必修二 第三單元 第3講 從雜交育種到基因工程

1、多維課堂多維課堂 師生互動師生互動 第第3講從雜交育種到基因工程講從雜交育種到基因工程 2015備考備考最新考綱最新考綱 1生物變異在育種上的應(yīng)用生物變異在育種上的應(yīng)用()。2.轉(zhuǎn)基因食品的安轉(zhuǎn)基因食品的安 全全()。 多維課堂多維課堂 師生互動師生互動 考點考點1幾種常見育種方式的比較幾種常見育種方式的比較(5年年21考考) (2013四川卷、江蘇卷、天津卷、浙江卷，四川卷、江蘇卷、天津卷、浙江卷，2012天津卷，天津卷， 2011四川卷、福建卷四川卷、福建卷) 雜交育種雜交育種 誘變誘變 育種育種 單倍體單倍體 育種育種 多倍體多倍體 育種育種 基因工基因工 程育種程育種 原理原理 基因重

2、組基因重組 _ _ _ _ 染色體染色體 變異變異 基因基因 重組重組 基因基因 突變突變 染色體染色體 變異變異 多維課堂多維課堂 師生互動師生互動 常用常用 方式方式 選育純種：雜選育純種：雜 交交 _ 選優(yōu)選優(yōu)_ 選育雜種：選育雜種： _雜交雜交 種種 輻射誘輻射誘 變、激變、激 光誘光誘 變、空變、空 間誘變間誘變 _ 培養(yǎng)培養(yǎng)，然，然 后再使染后再使染 色體數(shù)目色體數(shù)目 _ 秋水仙秋水仙 素處理素處理 _ 的的種子種子 或幼苗或幼苗 轉(zhuǎn)基因轉(zhuǎn)基因 (DNA重組重組) 技術(shù)將技術(shù)將_ _導(dǎo)導(dǎo)入入 生物體內(nèi)，生物體內(nèi)， 培育新品種培育新品種 自交自交 雜交雜交 花藥離體花藥離體 萌發(fā)萌發(fā)

3、 加倍加倍 目的目的 基因基因 自交自交 多維課堂多維課堂 師生互動師生互動 育育 種種 程程 序序 甲品種甲品種乙品種乙品種 F1 F2 _ _ 性狀穩(wěn)定遺傳的性狀穩(wěn)定遺傳的 新品種新品種 生物生物 _ _ 新品種新品種 取相關(guān)植取相關(guān)植 株花粉株花粉 花藥離花藥離 體培養(yǎng)體培養(yǎng) _ _ 若干植株若干植株 _ _ 新品種新品種 正常幼苗正常幼苗 染色體數(shù)染色體數(shù) 目加倍目加倍 _ _ 新品種新品種 選育選育 人工人工 地面理地面理 化處理化處理 太空飛太空飛 船搭載船搭載 多種多種 變異變異 選育選育 人工人工 單倍體單倍體 幼苗幼苗 人工誘導(dǎo)人工誘導(dǎo) 染色體數(shù)染色體數(shù) 目加倍目加倍 選育選

4、育 人工人工 秋水秋水 仙素仙素 選育選育 人工人工 多維課堂多維課堂 師生互動師生互動 優(yōu)優(yōu) 點點 使位于不同使位于不同 個體的優(yōu)良性個體的優(yōu)良性 狀狀_到到一個一個 個體上個體上 操作操作_ 可以提高可以提高_ _、 加速加速_ _且且大幅度大幅度 地地_ _ 明顯縮短明顯縮短 _ 所得品種所得品種 為為_ 器官巨器官巨 大，提高大，提高 產(chǎn)量和營產(chǎn)量和營 養(yǎng)成分養(yǎng)成分 打破打破_ _， _ 生物生物的性的性 狀狀 缺缺 點點 _ 不能克服不能克服_ _ _ 有利變異有利變異 少，需大量少，需大量 處理實驗材處理實驗材 料料(有很大盲有很大盲 目性目性) 技術(shù)復(fù)雜且技術(shù)復(fù)雜且 需與雜交育需

5、與雜交育 種配合種配合 只適用于只適用于 植物，發(fā)植物，發(fā) 育育_， 結(jié)實率結(jié)實率_ 有可能引有可能引 發(fā)生態(tài)危發(fā)生態(tài)危 機機 集中集中 簡便簡便 育種時間長育種時間長 遠遠 緣雜交不親和緣雜交不親和 的障礙的障礙 變變 異的頻率異的頻率 育種進育種進 程程 改良某些改良某些 性狀性狀 育種年限育種年限 純合子純合子 延遲延遲 低低 物種物種 界限界限 定向改變定向改變 多維課堂多維課堂 師生互動師生互動 應(yīng)應(yīng) 用用 用純種高稈用純種高稈 抗病小麥與抗病小麥與 矮稈不抗病矮稈不抗病 小麥培育矮小麥培育矮 稈抗病小麥稈抗病小麥 高產(chǎn)青高產(chǎn)青 霉菌霉菌 用純種高稈抗用純種高稈抗 病小麥與矮稈病小麥

6、與矮稈 不抗病小麥快不抗病小麥快 速培育矮稈抗速培育矮稈抗 病小麥病小麥 三倍體無子三倍體無子 西瓜、八倍西瓜、八倍 體小黑麥體小黑麥 轉(zhuǎn)基因轉(zhuǎn)基因“向向 日葵豆日葵豆”、 轉(zhuǎn)基因抗蟲轉(zhuǎn)基因抗蟲 棉棉 多維課堂多維課堂 師生互動師生互動 拓展提升拓展提升 1誘變育種與雜交育種相比，前者能產(chǎn)生前所未有的新基誘變育種與雜交育種相比，前者能產(chǎn)生前所未有的新基 因，創(chuàng)造變異新類型；后者不能產(chǎn)生新基因，只是實現(xiàn)因，創(chuàng)造變異新類型；后者不能產(chǎn)生新基因，只是實現(xiàn) 原有基因的重新組合。原有基因的重新組合。 2在所有育種方法中，最簡捷、常規(guī)的育種方法在所有育種方法中，最簡捷、常規(guī)的育種方法雜交雜交 育種。育種。

7、 3根據(jù)不同育種需求選擇不同的育種方法。根據(jù)不同育種需求選擇不同的育種方法。 (1)將兩親本的兩個不同優(yōu)良性狀集中于同一生物體上，將兩親本的兩個不同優(yōu)良性狀集中于同一生物體上， 可利用雜交育種，亦可利用單倍體育種?？衫秒s交育種，亦可利用單倍體育種。 多維課堂多維課堂 師生互動師生互動 (2)要求快速育種，則運用單倍體育種。要求快速育種，則運用單倍體育種。 (3)要求大幅度改良某一品種，使之出現(xiàn)前所未有的性要求大幅度改良某一品種，使之出現(xiàn)前所未有的性 狀，可利用誘變育種和雜交育種相結(jié)合的方法。狀，可利用誘變育種和雜交育種相結(jié)合的方法。 (4)要求提高品種產(chǎn)量，提高營養(yǎng)物質(zhì)含量，可運用多倍要求提

8、高品種產(chǎn)量，提高營養(yǎng)物質(zhì)含量，可運用多倍 體育種。體育種。 4隨著我國航天技術(shù)的日趨成熟，太空育種正在興起，有隨著我國航天技術(shù)的日趨成熟，太空育種正在興起，有 兩個優(yōu)勢：太空失重、真空狀態(tài)，將很多在地球重力兩個優(yōu)勢：太空失重、真空狀態(tài)，將很多在地球重力 場中無法完成的育種實驗變?yōu)槿菀讓崿F(xiàn)的現(xiàn)實；太空場中無法完成的育種實驗變?yōu)槿菀讓崿F(xiàn)的現(xiàn)實；太空 高輻射環(huán)境為動、植物、微生物發(fā)生基因突變提供良好高輻射環(huán)境為動、植物、微生物發(fā)生基因突變提供良好 條件！條件！ 多維課堂多維課堂 師生互動師生互動 思維激活思維激活 1判斷正誤判斷正誤 (1)太空育種能按人的意愿定向產(chǎn)生優(yōu)良性狀太空育種能按人的意愿定向

9、產(chǎn)生優(yōu)良性狀 ()。 (2)雜交育種的范圍只能在有性生殖的植物中雜交育種的范圍只能在有性生殖的植物中 ()。 (3)誘變育種的優(yōu)點之一是需大量處理實驗材料誘變育種的優(yōu)點之一是需大量處理實驗材料 ()。 (4)誘變育種時突變的個體中有害個體多于有利個體誘變育種時突變的個體中有害個體多于有利個體 ()。 (5)雜交育種和誘變育種都能產(chǎn)生前所未有的新基因，創(chuàng)造雜交育種和誘變育種都能產(chǎn)生前所未有的新基因，創(chuàng)造 變異新類型變異新類型 ()。 (6)雜合子品種的種子只能種一年，需要年年制種雜合子品種的種子只能種一年，需要年年制種 ()。 答案答案(1)(2)(3)提示提示此特點為缺點，不是優(yōu)此特點為缺點，

