高考生物育种与基因工程

1、热热 点点 提提 示示 1.1.杂交育种、诱变育种、多倍体育种、基因杂交育种、诱变育种、多倍体育种、基因工程育种等各种育种方式的原理、过程、优工程育种等各种育种方式的原理、过程、优缺点的分类与比较。缺点的分类与比较。 2.2.基因工程的简单应用，转基因生物与转基基因工程的简单应用，转基因生物与转基因食品的安全问题。因食品的安全问题。 第六章第六章 杂交育种与诱变育种杂交育种与诱变育种 基因工程基因工程考考 纲纲 1.1.生物变异在育种上的应用生物变异在育种上的应用 2. 2.转基因食品的安全问题转基因食品的安全问题 1 1、多倍体产生的主要原因、多倍体产生的主要原因处于有丝分裂处于有丝分裂前期

2、前期的细胞的细胞外界环境剧外界环境剧变变, ,不能形成不能形成纺纺锤体锤体细胞分裂停止细胞分裂停止外界环外界环境适宜境适宜细胞重新开始细胞重新开始进入分裂进入分裂间期间期染色体染色体数目加数目加倍倍 注：减数分裂不正常也可产生数目加倍注：减数分裂不正常也可产生数目加倍的配子，从而产生染色体加倍的植株。的配子，从而产生染色体加倍的植株。知识回顾：知识回顾：2 2、单倍体育种过程、单倍体育种过程普通植株普通植株减数减数 分裂分裂花粉花粉花药离花药离 体培养体培养单倍体幼苗单倍体幼苗秋水仙秋水仙 素处理素处理纯合子幼苗纯合子幼苗所需的品种所需的品种选择选择思考：思考：现有两个不同品种的水稻：高杆抗病

3、现有两个不同品种的水稻：高杆抗病ddttddtt和矮杆不抗病和矮杆不抗病 ddttddtt，欲培育出矮，欲培育出矮杆抗病杆抗病ddttddtt的优良植株，你有何办法？的优良植株，你有何办法？写出育种流程图。写出育种流程图。高杆抗病高杆抗病ddttddtt矮杆不抗病矮杆不抗病pf1ddtt高杆抗病高杆抗病ddtt高杆高杆抗病抗病高杆高杆不抗病不抗病矮杆矮杆抗病抗病矮杆矮杆不抗病不抗病dtdtdtdt花粉花粉花药离体培养花药离体培养dtdtdtdt单倍体植株单倍体植株秋水仙素处理幼苗秋水仙素处理幼苗ddttddttddtt纯合体植株纯合体植株单倍体单倍体育种育种原理、方法、优点、缺点分别是什么？原

4、理、方法、优点、缺点分别是什么？高杆抗病高杆抗病ddttddttddttddtt矮杆不抗病矮杆不抗病f1pddtt高杆抗病高杆抗病d_t_d_tt高杆高杆抗病抗病ddt_ddtt高杆不高杆不抗病抗病矮杆矮杆抗病抗病矮杆不矮杆不抗病抗病纯合体植株纯合体植株f2连续多代自连续多代自交交3 53 5代代矮杆抗病矮杆抗病杂交杂交育种育种原理、方法、优点、缺点、适用范原理、方法、优点、缺点、适用范围分别是什么？围分别是什么？杂交杂交自交自交选优选优自交自交选优选优练习：练习： p89p89 例例1 1 课堂达标课堂达标1 11 1原理：原理： 基因重组基因重组方法：方法： 优点：优点：使位于不同个体上的

5、多个优良性状集中于一使位于不同个体上的多个优良性状集中于一个个体上，即个个体上，即“集优集优”, ,能产生新的基因型。能产生新的基因型。缺点：缺点：育种所需时间较长（自交选择需五育种所需时间较长（自交选择需五-六代六代, ,甚至十几代甚至十几代) )。杂交杂交自交自交选优选优 自交自交杂交育种不能创造新的基因，并且所需时间杂交育种不能创造新的基因，并且所需时间要长，那有没有能出现意想不到的结果，并要长，那有没有能出现意想不到的结果，并且需要时间相对要短的育种方法呢？且需要时间相对要短的育种方法呢？适用范围：适用范围：亲本有一定亲缘关系（同源）亲本有一定亲缘关系（同源）诱变诱变育种育种ddttd

6、dtt矮杆不抗病的种子或幼苗矮杆不抗病的种子或幼苗高杆抗病高杆抗病ddttddtt或或各种射线照射或各种射线照射或化学试剂处理、种植、观察化学试剂处理、种植、观察ddttddtt新品种新品种原理、方法、优点、缺点分别是什么？原理、方法、优点、缺点分别是什么？原理：原理： 基因突变基因突变 方法：方法： 物理方法物理方法( (紫外线、紫外线、x x射线、失重等射线、失重等) ) 或或化学方法化学方法( (亚硝酸、硫酸二乙酯等亚硝酸、硫酸二乙酯等) )处理植处理植株，再选择符合要求的变异类型株，再选择符合要求的变异类型 优点：优点：产生新基因产生新基因和和新的性状新的性状，能提高变异的频率，能提高

7、变异的频率，后代变异性状能较快稳定，加速育种进程。后代变异性状能较快稳定，加速育种进程。缺点：缺点：有利个体不多，须大量处理供试材料有利个体不多，须大量处理供试材料 ，工作量大工作量大 。应用应用: :太空辣椒的培育太空辣椒的培育 、青霉菌的选青霉菌的选育育等等二者最大的区别在于诱变育种能创造出新基因。二者最大的区别在于诱变育种能创造出新基因。思考：思考：1 1、杂交育种与杂交优势是一回事吗？、杂交育种与杂交优势是一回事吗？2 2、诱变育种与杂交育种相比，最大的区别是什么？、诱变育种与杂交育种相比，最大的区别是什么？不是；不是；杂交育种是在杂交后代众多类型中选留杂交育种是在杂交后代众多类型中选

