1、第2節(jié) 現(xiàn)代生物技術(shù)在育種上的應(yīng)用課程標(biāo)準(zhǔn)列舉現(xiàn)代生物技術(shù)在育種上的應(yīng)用。課標(biāo)解讀1描述轉(zhuǎn)基因技術(shù)育種和細(xì)胞雜交育種等現(xiàn)代育種技術(shù)。2列舉現(xiàn)代育種技術(shù)在實(shí)踐中應(yīng)用的實(shí)例，探討其前景。3關(guān)注轉(zhuǎn)基因生物及其產(chǎn)品引發(fā)的社會(huì)影響。轉(zhuǎn)基因技術(shù)是指按照人們的意愿，把一種生物的某個(gè)_克隆出來，加以_和_，再轉(zhuǎn)移到_生物的細(xì)胞里，從而_地改造生物的遺傳性狀。_的制備和目的基因?qū)隷的過程。轉(zhuǎn)基因技術(shù)育種1概念2內(nèi)容基因修飾改造另一種定向目的基因受體細(xì)胞基因分離目的基因目的基因與_結(jié)合目的基因?qū)隷轉(zhuǎn)化組織或細(xì)胞植株再生_與未轉(zhuǎn)化的植株篩選_植株移苗入土選優(yōu)。3操作流程載體受體細(xì)胞轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)基因 轉(zhuǎn)基因技術(shù)遵循的原

2、理是什么？提示基因重組。思維激活1轉(zhuǎn)基因技術(shù)主要涉及的兩個(gè)方面轉(zhuǎn)基因技術(shù)主要涉及到兩個(gè)方面的內(nèi)容：目的基因的制備和目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的過程。目的基因的制備是一個(gè)復(fù)雜的過程。首先需要對(duì)目的基因的結(jié)構(gòu)、在染色體上的位置和DNA序列有非常清楚的認(rèn)識(shí)。其次要通過分子生物學(xué)技術(shù)將目的基因提取和分離出來，并且大量擴(kuò)增。將制備的目的基因?qū)氲绞芫鸦蚱渌?xì)胞中，經(jīng)培育、篩選、鑒定可獲得轉(zhuǎn)基因生物。1植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)育種過程2 下列關(guān)于轉(zhuǎn)基因技術(shù)育種的敘述，錯(cuò)誤的是 ()。A轉(zhuǎn)基因技術(shù)轉(zhuǎn)移的基因是有用的外源基因B轉(zhuǎn)移的基因可以來自不同物種C轉(zhuǎn)基因技術(shù)突破了生物的種間界限D(zhuǎn)轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以不定向地改造生物的遺傳性

3、狀解析轉(zhuǎn)基因技術(shù)能按照人們的意愿，讓不同品種或不同物種的基因，在受體生物上表達(dá)，從而能定向改造生物的遺傳性狀，培育生物新品種，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案D【鞏固1】學(xué)車問答 學(xué)車問題回答駕駛員模擬考試2016 科目一 科目二 科目三 科目四(1)1983年第一例轉(zhuǎn)基因植物轉(zhuǎn)基因_。(2)轉(zhuǎn)基因_番茄。(3)轉(zhuǎn)基因_作物：轉(zhuǎn)_抗蟲棉、抗蟲玉米、抗蟲楊樹和抗蟲甘藍(lán)，轉(zhuǎn)植物_抑制劑基因、轉(zhuǎn)外源凝集素基因的轉(zhuǎn)基因水稻、轉(zhuǎn)基因棉。(4)抗_作物：抗除草劑玉米、油菜、大豆、棉等。轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物的實(shí)例1轉(zhuǎn)基因植物的實(shí)例煙草耐貯藏Bt基因蛋白酶除草劑抗蟲(1)1982年美國(guó)科學(xué)家將大鼠的_注射到小白鼠的受精卵中，獲得第一

4、只轉(zhuǎn)基因“超級(jí)小鼠”。(2)動(dòng)物轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用：提高產(chǎn)仔數(shù)或產(chǎn)蛋數(shù)；提高_(dá)能力；研制乳腺_；提高動(dòng)物生長(zhǎng)速率；改善肉的品質(zhì)。 生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物時(shí)，為什么一般將目的基因注射到受精卵中？提示受精卵的全能性最高，可以發(fā)育成一個(gè)完整的個(gè)體。思維激活22轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的實(shí)例生長(zhǎng)激素基因生物反應(yīng)器抗病將目的基因?qū)氩煌荏w細(xì)胞的比較細(xì)胞種類植物細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞微生物細(xì)胞常用方法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法顯微注射法Ca2處理法受體細(xì)胞體細(xì)胞受精卵原核細(xì)胞轉(zhuǎn)化過程目的基因插入Ti質(zhì)粒的TDNA上農(nóng)桿菌導(dǎo)入植物細(xì)胞整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上表達(dá)目的基因表達(dá)載體提純?nèi)÷?受精卵)顯微注射受精卵發(fā)育獲得具有新性狀的動(dòng)物Ca2處理細(xì)胞

5、感受態(tài)細(xì)胞重組表達(dá)載體與感受態(tài)細(xì)胞混合感受態(tài)細(xì)胞吸收DNA分子1用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)藥物(乳腺生物反應(yīng)器)(1)乳腺生物反應(yīng)器讓某些特定的外源基因在哺乳動(dòng)物體內(nèi)表達(dá)，使這些哺乳動(dòng)物的乳汁中含有人類所需要的物質(zhì)，如激素、抗體和酶類，這就是乳腺生物反應(yīng)器。(2)優(yōu)點(diǎn)產(chǎn)量高，質(zhì)量好，成本低，易提取。(3)缺點(diǎn)只能是雌性個(gè)體在泌乳期時(shí)才能應(yīng)用。(4)成果已在乳腺生物反應(yīng)器中表達(dá)了抗凝血酶、血清白蛋白、生長(zhǎng)激素和抗胰蛋白酶等重要醫(yī)藥產(chǎn)品。2. 上海醫(yī)學(xué)遺傳研究所成功培育出第一頭攜帶白蛋白的轉(zhuǎn)基因牛，他們還研究出一種可大大提高基因表達(dá)水平的新方法，使轉(zhuