第六章 从杂交育种到基因工程

1. 第六章 从杂交育种到基因工程

2. 第一节杂交育种与诱变育种 第二节基因工程及其应用 【考试大纲】 Ⅱ （1）生物变异在育种上应用 （2）基因工程的诞生 （3）基因工程的原理及技术 （4）基因工程的应用 Ⅰ Ⅱ Ⅱ

3. 【课程标准】 1、搜集生物变异在育种上应用的事例。 2、简述基因工程的诞生。 3、简述基因工程的原理及技术。 4、举例说出基因工程的应用。 5、调查基因工程产品在社会中的应用情 况，讨论转基因生物的利与弊。 关注转基因生物和转基因食品的安全性。

4. 【1、2小节复习知识点】 1、杂交育种的原理？ 2、什么是诱变育种？原理？ 3、杂交育种和诱变育种各有哪些优点和不足？ 4、什么是基因工程？ 5、基因工程的原理是什么？ 6、基因工程有哪些应用？ 7、转基因食品安全吗？

5. 第一节杂交育种与诱变育种 思考与讨论一： 小麦高秆（D）对矮秆（d）为显性，抗锈病（T）对不抗锈病（t）为显性，现有纯合的高秆抗锈病的小麦（DDTT）和矮秆不抗锈病的小麦（ddtt），可采用哪些育种方式得到符合人类要求的优良品种？

6. 育种方案： 杂交育种 单倍体育种 诱变育种

7. 杂交育种 P DDTT高秆抗锈病 × ddtt矮秆易染锈病 F1 DdTt高秆抗锈病 自 交 F2 ddTt、ddTT矮秆抗锈病 自 交 ∶ ∶ ∶ Fn ddTT矮秆抗锈病 思考与讨论二： 杂交育种的优点是很明显的，但是在实际操作中会遇到不少困难。请从杂交后代可能出现的各种类型，以及育种时间等方面，分析杂交育种方法的不足。

9. 2004年十大感动中国人物 颁奖辞 他是一位真正的耕耘者。当他还是一个乡村教师时，已具有颠覆世界权威的胆识；当他名满天下时，却仍专注于田畴。淡薄名利，一介农夫，播撒智慧，收获富足。他毕生的梦想，就是让所有的人远离饥饿。喜看稻菽千重浪，最是风流袁隆平。

10. Ｐ　DDTT高秆抗锈病 γ射线 ddTT矮秆抗锈病 或 Ｐ　ddtt矮秆不抗锈病 γ射线 ddTT矮秆抗锈病 诱变育种 思考与讨论四： 与杂交育种相比，诱变育种有什么优点？联系基因突变的特点，谈谈诱变育种的局限性。要想克服这些局限性，可心采取什么办法？

11. 诱变育种 概念： 利用物理因素（如x 射线，γ射线、紫外线，激光等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）处理生物，使生物发生基因突变。 原理： 基因突变

12. 优点： 提高变异的频率，加速育种进程。 大幅度地改良某些性状。 缺点： 难以控制突变方向，多数变异有害 应用： 农作物育种——黑农五号大豆 (产量提高16%、含油量提高2.5%) 微生物育种——青霉素 (20单位/ml→50000单位/ml)

14. 神舟三号”飞船从太空带回的试管种苗 “神舟”三号飞船上搭载的38种共计200克 甘肃种植的太空育种的蔬菜 “神舟”五号搭载育成的巨人南瓜

15. DDTT高秆抗锈病 × ddtt矮秆易染锈病 P DdTt高秆抗锈病 F1 花粉 DT、dT、Dt、dt 花药离 体培养 单倍体 幼苗 DT、dT、Dt、dt 秋水仙 素处理 纯合体 植株 ddTT矮秆抗锈病 单倍体育种

16. 一、基因工程 (原理:基因重组) 1、概念： 就是按照人们的意愿，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。

17. 2、 基因的“剪刀” ——限制性内切酶 识别特定核苷酸序列，切割特定DNA切点，具特异性。 并裂解磷酸二酯键。 例：大肠杆菌的一种限制酶(EcoRⅠ)能识别 GAATTC序列，并在G和A之间切开。

18. 一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切割点上将DNA分子切断。目前已发现的限制酶有4000多种。一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切割点上将DNA分子切断。目前已发现的限制酶有4000多种。