8、留符合育种基因标的个体进一步培育，直至获得稳符合育种基因标的个体进一步培育，直至获得稳定遗传的具有优良性状的新品种定遗传的具有优良性状的新品种( (纯合子纯合子) )。杂种优势主要是利用杂种杂种优势主要是利用杂种f1f1的优良性状，并不的优良性状，并不要求遗传上的稳定要求遗传上的稳定。从高杆抗从高杆抗病病ddttddtt植植株中获取株中获取抗病基因抗病基因tttt抗病基抗病基因因tttt与质粒与质粒结结合合把抗病基把抗病基因因tttt导入导入ddttddtt矮杆矮杆不抗病植不抗病植株内株内矮杆抗矮杆抗病新品病新品种种抗病基因抗病基因tttt表达表达基因工基因工程育种程育种原理、方法、优点、缺点

9、分别是什原理、方法、优点、缺点分别是什么？么？原理：原理： 基因重组基因重组方法：方法： 提取目的基因提取目的基因目的基因与运载体结合目的基因与运载体结合将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞目的基因的表目的基因的表达与检测达与检测筛选获得优良个体筛选获得优良个体优点：优点：目的性强（定向改造生物的性状），育目的性强（定向改造生物的性状），育种周期短；克服了远缘杂交不亲和性种周期短；克服了远缘杂交不亲和性缺点：缺点：技术复杂、安全性问题多，有可能引起生技术复杂、安全性问题多，有可能引起生态危机态危机应用应用: :转基因抗虫棉转基因抗虫棉育种名称育种名称 原理原理 方法方法 优点优点 缺点

10、缺点 实例实例无性繁殖无性繁殖杂交育种杂交育种诱变育种诱变育种单倍体育单倍体育种种多倍体育多倍体育种种基因工程基因工程育种育种几种育种方式比较几种育种方式比较 p88（1 1） 杂种优势杂种优势不同于杂交育种，杂种优势是杂不同于杂交育种，杂种优势是杂交子一代所表现的优良性状。交子一代所表现的优良性状。（2 2）在所有育种方法中在所有育种方法中, ,最最简捷、常规简捷、常规的育种方的育种方法法杂交育种。杂交育种。（3 3）根据不同育种需求选择不同的育种方法根据不同育种需求选择不同的育种方法 将将两亲本的两个不同优良性状集中两亲本的两个不同优良性状集中于同一生于同一生物体上，可利用杂交育种，亦可利

11、用单倍体育物体上，可利用杂交育种，亦可利用单倍体育种。种。 要求要求快速育种快速育种，则运用单倍体育种。，则运用单倍体育种。特别提醒特别提醒：要求要求大幅度改良某一品种大幅度改良某一品种，使之出现前所未，使之出现前所未有的性状，可利用诱变育种和杂交育种相结合有的性状，可利用诱变育种和杂交育种相结合的方法。的方法。 要求要求提高品种产量，提高营养物质含量提高品种产量，提高营养物质含量，可，可运用多倍体育种。运用多倍体育种。（4 4）杂交育种选育的时间是从）杂交育种选育的时间是从f2f2代开始，原因代开始，原因是从是从f2f2开始发生性状分离；选育后是否连续自开始发生性状分离；选育后是否连续自交取

12、决于所选优良性状是显性还是隐性。交取决于所选优良性状是显性还是隐性。思考：思考：1 1、如果水稻的某迟熟（如果水稻的某迟熟（aa)aa)品种品种, ,那么我那么我们有什么好办法快速的得到早熟（们有什么好办法快速的得到早熟（aaaa）品种？）品种？人工诱变人工诱变 + + 单倍体育种单倍体育种早熟早熟品种品种(aa)(aa)花药离花药离体培养体培养当年就可以培育出优良新品种！当年就可以培育出优良新品种！迟熟迟熟品种品种(aa)(aa)杂合杂合子子(aa)(aa)人工人工诱变诱变 幼苗幼苗 （a） 幼苗幼苗（a）秋水仙秋水仙素处理素处理迟熟迟熟品种品种(aa)(aa)秋水仙秋水仙素处理素处理时间：

13、时间：2 2、已有、已有a a、b b两个小麦品种，两个小麦品种，a a抗病，抗病，b b蛋白含量蛋白含量高。如何培育出同时具有高。如何培育出同时具有a a、b b两品种的优良品质两品种的优良品质的小麦？的小麦？杂交育种、基因工程杂交育种、基因工程3 3、如果没有、如果没有a a品种小麦，只有抗病水稻。如何品种小麦，只有抗病水稻。如何培育出同时具有培育出同时具有a a、b b两品种的优良品质的小麦两品种的优良品质的小麦（抗病蛋白含量高）？（抗病蛋白含量高）？基因工程、诱变育种基因工程、诱变育种但基因工程育种比诱变育种好，因为基因工程但基因工程育种比诱变育种好，因为基因工程定向改造生物性状，诱变

14、育种具有不定向性。定向改造生物性状，诱变育种具有不定向性。不能用杂交育种好，因为小麦与水稻存在生殖不能用杂交育种好，因为小麦与水稻存在生殖隔离。隔离。例例1 1：对下列有关实例形成原理的解释，正确：对下列有关实例形成原理的解释，正确的是（的是（ ）a a培育无籽西瓜是利用单倍体育种的原理培育无籽西瓜是利用单倍体育种的原理b b无籽番茄的获得是利用了多倍体育种的原无籽番茄的获得是利用了多倍体育种的原理理c c培养青霉素高产菌株过程中利用了基因突培养青霉素高产菌株过程中利用了基因突变的原理变的原理d d“多莉羊多莉羊”的诞生是利用了诱变育种的原的诞生是利用了诱变育种的原理理c例例2 2、改良缺乏某

