1、第六章 從雜交育種到基因工程第1節(jié) 雜交育種與誘變育種第2節(jié) 基因工程及其應(yīng)用第六章 從雜交育種到基因工程一古代人類的育種方式選擇育種原理： 利用生物的變異，通過長期選擇，汰劣留良，培養(yǎng)出優(yōu)良品種。缺點(diǎn)：1周期長2可以選擇的范圍有限一古代人類的育種方式選擇育種原理： 利用生！注意 動物雜交育種中純合子的獲得不能通過逐代自交，而應(yīng)改為測交。！注意 動物雜交育種中純合子的獲得不能通過逐代自交，而補(bǔ)充：雜種優(yōu)勢的利用（獲得的雜種一代的優(yōu)勢）與一般的雜交育種有所區(qū)別，但也屬于雜交育種。 雜種優(yōu)勢 基因型不同的兩個親本個體雜交產(chǎn)生的雜種第一代（F1代），在生長力、繁殖力、抗逆性、產(chǎn)量等性狀上優(yōu)于兩個親本

2、的現(xiàn)象。如騾子，雜交稻，雜交棉，雜交玉米。補(bǔ)充：雜種優(yōu)勢的利用（獲得的雜種一代的優(yōu)勢）與一般的雜交育種三、誘變育種概念：利用物理因素（如X射線，紫外線，激光等）或化學(xué)因素（如亞硝酸等）處理生物，使生物發(fā)生基因突變。原理：基因突變 方法：輻射、激光誘變，化學(xué)誘變，太空育種等。優(yōu)點(diǎn)：能提高突變率，產(chǎn)生新基因；在較短時間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類型。缺點(diǎn)：難以控制突變方向，無法將多個優(yōu)良性狀組合；有利變異少，須大量處理實驗材料。應(yīng)用：太空作物的培育 、青霉菌的選育等。三、誘變育種概念：利用物理因素（如X射線，紫外線，激光等）或練習(xí) :請寫出下面各項培育方法：（1）通過花藥離體培養(yǎng)再用秋水仙素加倍得到煙草

3、新品種的方法是 。（2）用60Co 輻射谷氨酸棒狀桿菌，選育出合成谷氨酸的新菌種，所用方法是 。（3）用小麥和黑麥培育八倍體黑小麥的方法是 。（4）將青椒的種子搭載人造衛(wèi)星，在太空中飛行數(shù)周后返回地面，獲得了果大、肉厚和維生素含量高的青椒新品種，這種育種原理本質(zhì)上屬于 。（5）用抗倒伏、不抗銹病和不抗倒伏、抗銹病的兩個小麥品種，培育出抗倒伏、抗銹病的品種，所用方法是 。（6）用秋水仙素或硫酸二乙酯處理蕃茄、水稻種子，獲得成熟期早、蛋白質(zhì)含量高的品系，這種方法是 。單倍體育種 誘變育種 多倍體育種 誘變育種 雜交育種 誘變育種練習(xí) :請寫出下面各項培育方法：單倍體育種 誘變育種 多倍體雜交育種誘

4、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)基因重組基因突變?nèi)旧w變異（成倍減少）染色體變異（成倍增加）雜交用物理或化學(xué)方法處理生物花藥離體培養(yǎng)單倍體秋水仙素處理純種秋水仙素處理使位于不同個體的優(yōu)良性狀集中于一個個體上提高變異頻率加速育種進(jìn)程有利變異少，需大量處理供試材料明顯縮短育種年限，育種時間較短。技術(shù)復(fù)雜，需與雜交育種配合各種器官大、營養(yǎng)成分高、抗性強(qiáng)與雜交育種配合；獲得的新品種發(fā)育延遲育種時間最長雜交育種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)基因1通過改變原有基因結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致新品種出現(xiàn)的方法是 A雜交育種 B單倍體育種 C多倍體育種 D誘變育種1通過改變原有基因結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致新品

5、種出現(xiàn)的方法是 2用純合的二倍體水稻品種高稈抗銹病(DDTT)和矮稈不抗銹病(ddtt)進(jìn)行育種時，一種方法是雜交得到F1，F(xiàn)1再自交得到F2；另一種方法是用F1的花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)，再用秋水仙素處理幼苗得到相應(yīng)植株。下列敘述正確的是 A前一種方法所得的F2中重組類型、純合子各占5/8、l/4B后一種方法所得到的植株中可用于生產(chǎn)的類型比例為2/3C前一種方法的原理是基因重組，原因是非同源染色體自由組合D后一種方法的原理是染色體變異，是由于染色體結(jié)構(gòu)發(fā)生改變2用純合的二倍體水稻品種高稈抗銹病(DDTT)和矮稈不抗銹二、多選題：3種子植物最典型的特征是依靠種子繁殖，下列關(guān)子種子繁殖特點(diǎn)的敘述不正確的

