2018高中生物学业水平测试复习 第12讲 从杂交育种到基因工程学案.doc

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第 12 讲 从杂交育种到基因工程 一、杂交育种和诱变育种 （一）杂交育种 1.概念：是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中一起，再经过选择和培育，获得新品 种的方法。 2.原理：基因重组。通过基因重组产生新的基因型，从而产生新的优良性状。 3.优点：可以将两个或多个优良性状集中在一起。 4.缺点：不会产生新基因，且杂交后代会出现性状分离，育种过程缓慢，过程复杂。 （二）诱变育种 1.概念：指利用物理或化学因素来处理生物，使生物产生基因突变，利用这些变异育成新品 种的方法。 2.诱变原理：基因突变 3.诱变因素：（1）物理：X 射线，紫外线，γ 射线 （2）化学：亚硝酸，硫酸二乙酯等。 4.优点：可以在较短时间内获得更多的优良性状。 5.缺点：因为基因突变具有不定向性且有利的突变很少，所以诱变育种具有一定盲目性，所 以利用理化因素出来生物提高突变率，且需要处理大量的生物材料，再进行选择培育。 （三）四种育种方法的比较 杂交育种 诱变育种 多倍体育种 单倍体育种 原理 基因重组 基因突变 染色体变异 染色体变异 方法 杂交 激光、射线或化学药 品处理 秋水仙素处理萌 发种子或幼苗 花药离体培养 后加倍 优点 可集中优良性状 时间短 器官大和营养物质 含量高 缩短育种年限 缺点 育种年限长 盲目性及突变频率 较低 动物中难以开展 成活率低，只适 用 于植物 举例 高杆抗病与矮杆感病杂 交获得矮杆抗病品种 高产青霉菌株的育 成 三倍体西瓜 抗病植株的育 成 二、基因工程及其应用 1.概念：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。 2.原理 基因重组 3.工具： （1）基因的―剪刀‖：限制性内切酶 ①分布：主要在微生物中。②作用特点：特异性，即识别特定核苷酸序列，切割特定切点。 ③结果：产生黏性未端（碱基互补配对）。 （2）基因的―针线‖：DNA 连接酶 ①连接的部位：磷酸二酯键，不是氢键。 ②结果：两个相同的黏性未端的连接。 （3）基因的―运载工具‖：运载体 ①作用：将外源基因送入受体细胞。 ②具备的条件：a、能在宿主细胞内复制并稳定地保存。b、 具有多个限制酶切点。 c、有某些标记基因。 ③种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。 ④质粒的特点：质粒是基因工程中最常用的运载体。 4．基因操作的基本步骤： （1）提取目的基因：人们所需要的特定基因，如人的胰岛素基因、抗虫基因、抗病基因、 干扰素基因等 （2）目的基因与运载体结合（以质粒为运载体）：用同一种限制酶分别切割目的基因和质 粒 DNA（运载体），使其产生相同的黏性末端，将切割下的目的基因与切割后的质粒混合， 并加入适量的 DNA 连接酶，使之形成重组 DNA 分子（重组质粒） （3）将目的基因导入受体细胞 常用的受体细胞：大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母 菌、动植物细胞 （4）目的基因检测与表达 ①检测方法如：质粒中有抗菌素抗性基因的大肠杆菌细胞放入到相应的抗菌素中，如果正常 生长，说明细胞中含有重组质粒。 ②表达：受体细胞表现出特定性状，说明目的基因完成了表达过程。如：抗虫棉基因导入棉 细胞后，棉铃虫食用棉的叶片时被杀死；胰岛素基因导入大肠杆菌后能合成出胰岛素等。 5．转基因生物和转基因食品的安全性