6-2基因工程

杂交育种诱变育种多倍体育种单倍体育种处理原理优点缺点辐射、射线化学药剂秋水仙素处理萌发的种子或幼苗基因重组基因突变染色体数目变异可以集中两个亲体的优良性状育种年限缩短，改良某些性状果大，茎秆粗，营养物丰富育种时间长有利变异少，需要大量处理实验材料花药离体培养，再人工诱导使染色体数目加倍,育种年限短，可得纯合子发育延迟，结实率低技术复杂杂交→自交→选优→自交→…下图是用某种作物的两个品种①和②分别培育出④⑤⑥品种的示意图，试分析回答：①AABBEAb------------④D③AaBbFAAbb----------⑤②aabbGAAaaBBbb----⑥（1）用①和②培育⑤所采用的D和F步骤分别是和。其应用的遗传学原理是。（2）用③培育⑤所采用的E和H步骤分别是和。其应用的遗传学原理是。（3）用③培育⑥所采用的G步骤是其遗传学原理是。H杂交自交基因重组花药离体培养秋水仙素处理幼苗染色体变异.秋水仙素处理幼苗染色体变异...1.可获得无子西瓜、青霉素高产菌株、矮秆抗病小麦的方法分别是（）。①诱变育种②杂交育种③单倍体育种④多倍体育种A.①②④B.④①②C.②①③D.④①③2.用杂合子种子尽快获得纯合子植株的方法是（）。A.种植→F2→选不分离者→纯合子B.种植→秋水仙素处理→纯合子C.种植→花药离体培养→单倍体幼苗→秋水仙素处理→纯合子D.种植→秋水仙素处理→花药离体培养→纯合子3.在育种上既要得到更多的变异，又要使后代的变异性状较快地稳定，最好应该采用A.单倍体育种B.多倍体育种C.杂交育D.诱变育种●袁隆平（杂交水稻专家）2000年国家最高科学技术奖；2004年十大感动中国人物之一。产量：4500kg/hm2→7500kg/hm2杂种优势:指基因型不同的亲本个相互杂交产生的杂种第一代，在多种性状上优于两个亲本的现象杂种优势:生产上利用杂种优势可以大幅度地提高产量。例如，杂交高梁比纯系高梁增产30%--50%，杂交水稻比纯系水稻增产20%左右。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。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1：（1）育种名称：（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F2产生这种结果的（所需类型）的几率：3/16。（5）写出育种的简要过程（可用图解）高抗ⅹ矮病F1高抗自交F2（高抗、矮抗、高病、矮病）。（6）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。将F2矮秆抗锈病品种连续自交，分离淘汰提纯到基本不分离为止。杂交育种生物材料：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ⅹ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。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，选择早熟的水稻，并纯化。育种技术的不断完善与发展的动力和原因是超越已有技术的局限性。育种学家将如何突破“不能实行种间的基因交流”这一育种技术的局限呢？选择育种杂交育种诱变育种特点：在自然产生的变异中选择局限：不能把位于两个品种的优良性状集于一身主要优点：有目的地把位于两个品种的优良性状集于一身局限：不能产生新的基因主要优点：能产生新基因局限：该方法具有一定的盲目性均不能实行种间的基因交流基因工程及其应用家蚕能够吐出蚕丝为人类利用能否让细菌“吐出”蚕丝？设想目的基因供体细胞受体细胞获得新性状又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的提取出来，加以，然后放到的细胞里，定向地改造生物的。某种基因修饰改造另一种生物遗传性状基因工程：原理：操作水平：意义：基因重组DNA分子水平按人的意愿在分子水平上定向改造生物体。目的基因是人们所需要转移或改造的基因。操作环境：生物体外磷酸二酯键?1.基因的“剪刀”──限制性核酸内切酶（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分子中磷酸与脱氧核糖之间的磷酸二酯键。磷酸二酯键专一性黏性末端：带有短单链的切口。特性：具有高度的专一性。例如：从大肠杆菌中分离的EcoRI酶能专一性的识别GAATTC序列，并能于GA之间切开磷酸二酯键不同的DNA分子被同一种限制酶切得的切口有何规律？1.基因的“剪刀”──限制性核酸内切酶（限制酶）相同、互补２、基因的针线──DNA连接酶作用：能将互补的黏性末端连接，在磷酸与脱氧核糖之间形成磷酸二酯键(而非氢键)。使之成为一个DNA分子。思考：被不同限制酶剪切所得的DNA片断是否能被DNA连接酶连接？为什么？特性：只有同一种限制酶切得的黏性末端才能相连接。２、基因的针线──DNA连接酶基因的针线：DNA连接酶GAATTCCTTAAGGAATTCCTTAAGGCTTAAAATTCGGCTTAAAATTCGGCTTAAAATTCG用同种限制酶切割3、运载体作用：能将目的基因载入受体细胞，并能存在、复制；具有标记基因。常用运载体：质粒（环状小DNA）噬菌体和动植物病毒拟核能否作为运载体？