從雜交育種到基因工程導學案

1、從雜交育種到基因工程一輪導學案高三生物組（2）、優(yōu)點：與雜交育種相比較明顯的優(yōu)點：克服遠緣雜交不親合障礙。與誘變育種相比較明顯的優(yōu)點：定向改造生物性狀，目的強性。一、高考命題熱點：育種方法和基因工程在實踐中的應用二、考綱知識梳理（一）、雜交育種和誘變育種1:兩者的比較雜交育種將誘變有種利用處理生物,使生物發(fā)生,從而獲得優(yōu)良變異類型的育種方法概念集中在再經(jīng)過選擇和培育，獲得"品種的方法原理范圍的生物所有生物方法雜交T自交T選優(yōu)T自交物理處理、化學處理特點不能產(chǎn)生,原有基因性，犬的重新組合，育種進程緩慢 提局,加快育種進程 產(chǎn)生,新性狀，大幅改良性狀 盲目性大，有利變異2:練一練基因的剪

2、刀”：J基因的針線”：2、工具基因的：常用的有質粒、噬菌體和動植物病蠹等，目的是將基因送入細胞3、步驟：提取目的基因T目的基因與結合T將目的基因導入T目的基因的4、基因工程的應用：瓣基因工程與作物,如抗蟲棉*基因工程與研制，如胰島素、乙肝疫苗等基因工程與保護，如超級菌分解泄漏石油（1）基因工程操作工具酶只有兩種，工具有三種。（2）操作步驟中只有第三步導入受體細胞不涉及到堿基互補配對，其余三步都涉及到。5、練一練下列屆丁基因工程工具酶的是（）限制性核酸內(nèi)切酶DNA水解酶DNA聚合酶DNA連接酶RNA聚合酶解旋酶A.B.CD.（2008江蘇卷，23）下列關丁育種的敘述中，正確的是（）A. 用物理因

3、素誘變處理可提高突變率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.誘變獲得的突變體多數(shù)表現(xiàn)出優(yōu)良性狀（二）、基因工程及其應用1.概念的理解基因工程別名基因拼接技術或技術操作環(huán)境生物體體外操作對象操作水平DNA水平基本過程剪切、拼接、導入、表達結果改造生物的遺傳性狀，獲得人類需要的提醒（1）、基因工程的原理：基因重組（三）、構建知識網(wǎng)絡依據(jù)原理常用方法優(yōu)點缺點舉例雜交育種誘變育種單倍體育種、常見考點考點一：幾種常見育種方式的比較多倍體育種染色體變異秋水仙素處理萌發(fā)的種子、幼苗器官巨大，提局產(chǎn)量和甘養(yǎng)成分發(fā)育延遲，結實平低三倍體無子西瓜、八倍體小黑麥基因工程育種基因重

4、組轉基因(DNA重組)技術將目的基因引入生物體內(nèi)，培育新品種定向改變生物的性狀；克服遠緣雜交不親和的障礙有可能引起生態(tài)危機產(chǎn)生人胰島素的大腸桿菌、抗蟲棉細胞融合技術細胞膜流動性、細胞全能性讓不同生物細胞原生質融合，同種生物細胞可融合為多倍體按照人們意愿改變細胞內(nèi)遺傳物質或獲得細胞產(chǎn)品且克服了遠緣雜交不未和的障礙技術難度局白菜一甘藍、番茄一馬鈴薯細胞核移植技術細胞核的全能性將具備所需性狀的體細胞核移植到去核的卵細胞中可改良動物品種或保護瀕危物種技術要求高克隆羊、鯉鯽移核魚1. (一)深化拓展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)原有基因的

