基因工程与杂交育种复习课

1、基因工程与杂交育种一、杂交育种与诱变育种一、杂交育种与诱变育种1.1.杂交育种杂交育种(1)(1)含义：将含义：将_的优良性状通过交配集中在一的优良性状通过交配集中在一起，再经过起，再经过_，获得新品种的方法。，获得新品种的方法。(2)(2)育种原理：育种原理：_。(3)(3)方法：杂交方法：杂交_选种选种自交。自交。2.2.诱变育种诱变育种(1)(1)含义：利用物理因素或化学因素来处理生物，使生物发生含义：利用物理因素或化学因素来处理生物，使生物发生_。(2)(2)育种原理：育种原理： _。两个或多个品种两个或多个品种选择和培育选择和培育基因重组基因重组自交自交基因突变基因突变基因突变基因突

2、变二、基因工程及其应用二、基因工程及其应用1.1.基因工程的概念基因工程的概念基因工程又叫基因工程又叫_或或DNADNA重组技术，即按照人们的意重组技术，即按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，愿，把一种生物的某种基因提取出来，_，然后放，然后放到另一种生物的细胞里，到另一种生物的细胞里，_生物的遗传性状。生物的遗传性状。2.2.基因操作的基本工具基因操作的基本工具(1)(1)基因的基因的“剪刀剪刀”：指：指_，简称限制酶。，简称限制酶。分布：主要在分布：主要在_。特性：一种限制酶只能识别一种特定的特性：一种限制酶只能识别一种特定的_，并在特，并在特定的切点上切割定的切点上切割DNAD

3、NA分子。分子。基因拼接技术基因拼接技术加以修饰改造加以修饰改造定向地改造定向地改造限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶微生物体内微生物体内核苷酸序列核苷酸序列(2)(2)基因的基因的“针线针线”：指：指_，连接磷酸和脱氧核糖形成，连接磷酸和脱氧核糖形成_。(3)(3)基因的基因的“运输工具运输工具”：即：即_。实例：实例：_、噬菌体、动植物病毒。、噬菌体、动植物病毒。3.3.基因操作的基本步骤基因操作的基本步骤提取目的基因提取目的基因_与运载体结合与运载体结合将目的基因导入将目的基因导入_目的基因的目的基因的_。 DNADNA连接酶连接酶磷酸二酯键磷酸二酯键运载体运载体质粒质粒目的基因目的基因受

4、体细胞受体细胞检测与鉴定检测与鉴定【思维判断思维判断】1.1.诱变育种时突变的个体中有害个体多于有利个体。诱变育种时突变的个体中有害个体多于有利个体。( )( )2.2.杂交育种和诱变育种都能产生前所未有的新基因，创造变异新杂交育种和诱变育种都能产生前所未有的新基因，创造变异新类型。类型。( )( )3.3.杂合子品种的种子只能种一年，需要年年制种。杂合子品种的种子只能种一年，需要年年制种。( )( )4.4.基因工程定向改造生物性状，能够定向地引起基因突变。基因工程定向改造生物性状，能够定向地引起基因突变。( )( ) 几种遗传育种的方法比较几种遗传育种的方法比较原理原理常用常用方式方式优点

5、优点缺点缺点举例举例杂交杂交育种育种基因基因重组重组杂交杂交自交自交选种选种自交自交使不同个使不同个体优良性状体优良性状集中在一个集中在一个个体上个体上; ;操作简便操作简便育种时间育种时间长长; ;局限于亲局限于亲缘关系较近缘关系较近的个体的个体矮秆矮秆抗病抗病小麦小麦原理原理常用常用方式方式优点优点缺点缺点举例举例诱变诱变育种育种单倍单倍体育体育种种基因基因突变突变染色染色体变体变异异辐射、辐射、激光、激光、空间诱空间诱变等变等花药离花药离体培体培养养, ,用用秋水仙秋水仙素处理素处理提高变异频提高变异频率率, ,加速育加速育种进程种进程, ,大大幅度改良性幅度改良性状状明显缩短明显缩短育

6、种年限育种年限; ;子代均为子代均为纯合子纯合子有很大盲目有很大盲目性性, ,有利变有利变异少异少, ,需大需大量处理实验量处理实验材料材料青霉素青霉素高产菌高产菌株株单倍体单倍体育种获育种获得矮秆得矮秆抗病小抗病小麦麦技术复杂技术复杂, ,需与杂交需与杂交育种配合育种配合原理原理常用常用方式方式优点优点缺点缺点举例举例多倍多倍体育体育种种基因基因工程工程育种育种染色染色体变体变异异基因基因重组重组用秋水仙用秋水仙素处理萌素处理萌发的种子发的种子或幼苗或幼苗将一种生物将一种生物的特定基因的特定基因转移到另一转移到另一种生物细胞种生物细胞中中器官大器官大, ,提提高营养物高营养物质含量质含量打破