6、是 A后代適應(yīng)環(huán)境的生活力較強(qiáng)并可能出現(xiàn)較多的變異 B能使后代保持親本的優(yōu)良性狀，不易發(fā)生性狀分離 C繁殖速度快，有利于人工選擇后的品種大規(guī)模的繁殖 D基因重組和突變的頻率高，能夠產(chǎn)生新的優(yōu)良品種二、多選題：4湖南省溆浦一名女青年在自家一株桃樹上發(fā)現(xiàn)一個枝條上結(jié)的桃比其他枝條上的桃果大、味甜、成熟期早，就向育種專家袁隆平請教如何保存這一優(yōu)良性狀并擴(kuò)大栽培。在袁隆平多次指導(dǎo)后，該女青年培育成了一種新的桃樹品種，請問：(1)該變異枝條的產(chǎn)生應(yīng)屬于何種變異? (2)袁隆平傳授給該女青年的技術(shù)應(yīng)是 ( )A雜交育種技術(shù) B誘變育種技術(shù) C單倍體育種技術(shù) D嫁接技術(shù)(3)從生殖的類型來看，該技術(shù)屬于 生

7、殖，它的優(yōu)點(diǎn)是 。4湖南省溆浦一名女青年在自家一株桃樹上發(fā)現(xiàn)一個枝條上結(jié)的桃5以上是五種不同育種方法示意圖，請據(jù)圖回答：5以上是五種不同育種方法示意圖，請據(jù)圖回答：5五種不同育種方法示意圖，請據(jù)圖回答：（1）圖中的育種方法的名稱是 ，依據(jù)的原理是 。雜種優(yōu)勢在抗逆性等方面明顯優(yōu)于純種親本。馬鈴薯、甘薯等作物，生產(chǎn)上只要選擇一些具有雜種優(yōu)勢的優(yōu)秀單株進(jìn)行 ，就可保留雜種優(yōu)勢。玉米、小麥等作物的雜種優(yōu)勢一般只能利用F1，F(xiàn)2開始就會出現(xiàn) 現(xiàn)象。為減少每年均需制種的工作量，可利用 技術(shù)，將F1體細(xì)胞通過培養(yǎng)得到大量的雜種幼苗。（2）圖中過程對種子或幼苗進(jìn)行相關(guān)處理的最佳作用時期是 。（3）你能說出圖

8、中、過程的育種方法名稱嗎？ 5五種不同育種方法示意圖，請據(jù)圖回答：原 理：操作水平：結(jié) 果：目的基因供體細(xì)胞受體細(xì)胞基因重組DNA分子水平定向地改造生物的遺傳性狀，獲得人類所需要的品種。獲得新性狀原 理：操作水平：結(jié) 果：目的基因供體細(xì)胞受體細(xì)四個基本步驟：1）提取目的基因2）目的基因與運(yùn)載體結(jié)合3）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞4）目的基因的檢測和表達(dá)四個基本步驟：1）提取目的基因基因的剪刀限制性內(nèi)切酶（簡稱限制酶） （一）基因操作的工具 限制酶是在生物體(主要是微生物)內(nèi)的一種酶，能將外來的DNA切斷，由于這種切割作用是在DNA分子內(nèi)部進(jìn)行的，故名限制性內(nèi)切酶。 特點(diǎn)：專一性。 即一種限制酶只能識

9、別一種特定的核苷酸序列，并且能在特定的切點(diǎn)上切割DNA分子。基因的剪刀限制性內(nèi)切酶（簡稱限制酶） （一）基因操作的工具CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT GGCATCTTAAAATTCCGTAG 練習(xí)使用EcoRI 剪切目的基因CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT GGCATCTTAAAATTCCGTAG 目的基因黏性末端CTTCATG 基因的針線DNA連接酶（二）基因操作的工具 DNA連接酶可把黏性末端之間的縫隙“縫合”起來，即把梯子兩邊扶手的斷口連接起來，這樣一個重組的DNA分子就形成了。磷酸二酯鍵基因的針線DN

10、A連接酶（二）基因操作的工具 基因的運(yùn)載工具運(yùn)載體：常用的運(yùn)載體主要有兩類： 1）細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)的質(zhì)粒 2）噬菌體或某些動植物病毒基因的運(yùn)載工具運(yùn)載體：常用的運(yùn)載體主要有兩類：（三）基因操作的基本步驟 不能，受體細(xì)胞必須表現(xiàn)出特定的性狀，才能說明目的基因完成了表達(dá)。 受體細(xì)胞攝入DNA分子后就說明目的基因完成了表達(dá)嗎？若不能表達(dá)，要對抗蟲基因再進(jìn)行修飾。（三）基因操作的基本步驟 不能，受體細(xì)胞必須表轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒轉(zhuǎn)魚抗寒基因的番茄轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的馬鈴薯不會引起過敏的轉(zhuǎn)基因大豆轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒轉(zhuǎn)魚抗寒基因的番茄轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因轉(zhuǎn)基因龍膽花色奇異轉(zhuǎn)基因藍(lán)豬耳改變花色轉(zhuǎn)基因牽牛花

11、改變了花色轉(zhuǎn)基因龍膽花色奇異轉(zhuǎn)基因藍(lán)豬耳改變花色轉(zhuǎn)基因牽牛花改變了花色A：紫外光照射下的轉(zhuǎn)綠色熒光蛋白的花。B：轉(zhuǎn)沒有綠色熒光蛋白的空質(zhì)粒的花，A：紫外光照射下的轉(zhuǎn)綠色熒光蛋白的花。B：轉(zhuǎn)沒有綠色熒光蛋白 2002年，中國轉(zhuǎn)基因棉花達(dá)到150萬公頃，已經(jīng)占到棉花產(chǎn)量的13. 我國大豆食用油近七成是“轉(zhuǎn)基因”產(chǎn)品 與雜交育種、誘變育種相比較，基因工程育種的優(yōu)點(diǎn)有哪些？目的性強(qiáng)、克服遠(yuǎn)源雜交不親和性、育種周期短 2002年，中國轉(zhuǎn)基因棉花達(dá)到150萬公頃，已經(jīng)占到基因工程在畜牧業(yè)的應(yīng)用 繁殖具有抗病能力、高產(chǎn)仔率、高產(chǎn)奶率和高質(zhì)量的皮毛等優(yōu)良品質(zhì)的轉(zhuǎn)基因動物（如奶牛）。 該過程的重要步驟是重組DN

12、A轉(zhuǎn)移到動物受精卵中。 將人的生長激素基因和牛的生長素基因分別注射到小白鼠受精卵中，得到的“超級小鼠”。 基因工程在畜牧業(yè)的應(yīng)用 繁殖具有抗病能力、高產(chǎn)（1）要將目的基因與運(yùn)載體連接起來，在基因操作中應(yīng)選用A、只需DNA連接酶B、同一種限制酶和DNA連接酶C、只需限制酶D、不同的限制酶和DNA連接酶練 習(xí)（2）下列各項中，說明目的基因完成了表達(dá)的是A、棉珠中含有殺蟲蛋白基因B、大腸桿菌中具有胰島素基因C、酵母菌中產(chǎn)生了干擾素D、抗病毒基因?qū)胪炼辜?xì)胞中（1）要將目的基因與運(yùn)載體連接起來，在基因操作中應(yīng)選用練 （3）有關(guān)基因工程的敘述正確的是 A、限制酶只在獲得目的基因時才用 B、重組質(zhì)粒的形成

13、在細(xì)胞內(nèi)完成 C、質(zhì)粒都可作為運(yùn)載體 D、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)可為合成目的基因提供資料（4）有關(guān)基因工程的敘述中，錯誤的是 A、DNA連接酶將黏性末端的堿基對連接起來 B、 限制性內(nèi)切酶用于目的基因的獲得 C、目的基因須由運(yùn)載體導(dǎo)入受體細(xì)胞 D、人工合成目的基因不用限制性內(nèi)切酶（3）有關(guān)基因工程的敘述正確的是 （4）有關(guān)基因工程的敘述中（5）要使目的基因與對應(yīng)的載體重組，所需的兩種酶是限制酶 連接酶 解旋酶 還原酶、 、 、 、（6）實施基因工程的第一步的一種方法是把所需的基因從供體細(xì)胞內(nèi)分離出來，這要利用限制性內(nèi)切酶。一種限制性內(nèi)切酶能識別分子的順序，切點(diǎn)在和之間，這是利用了酶的、高效性、專一性、多

14、樣性、催化活性易受外界影響（5）要使目的基因與對應(yīng)的載體重組，所需的兩種酶是（8）不屬于基因工程方法生產(chǎn)的藥物是A、干擾素 B、白細(xì)胞介素C、青霉素 D、乙肝疫苗 （7）基因工程的正確操作步驟是使目的基因與運(yùn)載體結(jié)合將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞檢測目的基因的表達(dá)是否符合特定性狀要求提取目的基因、 、 、 （8）不屬于基因工程方法生產(chǎn)的藥物是（7）基因工程的正確操作（9）采用基因工程的方法培育抗蟲棉，下列導(dǎo)入目的基因的作法正確的是將毒素蛋白注射到棉受精卵中 將編碼毒素蛋白的序列，注射到棉受精卵中將編碼毒素蛋白的序列，與質(zhì)粒重組，導(dǎo)入細(xì)菌，用該細(xì)菌感染棉的體細(xì)胞，在進(jìn)行組織培養(yǎng)將編碼毒素蛋白的序列，與細(xì)

