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1、杂交育种与诱变育种基因工程及其应用,第六单元 从杂交育种到基因工程,以下是杂交育种的参考方案：,高抗 矮不抗,高抗,DDTT,ddtt,DdTt,ddTt,高抗 高不抗 矮抗 矮不抗,ddTT,矮抗 矮不抗,ddTt,ddTT,杂交,F3,思考：要培育出一个能稳定遗传的植物品种至少要几年？,一、概念：,将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。,二、依据原理：,基因重组,三、常用方法：,四、优点：,将不同个体的优良性状集中到同一个体上,五、缺点：,育种时间长,点滴收获之1：杂交育种,P,AABB aabb,F1,AaBb,AB、Ab、aB、ab,配子,可
2、得到基因型为AB、Ab、aB、ab这四种单倍体植株,就可得到基因型为AAbb这种纯合子的二倍体植株,高考总复习生物,一、依据原理：,染色体变异,二、常用方法：,花药（花粉）离体培养,三、优点：,明显缩短育种年限,点滴收获之2：单倍体育种,技术复杂且须与杂交育种配合,四、缺点：,二倍体,思考与讨论,杂交育种能否有新的基因和新的性状产生？如果培育出新的性状，应该采用什么育种方法？,杂交育种产生新的基因型，使性状重新组合，而不能产生新的基因和新的性状。,如果要培育出新的性状，可采用一定的措施来诱导基因突变，培育新的品种。,高考总复习生物,一、概念：,利用物理因素（如射线、射线、紫外线、激光等）或化学
3、因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）来处理生物，使生物发生基因突变。,二、依据原理：,基因突变,三、常用方法：,辐射诱变、激光诱变、作物空间技术育种,四、优点：,可以提高突变率，加速育种过程，大幅度地改良某些品种,产生前所未有的性状。,五、缺点：,有利变异少，须大量处理实验材料,点滴收获之3：诱变育种,一、依据原理：,染色体变异,二、常用方法：,秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,三、优点：,器官较大，提高产量和营养成分，抗逆性强，抗病性强,四、缺点：,技术复杂且须与杂交育种配合，发育延迟,结实率低,点滴收获之4：多倍体育种,五、应用：,三倍体无籽西瓜,二倍体植株,将具有不同优良性状的两亲本杂交,用物理或
4、化学的方法处理萌发的种子或幼苗,花药离体培养；诱导染色体加倍,用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,使位于不同个体的优良性状集中于一个个体上,提高变异频率加速育种进程,明显缩短育种年限,器官大型，营养含量高,育种时间长,有利变异少需大量处理供试材料,技术复杂，需与杂交育种和多倍体育种配合,只适用于植物,基因突变,染色体组成倍减少,染色体组成倍增加,基因重组,培育矮抗小麦,培育青霉素高产菌株,三倍体无子西瓜的培育,培育矮抗小麦,几种主要育种方法的比较,这些题你会做吗？,1、杂交育种所依据的主要遗传学原理是：A.基因突变；B.基因自由组合；C.染色体交叉互换：D.染色体变异。答,B,2.在下列几种育种方
5、法中，可以改变原有基因分子结构的育种方法是：A、杂交育种 B、诱变育种 C、单倍体育种 D、多倍体育种 答案：3.现代农业育种专家采用诱变育种的方法改良某些农作物的原有性状，其原因是：A、提高了后代的出苗率 B、产生的突变全部是有利的 C、提高了后代的稳定性 D、能提高突变率以供育种选择 答案：,B,D,为提高农作物的单产量，获得早熟、抗倒伏、抗病等性状，科学工作者往往要采取多种育种方法来培育符合农民要求的新品种，请根据下面提供的材料，每小组设计一套育种方案：,已有的材料：A小麦的高秆（显性）抗锈病（显性）纯种，B小麦的矮秆不抗锈病纯种，C水稻的迟熟种子 非生物材料：根据需要自选,（1）育种名