7、物种界打破物种界限限, ,定向改定向改造生物的遗造生物的遗传性状传性状只适用于只适用于植物植物, ,发发育延迟育延迟, ,结实率低结实率低三倍体三倍体无子西无子西瓜瓜转基因转基因抗虫棉抗虫棉的培育的培育技术复杂技术复杂, ,生态安全生态安全问题较多问题较多【技巧点拨台技巧点拨台】根据育种目的选择育种方式根据育种目的选择育种方式(1)(1)若要培育隐性性状个体，可用自交或杂交，只要出现该性状若要培育隐性性状个体，可用自交或杂交，只要出现该性状即可。即可。(2)(2)有些植物如小麦、水稻等，杂交实验较难操作，其最简便的有些植物如小麦、水稻等，杂交实验较难操作，其最简便的方法是自交。方法是自交。(3

8、)(3)若要快速获得纯种，可用单倍体育种方法。若要快速获得纯种，可用单倍体育种方法。(4)(4)若要提高营养物质含量，可用多倍体育种方法。若要提高营养物质含量，可用多倍体育种方法。(5)(5)若要培育原先没有的性状，可用诱变育种。若要培育原先没有的性状，可用诱变育种。(6)(6)若培育植物为营养繁殖，如土豆、地瓜等，则只要出现所需若培育植物为营养繁殖，如土豆、地瓜等，则只要出现所需性状即可，不需要培育出纯种。性状即可，不需要培育出纯种。【典例训练典例训练1 1】下列有关育种说法正确的是下列有关育种说法正确的是( )( )A.A.用杂交的方法进行育种，用杂交的方法进行育种，F F1 1自交后代有

9、可能筛选出符合人类自交后代有可能筛选出符合人类需要的优良品种需要的优良品种B.B.用辐射的方法进行诱变育种，诱变后的植株一定比诱变前的用辐射的方法进行诱变育种，诱变后的植株一定比诱变前的植株具备更多的优良性状植株具备更多的优良性状C.C.用基因型为用基因型为DdTtDdTt的植株进行单倍体育种，所育的种自交后代的植株进行单倍体育种，所育的种自交后代约有约有1/41/4为纯合子为纯合子D.D.用基因型为用基因型为DdTtDdTt的植株进行多倍体育种，所育的种和原品种的植株进行多倍体育种，所育的种和原品种杂交一定能产生可育后代杂交一定能产生可育后代A A【变式备选变式备选】某植物的基因型为某植物的

10、基因型为AaBBAaBB，通过下列技术可以分别，通过下列技术可以分别将它转变为以下基因型的植物：将它转变为以下基因型的植物：AABB AABB aBaBAaBBC AaBBC AAaaBBBBAAaaBBBB则以下排列正确的是则以下排列正确的是( )( )A.A.诱变育种、转基因技术、花药离体培养、细胞融合诱变育种、转基因技术、花药离体培养、细胞融合B.B.杂交育种、花药离体培养、转基因技术、多倍体育种杂交育种、花药离体培养、转基因技术、多倍体育种C.C.花药离体培养、诱变育种、多倍体育种、转基因技术花药离体培养、诱变育种、多倍体育种、转基因技术D.D.多倍体育种、花药离体培养、诱变育种、转基

11、因技术多倍体育种、花药离体培养、诱变育种、转基因技术B B【典例训练典例训练2 2】20082008年诺贝尔化学奖授予了年诺贝尔化学奖授予了“发现和发展了水母发现和发展了水母绿色荧光蛋白绿色荧光蛋白”的三位科学家。将绿色荧光蛋白基因的片段与的三位科学家。将绿色荧光蛋白基因的片段与目的基因连接起来组成一个融合基因，再将该融合基因转入真目的基因连接起来组成一个融合基因，再将该融合基因转入真核生物细胞内，表达出的蛋白质就会带有绿色荧光。绿色荧光核生物细胞内，表达出的蛋白质就会带有绿色荧光。绿色荧光蛋白在该研究中的主要作用是蛋白在该研究中的主要作用是( )( )A A追踪目的基因在细胞内的复制过程追踪