15、种抗病性的水稻品种，不宜、改良缺乏某种抗病性的水稻品种，不宜采用的方法是（采用的方法是（ ) ) a a诱变育种诱变育种 b b单倍体育种单倍体育种 c c基因工程育种基因工程育种 d d杂交育种杂交育种例例3 3、两个亲本的基因型分别为、两个亲本的基因型分别为aabbaabb和和aabb,aabb,这两对基因按自由组合定律遗传这两对基因按自由组合定律遗传, ,要培育出基要培育出基因型为因型为aabbaabb的新品种的新品种, ,最简捷的方法是最简捷的方法是( )( )a.a.杂交育种杂交育种 b. b. 细胞工程育种细胞工程育种 c.c.单倍体育种单倍体育种 d.d.人工诱变育种人工诱变育种

16、ba例例4 4能够使植物表达动物蛋白的育种方能够使植物表达动物蛋白的育种方法是法是( () )a a单倍体育种单倍体育种 b b杂交育种杂交育种c c基因工程育种基因工程育种 d d多倍体育种多倍体育种解析：基因工程育种是指将目的基因导入受解析：基因工程育种是指将目的基因导入受体细胞并使其表达的技术手段。能克服远缘体细胞并使其表达的技术手段。能克服远缘杂交不亲和的障碍，从而使动物基因在植物杂交不亲和的障碍，从而使动物基因在植物细胞的中表达细胞的中表达( (植物基因在动物细胞的中表植物基因在动物细胞的中表达达) )。c练习：练习： p232 1-7p232 1-7、1111、1313、1414、

17、1717 基因工程基因工程1 1、定义：、定义：2 2、基本工具、基本工具3 3、操作步骤：、操作步骤：常用的运载体常用的运载体基因的剪刀：基因的剪刀：基因的基因的“针线针线”：运载体运载体名称、存在、特性、作名称、存在、特性、作用及其结果用及其结果名称、作用及其结果名称、作用及其结果作用作用应具备的条件：应具备的条件：质粒的本质质粒的本质（原理、目的、意义）（原理、目的、意义）4 4、产物：、产物：基因工程：基因工程：原原 理：理：操作水平：操作水平：结结 果：果：目的目的基因基因供体细供体细胞胞基因重组基因重组dnadna分子水平分子水平定向地改造生物的遗传性状，定向地改造生物的遗传性状，

18、获得人类所需要的品种获得人类所需要的品种。受体受体细胞细胞获得新获得新性状性状基因拼接技术或基因拼接技术或dnadna重组技术重组技术基因操作的工具基因操作的工具练习：练习：p232 8这个特点说明了：这个特点说明了：酶具有专一性酶具有专一性练习：练习：p269 1 1 1、被同一种限制酶切断的几个被同一种限制酶切断的几个dnadna是否具是否具有相同的黏性末端？有相同的黏性末端？不同的限制酶呢？不同的限制酶呢？2 2、限制酶的发现有什么意义？、限制酶的发现有什么意义？形成的黏性末端不同形成的黏性末端不同基因工程创立的标志基因工程创立的标志相同。相同。思考思考:（0707广东）广东）7.7.现

19、有一长度为现有一长度为10001000碱基对碱基对(by(by）的）的dnadna分子，用限制性核酸内切酶分子，用限制性核酸内切酶ecor1ecor1酶切后得到酶切后得到的的dnadna分子仍是分子仍是1000 by1000 by，用，用kpn1kpn1单独酶切得到单独酶切得到400 by400 by和和600 by600 by两种长度的两种长度的dnadna分子，用分子，用ecoriecori、kpnlkpnl同时酶切后得到同时酶切后得到200 by200 by和和600 by600 by两种长度的两种长度的dnadna分子。该分子。该dnadna分子的酶切图谱正确的是分子的酶切图谱正确的是

20、 d2 2已知某种限制性内切酶在一线性已知某种限制性内切酶在一线性dnadna分子上有分子上有3 3个酶切位点，如上图中箭头所指。如果该线性个酶切位点，如上图中箭头所指。如果该线性dnadna分子在分子在3 3个酶切位点上都被该酶切断，则会产个酶切位点上都被该酶切断，则会产生生a a、b b、c c、d d四种不同长度的四种不同长度的dnadna片段。现有多片段。现有多个上述线性个上述线性dnadna分子，若在每个分子，若在每个dnadna分子上至少有分子上至少有1 1个酶切位点被该酶切断，则从理论上讲，经该个酶切位点被该酶切断，则从理论上讲，经该酶酶切后，这些线性酶酶切后，这些线性dnadn

21、a分子最多能产生长度不分子最多能产生长度不同的同的dnadna片段种类数是片段种类数是( () ) 线性线性dna分子的分子的酶切示意图酶切示意图 a a3 3 b b4 4 c c9 9 d d1212线性线性dnadna分子的酶切示意图分子的酶切示意图 c解析：限制性内切酶具有专一性，据题干信解析：限制性内切酶具有专一性，据题干信息可知，三个切点都是该酶的切点，若线性息可知，三个切点都是该酶的切点，若线性dnadna分子在三个切点都被切断，则得分子在三个切点都被切断，则得a a、b b、c c、d d；有一个切点被切断，得；有一个切点被切断，得abab、cdcd，或，或abcabc、d d

22、，或，或a a、bcdbcd；有两个切点被切断，得；有两个切点被切断，得a a、b b、cdcd，若，若abab、c c、d d，或，或a a、bcbc、d d。因此，共得。因此，共得到不同长度的到不同长度的dnadna片段有片段有9 9种。种。连接酶的作用是连接酶的作用是： 。2 2：基因工程的针线：基因工程的针线 将互补配对的两个黏性末端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连接起来，使之成为一个完整的dnadna分子。分子。5 5(2010(2010福建泉州月考福建泉州月考) )下图为下图为dnadna分子在不同分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次表示限制酶的作用下所

