高三生物一轮复习导学案第42课时从杂交育种到基因工程

第42课时变异与基因工程在育种中的应用一、选择育种1.原理：通过选育，使生物产生的对人类有利的变异定向积累2.方法：3.优点：4.不足：二、杂交育种1.概念：将两个或多个品种的优良性状通过集中在一起，再经过和，获得新品种的方法2.原理：（时期：；适用范围：）3.过程：4.方法：植物：动物：【思考】杂交育种一定需要经过连续自交才能获得优良纯种吗?5.优点：①②6.不足：①②③7.应用：农业生产中:杂交育种是改良，提高农作物的常规方法；畜牧业中:家禽家畜的选育，如引进优质种牛与本地牛杂交，培育适应性强的乳用、肉用或乳肉兼用型优良品种。【概念辨析】杂交育种VS杂种优势①杂交育种：通过有性生殖，将不同的优良性状组合到后代的同一个个体中，从而选育出能够稳定遗传的优良品种。②杂种优势：指基因型不同的两亲本杂交产生的F1优于两个亲本的现象，并不要求遗传上的稳定，需年年制种。三、诱变育种1.概念：利用因素(如X射线、γ射线、紫外线、激光等)或因素(如亚硝酸、硫酸二乙酯等)来处理生物，使生物发生。2.原理：（主要时期：；适用范围：）5.优点：①提高，在获得更多的优良变异类型，加速育种进程；②产生，6.不足：由于突变的和，有利变异，突变体难以集中多个优良性状，操作具有，因此需要消耗大量材料。7.应用：主要用于农作物和微生物的育种：①在农业生产上，培育出的新品种具有抗病力、产量、品质等优点，如“黑农五号”大豆品种；②在微生物育种上，如的选育。四、基因工程1.基因工程的概念：基因工程又叫做或。指按照人们的意愿，把一种生物的某种基因，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，改造生物的遗传性状。【概念理解】要点内容别名原理操作对象操作水平优点(黏性末端)(黏性末端)磷酸二酯键切点GCATATTATACGGCATATTATACGGCATATTATACG(黏性末端)（1）基因的“剪刀”──（简称：）a.作用特点：一种限制酶只能并DNA分子上的b.作用部位：c.作用结果：将DNA分子切成，产生d.应用：提取，切割（2）基因的“针线”──两种来源不同的DNA用同种限制酶切割后，形成的末端可以，磷酸二酯键DNA连接酶GCATAT磷酸二酯键DNA连接酶GCATATTATACGDNA连接酶接而成的DNA骨架上的缺口，需要靠来“缝合”a.作用特点：作用于条具有的DNA分子b.作用部位：c.作用结果：将的末端连接起来d.应用：构建（3）基因的运输工具──分布：存在于许多以及等生物中a.作用：将分布：存在于许多以及等生物中特点：能够化学本质：是拟核或细胞核外的小型特点：能够化学本质：是拟核或细胞核外的小型（最常用）c.作为运载体必须具备的条件①能在宿主细胞内稳定并→保证目的基因能在细胞分裂过程中复制并传递给细胞②具有多个→便于与目的基因连接③具有某些(如抗性基因、颜色基因等)→检测目的基因是否导入受体细胞中3.基因工程操作的基本步骤①用某种切割质粒，①用某种切割质粒，用限制酶切割目的基因②加入，将质粒和目的基因结合成重组②加入，将质粒和目的基因结合成重组DNA分子检测：依据受体细胞是否具有运载体特有的标记基因所控制的性状检测：依据受体细胞是否具有运载体特有的标记基因所控制的性状(常用选择培养基,如运载体含有抗四环素基因，若导入成功，则受体细胞能在含有四环素的培养基上生长)鉴定：依据受体细胞是否表现出目的基因鉴定：依据受体细胞是否表现出目的基因所控制的性状(如让棉铃虫食用转基因抗虫棉叶片的方法，若棉铃虫死亡，则目的基因成功表达)【思考】基因工程中，为什么目的基因在不同物种中均能成功表达？4.基因工程的应用（1）作物育种：如抗棉铃虫的转基因抗虫棉，其抗虫基因来自，该基因能够指导合成一种毒性很强的，使棉铃虫等害虫死亡。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。意义：抗虫基因作物的使用，不仅了农药的用量，大大了生产成本，而且还减少了农药对的污染。（2）药物研制：如胰岛素、干扰素、乙肝疫苗等。科学家将人体内能够产生胰岛素的基因与大肠杆菌的重组，并在大肠杆菌体内成功。意义：了药品的品质，了药品生产的成本。（3）环境保护：利用转基因细菌降解有毒有害的化合物，吸收环境中的重金属，分解泄漏的石油，处理工业废水等。5.转基因生物及转基因食品的安全性转基因可能存在食品安全、生物安全和环境安全。要理性看待科学技术，在看到转基因技术的应用前景非常广阔的同时，也要正视转基因技术带来的安全性问题。★归纳提升1——与DNA有关的酶酶作用过程作用部位作用结果图示解旋酶DNA聚合酶DNA(水解)酶RNA聚合酶逆转录酶限制酶DNA连接酶★归纳提升2——不同育种方法的归纳与比较育种方法育种原理过程优点缺点应用选择育种长期选择，汰劣留良操作简便育种周期长，可选择的范围有限杂交育种基因重组植物：杂交→自交→选择→连续自交至不发生性状分离动物：杂交→F1雌雄个体交配→选择→测交→选择①“集优”②操作简便①育种时间长，过程繁琐②只能利用已有的基因进行重组③亲本只能是同种或亲缘关系近的生物杂交水稻诱变育种基因突变物理因素（紫外线、射线、激光等）或化学因素（亚硝酸、硫酸二乙酯等）处理萌发的种子或幼苗①提高突变频率，加快育种进程②产生新基因、新性状由于突变的低频性、不定向行、多害少利性，导致操作具有盲目性，需要消耗大量材料“黑农五号”大豆；高产青霉素菌株单倍体育种染色体变异①先花药离体培养得到单倍体幼苗②再秋水仙素处理单倍体幼苗得到正常植株明显缩短育种年限操作复杂，技术要求高用纯种高秆抗病与矮秆不抗病小麦快速培育矮秆抗病小麦多倍体育种染色体变异用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗①植株茎秆粗壮，果实、种子都比较大②营养物质含量提高发育迟缓，结实率低三倍体无子西瓜基因工程育种基因重组提取目的基因→目的基因与运载体结合→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定①定向改造生物的遗传性状②跨越种间鸿沟（跨物种）可能存在安全性问题转基因抗虫棉★归纳提升3——不同育种方法的选择1.最简捷、最常规的育种方法：，适用于2.能产生新基因但最盲目的育种方法：，适用于3.快速获得纯种的育种方法：，适用于4.提高营养物质含量的育种方法：，适用于5.培育本物种没有的新性状的育种方法：，适用于6.打破物种界限、最具预见性、定向改造生