12、目的基因在细胞内的复制过程B B追踪目的基因插入到染色体上的位置追踪目的基因插入到染色体上的位置C C追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布D D追踪目的基因编码的蛋白质的空间结构追踪目的基因编码的蛋白质的空间结构C C育种的方法有杂交育种、单倍体育种、诱变育种、多倍体育种、育种的方法有杂交育种、单倍体育种、诱变育种、多倍体育种、基因工程育种等，下面对这五种育种方式的说法正确的基因工程育种等，下面对这五种育种方式的说法正确的是是( )( )A.A.涉及的原理有基因突变、基因重组、染色体变异涉及的原理有基因突变、基因重组、染色体变异B.B.都不可能产生定向的

13、可遗传变异都不可能产生定向的可遗传变异C.C.都在细胞水平上进行操作都在细胞水平上进行操作D.D.都不能通过产生新基因而产生新性状都不能通过产生新基因而产生新性状C C 提示信息在补充完善型实验中的应用提示信息在补充完善型实验中的应用 验证某基因对性状的控制验证某基因对性状的控制【案例案例】番茄番茄(2n=24)(2n=24)的正常植株的正常植株(A)(A)对矮生植株对矮生植株(a)(a)为显性，为显性，红果红果(B)(B)对黄果对黄果(b)(b)为显性，两对基因独立遗传。请回答下列问为显性，两对基因独立遗传。请回答下列问题：题：(1)(1)现有基因型现有基因型AaBBAaBB与与aaBbaa

14、Bb的番茄杂交，其后代的基因型有的番茄杂交，其后代的基因型有_种，种，_基因型的植株自交产生的矮生黄果植株比例最高，自基因型的植株自交产生的矮生黄果植株比例最高，自交后代的表现型及比例为交后代的表现型及比例为_ _。4 4aaBbaaBb矮生红果矮生红果矮生黄果矮生黄果=31=31(2)(2)在在AAAAaaaa杂交中，若杂交中，若A A基因所在的同源染色体在减数第基因所在的同源染色体在减数第一次分裂时不分离，产生的雌配子染色体数目为一次分裂时不分离，产生的雌配子染色体数目为_，这种，这种情况下杂交后代的株高表现型可能是情况下杂交后代的株高表现型可能是_。(3)(3)假设两种纯合突变体假设两种

15、纯合突变体X X和和Y Y都是由控制株高的都是由控制株高的A A基因突变产生基因突变产生的，检测突变基因转录的的，检测突变基因转录的mRNAmRNA，发现，发现X X的第二个密码子中第二的第二个密码子中第二个碱基由个碱基由C C变为变为U U，Y Y 在第二个密码子第二个碱基前多了一个在第二个密码子第二个碱基前多了一个U U，与正常植株相比，与正常植株相比，_突变体的株高变化可能更大，试从蛋突变体的株高变化可能更大，试从蛋白质水平分析原因：白质水平分析原因：_。1313或或1111正常或矮生正常或矮生Y YY Y突变体的蛋白质中氨基酸的改变比突变体的蛋白质中氨基酸的改变比X X突变体可能更多突

16、变体可能更多1.1.与杂交育种、单倍体育种、多倍体育种和基因工程育种相比，与杂交育种、单倍体育种、多倍体育种和基因工程育种相比，尽管人工诱变育种具有很大的盲目性，但是该育种方法的独特尽管人工诱变育种具有很大的盲目性，但是该育种方法的独特之处是之处是( )( )A.A.可以将不同品种的优良性状集中到一个品种上可以将不同品种的优良性状集中到一个品种上B.B.育种周期短，加快育种的进程育种周期短，加快育种的进程C.C.改变基因结构，创造前所未有的性状类型改变基因结构，创造前所未有的性状类型D.D.能够明显缩短育种年限，后代性状稳定快能够明显缩短育种年限，后代性状稳定快C C3.3.下列有关育种的叙述

17、中，错误的是下列有关育种的叙述中，错误的是( )( )A.A.用于大田生产的优良品种不一定是纯合子用于大田生产的优良品种不一定是纯合子B.B.通过植物组织培养技术培育脱毒苗，筛选培育抗病毒新品种通过植物组织培养技术培育脱毒苗，筛选培育抗病毒新品种C.C.杂交育种可用于家畜、家禽的育种杂交育种可用于家畜、家禽的育种D.D.为了避免对三倍体无子西瓜年年制种，可利用植物组织培养为了避免对三倍体无子西瓜年年制种，可利用植物组织培养快速繁殖快速繁殖B B4.4.（20122012南京模拟）用纯种的高秆（南京模拟）用纯种的高秆（D D）抗锈病（）抗锈病（T T）小麦与矮秆）小麦与矮秆（d d）易染锈病（）易染锈病（t t）小麦培育矮秆抗锈病