从细胞中分离出DNA从大肠杆菌中提取质粒限制酶提取目的基因限制酶目的基因与运载体结合DNA连接酶目的基因导入受体细胞目的基因检测与鉴定三、基因工程操作的基本步骤比较几种酶的作用DNA解旋酶DNA酶限制性核酸内切酶结果化学键作用于特定位置的磷酸二酯键作用于碱基对之间的氢键单个的脱氧核苷酸特定末端的DNA片段DNA单链作用于全部的磷酸二酯键DNA连接酶生成黏性末端接缝处的磷酸二酯键重组DNADNA聚合酶生成全部的磷酸二酯键DNA单链1、科学家们经过多年努力，创立了一种新兴生物技术——基因工程，实施该工程的最终目的：（）•A.定向提取生物体的DNA分子•B.定向地对DNA分子进行“剪切”•C.在生物体外对DNA分子进行改造•D.定向地改造生物的遗传性状D练习：2．DNA连接酶的主要功能是（）A．DNA复制时母链与子链之间形成的氢键B．粘性末端碱基之间形成的氢键C．将两条DNA末端之间的缝隙连接起来D．将碱基、脱氧核糖、磷酸之间的键连接起来C练习：3.实施基因工程的第一步的一种方法是把所需的基因从供体细胞内分离出来，这要利用限制性核酸内切酶。一种限制性核酸内切酶能识别ＤＮＡ分子的ＧＡＡＴＴＣ顺序，切点在Ｇ和Ａ之间，这是利用了酶的（）Ａ．高效性Ｂ．专一性Ｃ．多样性Ｄ．催化活性易受外界影响B4.要将目的基因与运载体连接起来，在基因操作中应选用（）。A.只需DNA连接酶B.同一种限制酶和DNA连接酶C.只需限制酶D.不同的限制酶和DNA连接酶B5.下表关于基因工程中有关基因操作的名词及对应的内容，正确的组合是()。供体剪刀针线运载体受体A质粒限制性核酸内切酶DNA连接酶提供目的基因的生物大肠杆菌等B提供目的基因的生物DNA连接酶限制性内切酶质粒大肠杆菌等C提供目的基因的生物限制性核酸内切酶DNA连接酶质粒大肠杆菌等D大肠杆菌等DNA连接酶限制性内切酶提供目的基因的生物质粒C6、下列哪项不是基因工程中经常使用的用来运载目的基因的运载体是：（）•A.细菌质粒•B.噬菌体•C.动植物病毒•D.细菌拟核中的DNAD7、下列有关质粒的叙述，正确的是（）A．质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器B．质粒是细菌细胞质中能自主复制的小型环状DNA分子C．质粒只有在侵入宿主细胞后才能在宿主细胞内复制D．细菌质粒的复制过程一定是在宿主细胞外独立进行的B8、基因工程中常用细菌等原核生物作受体细胞的原因不包括()A.繁殖速度快B.遗传物质相对较少C.多为单细胞，操作简便D.DNA为单链，变异少D9、萤火虫的荧光素基因转入烟草植物细胞，获得了高水平的表达。这一研究成果表明①萤火虫与烟草植物的DNA结构基本相同②萤火虫与烟草植物共用一套密码子③烟草植物体内合成了荧光素④萤火虫和烟草植物合成蛋白质的方式基本相同（）A.①③B.②③C.①④D.①②③④D第一课时知识点：•基因工程的概念•基因工程的基本步骤（四步骤）•目的基因的运载体有哪些？质粒（存在于细菌和酵母菌中）、噬菌体、动植物病毒•基因的剪刀、针线分别是？限制性核酸内切酶（200多种）、DNA连接酶一、基因工程与作物育种抗虫害的玉米转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转鱼抗寒基因的番茄获得高产、稳产和具有优良品质的农作物和具有抗逆性的作物新品种。•抗虫的基因来自苏云金杆菌。苏云金杆菌形成的伴胞晶体是一种毒性很强的蛋白晶体，能使棉铃虫等鳞翅口害虫瘫痪致死。科学家将编码这个蛋白质的基因导入作物，使作物自身具有抵御虫害的能力。生长快、肉质好的转基因鱼(中国)乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷)A：紫外光照射下的转绿色荧光蛋白的Eustoma(Lisianthus)花。转基因蓝猪耳改变花色转基因牵牛花改变了花色2、基因工程与药物研制我国生产的部分基因工程疫苗和药物许多药品的生产是从生物组织中提取的。受材料来源限制产量有限，其价格往往十分昂贵。微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化生产。若将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内，让它们产生相应的药物，不但能解决产量问题，还能大大降低生产成本。胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每2000L培养液就能产生100g胰岛素！使其价格降低了30%-50%!产品名称受体菌株或细胞应用人胰岛素大肠杆菌人生长激素大肠杆菌表皮生长因子大肠杆菌白细胞介素-2大肠杆菌a—干扰素酵母菌乙型肝炎疫苗酵母菌溶血栓剂哺乳动物细胞治疗糖尿病治疗生长缺陷症治疗烫伤、胃溃疡治疗某些癌症治疗癌症或病毒感染预防病毒性肝炎治疗心血管病（心脏病）3、环境保护基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类，用基因工程培育成功的“超级细菌”却能分解石油中的多种烃类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解DDT等毒害物质。1.质粒是基因工程中最常用的运载体，它存在于许多细菌体内。质粒上有标记基因如图所示，通过标记基因可以推知外源基因（目的基因）是否转移成功。外源基因插入的位置不同，细菌在培养基上的生长情况也不同，下表是外源基因的插入位置（插入点有a、b、c），请根据表中提供细菌的生长情况推测①②③三种重组后细菌的外源基因插入点，正确的一组是()细菌在含青霉素培养基上的生长情况细菌在含四环素培养基上的生长情况①能生长能生长②能生长不能生长③不能生长能生长A.①是c；②是b；③是aB.①是a和b；②是a；③是bC.①是a和b；②是b；③是aD.①是c；②是a；③是b解析外源基因插入点在c处时，细菌上a