2018高中生物學(xué)業(yè)水平測試復(fù)習(xí) 第12講 從雜交育種到基因工程學(xué)案.doc

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第 12 講 從雜交育種到基因工程 一、雜交育種和誘變育種 （一）雜交育種 1.概念：是將兩個(gè)或多個(gè)品種的優(yōu)良性狀通過交配集中一起，再經(jīng)過選擇和培育，獲得新品 種的方法。 2.原理：基因重組。通過基因重組產(chǎn)生新的基因型，從而產(chǎn)生新的優(yōu)良性狀。 3.優(yōu)點(diǎn)：可以將兩個(gè)或多個(gè)優(yōu)良性狀集中在一起。 4.缺點(diǎn)：不會(huì)產(chǎn)生新基因，且雜交后代會(huì)出現(xiàn)性狀分離，育種過程緩慢，過程復(fù)雜。 （二）誘變育種 1.概念：指利用物理或化學(xué)因素來處理生物，使生物產(chǎn)生基因突變，利用這些變異育成新品 種的方法。 2.誘變原理：基因突變 3.誘變因素：（1）物理：X 射線，紫外線，γ 射線 （2）化學(xué)：亞硝酸，硫酸二乙酯等。 4.優(yōu)點(diǎn)：可以在較短時(shí)間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良性狀。 5.缺點(diǎn)：因?yàn)榛蛲蛔兙哂胁欢ㄏ蛐郧矣欣耐蛔兒苌?，所以誘變育種具有一定盲目性，所 以利用理化因素出來生物提高突變率，且需要處理大量的生物材料，再進(jìn)行選擇培育。 （三）四種育種方法的比較 雜交育種 誘變育種 多倍體育種 單倍體育種 原理 基因重組 基因突變 染色體變異 染色體變異 方法 雜交 激光、射線或化學(xué)藥 品處理 秋水仙素處理萌 發(fā)種子或幼苗 花藥離體培養(yǎng) 后加倍 優(yōu)點(diǎn) 可集中優(yōu)良性狀 時(shí)間短 器官大和營養(yǎng)物質(zhì) 含量高 縮短育種年限 缺點(diǎn) 育種年限長 盲目性及突變頻率 較低 動(dòng)物中難以開展 成活率低，只適 用 于植物 舉例 高桿抗病與矮桿感病雜 交獲得矮桿抗病品種 高產(chǎn)青霉菌株的育 成 三倍體西瓜 抗病植株的育 成 二、基因工程及其應(yīng)用 1.概念：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.工具： （1）基因的―剪刀‖：限制性內(nèi)切酶 ①分布：主要在微生物中。②作用特點(diǎn)：特異性，即識(shí)別特定核苷酸序列，切割特定切點(diǎn)。 ③結(jié)果：產(chǎn)生黏性未端（堿基互補(bǔ)配對）。 （2）基因的―針線‖：DNA 連接酶 ①連接的部位：磷酸二酯鍵，不是氫鍵。 ②結(jié)果：兩個(gè)相同的黏性未端的連接。 （3）基因的―運(yùn)載工具‖：運(yùn)載體 ①作用：將外源基因送入受體細(xì)胞。 ②具備的條件：a、能在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定地保存。b、 具有多個(gè)限制酶切點(diǎn)。 c、有某些標(biāo)記基因。 ③種類：質(zhì)粒、噬菌體和動(dòng)植物病毒。 ④質(zhì)粒的特點(diǎn)：質(zhì)粒是基因工程中最常用的運(yùn)載體。 4．基因操作的基本步驟： （1）提取目的基因：人們所需要的特定基因，如人的胰島素基因、抗蟲基因、抗病基因、 干擾素基因等 （2）目的基因與運(yùn)載體結(jié)合（以質(zhì)粒為運(yùn)載體）：用同一種限制酶分別切割目的基因和質(zhì) 粒 DNA（運(yùn)載體），使其產(chǎn)生相同的黏性末端，將切割下的目的基因與切割后的質(zhì)粒混合， 并加入適量的 DNA 連接酶，使之形成重組 DNA 分子（重組質(zhì)粒） （3）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 常用的受體細(xì)胞：大腸桿菌、枯草桿菌、土壤農(nóng)桿菌、酵母 菌、動(dòng)植物細(xì)胞 （4）目的基因檢測與表達(dá) ①檢測方法如：質(zhì)粒中有抗菌素抗性基因的大腸桿菌細(xì)胞放入到相應(yīng)的抗菌素中，如果正常 生長，說明細(xì)胞中含有重組質(zhì)粒。 ②表達(dá)：受體細(xì)胞表現(xiàn)出特定性狀，說明目的基因完成了表達(dá)過程。如：抗蟲棉基因?qū)朊?細(xì)胞后，棉鈴蟲食用棉的葉片時(shí)被殺死；胰島素基因?qū)氪竽c桿菌后能合成出胰島素等。 5．轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性