第6章_植物基因工程
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遗传与进化第六章从杂交育种到基因工程第一节杂交育种与诱变育种杂交育种【概念】杂交育种是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。
【原理】基因重组(自由组合或交叉互换),即控制不同优良性状的基因通过减数分裂和受精作用重新组合在一起,产生新的基因型,从而使人们所需要的位于不同个体上的优良性状集中到一个个体上。
【过程】(1)具有优良性状的两个亲本杂交。
(2)F1表现出显性性状,让F1自交,获得F2。
(3)从F2中选出符合要求的性状进行多次自交纯化获得新品种。
【优缺点】(1)优点:可以将两个或多个品种的优良性状集中在一起。
(2)缺点:不会创造新物种,且杂交后代会出现性状分离,育种过程漫长,操作复杂。
杂交育种的适用范围和技术要求(1)适用范围:同一物种不同品种的个体间。
亲缘关系较近的不同物种个体间(为了使后代可育,应做染色体加倍处理,得到的个体即是异源多倍体),如八倍体小黑麦的培育、萝卜和甘蓝杂交。
(2)技术要求:①材料的选择,要求所选育的材料分别具有我们所期望的个别性状;所选的原始材料,是能稳定遗传的品种,一般是纯合子。
②杂交一次,获得的F1是杂合子,不管在性状上是否完全符合要求,一般情况下,都不能直接用于扩大栽培。
③让F1自交得到F2。
性状的重新组合一般是在F2中出现,选出性状上符合要求的品种,这些品种有纯合子也有杂合子。
④把初步选出的品种进行隔离自交,根据F3是否出现性状分离,确定被隔离的亲本是否是纯合子。
如果是纯合子,F3不会出现性状分离,且基因型与亲本相同。
诱变育种【概念】利用物理因素(如X射线、Y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。
基因在自然条件下的突变率很低,人们利用物理或化学的方法处理生物,诱发基因突变,提高变异的频率,然后从获得的大量突变个体中选择出具有优良性状的个体。
【诱变因素】(1)物理因素:X射线、Y射线、紫外线以及激光等的照射都可以使生物在DNA复制过程中发生基因突变。
第六章从杂交育种到基因工程第25讲从杂交育种到基因工程对应训练下面为6种不同的育种方法。
据图回答下列问题:(1)图中A至D方向所示的途径表示育种方式,这种方法属常规育种,一般从F2代开始选种,这是因为。
A→B→C的途径表示育种方式,这两种育种方式中后者的优越性主要表现在。
(2)B常用的方法为。
(3)E方法所用的原理是,所用的方法如、。
育种时所需处理的种子应是萌动的(而非休眠的)种子,原因是。
(4)C、F过程最常用的药剂是,其作用的原理是。
(5)由G到H过程中涉及的生物技术有和。
(6)K→L→M这种育种方法的优越性表现在。
答案(1)杂交从F2代开始发生性状分离单倍体明显缩短育种年限(2)花药离体培养(3)基因突变X射线、紫外线、激光亚硝酸、硫酸二乙酯、秋水仙素(理化因素需各说出一项)种子萌动后进行细胞分裂,DNA在复制过程中可能由于某种因素的影响发生基因突变(4)秋水仙素在细胞分裂时,抑制纺锤体形成,引起染色体数目加倍(5)基因工程或DNA拼接技术或DNA重组技术或转基因技术植物组织培养技术(6)克服了远缘杂交不亲和的障碍,大大扩展了可用于杂交的亲本范围对应训练2.(2007年全国Ⅱ,4)下列有关基因工程中限制性内切酶的描述,错误的是()A.一种限制性内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列B.限制性内切酶的活性受温度影响C.限制性内切酶能识别和切割RNAD.限制性内切酶可从原核生物中提取答案 C3.质粒是基因工程最常用的运载体,有关质粒的说法正确的是 ( )A.质粒不仅存在于细菌中,某些病毒也具有B.细菌的基因只存在于质粒上C.质粒为小型环状DNA分子,存在于拟核外的细胞质基质中D.质粒是基因工程中的重要工具酶之一答案 C4.下列关于DNA连接酶的作用叙述,正确的是()A.将单个核苷酸加到某DNA片段末端,形成磷酸二酯键B.将断开的两个DNA片段的骨架连接起来,重新形成磷酸二酯键C.连接两条DNA链上碱基之间的氢键D.只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间连接起来,而不能将双链DNA片段末端之间进行连接答案 B对应训练5.下列有关基因工程技术的叙述,正确的是()A.重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体B.所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列C.选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快D.只要目的基因进入受体细胞就能实现表达答案 C6.下图表示一项重要生物技术的关键步骤,X是获得外源基因并能够表达的细胞。