10、不是優(yōu) 點點。(4)(5)(6) 多維課堂多維課堂 師生互動師生互動 2思考感悟思考感悟 (1)雜交育種與雜種優(yōu)勢是一回事嗎？雜交育種與雜種優(yōu)勢是一回事嗎？ (2)誘變育種與雜交育種相比，最大的區(qū)別是什么？誘變育種與雜交育種相比，最大的區(qū)別是什么？ 提示提示(1)不是。兩者都是將兩個品種中的優(yōu)良性狀集中不是。兩者都是將兩個品種中的優(yōu)良性狀集中 到一個親本上，但雜交育種培育成能穩(wěn)定遺傳的純合到一個親本上，但雜交育種培育成能穩(wěn)定遺傳的純合 子，雜種優(yōu)勢主要是利用雜種子，雜種優(yōu)勢主要是利用雜種F1的優(yōu)良性狀，并不要求的優(yōu)良性狀，并不要求 遺傳學(xué)上的穩(wěn)定。遺傳學(xué)上的穩(wěn)定。(2)二者最大的區(qū)別在于誘變育

11、種能創(chuàng)二者最大的區(qū)別在于誘變育種能創(chuàng) 造出新基因。造出新基因。 多維課堂多維課堂 師生互動師生互動 考查生物變異在育種上的應(yīng)用考查生物變異在育種上的應(yīng)用 1(2013四川理綜四川理綜，5)大豆植株的體細胞含大豆植株的體細胞含40條染色體。用放條染色體。用放 射性射性60Co處理大豆種子后，篩選出一株抗花葉病的植株處理大豆種子后，篩選出一株抗花葉病的植株X， 取其花粉經(jīng)離體培養(yǎng)得到若干單倍體植株，其中抗病植株占取其花粉經(jīng)離體培養(yǎng)得到若干單倍體植株，其中抗病植株占 50%。下列敘述正確的是。下列敘述正確的是 ()。 A用花粉離體培養(yǎng)獲得的抗病植株，其細胞仍具有全能性用花粉離體培養(yǎng)獲得的抗病植株，其

12、細胞仍具有全能性 B單倍體植株的細胞在有絲分裂后期，共含有單倍體植株的細胞在有絲分裂后期，共含有20條染色體條染色體 C植株植株X連續(xù)自交若干代，純合抗病植株的比例逐代降低連續(xù)自交若干代，純合抗病植株的比例逐代降低 D放射性放射性60Co誘發(fā)的基因突變，可以決定大豆的進化方向誘發(fā)的基因突變，可以決定大豆的進化方向 多維課堂多維課堂 師生互動師生互動 解析解析單倍體植株體細胞仍具全能性，故單倍體植株體細胞仍具全能性，故A正確；單倍體植正確；單倍體植 株的細胞中有株的細胞中有20條染色體，在有絲分裂后期染色體加倍，應(yīng)條染色體，在有絲分裂后期染色體加倍，應(yīng) 含含40條染色體；雜合子連續(xù)自交，其純合度

13、提升；基因突變條染色體；雜合子連續(xù)自交，其純合度提升；基因突變 可為生物進化提供原材料，不能決定生物進化方向；生物進可為生物進化提供原材料，不能決定生物進化方向；生物進 化方向取決于化方向取決于“自然選擇自然選擇”，故，故B、C、D選項所述不正確。選項所述不正確。 答案答案A 多維課堂多維課堂 師生互動師生互動 2(2013江蘇卷改編江蘇卷改編)現(xiàn)有小麥種質(zhì)資源包括：現(xiàn)有小麥種質(zhì)資源包括：高產(chǎn)、感高產(chǎn)、感 ??；病；低產(chǎn)、抗病；高產(chǎn)、晚熟等品種。為滿足不同低產(chǎn)、抗??；高產(chǎn)、晚熟等品種。為滿足不同 地區(qū)及不同環(huán)境條件下的栽培需求，育種專家要培育地區(qū)及不同環(huán)境條件下的栽培需求，育種專家要培育3類類

14、品種：品種：a.高產(chǎn)、抗?。桓弋a(chǎn)、抗??；b.高產(chǎn)、早熟；高產(chǎn)、早熟；c.高產(chǎn)、抗旱。下高產(chǎn)、抗旱。下 述育種方法可行的是述育種方法可行的是 ()。 (1)利用利用、品種間雜交篩選獲得品種間雜交篩選獲得a (2)對品種對品種進行染色體加倍處理篩選獲得進行染色體加倍處理篩選獲得b (3)a、b和和c的培育均可采用誘變育種方法的培育均可采用誘變育種方法 (4)用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將外源抗旱基因?qū)胗棉D(zhuǎn)基因技術(shù)將外源抗旱基因?qū)胫蝎@得中獲得c A(1)(2) B(2)(3) C(3)(4) D(1)(4) 多維課堂多維課堂 師生互動師生互動 解析解析欲獲得高產(chǎn)、抗病品種，應(yīng)利用欲獲得高產(chǎn)、抗病品種，應(yīng)利用和和