23、发生的变化，图中依次表示限制性核酸内切酶、性核酸内切酶、dnadna聚合酶、聚合酶、dnadna连接酶、解旋连接酶、解旋酶作用的正确顺序是酶作用的正确顺序是( () )a a b bc c d dc知识小结：知识小结：名名p150限制酶、限制酶、dna连接酶、连接酶、dna聚合酶、解旋酶聚合酶、解旋酶的比较的比较 种类种类项目项目作用底作用底物物作用部作用部位位作用特作用特点点限制酶限制酶dnadna分子分子磷酸二磷酸二酯键酯键切割目的基因及切割目的基因及载体，能专一性载体，能专一性识别双链识别双链dnadna分子分子的某种特定的核的某种特定的核苷酸序列，并且苷酸序列，并且使每一条链中特使每一

24、条链中特定部位的两个核定部位的两个核苷酸之间的磷酸苷酸之间的磷酸二酯键断开二酯键断开dnadna连连接酶接酶dnadna分子分子片段片段磷酸二磷酸二酯键酯键将双链将双链dnadna片片段段“缝合缝合”起起来，恢复被限来，恢复被限制酶切开了的制酶切开了的两个核苷酸之两个核苷酸之间的磷酸二酯间的磷酸二酯键键dnadna聚合酶聚合酶脱氧核苷脱氧核苷酸酸磷酸二磷酸二酯键酯键只能将单只能将单个脱氧核个脱氧核苷酸添加苷酸添加到脱氧核到脱氧核苷酸链上苷酸链上解旋酶解旋酶dnadna分子分子碱基对间碱基对间的氢键的氢键将将dnadna两条链之两条链之间的氢键间的氢键打开打开2 2(2010(2010潍坊模拟潍

25、坊模拟) )质粒作为质粒作为“分子运输车分子运输车”的条件是的条件是( () )能够自我复制能够自我复制 双链环状双链环状dnadna分子分子有多个限制酶切点有多个限制酶切点有标记基因有标记基因真核细胞中没有真核细胞中没有 a a b b c c d d解析：载体具备的条件是：能自我复制；解析：载体具备的条件是：能自我复制；有标记基因；最好有多个限制酶切点；能有标记基因；最好有多个限制酶切点；能在宿主细胞内稳定存在并大量复制。在宿主细胞内稳定存在并大量复制。c1 1、能够在宿主细胞中能够在宿主细胞中复制复制并稳定地并稳定地保存保存2 2、具有多个限制酶切点，以便与、具有多个限制酶切点，以便与外

26、源基因外源基因连接连接3 3、具有、具有标记基因标记基因，便于进行筛选便于进行筛选质粒、噬菌体和动、植物病毒等质粒、噬菌体和动、植物病毒等4 4、对宿主细胞无害、对宿主细胞无害种类：种类：作用：作用：作为运载工具，将目的基因转移到宿主细胞内。作为运载工具，将目的基因转移到宿主细胞内。利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。共同特点是：共同特点是：都有侵染或进入宿主细胞的能力都有侵染或进入宿主细胞的能力标记基因，便于标记基因，便于进行检测。进行检测。 其中质粒存在于许多细菌和酵母菌等其中质粒存在于许多细菌和酵母菌等生物中生物中, ,是细胞染色体外能够自

27、主复制是细胞染色体外能够自主复制的很小的环状的很小的环状dnadna分子分子. .p232 10p232 10 质粒是基因工程中最常用的运载体，质粒上有质粒是基因工程中最常用的运载体，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。右图表示外源同，细菌在培养基上的生长情况也不同。右图表示外源基因插入位置（插入点有基因插入位置（插入点有a a、b b、c c），请据下表细菌生长），请据下表细菌生长情况，推测情况

28、，推测三种重组细菌与外源基因插入点相对三种重组细菌与外源基因插入点相对应的一组是应的一组是a a。是是a a、是是c c、是是b bb b是是c c和和b b、是是b b、是是c cc c是是c c和和b b、是是c c、是是b db d是是a a、是是b b、是是c cbac重组细重组细菌菌含氨苄青霉含氨苄青霉素培养基素培养基含四环素的含四环素的培养基培养基能生长能生长能生长能生长能生长能生长不能生长不能生长不能生长不能生长能生长能生长a注意：注意：限制酶切割位点所处的位置必须是在所需的标限制酶切割位点所处的位置必须是在所需的标记基因之外，这样才能保证标记基因的完整性，记基因之外，这样才能保

29、证标记基因的完整性，有利于对目的基因的检测。有利于对目的基因的检测。练习：练习：p269 5p269 5第一步：第一步：三、基因工程基本步骤：三、基因工程基本步骤：第二步：第二步：目的基因的获取目的基因的获取基因表达载体的构建基因表达载体的构建第三步：第三步：将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞第四步第四步: :目的基因的检测和表达目的基因的检测和表达第一步：目的基因的获取第一步：目的基因的获取1 1、目的基因主要是指、目的基因主要是指_。2 2、获取目的基因的常用方法、获取目的基因的常用方法阅读选修阅读选修3 3课本课本p9p9，掌握下列知识：，掌握下列知识：编码蛋白质的结构基因编码

30、蛋白质的结构基因从基因文库中获取从基因文库中获取利用利用pcrpcr技术扩增目的基因技术扩增目的基因（变性，复性，延伸）（变性，复性，延伸）通过通过dnadna合成仪用化学方法直接人工合成合成仪用化学方法直接人工合成基因文库基因文库基因组文库基因组文库部分基因文库（如部分基因文库（如:cdna:cdna文库）文库）1.1.基因文库基因文库 将含有某种生物不同基因的许多将含有某种生物不同基因的许多dnadna片断，片断，导入到受体菌的群体中，各个受体菌分别含有这导入到受体菌的群体中，各个受体菌分别含有这种生物的不同基因，称为基因文库种生物的不同基因，称为基因文库（一）从基因文库中获得目的基因（一

