酶200多種高考總復(fù)習(xí)·生物1.工具之二：基因的“針線(xiàn)”——DNA連接酶

兩種來(lái)源不同的DNA用同種限制酶切割后，末端可以相互黏合，但這種黏合只能使互補(bǔ)的堿基連接起來(lái)，脫氧核苷酸之間的連接，則需要靠DNA連接酶來(lái)“縫合”，這種DNA連接酶就稱(chēng)“基因的針線(xiàn)”。GCTTAAAATTCGAATTCGDNA連接酶DNA連接酶1.工具之三：基因的運(yùn)載體

“基因的運(yùn)載體”指的是將外源基因送入到受體細(xì)胞的一種運(yùn)輸工具。目前常用的運(yùn)載體有：質(zhì)粒（存在于細(xì)菌、酵母菌等細(xì)胞中，是一種能自我復(fù)制的很小的環(huán)狀DNA分子）、噬菌體和動(dòng)植物病毒。質(zhì)粒DNA大腸桿菌細(xì)胞抗生素抗性基因控制質(zhì)粒DNA轉(zhuǎn)移的基因３、基因的運(yùn)輸工具——運(yùn)載體作用：具備的條件種類(lèi)：將外源基因送入受體細(xì)胞。能在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定地保存具有多個(gè)限制酶切點(diǎn)具有某些標(biāo)記基因質(zhì)粒、噬菌體和動(dòng)植物病毒。使用運(yùn)載體的目的：用它作為運(yùn)載工具，將目的基因送到宿主細(xì)胞中去。高考總復(fù)習(xí)·生物2.基因工程的操作步驟第一步

提取目的基因和運(yùn)載體第二步

目的基因與運(yùn)載體結(jié)合第三步

將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞

檢測(cè)目的基因的表達(dá)情況

第四步細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)粒DNA用限制酶切斷DNA用連接酶連接目的基因?qū)⒅亟MDNA導(dǎo)入受體細(xì)胞增殖目的基因的產(chǎn)物<課時(shí)>P307-3081，3，5

四、基因工程的應(yīng)用1.基因工程與作物育種2.基因工程與藥物研制3.基因工程與環(huán)境保護(hù)閱讀教材104~105的“基因工程的應(yīng)用”五、轉(zhuǎn)基因生物