15、進行品種間雜進行品種間雜 交篩選，交篩選，(1)錯誤；欲獲得高產(chǎn)、早熟品種，則應(yīng)對進行錯誤；欲獲得高產(chǎn)、早熟品種，則應(yīng)對進行 誘變育種，誘變育種，(2)錯誤；誘變育種可以產(chǎn)生新基因，因此錯誤；誘變育種可以產(chǎn)生新基因，因此a、 b、c都可以通過誘變育種獲得，都可以通過誘變育種獲得，(3)正確；基因工程可定向正確；基因工程可定向 改變生物性狀，要獲得高產(chǎn)、抗旱品種，可通過基因工程轉(zhuǎn)改變生物性狀，要獲得高產(chǎn)、抗旱品種，可通過基因工程轉(zhuǎn) 入抗旱基因?qū)崿F(xiàn)，入抗旱基因?qū)崿F(xiàn)，(4)正確。正確。 答案答案C 多維課堂多維課堂 師生互動師生互動 題后反思題后反思 (1)雜交育種選育的時間是從雜交育種選育的時間是

16、從F2代開始，原因是從代開始，原因是從F2開始發(fā)生性開始發(fā)生性 狀分離；選育后是否連續(xù)自交取決于所選優(yōu)良性狀是顯性還是狀分離；選育后是否連續(xù)自交取決于所選優(yōu)良性狀是顯性還是 隱性。隱性。 (2)誘變育種大幅度改良生物性狀，這是優(yōu)點；能提高突變率，誘變育種大幅度改良生物性狀，這是優(yōu)點；能提高突變率， 但突變的不定向性和一般有害的特性決定了在突變的個體中有但突變的不定向性和一般有害的特性決定了在突變的個體中有 害遠多于有利，因而需要大量處理材料，工作量大，能否產(chǎn)生害遠多于有利，因而需要大量處理材料，工作量大，能否產(chǎn)生 有價值的變異類型，不以人的意志為轉(zhuǎn)移，目的性差。有價值的變異類型，不以人的意志為

17、轉(zhuǎn)移，目的性差。 多維課堂多維課堂 師生互動師生互動 1(2013襄陽調(diào)研襄陽調(diào)研)下列關(guān)于育種方法的敘述正確的是下列關(guān)于育種方法的敘述正確的是()。 A用雜交的方法進行育種，往往從用雜交的方法進行育種，往往從F1自交后代中可篩選出自交后代中可篩選出 符合人類需要的優(yōu)良品種符合人類需要的優(yōu)良品種 B用輻射的方法進行誘變育種，誘變后的植株一定比誘變用輻射的方法進行誘變育種，誘變后的植株一定比誘變 前的植株具備更多優(yōu)良性狀前的植株具備更多優(yōu)良性狀 對對 點點 強強 化化 D用基因型為用基因型為DdTt的植株進行多倍體育種，所育的新的植株進行多倍體育種，所育的新 品種和原品種雜交一定能產(chǎn)生可育后代品

18、種和原品種雜交一定能產(chǎn)生可育后代 多維課堂多維課堂 師生互動師生互動 解析解析誘變育種的生物學(xué)原理為基因突變，基因突變具有多誘變育種的生物學(xué)原理為基因突變，基因突變具有多 害少利和不定向的特點，故誘變后的植株不一定比誘變前的害少利和不定向的特點，故誘變后的植株不一定比誘變前的 植株具備更多優(yōu)良性狀，故植株具備更多優(yōu)良性狀，故B錯誤。用基因型為錯誤。用基因型為DdTt的植株的植株 進行單倍體育種，產(chǎn)生的新品種全為純合子，其自交后代也進行單倍體育種，產(chǎn)生的新品種全為純合子，其自交后代也 全為純合子，故全為純合子，故C錯誤。二倍體植株染色體加倍后成為四倍錯誤。二倍體植株染色體加倍后成為四倍 體植株，

19、四倍體植株和原二倍體植株雜交得到的三倍體植株體植株，四倍體植株和原二倍體植株雜交得到的三倍體植株 是高度不育的，故是高度不育的，故D錯誤。錯誤。 答案答案A 多維課堂多維課堂 師生互動師生互動 2(經(jīng)典題經(jīng)典題)下面為下面為6種不同的育種方法。種不同的育種方法。 多維課堂多維課堂 師生互動師生互動 據(jù)圖回答下列問題。據(jù)圖回答下列問題。 (1)圖中圖中A至至D方向所示的途徑表示方向所示的途徑表示_育種方式，這種育種方式，這種 方法屬常規(guī)育種，一般從方法屬常規(guī)育種，一般從F2代開始選種，這是因為代開始選種，這是因為_。 ABC的途徑表示的途徑表示_育種方式，這兩種育種方育種方式，這兩種育種方 式中