31、）从基因文库中获得目的基因2 2、方法：、方法：课本课本 p9p9练习：练习：p135 p135 即即3 33 3在已知某小片段基因碱基序列的情况下，获得在已知某小片段基因碱基序列的情况下，获得该基因的最佳方法是该基因的最佳方法是( () )a a用用mrnamrna为模板逆转录合成为模板逆转录合成dnadnab b以以4 4种脱氧核苷酸为原料人工合成种脱氧核苷酸为原料人工合成c c将供体将供体dnadna片段转入受体细胞中，再进一步筛片段转入受体细胞中，再进一步筛选选d d由蛋白质的氨基酸序列推测由蛋白质的氨基酸序列推测mrnamrna解析：人工合成目的基因有两种方法：一是通过解析：人工合成

32、目的基因有两种方法：一是通过mrnamrna单链单链dnadna双链双链dnadna；二是根据蛋白质氨基酸序；二是根据蛋白质氨基酸序列列mrnamrna序列序列推测出结构基因的核苷酸序列推测出结构基因的核苷酸序列通过通过化学方法人工合成；在已知基因碱基序列的情况下，化学方法人工合成；在已知基因碱基序列的情况下，合成目的基因的最佳方法就是以合成目的基因的最佳方法就是以4 4种脱氧核苷酸为原种脱氧核苷酸为原料，进行化学合成料，进行化学合成( (第二种方法第二种方法) )。b拓展：拓展：原核细胞与真核细胞的基因结构比较原核细胞与真核细胞的基因结构比较非编码区非编码区非编码区非编码区编码区编码区编码区

33、上游编码区上游 编码区下游编码区下游 启动子启动子终止子终止子编码区上游编码区上游 编码区编码区非编码区非编码区非编码区非编码区与与rnarna聚合酶聚合酶结合位点结合位点内含子内含子 外显子外显子 启动子启动子终止子终止子编码区下游编码区下游 l注意：注意：l真核生物真核生物dnadna编码区是不连续的，外显子能编码区是不连续的，外显子能编码蛋白质，内含子不能，但内含子比外编码蛋白质，内含子不能，但内含子比外显子多很多，具体作用不清楚，两者都能显子多很多，具体作用不清楚，两者都能转录。转录。l原核生物中基因的编码区是连续的，即只原核生物中基因的编码区是连续的，即只有外显子。有外显子。p269

34、 4p269 4下列获取目的基因的方法中需要模板链的下列获取目的基因的方法中需要模板链的是是 从基因文库中获取目的基因从基因文库中获取目的基因 利用利用pcrpcr技术扩增目的基因技术扩增目的基因 反转录法反转录法 通过通过dnadna合成仪利用化学方法人工合成合成仪利用化学方法人工合成 a a b b c c d d 1 1、pcrpcr技术扩增技术扩增dnadna，需要的条件是（，需要的条件是（ ）目的基因目的基因 引物引物 四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸dnadna聚合酶聚合酶 mrna mrna 核糖体核糖体a.a. b. b. c. c. d. d.da 概念：概念：pcrpcr全称为

35、全称为_，是一项，是一项 在生物在生物_复制复制_ _的核酸合成技术的核酸合成技术 条件：条件：_、 、_、_ 、 _、_ 。原理：原理：_方式：以方式：以_方式扩增，即方式扩增，即_（n n为扩增为扩增循循 环的次数）环的次数）结果：结果：聚合酶链式反应聚合酶链式反应体外体外特定特定dnadna片段片段dnadna双链复制双链复制模板、模板、四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸一对引物一对引物(做启动子做启动子)taqtaq酶酶指数指数2 2n n使目的基因的片段在短时间内成百万倍地扩增使目的基因的片段在短时间内成百万倍地扩增（二）利用（二）利用pcrpcr技术扩增目的基因技术扩增目的基因加热加热能

36、量能量过程：过程：a a、dnadna变性（变性（90-9590-95）：）： 目的基因目的基因dnadna受热变性，解链受热变性，解链b b、复性复性（55-6055-60） 引物结合到互补引物结合到互补dnadna单链单链c c、延伸（、延伸（70-7570-75）：）： 合成链在合成链在taqtaq酶作用下进行延伸酶作用下进行延伸（二）利用（二）利用pcrpcr技术扩增目的基因技术扩增目的基因（二）利用（二）利用pcrpcr技术扩增目的基因技术扩增目的基因dnadna复制复制pcrpcr技术扩增技术扩增区区别别场所场所酶酶温度条温度条件件合成的合成的对象对象 联联 系系细胞内（细胞内（主

37、主要在细胞核）要在细胞核）细胞外细胞外（主要在（主要在pcr扩增仪）扩增仪）解旋酶、解旋酶、dna聚合酶聚合酶taq酶酶细胞内温细胞内温和条件和条件需控制温度，在较高需控制温度，在较高温度下进行温度下进行dna分子分子dna片段或基因片段或基因dnadna复制与复制与pcrpcr技术扩增技术扩增均需要模板、原料、酶、引物均需要模板、原料、酶、引物1 1、dnadna复制复制2 2、细胞有丝分裂、细胞有丝分裂3 3、细菌种群数量增长、细菌种群数量增长4 4、pcrpcr技术扩增技术扩增5 5、一个含、一个含n n对同源染色体的生物产生对同源染色体的生物产生6 6、配子的种类、配子的种类7 7、杂

38、合子、杂合子f1f1产生配子的种类产生配子的种类8 8、杂合子、杂合子f1f1测交子代基因型种类、表现型种类测交子代基因型种类、表现型种类9 9、f2f2代表现型种类代表现型种类1.1.用一定的用一定的_切割质切割质粒，使其出现一个切口，露粒，使其出现一个切口，露出出_。2.2.用用_切断目的切断目的基因，使其产生基因，使其产生_ _ 。3.3.将切下的目的基因片段插入质粒的将切下的目的基因片段插入质粒的_处，处，再加入适量再加入适量_，形成了一个重组，形成了一个重组dnadna分子（重组质粒）分子（重组质粒）限制酶限制酶黏性末端黏性末端同一种限制酶同一种限制酶切口切口dnadna连接酶连接酶