5、重新組合。2. 在所有育種方法中，最簡捷、常規(guī)的育種方法雜交育種。3. 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)良性狀集中丁同一生物體上，可利用雜交育種，亦可利用單倍體育種。(2) 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)前所未有的性狀，可利用誘變育種和雜交育種相結合的方法。(4) 要求提高品種產(chǎn)量，提高營養(yǎng)物質含量，可運用多倍體育種。4. 雜交育種選育的時間是F2,原因是從F2開始發(fā)生性狀分離；選育后是否連續(xù)自交取決丁所選優(yōu)良性狀是顯性還是隱性。5. 雜交育種是通過雜交培育具有優(yōu)良性狀且能穩(wěn)定遺傳(純合子)的新品種，而雜種優(yōu)勢則是通過雜交

6、獲得種子，一般不是純合子，在雜種后代上表現(xiàn)出多個優(yōu)良性狀，但只能用雜種一代，因為后代會發(fā)生性狀分離。誘變育種盡管能提高突變率，但處理材料時仍然是未突變的遠遠多丁突變的個體；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仍多丁有利，只是與自然突變相比較，二者都增多。1. (二)鞏固訓練下面為6種不同的育種方法。據(jù)圖回答下列問題：圖中A至D方向所示的途徑表示育種方式，這種方法屆常規(guī)育種，一般從F2代開始選種，這是因為。AtBtC的途徑表示育種方式，這兩種育種方式中后者的優(yōu)越性主要表現(xiàn)在。(2)B常用的方法為。E方法所用的原理是,所用的方法如、。育種時所需處理的種子應是萌發(fā)的(而非休眠的)種

7、子，原因是。(3) 上述育種過程中，哪兩個過程所使用的方法相同？(填寫字母)，具體使用的方法有(至少回答兩個)，其作用機理是。(4) G過程原理是,H和I分別表示和過程。(5) KtLtM這種育種方法的優(yōu)越性表現(xiàn)在。(6) 上述AI過程中，哪些過程作用前后沒有改變作用對象的基因型?(填寫字母)?？键c二基因工程的操作工具和步驟作用：a.作為運載工具，將目的基因送到宿主細胞中去;b.用它在宿主細胞內(nèi)對目的基因進行大量復制(一)、深化拓展1.基因工程操作工具(1)基因的“剪刀”一一限制性核酸內(nèi)切酶(簡稱限制酶)條件：a.能在宿主細胞內(nèi)穩(wěn)定保存并大量復制;分布：主要在原核生物體內(nèi)特性：一種限制酶只能識

8、別一種特定的核苜酸序列，并在特定的切點上切割DNA分鏈首尾2inIII口rrf2危用CTTAAG青8»GAATTCnmi口"iCTTAAG子。實例：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。獲取口的基因'A|拼接重fllDNA|導人受體細購，強目的基因擴增和旅璉普重粗DNA的受體剜胞b. 有多個限制酶切點；有標記基因。2.基因工程操作步驟圖解(二)、鞏固訓練IIIr,E,cttaa（黏性末端）AATTC_I口G國性末端）細的DN4_尸質粒取礪粒細胞取出DNA限制醒切斷DNA(-|的幕因用連接鷹連接DNA重組的質粒切割結果：產(chǎn)生兩個帶有

9、黏性末端的DNA片段。 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(要不五次序列，要不就是被特異性的甲基化酶甲基化)無損害。(2)基因的“針線”一一DNA連接酶催化對象：兩個具有相同黏性末端的DNA片段。催化位置：脫氧核糖與磷酸之間的缺口催化結果：形成重組DNA(3)常用的運載體一一質粒本質：小型環(huán)狀DNA分子工程動物選11優(yōu)良動物L程植物逸仟憂隹植物工程曲選育表達產(chǎn)物程如下圖，請據(jù)圖分析回答：(1)圖中A是,最常用的是2.基因工程是在現(xiàn)代生物學、化學和工程學基礎上建立和發(fā)展起來的，并有賴丁微生物學理論和技術的發(fā)展，現(xiàn)在基因工程在動植物育種上有廣泛而重要的應用。基因工