20、后者的優(yōu)越性主要表現(xiàn)在式中后者的優(yōu)越性主要表現(xiàn)在_。 (2)B常用的方法為常用的方法為_。 (3)E方法所用的原理是方法所用的原理是_，所用的方法如，所用的方法如 _、_。育種時所需處理的種子應(yīng)是萌動的。育種時所需處理的種子應(yīng)是萌動的 (而非休眠的而非休眠的)種子，原因是種子，原因是_。 (4)C、F過程最常用的藥劑是過程最常用的藥劑是_，其作用的原理，其作用的原理 是是_。 多維課堂多維課堂 師生互動師生互動 (5)由由G到到H過程中涉及的生物技術(shù)有過程中涉及的生物技術(shù)有_和和_。 (6)KLM這種育種方法的優(yōu)越性表現(xiàn)在這種育種方法的優(yōu)越性表現(xiàn)在_。 答案答案(1)雜交從雜交從F2代開始發(fā)生

21、性狀分離單倍體明顯縮代開始發(fā)生性狀分離單倍體明顯縮 短育種年限短育種年限(2)花藥離體培養(yǎng)花藥離體培養(yǎng)(3)基因突變基因突變X射線、紫外射線、紫外 線、激光亞硝酸、硫酸二乙酯、秋水仙素線、激光亞硝酸、硫酸二乙酯、秋水仙素(理化因素需各說理化因素需各說 出一項出一項)種子萌動后進行細胞分裂，種子萌動后進行細胞分裂，DNA在復(fù)制過程中可在復(fù)制過程中可 能由于某種因素的影響發(fā)生基因突變能由于某種因素的影響發(fā)生基因突變(4)秋水仙素在細胞秋水仙素在細胞 分裂時，抑制紡錘體形成，引起染色體數(shù)目加倍分裂時，抑制紡錘體形成，引起染色體數(shù)目加倍(5)基因工基因工 程程(或或DNA拼接技術(shù)或拼接技術(shù)或DNA重組

22、技術(shù)或轉(zhuǎn)基因技術(shù)重組技術(shù)或轉(zhuǎn)基因技術(shù))植物組植物組 織培養(yǎng)織培養(yǎng)(6)克服了遠緣雜交不親和的障礙，大大擴展了可用克服了遠緣雜交不親和的障礙，大大擴展了可用 于雜交的親本組合范圍于雜交的親本組合范圍 多維課堂多維課堂 師生互動師生互動 一、概念一、概念 又叫又叫_或或DNA重組技術(shù)。通俗地說，就是按重組技術(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胞里，修飾改造，然后放到另一種生物的細胞里，_地改造地改造 生物的生物的_。 考點考點2基因工程的操作工具及基本步驟基因工程的操作工具及基本步驟

23、(5年年34考考) (2013新課標(biāo)卷新課標(biāo)卷、，廣東卷、浙江卷、福建卷、天津，廣東卷、浙江卷、福建卷、天津 卷、山東卷，卷、山東卷，2012新課標(biāo)卷、浙江卷、福建卷新課標(biāo)卷、浙江卷、福建卷) 基因拼接技術(shù)基因拼接技術(shù) 定向定向 遺傳性狀遺傳性狀 多維課堂多維課堂 師生互動師生互動 二、操作工具二、操作工具 1基因的基因的“剪刀剪刀”限制性核酸內(nèi)切酶限制性核酸內(nèi)切酶(簡稱限制酶簡稱限制酶) (1)分布：主要在微生物體內(nèi)。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性：一種限制酶只能識別一種_， 并在特定的切點上切割并在特定的切點上切割DNA分子。分子。 (3)實例：實例：Ec

24、oR 限制酶能專一識別限制酶能專一識別GAATTC序列，并序列，并 在在G和和A之間將這段序列切開。之間將這段序列切開。 特定的核苷酸序列特定的核苷酸序列 多維課堂多維課堂 師生互動師生互動 (4)切割結(jié)果：產(chǎn)生切割結(jié)果：產(chǎn)生_的的DNA片段。片段。 (5)作用：基因工程中重要的切割工具。在微生物體內(nèi)能作用：基因工程中重要的切割工具。在微生物體內(nèi)能 將外來的將外來的DNA切斷，對自己的切斷，對自己的DNA無損害。無損害。 2基因的基因的“針線針線”DNA連接酶連接酶 (1)催化對象：兩個具有相同黏性末端的催化對象：兩個具有相同黏性末端的DNA片段。片段。 (2)催化位置：催化位置：_。 (3)

