《育种专题》word版

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1、育种专题过程过程问题：在上述六种育种方法中，1、哪些用到了植物组织培养技术？2、哪些育种方法需要使用秋水仙素或低温处理？第2节基因工程及其应用一、基因工程的概念也叫做基因拼接技术或DNA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，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的性状。原理：基因重组操作水平：DNA分子水平操作环境：生物体外结果：定向地改造生物的性状，获得人类所需要的品种。二、基因工程的操作步骤1．获得目的基因1）方法：①从供体细胞的DNA中直接分离基因：从供体细胞中提取DNA，然后用限制性核酸内切酶切割DNA，以获得

2、目的基因；②人工合成基因。2）使用的工具：基因的“剪刀”----限制性核酸内切酶（限制酶）识别特定核苷酸序列，切割特定DNA位点（裂解磷酸和脱氧核糖之间的磷酸二酯键），具有特异性。a．分布：主要在微生物中。b．作用特点：特异性，即识别特定核苷酸序列，切割特定切点。c．结果：产生黏性未端（碱基互补配对）。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。3）黏性末端被限制酶切开的DNA两条链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。2、目的基因与运载体结合1）做法：用与提取目的基因相同的限制酶切

3、割质粒（运载体）使之出现一个切口，将目的基因插入切口处，让目的基因的黏性末端与切口上的黏性末端互补配对后，在DNA连接酶的作用下连接形成重组DNA分子。2）使用的工具①基因的“针线”----DNA连接酶：DNA连接酶可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，这样一个重组的DNA分子才能形成。a．连接的部位：磷酸二酯键，不是氢键。b．结果：两个相同的黏性未端的连接。②基因的“运载体”----质粒、病毒、噬菌体等a.质粒：存在于细菌拟核外或酵母菌核外能够自主复制的很小的环状DNA分子。b.动植物病毒：改造的猴肾病毒SV40、逆转录病毒和昆虫杆状病毒等。c.噬菌体：改

4、造的感染大肠杆菌的λ噬菌体、M13、f1、fd噬菌体等。3）作为运载体需要具备的特点:①能够在宿主细胞内复制并稳定保存；②具有多个限制酶切点以便与不同的外源基因相连；③具有标记基因，便于进行筛选。3、将目的基因导入受体细胞目前常用的受体细胞有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞等。4、目的基因的表达和检测：处理的受体细胞中真正摄入了目的基因的很少，必须将它从中检测出来。检测方法如：质粒中有抗菌素抗性基因的大肠杆菌细胞放入到相应的抗菌素中，如果正常生长，说明细胞中含有重组质粒。表达：受体细胞表现出特定性状，说明目的基因完成了表达过程。如：抗虫棉

5、基因导入棉细胞后，棉铃虫食用棉的叶片时被杀死；胰岛素基因导入大肠杆菌后能合成出胰岛素等。三、基因工程的应用1、基因工程与作物育种运用基因工程技术，不但可以培养优质、高产、抗逆性好的农作物及畜、禽新品种，还可以培养出具有特殊用途的动、植物。1）基因工程育种的特点：目的性强、克服远缘杂交不亲和性、育种周期短。2）抗虫基因作物的使用，不仅减少了农药的用量，大大降低了生产成本，而且还减少了农药对环境的污染。2、基因工程与药物研制基因工程生产药品的优点是：效率高、成本低、品质好。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。4、基因诊断和基

6、因治疗1）基因诊断：是用放射性同位素、荧光分子等标记的DNA分子做探针，利用DNA分子杂交原理，鉴定被检测标本的遗传信息，达到检测疾病的目的。2）基因治疗：是把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的。四、转基因生物和转基因食品的安全性目前关于转基因生物和转基因产品的安全性，有两种观点，一是转基因生物和转基因食品不安全，要严格控制；另一种是转基因生物和转基因食品是安全的，应该大范围推广。五、各种育种方法总结（见表6）表6类别方式原理主要处理方法主要优（缺)点杂交育种基因重组先让表现型不同的个体进行杂交，得F1后再经多次“自交、选择”最终获得

7、纯合的优良品种优点：方法简便，使位于不同个体的优良性状集中到一个个体上缺点：育种时间长，局限于同种或亲缘关系较近的物种诱变育种基因突变物理方法：激光或辐射等化学方法：化学药剂处理(秋水仙素、硫酸二乙酯)优点：可以提高变异的频率；大幅度改良某些性状；加速育种进程缺点：有利变异少，工作量大，盲目性强单倍体育种染色体数目变异(染色体数目先成倍减少后成倍增加)花药（F1）离体培养出单倍体幼苗；对单倍体幼苗再经人工诱导（如秋水仙素）使染色体数目加倍，得到纯种优点：自交后代不发生性状分离；明显缩短育种年限缺点：技术复杂多倍体育种染色体数目变异(染色体数目成倍增加)用秋

8、水仙素处理幼苗或萌发的种子优点：培育出自然界没有的生物品种；茎秆粗