39、相同的黏性末端相同的黏性末端二、基因表达载体的构建二、基因表达载体的构建质粒质粒dnadna分子分子限制酶处理限制酶处理一个切口一个切口两个黏性末端两个黏性末端两个切口两个切口获得目的基因获得目的基因dnadna连接酶连接酶重组重组dnadna分子（重组质粒）分子（重组质粒）同一种同一种4.4.过程过程: :二、基因表达载体的构建二、基因表达载体的构建练习练习：p270p270 18(4) 18(4)5基因工程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选。已知限制酶基因工程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选。已知限制酶的识别序列和切点是的识别序列和切点是，限制

40、酶，限制酶的识别序列和切点是的识别序列和切点是a目的基因和质粒均用限制酶目的基因和质粒均用限制酶切割切割b目的基因和质粒均用限制酶目的基因和质粒均用限制酶切割切割c质粒用限制酶质粒用限制酶切割，目的基因用限制酶切割，目的基因用限制酶切割切割d质粒用限制酶质粒用限制酶切割，目的基因用限制酶切割，目的基因用限制酶切割切割5 5基因工程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和基因工程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选。已知限制酶质粒，便于重组和筛选。已知限制酶的识别序列和切的识别序列和切点是，限制酶点是，限制酶的识别序列和切点是。根据图示判断下的识别序列和切点是。根据图示判断下列操

41、作正确的是列操作正确的是( () )a a目的基因和质粒均用限制酶目的基因和质粒均用限制酶切割切割b b目的基因和质粒均用限制酶目的基因和质粒均用限制酶切割切割c c质粒用限制酶质粒用限制酶切割，目的基因用限制酶切割，目的基因用限制酶切割切割d d质粒用限制酶质粒用限制酶切割，目的基因用限制酶切割，目的基因用限制酶切割切割解析：本题中要遵循一个原则：解析：本题中要遵循一个原则：不能同时将两不能同时将两个标记基因切开，至少保留一个个标记基因切开，至少保留一个，所以只能用，所以只能用酶酶切割质粒；而从目的基因右侧碱基序列可切割质粒；而从目的基因右侧碱基序列可知只能用酶知只能用酶切割目的基因切割目的

42、基因,才能得到含目的基才能得到含目的基因因的的dnadna片段。片段。答案：答案：d d5.5.基因表达载体的组成：基因表达载体的组成：目的基因目的基因启动子启动子终止子终止子标记基因标记基因二、基因表达载体的构建二、基因表达载体的构建区分：载体、运载体与表达载体区分：载体、运载体与表达载体练习练习：p242 p242 即即3 3 p243 5p243 5转化转化 方法方法将目的基因导入将目的基因导入植物细胞植物细胞将目的基因导入将目的基因导入动物细胞动物细胞将目的基因导入将目的基因导入微生物细胞微生物细胞农杆菌转化法农杆菌转化法基因枪法基因枪法花粉管通道法花粉管通道法显微注射法显微注射法ca

43、ca2+2+处理法处理法目的基因进入目的基因进入_内，并且在内，并且在 受体细胞内维持受体细胞内维持_和和_的过程的过程受体细胞受体细胞稳定稳定表达表达三、将目的基因导入受体细胞三、将目的基因导入受体细胞1 1、将目的基因导入植物细胞的方法：农杆菌、将目的基因导入植物细胞的方法：农杆菌转化法转化法( (最常用、最常用、80%80%的转基因植物都是的转基因植物都是) )（1 1）农杆菌介绍）农杆菌介绍（2 2）原理及适用范围）原理及适用范围三、将目的基因导入受体细胞三、将目的基因导入受体细胞（双子叶植物和裸子植物）（双子叶植物和裸子植物）2 2、将目的基因导入动物细胞、将目的基因导入动物细胞（1

44、 1）方法：显微注射法）方法：显微注射法（最常用、有效）（最常用、有效）（2 2）动物细胞多采用）动物细胞多采用 。3 3、将目的基因导入微生物细胞、将目的基因导入微生物细胞（1 1）方法：）方法：caca2+2+处理法处理法（2 2）常用材料：大肠杆菌）常用材料：大肠杆菌 三、将目的基因导入受体细胞三、将目的基因导入受体细胞受精卵（或早期胚胎）受精卵（或早期胚胎）原因是受精卵全能性最强，可使目的基因在原因是受精卵全能性最强，可使目的基因在相应的组织中得以表达。相应的组织中得以表达。繁殖快，多为单细胞，遗传物质相对较少繁殖快，多为单细胞，遗传物质相对较少将目的基因导入受体细胞转化将目的基因导入

45、受体细胞转化生物种类生物种类植物细胞植物细胞动物细胞动物细胞微生物细胞微生物细胞常用方法常用方法农杆菌转化农杆菌转化法法显微注射技显微注射技术术caca2 2处理法处理法受体细胞受体细胞体细胞体细胞受精卵受精卵原核细胞原核细胞转化过程转化过程将目的基因将目的基因插入插入titi质粒质粒的的t-dnat-dna上上农杆菌农杆菌导导入植物细胞入植物细胞整合到受整合到受体细胞的体细胞的dnadna上上表达表达将含有目的将含有目的基因的表达基因的表达载体提纯载体提纯取卵取卵( (卵卵裂裂) )显微注显微注射射卵裂发卵裂发育育获得具获得具有新性状的有新性状的动物动物caca2 2处理细胞处理细胞感受态细

