生物必修二第六章从杂交育种到基因工程.doc

从杂交育种到基因工程育种选择育种（自然界中的变异，方便简单，而且可选择的范围有限）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，在经过选择和培育，获得新品种的方法）诱变育种（利用物理因素或化学因素来处理生物，使生物发生基因突变）杂交育种获得隐性纯合子需要用3年时间，显性纯合子需要用4年；不都需要连续自交：动物用侧交而植物连续自交。杂交育种选育出新品种，获得杂种表现的优势。诱变育种物理因素化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）可以提高突变率，在较短时间内获得更多的优良变异类型基因突变具有不定向性和随机性，导致诱变育种具有盲目性，需处理大量的实验材料。缩短育种时间：单倍体育种微生物诱变育种；有性生殖的生物杂交育种。类型杂交育种人工诱变育种单倍体育种多倍体育种原理基因重组基因突变基因重组染色体变异常用方法杂交-自交-选优-连续自交（动物可以通过侧交）用物理或化学的方法处理生物花药离体培养秋水仙素处理用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗优点使位于不同个体的优良性状集中于一个个体上提高变异频率，短时间内获得更多的优良性状；加速育种进程明显缩短育种年限器官大型，营养含量高缺点育种时间长；杂合子会出现性状分离效率低；局限于同一物种或亲缘关系较近的物种有利变异少，需大量处理实验材料；基因突变具有随机性和不定向性使得诱变育种具有盲目性。技术复杂，只能培育出已有基因控制的性状只适用于植物晚熟，产量低实例农作物育种和家畜育种，如矮抗小麦和中国荷斯坦牛农作物育种和微生物育种，如培育青霉素高产菌株矮抗小麦三倍体无籽西瓜的培育 微生物育种的典型成功事例青霉素的新菌种基因工程及其应用基因工程（基因拼接技术或DNA重组技术）按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰和改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向的改造生物的遗传性状。基因工程中，基因仍具有独立性和完整性，基因的结构没有发生变化，属于基因重组。基因工程的别名基因拼接技术或DNA重组技术操作对象基因（DNA）操作水平DNA分子水平基本过程剪切、拼接、导入、表达结果定向的改变生物的遗传性状，获得人类需要的基因产物特点 优点：可以实现基因在不同产物之间的转移，可以打破有性生殖的远缘杂交不亲和的障碍，迅速培育出前所未有的新品种，获得人类需要的基因产物 缺点：技术复杂，操作要求精细，难度大。“基因剪刀”限制性核酸内切酶（限制酶）来源：主要存在于原核生物中功能：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，这种能被特异性识别的切割部分都具有回文序列，断裂磷酸二酯键，酶具有专一性，在核酸的特定位点切断。作用特点：切断外源DNA，对自身的DNA不起作用，达到保护自身的目的。 专一性：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，不是碱基之间的氢键。作用方式：错位切和平切。错位切在中心轴线两侧将DNA切开，产生两个相同的粘性末端。作用结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式粘性末端和平行端。目的基因含有2个粘性末端，经限制酶处理产生4个粘性末端。“基因针线”DNA连接酶作用：两种来源不同的DNA用同种限制酶切割后，然后靠DNA连接酶将切下来的DNA片段缝隙缝合起来。连接位置：DNA骨架上脱氧核糖和磷酸之间的切口连接结果：使目的基因与载体连接重组DNADNA连接酶和DNA聚合酶作用的异同：DNA聚合酶是在DNA分子复制时依据模板链将单个脱氧核苷酸加到已有的脱氧核苷酸的片段的末端，通过形成磷酸二酯键逐个把脱氧核苷酸连接起来，形成DNA的子链；DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，修复DNA片段间单链上的缺口，形成磷酸二酯键。（判断依据：作用的对象不同是否需要模板链）“基因运输载体”作用：将外源基因送入受体细胞中的运输工具，并在受体细胞内使目的基因进行大量复制。需要具备的条件： 能够在宿主细胞内稳定保存并大量复制，分子量小。 具有多个限制酶切点，便于与外源基因连接，限制酶识别序列。 具有标记基因，便于进行筛选含有目的基因的受体细胞。 能够进行自我复制载体的种类：质粒（能自主复制的环状DNA分子，存在于多种细菌及酵母菌等生物中，质粒不仅存在于原核生物中），噬菌体和动植物病毒等等。基因工程的操作步骤：提取目的基因、目的基因与运载体结合、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测和鉴定。用同种限制酶切割目的基因和质粒，产生相同的粘性末端。重组的DNA分子游离于染色体组的质粒整合到染色体上目的基因是否进入的判断依据转录mRNA翻译蛋白质控制性状外