25、催化結(jié)果：形成重組催化結(jié)果：形成重組DNA。 3常用的運載體常用的運載體質(zhì)粒質(zhì)粒 (1)本質(zhì)：本質(zhì)：_ 兩個帶有黏性末端兩個帶有黏性末端 脫氧核糖與磷酸之間的缺口脫氧核糖與磷酸之間的缺口 小型環(huán)狀小型環(huán)狀DNA分子分子 多維課堂多維課堂 師生互動師生互動 標(biāo)記基因標(biāo)記基因 限制酶切點限制酶切點 三、操作步驟三、操作步驟 化學(xué)方法化學(xué)方法 反轉(zhuǎn)錄法反轉(zhuǎn)錄法 多維課堂多維課堂 師生互動師生互動 目的基因目的基因 質(zhì)粒質(zhì)粒 _：主要是借鑒細菌或病毒侵染細：主要是借鑒細菌或病毒侵染細 胞的方法胞的方法 將目的基因?qū)胧荏w細胞將目的基因?qū)胧荏w細胞 目的基因目的基因 標(biāo)記基因標(biāo)記基因 多維課堂多維課堂

26、師生互動師生互動 特別提醒特別提醒 (1)微生物常被用做受體細胞的原因是其具有繁殖微生物常被用做受體細胞的原因是其具有繁殖 快、代謝快、目的基因產(chǎn)物多的特點?？?、代謝快、目的基因產(chǎn)物多的特點。(2)動物受體細胞動物受體細胞 一般選用受精卵，植物受體細胞可以是體細胞，但需與一般選用受精卵，植物受體細胞可以是體細胞，但需與 植物組織培養(yǎng)技術(shù)相結(jié)合。植物組織培養(yǎng)技術(shù)相結(jié)合。 多維課堂多維課堂 師生互動師生互動 四、應(yīng)用四、應(yīng)用 1作物育種作物育種：利用基因工程的方法，獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具有：利用基因工程的方法，獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具有 優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物，培育出具有各種抗逆性的作物新品優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物，培育

27、出具有各種抗逆性的作物新品 種，如種，如_等。等。 2藥物研制藥物研制：利用基因工程的方法，培育轉(zhuǎn)基因生物，利用：利用基因工程的方法，培育轉(zhuǎn)基因生物，利用 轉(zhuǎn)基因生物生產(chǎn)出各種高質(zhì)量、低成本的藥品，如胰島轉(zhuǎn)基因生物生產(chǎn)出各種高質(zhì)量、低成本的藥品，如胰島 素、素、 _、乙肝疫苗等。、乙肝疫苗等。 3環(huán)境保護環(huán)境保護：如利用轉(zhuǎn)基因細菌降解有毒有害的化合物，吸：如利用轉(zhuǎn)基因細菌降解有毒有害的化合物，吸 收環(huán)境中的重金屬，分解泄漏的石油，處理工業(yè)廢水等。收環(huán)境中的重金屬，分解泄漏的石油，處理工業(yè)廢水等。 抗蟲棉抗蟲棉 干擾素干擾素 多維課堂多維課堂 師生互動師生互動 思維激活思維激活 (1)DNA連接

28、酶和連接酶和DNA聚合酶有何不同？聚合酶有何不同？ (2)運載體和細胞膜上的載體相同嗎？運載體和細胞膜上的載體相同嗎？ 提示提示(1)DNA連接酶是修復(fù)愈合連接酶是修復(fù)愈合DNA片段間單鏈上的缺片段間單鏈上的缺 口，使之形成磷酸二酯鍵?？?，使之形成磷酸二酯鍵。DNA聚合酶是聚合酶是DNA分子復(fù)制分子復(fù)制 時，按模板鏈的要求，逐個把脫氧核苷酸連接起來，形成時，按模板鏈的要求，逐個把脫氧核苷酸連接起來，形成 DNA的子鏈。的子鏈。 (2)不同。不同。運載體是將外源基因?qū)胧荏w細胞的專門運輸運載體是將外源基因?qū)胧荏w細胞的專門運輸 工具，常用的運載體有質(zhì)粒、動植物病毒、噬菌體等。工具，常用的運載體有