46、胞感受态细胞重组表达载重组表达载体体dnadna分子与感分子与感受态细胞混合受态细胞混合感受态细胞感受态细胞吸收吸收dnadna分子分子创创p 241练习：练习：p313 7 p347 6p313 7 p347 6补充补充:p347 6:p347 6请以人凝血因子基因为例，说明基因的表请以人凝血因子基因为例，说明基因的表达过程达过程类型类型检测内容检测内容方法方法结果显结果显示示分分子子检检测测导入导入检测检测转录转录检测检测翻译翻译检测检测四、目的基因的检测与鉴定四、目的基因的检测与鉴定创创p 241dnadna分子杂交分子杂交(dna(dna和和dnadna之间之间) )目的基因是否目的基

47、因是否进入受体细胞进入受体细胞杂交带杂交带目的基因是否目的基因是否转录出转录出mrnamrna分子杂交分子杂交(dna(dna和和mrnamrna之间之间) )杂交带杂交带杂交带杂交带目的基因是否目的基因是否翻译成蛋白质翻译成蛋白质抗原抗原抗体杂交抗体杂交包括做包括做抗虫、抗病的接种实验抗虫、抗病的接种实验，以确定，以确定是否有抗性以及抗性的程度；对基因工是否有抗性以及抗性的程度；对基因工程产品与天然产品的功能进行程产品与天然产品的功能进行活性比较活性比较，以确定功能活性是否相同以确定功能活性是否相同练习：练习：p347 7p347 7、 8 108 10（4 4）补充补充:p347 8:p3

48、47 8请以请以s s基因为例，说明基因的表达过程基因为例，说明基因的表达过程抗抗病病抗逆抗逆生长速度生长速度品质品质药物药物器官移植器官移植 1 1dnadna探针能检测到标本上的：（探针能检测到标本上的：（ ） a a遗传密码遗传密码 b b遗传信息遗传信息 c c蛋白质序列蛋白质序列 d d细胞结构细胞结构2 2dnadna探针能用于检测：（探针能用于检测：（ ） a a地方性甲肿病患者地方性甲肿病患者 b b乙肝患者乙肝患者 c c骨质软化病患者骨质软化病患者 d d缺铁贫血病患者缺铁贫血病患者3 3、下列哪项不是基因工程技术（、下列哪项不是基因工程技术（ ） a.a.基因转移基因转移

49、 b.b.基因扩增基因扩增 c.c.基因检测基因检测 d.d.基因表达基因表达bbd4 420032003年我国科学工作者用基因工程迅速研年我国科学工作者用基因工程迅速研制出制出“非典非典”诊断盒。其作用及机理是：（诊断盒。其作用及机理是：（ ） a a治疗治疗“非典非典”, ,利用的是抗原抗体反应利用的是抗原抗体反应 b b诊断诊断“非典非典”, ,利用的是利用的是dnadna分子杂交原分子杂交原理理 c c诊断诊断“非典非典”，利用的是抗原抗体反应，利用的是抗原抗体反应 d d治疗治疗“非典非典”，利用的是，利用的是dnadna分子杂交分子杂交原理原理b5 5、下列不属于基因工程方法生产的

50、药物是、下列不属于基因工程方法生产的药物是 a.a.干扰素干扰素 b.b.白细胞介素白细胞介素 c.c.青霉素青霉素 d.d.乙肝疫苗乙肝疫苗c6 6目前，欧洲、亚洲许多国家都发现了禽流感疫情，并目前，欧洲、亚洲许多国家都发现了禽流感疫情，并引起了人体感染，造成多人死亡。科学工作者经研究，发引起了人体感染，造成多人死亡。科学工作者经研究，发现了数种快速检验禽流感病原体的方法，以正确诊断禽流现了数种快速检验禽流感病原体的方法，以正确诊断禽流感，以下与禽流感病原体研究、诊断有关的是感，以下与禽流感病原体研究、诊断有关的是( ( a a镜检法：在光学显微镜下直接观察病人的镜检法：在光学显微镜下直接观

51、察病人的痰液或血液，以发现病原体痰液或血液，以发现病原体 b bpcrpcr：体外基因复制技术，可在几十分钟内：体外基因复制技术，可在几十分钟内把病原体的基因扩展到数百万倍把病原体的基因扩展到数百万倍 c c酶联法：用特殊制备的病原体蛋白质与病酶联法：用特殊制备的病原体蛋白质与病人血清中的相关抗体特异性结合，通过酶联反应，人血清中的相关抗体特异性结合，通过酶联反应，以发现病原体以发现病原体 d ddnadna探针技术：用放射性同位素、荧光因子探针技术：用放射性同位素、荧光因子等标记的等标记的dna dna 分子做探针，利用分子做探针，利用dnadna分子杂交原理分子杂交原理来检测病原体来检测病

52、原体bcd7 7为了防止转基因作物的目的基因通过花粉转移到自然为了防止转基因作物的目的基因通过花粉转移到自然界中的其他植物，科学家设法将目的基因整合到受体细胞界中的其他植物，科学家设法将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中。其原因是：（的叶绿体基因组中。其原因是：（ ） a a叶绿体基因组不会进入到生殖细胞中叶绿体基因组不会进入到生殖细胞中 b b受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞 c c转基因植物与其他植物间不能通过花粉发生基因交流转基因植物与其他植物间不能通过花粉发生基因交流 d d植物杂交的后代不会出现一定的性状分离比植物杂交的后代不会出现一定的性状分

53、离比8 8、目前转基因工程可以（、目前转基因工程可以（ ） a.a.打破地理隔离但不能突破生殖隔离打破地理隔离但不能突破生殖隔离 b.b.打破生殖隔离但不能突破地理隔离打破生殖隔离但不能突破地理隔离 c.c.完全突破地理隔离和生殖隔离完全突破地理隔离和生殖隔离 d.d.部分突破地理隔离和生殖隔离部分突破地理隔离和生殖隔离bd9、根据下列所给材料很大问题：、根据下列所给材料很大问题：材料一：把人的胰岛素基因拼接到大肠杆菌材料一：把人的胰岛素基因拼接到大肠杆菌的质粒上，然后导入大肠杆菌内，产生出人的质粒上，然后导入大肠杆菌内，产生出人的胰岛素。的胰岛素。材料二：把萤火虫的荧光基因转入烟草体内，材料