15、菌質(zhì)粒重組，注射到棉的子房并進(jìn)入受精卵中、 、 、 、 （9）采用基因工程的方法培育抗蟲棉，下列導(dǎo)入目的基因的作法正（11）在基因操作的基本步驟中，不進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對的A、人工合成目的基因B、目的基因與運(yùn)載體結(jié)合C、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞D、目的基因的檢測和表達(dá)（10）轉(zhuǎn)基因動物是指A、提供基因的動物B、基因組中增加外源基因的動物C、能產(chǎn)生白蛋白的動物D、能表達(dá)基因信息的動物（11）在基因操作的基本步驟中，不進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對的（10）（12）下列各項中，與基因工程無關(guān)的是A、選擇“工程菌”生產(chǎn)胰島素B、培育轉(zhuǎn)基因抗蟲棉C、人工誘導(dǎo)多倍體D、利用DNA探針檢測應(yīng)用水是否含有病毒（13）基因工程中

16、常采用細(xì)菌、酵母菌等微生物作為受體細(xì)胞，原因是A、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便 B、繁殖速度快C、遺傳物質(zhì)含量少 D、性狀穩(wěn)定，變異少（12）下列各項中，與基因工程無關(guān)的是（13）基因工程中常采3采用基因工程技術(shù)將人凝血因子基因?qū)松窖蚴芫眩嘤隽宿D(zhuǎn)基因羊。但是，人凝血因子只存在于該轉(zhuǎn)基因羊的乳汁中。以下有關(guān)敘述，正確的是 BA人體細(xì)胞中凝血因子基因中的堿基對數(shù)目，一定等于凝血因子氨基酸數(shù)目的3倍B可用顯微注射技術(shù)將含有人凝血因子基因的重組DNA分子導(dǎo)人羊的受精卵C在該轉(zhuǎn)基因羊中，人凝血因子基因存在于乳腺細(xì)胞，而不存在于其他體細(xì)胞中D人凝血因子基因開始轉(zhuǎn)錄后，DNA連接酶以DNA分子的一條鏈為模板合

17、成mRNA3采用基因工程技術(shù)將人凝血因子基因?qū)松窖蚴芫眩嘤隽?在植物基因工程中，用土壤農(nóng)桿菌中的Ti質(zhì)粒作為運(yùn)載體把目的基因重組人Ti質(zhì)粒上的T-DNA片段中，再將重組的T-DNA插入植物細(xì)胞的染色體DNA中。(1)科學(xué)家在進(jìn)行上述基因操作時，要用同一種 分別切割質(zhì)粒和目的基因，質(zhì)粒的黏性末端與目的基因DNA片段的黏性末端就可通過 而黏合。(2)將攜帶抗除草劑基因的重組Ti質(zhì)粒導(dǎo)入二倍體油菜細(xì)胞，經(jīng)培養(yǎng)、篩選獲得一株有抗除草劑特性的轉(zhuǎn)基因植株。經(jīng)分析，該植株含有一個攜帶目的基因的T-DNA片段，因此可以把它看作是雜合子。理論上，在該轉(zhuǎn)基因植株自交F1代中，仍具有抗除草劑特性的植株占總數(shù)

18、的 ，原因是 。(3)種植上述轉(zhuǎn)基因油菜，它所攜帶的目的基因可以通過花粉傳遞給近緣物種，造成“基因污染”。如果把目的基因?qū)肴~綠體DNA中，就可以避免“基因污染”，原因是 。5在植物基因工程中，用土壤農(nóng)桿菌中的Ti質(zhì)粒作為運(yùn)載體把7番茄在運(yùn)輸和貯藏過程中，由于過早成熟而易腐爛。應(yīng)用基因工程技術(shù)，通過抑制某種促進(jìn)果實成熟激素的合成，可使番茄貯藏時間延長，培育成耐貯藏的番茄新品種。這種轉(zhuǎn)基因番茄已于1993年在美國上市，請回答：(1)促進(jìn)果實成熟的重要激素是 。(2)在培育轉(zhuǎn)基因番茄的操作中，所用的基因的“剪刀”是 ，基因的“針線”是 ，基因的“運(yùn)輸工具”是 。(3)進(jìn)行基因操作一般要經(jīng)過的四個步驟是 、 、 、 。7番茄在運(yùn)輸和貯藏過程中，由于過早成熟而易腐爛。應(yīng)