6、称：（2）所选择的生物材料：（3）希望得到的结果：（4）预计产生这种结果的（所需类型）的几率（5）写出育种的简要过程（可用图解）（6）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。,试试看，你行吗？,生物材料：A小麦的高秆（显性）抗锈病（显性）纯种，B小 麦的矮秆不抗锈病纯种，C水稻的迟熟种子 非生物材料：根据需要自选,方案2：（1）育种名称：单倍体育种（2）所选择的生物材料：A、B。（3）希望得到的结果：矮秆抗锈病。（4）预计产生这种结果的（所需类型）的几率：1/4。（5）写出育种的简要过程（可用图解）高抗矮病 F1高抗 F1花药离体培养 单倍体植株，再经秋水仙素处理，染色体加倍成为纯合的高抗、矮抗、高
7、病、矮病植株。（6）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。挑选矮秆抗锈病的植株即可。,方案3：（1）育种名称：诱变育种（2）所选择的生物材料：C。（3）希望得到的结果：早熟水稻。（4）预计产生这种结果的（所需类型）的几率：极低或不出现。（5）写出育种的简要过程（可用图解）用射线、激光照射或秋水仙素等化学试剂处理（或用太空飞船搭载）水稻，使之产生基因突变。（6）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。将处理的水稻种植下去，进行观察，选择矮秆抗倒伏的水稻，并纯化。,三、基因工程的原理,基因工程是指按照人们的意愿，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
8、。所以基因工程又称基因拼接技术或DNA重组技术。,基因工程可在不同种生物之间进行（传统的育种方法只能在同种生物中进行），可按照人们的意愿直接定向地改变生物，培育出新品种。,1.工具之一：基因的“剪刀”限制酶,基因剪刀指的是限制性核酸内切酶（简称限制酶）。一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割 DNA分子。如大肠杆菌中有一种限制酶，能够专一识别GAATTC的序列，并在G和A之间将其切开。,1.工具之二：基因的“针线”DNA连接酶,两种来源不同的DNA用同种限制酶切割后，末端可以相互黏合，但这种黏合只能使互补的碱基连接起来，脱氧核苷酸之间的连接，则需要靠DNA连接酶来“缝合”
9、，这种DNA连接酶就称“基因的针线”。,DNA连接酶,DNA连接酶,1.工具之三：基因的运载体,“基因的运载体”指的是将外源基因送入到受体细胞的一种运输工具。目前常用的运载体有：质粒（存在于细菌、酵母菌等细胞中，是一种能自我复制的很小的环状DNA分子）、噬菌体和动植物病毒。,质粒,DNA,大肠杆菌细胞,抗生素抗性基因,控制质粒DNA转移的基因,2.基因工程的操作步骤,第一步,提取目的 基因和运载体,第二步,目的基因 与运载体结合,第三步,将目的基 因导入受体细胞,检测目的基因的表达情况,第四步,细菌,细胞,质粒,DNA,用限 制酶切 断DNA,用连接酶连 接目的基因,将重组DNA 导入受体细胞
10、,目的基因的产物,四、基因工程的应用,1.基因工程与作物育种,2.基因工程与药物研制,3.基因工程与环境保护,阅读教材104105的“基因工程的应用”,五、转基因生物和转基因食品的安全性,阅读教材105106的“转基因生物和转基因食品的安全性”,【即时巩固】(2008山东理综)为扩大可耕地面积，增加粮食产量，黄河三角洲等盐碱地的开发利用备受关注。我国科学家应用耐盐基因培育了耐盐水稻新品系。(1)获得耐盐基因后，构建重组DNA分子所用的限制性内切酶作用于图中的_处，DNA连接酶作用于_处。(填“a”或“b”),(2)将重组DNA分子导入水稻受体细胞的常用方法有农杆菌转化法和_。(3)由导入目的基因的水稻细胞培养成植株需要利用_技术，该技术的核心是_和_。(4)为了确定耐盐转基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素标记的_作探针进行分子杂交检测，又要用_方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性。,为扩大可耕地面积，增加粮食产量，黄河三角洲等盐碱地的开发利用备受关注。我国科学家应用耐盐基因培育了耐盐水稻新品系,【答案】(1)aa(2)基因枪法(花粉管通道法)(3)植物组织培养脱分化(去分化)再分化(4)耐盐基因(目的基因)一定浓度盐水浇灌(移栽到盐碱地中),