54、二：把萤火虫的荧光基因转入烟草体内，培育出荧光的烟草。培育出荧光的烟草。材料三：有人把蜘蛛产生丝蛋白的基因转入材料三：有人把蜘蛛产生丝蛋白的基因转入羊的细胞中，在羊分泌的乳汁中加入某种物羊的细胞中，在羊分泌的乳汁中加入某种物质后，可抽出细丝，这种细丝可望用作手术质后，可抽出细丝，这种细丝可望用作手术的缝合线。的缝合线。（1）上述生物新品种的产生运用了）上述生物新品种的产生运用了 技术。技术。（2）一种生物的基因在另一种生物体内能够表达，）一种生物的基因在另一种生物体内能够表达，而不影响其他基因的表达，这说明基因是而不影响其他基因的表达，这说明基因是有有 效应的效应的 片段，具有一定的片段，具有

55、一定的 性，性，同时可以说明各种生物共用一套同时可以说明各种生物共用一套 。（3）上述技术所用的工具酶有）上述技术所用的工具酶有 。（4）材料一中，拼接到质粒上的人胰岛素基因与）材料一中，拼接到质粒上的人胰岛素基因与质粒上的其他基因在结构上的区别是质粒上的其他基因在结构上的区别是 。基因工程基因工程遗传遗传dna独立独立密码子密码子限制酶、限制酶、dna连接酶连接酶人胰岛素基因编码区是不连续的人胰岛素基因编码区是不连续的（5）材料三中所用缝合线与普通缝合线相比有何）材料三中所用缝合线与普通缝合线相比有何优点优点？ 。（6）可遗传的变异分为三种）可遗传的变异分为三种 、 和和 ，而基因工程改变一

56、而基因工程改变一个物种的基因属于个物种的基因属于 。（7）从上述所给的材料，不能得出哪一结论）从上述所给的材料，不能得出哪一结论 a.动植物之间可以相互转基因动植物之间可以相互转基因 b.真核生物与原核生物之间可以相互转基因真核生物与原核生物之间可以相互转基因 c.基因工程可以定向地改变生物的基因基因工程可以定向地改变生物的基因 d.转基因生物的出现对生物的进化是有利的。转基因生物的出现对生物的进化是有利的。可以被分解吸收，不需拆线可以被分解吸收，不需拆线基因重组基因重组基因突变基因突变染色体变异染色体变异基因重组基因重组d2. 2. 基因工程与蛋白质工程的比较基因工程与蛋白质工程的比较 项目

57、项目区别区别 与联系与联系 蛋白质工程蛋白质工程基因工程基因工程区区别别过程过程预期蛋白质功能预期蛋白质功能设计设计预期的蛋白质结构预期的蛋白质结构推推测应有的氨基酸序列测应有的氨基酸序列找到相对应的脱氧核苷找到相对应的脱氧核苷酸序列酸序列获取目的基因获取目的基因构建基因构建基因表达载体表达载体将目的基因导将目的基因导入受体细胞入受体细胞目的基因的目的基因的检测与鉴定检测与鉴定实质实质定向改造或生产人类所定向改造或生产人类所需的蛋白质需的蛋白质定向改造生物的遗传特性，定向改造生物的遗传特性，以获得人类所需的生物类以获得人类所需的生物类型或生物产品型或生物产品可生产自然界没有的蛋可生产自然界没有

58、的蛋白质白质只能生产自然界已有的蛋只能生产自然界已有的蛋白质白质练习：练习：p242 4 p242 4 例例2 p348 122 p348 12创创p 241以下为备用，该节不再讲以下为备用，该节不再讲 1、 下图是用某种作物的两个品种下图是用某种作物的两个品种和和分别培育出分别培育出、品种的示意图，试分析回答：品种的示意图，试分析回答： aabb e ab - d aabb f aabb-aabb g aaaabbbb-（1）用）用和和培育培育所采用的所采用的d和和f步骤分别是步骤分别是 和和 。其。其应用的遗传学原理是应用的遗传学原理是 。（2）用）用培育培育所采用的所采用的e和和h步骤分

59、别是步骤分别是_ 和和 。其应用的遗传学原理。其应用的遗传学原理是是 。（3）用）用培育培育所采用的所采用的g步骤是步骤是 。其遗。其遗传学原理是传学原理是 。h杂交杂交自交自交基因重组基因重组花药离体培养花药离体培养秋水仙素处理幼苗秋水仙素处理幼苗染色体变异（单倍体育种）染色体变异（单倍体育种）秋水仙素处理幼苗秋水仙素处理幼苗染色体变异（多倍体育种）染色体变异（多倍体育种） 2 2 请写出下面各项培育方法：请写出下面各项培育方法：（1 1）通过花药离体培养再用秋水仙素加倍得到烟草新品）通过花药离体培养再用秋水仙素加倍得到烟草新品种的方法是种的方法是 。（2 2）用）用6060co co 辐射

60、谷氨酸棒状杆菌，选育出合成谷氨酸的辐射谷氨酸棒状杆菌，选育出合成谷氨酸的新菌种，所用方法是新菌种，所用方法是 。（3 3）用小麦和黑麦培育八倍体黑小麦的方法）用小麦和黑麦培育八倍体黑小麦的方法是是 。（4 4）将青椒的种子搭载人造卫星，在太空中飞行数周后）将青椒的种子搭载人造卫星，在太空中飞行数周后返回地面，获得了果大、肉厚和维生素含量高的青椒新品返回地面，获得了果大、肉厚和维生素含量高的青椒新品种，这种育种原理属于种，这种育种原理属于 。（5 5）用抗倒伏、不抗锈病和不抗倒伏、抗锈病的两个小）用抗倒伏、不抗锈病和不抗倒伏、抗锈病的两个小麦品种，培育出抗倒伏、抗锈病的品种，所用方法是麦品种，培