19. C T G T A A T A T C A G 限制酶：从特殊的酶切位点将DNA分子切开 例：EcoRI 酶切位点

20. 3、基因的“针线” ——DNA连接酶 连接酶的作用： 将互补配对的两个黏性末端连接起来，使之成为一个完整的DNA分子。 连接的部位： 生成3-5磷酸二酯键 (与限制酶作用位点相同)

21. 4、基因的运载体 • ——质粒或病毒 • 作用： • 将外源基因送入受体细胞。 • 条件： • A能在宿主细胞内复制并稳定地保存。 • B具有多个限制酶切点。 • C具有某些标记基因。 • 种类： • 质粒、噬菌体和动植物病毒。

22. 质 粒

23. ③ ②限制酶截取DNA片断 ① ④ ③分离大肠杆菌中的质粒 ② ④ DNA重组 ⑤ ⑤用重组质粒转化大肠杆菌 ⑥ ⑥培养大肠杆菌克隆大量基因 基因工程过程示意图 ①从细胞中分离出DNA

24. 基因工程的操作步骤 A提取目的基因 B目的基因与运载体 结合 C目的基因导入受体 细胞 D目的基因的表达和检测

25. 二、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： 三、转基因生物和转基因食品的安全性：

26. 转基因烟草 转基因马铃薯

27. 抗虫原理？抗虫结果？ 抗虫棉 抗CMV甜椒

28. 育种方式总结: 印第安人培育玉米造福全人类 玉米起源于美洲大陆，15世纪传入欧洲，16世纪经葡萄牙传入中国，现在遍布全世界。远在古代，美洲的印第安人就选择和培育了许多穗大粒饱的玉米。原来他们把玉米奉为神灵，用作祭祀的玉米是在隔离条件下种植的，经过精心管理和认真选育，不仅果穗硕大、颗粒饱满，而且品质优良，无任何杂粒，这样就选育出了具有优良性状的玉米品种。

29. 古印第安人是最早选择和培育玉米的，最突出的贡献是选育了果穗硕大、淀粉含量高的玉米。请分析古印第安人培育玉米的方法所隐含的遗传学原理及其优缺点。古印第安人是最早选择和培育玉米的，最突出的贡献是选育了果穗硕大、淀粉含量高的玉米。请分析古印第安人培育玉米的方法所隐含的遗传学原理及其优缺点。 （1）古印第安人培育玉米的方法称为 。 （2）这里的“选择”的含义是。 （3）“用作祭的玉米是在隔离条件下种植的”其中“隔离”作用是。 选择育种 汰劣留良 防止劣质玉米与选择的具有优良性状的玉米杂交，使优良性状得到不断的积累。

30. （4）选择育种的优是 缺点是 技术简单、容易操作。 选择范围有限，育种周期长。 （5）现代育种工作是否运用选择育种的“汰劣留良”这一措施？ 其他育种方式也有这一步骤的选择。 强调——选择育种的局限性是：只能利用生物在自然环境条件下产生的有限变异，在已有的性状组合中选育优良品种（缺点）。

31. 我们的问题 1、想让许多优良性状集中在一个个体上？ 2、想要自然界没有的更优良的性状？ 3、尽快获得优良纯合体？ 4、获得多倍体的优良性状？ 5、定向改良生物某性状 （或使其具备另一物种的某种性状）？ 6、获得两个物种的特性？

32. 下图分别表示了哪几种育种方法？ A—F具体表示了什么过程？

33. 一、杂交育种 1、该图解表示哪种育种方法？ 杂交育种 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。 2、A和D过程叫什么？ 杂交；自交 3、依据的原理是什么？ 基因重组

34. 4、杂交育种有哪些优点和不足？ 不同个体的优良性状集中到新品种上，方法简单、 技术要求不高。 杂交出现性状分离，育种时间长，不产生新基因等。 5、我国在杂交育种方面取得了哪些重大成果？ 杂交稻、荷斯坦牛等

35. 自交 选优 矮抗 ddTt 矮抗 ddTT 自交 矮抗 ddTT 选优 植物杂交的育种参考方案： 杂交 Ｐ 高抗 　 矮不抗 思考：要培育出一个能稳定遗传的植物品种至少要几年？ ddtt DDTT Ｆ１ 　 高抗 DdTt 高抗 高不抗 矮抗 矮不抗 Ｆ２ ddTT ddTt 矮抗 矮不抗 F3 ddTT ddTt