第六章 植物基因工程在自然界的许多双子叶植物中,常常发生一种严重危害植物生长的病害——冠瘿。
已知90多科,600多种双子叶植物都能感染这种病。
一般认为单子叶植物和裸子植物对此病不敏感。
70年代中期,世界上几个实验室发现诱发肿瘤的根癌农杆菌中含有大量的诱瘤质粒Ti(tumor-inducing plasmid),且证实了肿瘤的形成正是由于pTi 中的特定片段——T-DNA 转移并稳定地整合进植物细胞核基因组中的结果;由于其上载着的冠瘿碱合成基因和激素合成基因表达,因此分泌冠瘿碱并形成肿瘤。
人们就把这种冠瘿的形成过程称作天然的植物细胞转化系统。
农杆菌将自身的DNA 插入植物细胞诱发肿瘤只对其本身是有益的,重要原因之一是因课程基因工程原理与技术 班级 生物科学05 生物技术05 教师 詹亚光 范桂枝 学期第二学期 课时 6学时 上课日期 课的类型理论 授课章节 第六章 植物基因工程(1)植物基因转化受体系统的条件(2)植物基因转化受体系统的类型和特性。
(3)植物基因工程载体的种类和特性(4)根癌农杆菌Ti 质粒的结构与功能:T-DNA 、Vir 区操纵子的基因结构与功能。
(5)农杆菌Ti 质粒基因转化机理(6)农杆菌Ti 质粒的改造及载体构建(7)载体构建中常用的选择标记及报告基因(8)根癌农杆菌的转化程序及操作原理(9)外源基因在植物中的表达教学目的和要求 了解植物基因转化受体系统的类型、特性掌握Ti 质粒的结构与功能,植物载体构建原理,植物基因工程常用的载体类型。
教材分析 重点 根癌农杆菌Ti 质粒介导的基因转化的原理和方法难点 植物载体构建原理关键点 转基因植物的获取和检测主要教具和设备材料 投影仪、电脑、常规教学设备教法 板书与多媒体授课相结合思考题 1. 植物基因工程载体种类?2. 根癌农杆菌转化程序?心得为农杆菌诱发植物细胞合成冠瘿碱为自己提供食物。
植物自身不能利用这种物质,只能为它的合成付出代价,别的细菌也不能利用它,在自然条件下,只有农杆菌能分泌分解冠瘿碱的酶,将这些特异产物作为唯一的碳源和氮源来利用。
【最新整理,下载后即可编辑】【最新整理,下载后即可编辑】第6章 从杂交育种到基因工程第1节 杂交育种与诱变育种【课标定位】 1.理解杂交育种和诱变育种的原理。
2.了解杂交育种和诱变育种的优点和局限性。
【教材回归】 一、杂交育种 (一)杂交育种的实例——以高产抗病小麦品种的选育为例(二)杂交育种的概念 将同一物种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生物新品种的方法叫做杂交育种。
(三)杂交育种的原理 杂交育种依据的遗传学原理是基因重组。
(四)杂交育种的过程 选择同一物种具有不同优良性状的亲本杂交得F 1,F 1自交或杂交得F 2,从F 2中选择具有所需优良性状的个体。
(五)杂交育种的优缺点 1.杂交育种的优点 可将同一物种不同品种的优良性状集中在一个个体上,而且操作简便。
2.杂交育种的缺点 (1)只能利用已有基因的重组,产生新的基因型,不能产生新的基因,因而杂交育种只能出现新的性状组合,而不会出现新的性状。
(2)由于杂交过程中会出现性状分离现象,因而育种进程缓慢,所需时间较长。
(3)亲本的选择范围比较局限:亲本的选择一般限制在同种生物范围之内,而且只适用于进行有性生殖的生物。
(六)杂交育种的应用 P高产不抗病小麦 × 低产抗病小麦 F 1F2新的优良品种绵阳外国语学校 高中生物备课组【最新整理,下载后即可编辑】在农业生产中,杂交育种是改良作物品质,提高农作物单位面积产量的常规方法,同时也可用于家畜和家禽的育种。
二、诱变育种 (一)诱变育种的原理 诱变育种依据的遗传学原理是基因突变。
(二)诱变育种的方法 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)来处理生物,使生物发生基因突变。
(三)诱变育种的优缺点 诱变育种最突出的优点在于:可以提高突变率,加速育种进程,在较短时间内获得更多的优良变异类型。
但是,有利变异不多,需大量处理供应材料并且具有盲目性。