29、質(zhì)粒、動植物病毒、噬菌體等。 位于細胞膜上的載體是蛋白質(zhì)，與控制物質(zhì)進出細胞有位于細胞膜上的載體是蛋白質(zhì)，與控制物質(zhì)進出細胞有 關(guān)系。關(guān)系。 多維課堂多維課堂 師生互動師生互動 考查雜交育種與基因工程育種考查雜交育種與基因工程育種 (2013浙江理綜浙江理綜，32)在玉米中，控制某種除草劑抗性在玉米中，控制某種除草劑抗性(簡稱簡稱 抗性，抗性，T)與除草劑敏感與除草劑敏感(簡稱非抗，簡稱非抗，t)、非糯性、非糯性(G)與糯性與糯性(g) 的基因分別位于兩對同源染色體上。有人以純合的非抗非糯的基因分別位于兩對同源染色體上。有人以純合的非抗非糯 性玉米性玉米(甲甲)為材料，經(jīng)過為材料，經(jīng)過EMS誘

30、變處理獲得抗性非糯性個體誘變處理獲得抗性非糯性個體 (乙乙)；甲的花粉經(jīng)；甲的花粉經(jīng)EMS誘變處理并培養(yǎng)等，獲得可育的非抗誘變處理并培養(yǎng)等，獲得可育的非抗 糯性個體糯性個體(丙丙)。 請回答：請回答： (1)獲得丙的過程中，運用了誘變育種和獲得丙的過程中，運用了誘變育種和_育育 種技術(shù)。種技術(shù)。 多維課堂多維課堂 師生互動師生互動 (2)若要培育抗性糯性的新品種，采用乙與丙雜交，若要培育抗性糯性的新品種，采用乙與丙雜交，F(xiàn)1只出現(xiàn)只出現(xiàn) 抗性非糯性和非抗非糯性的個體；從抗性非糯性和非抗非糯性的個體；從F1中選擇表現(xiàn)型為中選擇表現(xiàn)型為 _的個體自交，的個體自交，F(xiàn)2中有抗性糯性個體，其比例是中有

31、抗性糯性個體，其比例是_。 (3)采用自交法鑒定采用自交法鑒定F2中抗性糯性個體是否為純合子。若自交中抗性糯性個體是否為純合子。若自交 后代中沒有表現(xiàn)型為后代中沒有表現(xiàn)型為_的個體，則被鑒定個體為的個體，則被鑒定個體為 純合子；反之則為雜合子。請用遺傳圖解表示雜合子的鑒定純合子；反之則為雜合子。請用遺傳圖解表示雜合子的鑒定 過程。過程。 (4)擬采用轉(zhuǎn)基因技術(shù)改良上述抗性糯性玉米的抗蟲性。通擬采用轉(zhuǎn)基因技術(shù)改良上述抗性糯性玉米的抗蟲性。通 常從其它物種獲得常從其它物種獲得_，將其和農(nóng)桿菌的，將其和農(nóng)桿菌的_用合用合 適的限制性核酸內(nèi)切酶分別切割，然后借助適的限制性核酸內(nèi)切酶分別切割，然后借助_

32、連接，連接， 形成重組形成重組DNA分子，再轉(zhuǎn)移到該玉米的培養(yǎng)細胞中，經(jīng)篩分子，再轉(zhuǎn)移到該玉米的培養(yǎng)細胞中，經(jīng)篩 選和培養(yǎng)等獲得轉(zhuǎn)基因抗蟲植株。選和培養(yǎng)等獲得轉(zhuǎn)基因抗蟲植株。 多維課堂多維課堂 師生互動師生互動 多維課堂多維課堂 師生互動師生互動 性性 非抗糯性非抗糯性3 1則為雜合子則為雜合子Ttgg。(4)轉(zhuǎn)基因技術(shù)的第一轉(zhuǎn)基因技術(shù)的第一 步是獲取目的基因，可以從其它生物直接獲取抗蟲基因，用步是獲取目的基因，可以從其它生物直接獲取抗蟲基因，用 同一種限制性核酸內(nèi)切酶分別切割目的基因和質(zhì)粒，然后在同一種限制性核酸內(nèi)切酶分別切割目的基因和質(zhì)粒，然后在 DNA連接酶的作用下將其拼接到載體質(zhì)粒上構(gòu)

33、建基因表達載連接酶的作用下將其拼接到載體質(zhì)粒上構(gòu)建基因表達載 體體(農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法中是將目的基因插入農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法中是將目的基因插入Ti質(zhì)粒的質(zhì)粒的TDNA中中)， 然后通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法導(dǎo)入到受體細胞玉米細胞中，通過組然后通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法導(dǎo)入到受體細胞玉米細胞中，通過組 織培養(yǎng)獲得抗蟲植株，最后鑒定和篩選。織培養(yǎng)獲得抗蟲植株，最后鑒定和篩選。 多維課堂多維課堂 師生互動師生互動 抗性糯性抗性糯性 非抗糯性非抗糯性3 1 (4)抗蟲基因抗蟲基因(或目的基因或目的基因)Ti質(zhì)粒質(zhì)粒DNA連接酶連接酶 多維課堂多維課堂 師生互動師生互動 1下列關(guān)于基因工程及轉(zhuǎn)基因食品的安全性的敘述，正確下列關(guān)于基因工程