10、程基本操作流;在基因工程中，需要在酶的作用下才能完成剪接過程(2)在上述基因工程的操作過程中，可以遵循堿基互補配對原則的步驟有(用圖解中序號表示)。不同種生物之間的基因移植成功，從分子水平分析，進行基因工程的主要理論依據(jù)是，也說明了生物共用一套。研究中發(fā)現(xiàn)，番茄體內(nèi)的蛋白酶抑制劑對害蟲的消化酶有抑制作用，導致害蟲無法消化食物而被殺死，人們成功地將番茄的蛋白酶抑制劑基因導入玉米體內(nèi)，玉米獲得了與番茄相似的抗蟲性狀，玉米這種變異的來源是?？茖W家在某種植物中找到了抗枯萎病的基因，并用基因工程的方法將該基因導入金茶花葉片細胞的染色體DNA上，經(jīng)培養(yǎng)長成的植株具備了抗病性，這說明。如果把該基因導入葉綠體

11、DNA中，將來產(chǎn)生的配子中(填“一定”或“不一定”)含有抗病基因。三、解題思路探究(一)思維誤區(qū)警示1、易錯分析：對基因工程中一些觀點說法辨析不活(1) 限制性內(nèi)切酶和DNA連接酶的作用部位都是脫氧核苜酸之間形成的磷酸二酯鍵(不是氫鍵)，只是一個切開，一個連接。質粒是最常用的運載體，不要把質粒同運載體等同，除此之外，噬菌體和動植物病蠹也可作為運載體。運載體的化學本質為DNA,其基本單位為脫氧核苜酸。(2) 要想從DNA上切下某個基因，應切2個切口，產(chǎn)生4個黏性末端。DNA酶即DNA水解酶，是將DNA水解的酶；DNA聚合酶是在DNA復制過程中，催化形成新DNA分子的酶，是將單個游離的脫氧核苜酸加

12、到DNA片段上，需要模板；但DNA連接酶是將兩個DNA片段的兩個缺口同時連接，不需要模板，兩者作用的化學鍵相同，都是磷酸二酯鍵。(3) 原核生物基因(如抗蟲基因來自蘇云金芽抱桿菌)可為真核生物(如棉花)提供目的基因。(4) 限制酶在第一步和第二步操作中都用到，且要求同一種酶，目的是產(chǎn)生相同的黏性末端；第二步中兩種工具酶都用到。(5) 受體細胞動物一般用受精卵，植物若用體細胞則通過組織培養(yǎng)的方式形成新個體。(6) 抗蟲棉只能抗蟲，不能抗病蠹、細菌。1. (二)糾正訓練要將目的基因與運載體連接起來，在基因操作上應選用(A.只需DNA連接酶B.同一種限制酶和DNA連接酶2. C.只需限制酶D.不同的

13、限制酶與DNA連接酶下列關丁限制酶和DNA連接酶的理解正確的是(A.其化學本質都是蛋白質B.DNA連接酶可以恢復DNA分子中的氫鍵C它們不能被反復使用D.在基因工程操作中可以用DNA聚合酶代所學知識解釋自然界和社會生活中的一些生物學現(xiàn)象”的能力。典例分析1.(2009廣東卷，33)為了快速培育抗某種除草劑的水稻，育種工作者綜合應用了多種育種方法，過程如下。請回答問題。(1) 從對該種除草劑敏感的二倍體水稻植株上取花藥離體培養(yǎng)，誘導成幼苗。(2) 用丫射線照射上述幼苗，目的是;然后用該除草劑噴灑其幼葉，結果大部分葉片變黃，僅有個別幼葉的小片組織保持綠色，表明這部分組織具有。(3) 取該部分綠色組織再進行組織培養(yǎng)，誘導植株再生后，用秋水仙素處理幼苗，使染色體，獲得純合,移栽到大田后，在苗期噴灑該除草劑鑒定其抗性。(4) 對抗性的遺傳基礎做進一步研究，可以選用抗性植株與雜交，如果，表明抗性是隱性性狀。F1自交，若F2的性狀分離比為15(敏感)：1(抗性)，初步推測。