36. 动物的杂交育种 中国荷斯坦牛：荷斯坦—弗里生 牛与我国黄牛杂交选育后逐渐形 成的优良种。泌乳期可达305天， 年产乳量可达6300kg以上。

37. 短毛折耳猫 长毛折耳猫 长毛立耳猫 试一试：动物的杂交育种方法 假设现有长毛立耳猫（BBEE）和短毛折耳猫（bbee），你能否培育出能稳定遗传的长毛折耳猫（BBee）？写出育种方案（图解）

38. 长毛立耳 短毛折耳 BBEE bbee 长毛立耳 BbEe 长毛立耳 BbEe F1间交配 选优 测交 Ｐ 杂交 Ｆ１ 思考：要培育出一个能稳定遗传的动物品种至少要几年？ Ｆ２ 长立 长折 短立 短折 Bbee BBee 长折 短折 短折 长折 bbee BBee bbee Bbee 短折 长折 长折 F3

39. 植物：杂交 自交 选优 自交 动物： （相互交配） （测交） 注意 1、动物杂交育种中纯合子的获得不能通过逐代自交，而应改为同种基因型个体间杂交。 2、比植物杂交育种所需年限短。 小结： 杂交育种的概念： 原理：基因重组 方法：

40. 思考与讨论 杂交育种的优点是很明显的，但是在实际操作中会遇到不少困难。请从杂交后代可能出现的各种类型，以及育种时间等方面，分析比较杂交育种方法的不足。 杂交育种只能利用已有基因的重组，按需选择，并不能创造新的基因。杂交后代会出现性状分离现象，育种进程缓慢，过程繁琐。

41. 二、诱变育种 诱变育种 1、该图解表示哪种育种方法？依据的原理是什么？ 基因突变 2、这种育种方法常用的诱变因素是什么？ 物理因素(紫外线、α射线、失重等)或化学因素(亚硝酸、硫酸二乙酯等)处理植株，再选择符合要求的变异类型 太空（辐射、失重）

42. 3、该育种方法有哪些优势与不足？ 提高变异频率，加速育种过程， 可大幅度改良某些性状；变异范围广 有利变异少，须大量处理材料 4、举例说明这种育种方法培育的优良品种。 高产青霉菌、太空椒等。

43. 思考：我国运用返回式运载卫星搭载水稻种子，返回地面后种植，培育出的水稻穗长粒大，亩产达600kg，最高达750kg，蛋白质含量增加8%-20%，生长期平均缩短10天。请回答：思考：我国运用返回式运载卫星搭载水稻种子，返回地面后种植，培育出的水稻穗长粒大，亩产达600kg，最高达750kg，蛋白质含量增加8%-20%，生长期平均缩短10天。请回答： 基因突变 水稻产生这种变异的来源是_____ __， 产生变异的原因是_______ _。 各种宇宙射线和失重的作用，使基因 的分子结构发生改变。

44. 诱变育种应用: ①农作物新品种的培育 ②用于微生物育种 ，新品种具有抗病力强、产量高、品质好等优点。如“黑农五号”大豆，产量提高了16%，含油量比原来提高了2.5%。

45. 诱变育种除了采用常规的诱变育种方法外，还采用太空育种。诱变育种除了采用常规的诱变育种方法外，还采用太空育种。 我国已培育成功许多太空作物： 太空育种主要是利用返回式卫星和高空气球能达到的高空环境，通过强辐射、微重力和高真空等条件使植物种子的基因发生基因突变的作物育种新技术。

46. 空间生命科学： 高真空(10—8pa) 微重力(10—4g) 强辐射(尤其是危害性极大的HZE）

48. 中间为青霉菌，周围是细菌。 ②用于微生物育种：例如青霉素的选育。1943年从自然界分离出来的青霉菌只能产生青霉素20单位/mL。后来人们对青霉菌多次进行X射线、紫外线照射以及综合处理，培育成了青霉素高产菌株，目 前青霉素的产量 已达到50000～ 60000单位/mL。

49. 思考与讨论 与杂交育种相比，诱变育种有什么优点？联系基因突变的特点，谈谈诱变育种的局限性。要想克服这些局限性，可以采取什么办法？ 优点：产生新基因和新的性状，能提高变异的频率，后代变异性状能较快稳定，加速育种进程。 不足：诱变育种的方向难以掌握，多数有害 克服：要想克服这些局限性，可以扩大诱变后代的群体，增加选择的机会。

50. 三、单倍体育种 1、该图解表示哪种育种方法？ 2、A、B、C分别表示什么过程？ 单倍体育种 杂交、花药离体培养、秋水仙素处理幼苗 3、该育种方法依据的原理是什么？ 染色体变异 技术难度最大是哪一步？