34、及轉(zhuǎn)基因食品的安全性的敘述，正確 的是的是 ()。 A基因工程經(jīng)常以抗生素抗性基因作為目的基因基因工程經(jīng)常以抗生素抗性基因作為目的基因 B通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)可獲得抗蟲糧食作物，從而增加糧食通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)可獲得抗蟲糧食作物，從而增加糧食 產(chǎn)量，減少農(nóng)藥使用產(chǎn)量，減少農(nóng)藥使用 C通常用一種限制性核酸內(nèi)切酶處理含目的基因的通常用一種限制性核酸內(nèi)切酶處理含目的基因的 DNA，用另一種限制性核酸內(nèi)切酶處理運載體，用另一種限制性核酸內(nèi)切酶處理運載體DNA D若轉(zhuǎn)入甘蔗中的外源基因來源于自然界，則生產(chǎn)出若轉(zhuǎn)入甘蔗中的外源基因來源于自然界，則生產(chǎn)出 來的甘蔗不存在安全性問題來的甘蔗不存在安全性問題 對對 點點 強

35、強 化化 多維課堂多維課堂 師生互動師生互動 解析解析基因工程常以抗生素抗性基因作為標(biāo)記基因；在基因基因工程常以抗生素抗性基因作為標(biāo)記基因；在基因 工程的實驗操作中一定要注意用同一種限制性核酸內(nèi)切酶來工程的實驗操作中一定要注意用同一種限制性核酸內(nèi)切酶來 處理含目的基因的處理含目的基因的DNA和運載體和運載體DNA，使它們產(chǎn)生相同的，使它們產(chǎn)生相同的 黏性末端；若轉(zhuǎn)基因甘蔗中的外源基因來源于自然界，則仍黏性末端；若轉(zhuǎn)基因甘蔗中的外源基因來源于自然界，則仍 可能存在食品安全、環(huán)境安全等安全性問題。可能存在食品安全、環(huán)境安全等安全性問題。 答案答案B 多維課堂多維課堂 師生互動師生互動 2(2013

36、西城區(qū)質(zhì)檢西城區(qū)質(zhì)檢)我們?nèi)粘３缘拇竺字需F含量極低，科我們?nèi)粘３缘拇竺字需F含量極低，科 研人員通過基因工程等技術(shù)，培育出了鐵含量比普通大研人員通過基因工程等技術(shù)，培育出了鐵含量比普通大 米高米高60%的轉(zhuǎn)基因水稻，改良了稻米的營養(yǎng)品質(zhì)。下圖的轉(zhuǎn)基因水稻，改良了稻米的營養(yǎng)品質(zhì)。下圖 為培育轉(zhuǎn)基因水稻過程示意圖，請分析回答有關(guān)問題。為培育轉(zhuǎn)基因水稻過程示意圖，請分析回答有關(guān)問題。 多維課堂多維課堂 師生互動師生互動 (1)鐵結(jié)合蛋白基因來自菜豆，且基因的脫氧核苷酸序列已鐵結(jié)合蛋白基因來自菜豆，且基因的脫氧核苷酸序列已 知，可以用知，可以用_法獲得此目的基因或用法獲得此目的基因或用_擴增目擴增目 的

37、基因。的基因。 (2)構(gòu)建重組構(gòu)建重組Ti質(zhì)粒時，通常要用質(zhì)粒時，通常要用_分別切割分別切割 _。將重組。將重組Ti質(zhì)粒轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌時，可以用質(zhì)粒轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌時，可以用_處處 理農(nóng)桿菌，使重組理農(nóng)桿菌，使重組Ti質(zhì)粒易于導(dǎo)入。質(zhì)粒易于導(dǎo)入。 (3)將含有重組將含有重組Ti質(zhì)粒的農(nóng)桿菌與水稻愈傷組織共同培養(yǎng)時，質(zhì)粒的農(nóng)桿菌與水稻愈傷組織共同培養(yǎng)時， 通過培養(yǎng)基通過培養(yǎng)基2的篩選培養(yǎng)，可以獲得的篩選培養(yǎng)，可以獲得_；培養(yǎng)基；培養(yǎng)基3與培與培 養(yǎng)基養(yǎng)基2的區(qū)別是的區(qū)別是_。檢測培育轉(zhuǎn)基因水稻的目的是否。檢測培育轉(zhuǎn)基因水稻的目的是否 達到，需要檢測轉(zhuǎn)基因水稻達到，需要檢測轉(zhuǎn)基因水稻_。 多維課堂多維課堂 師生互動師生互動 (4)為研究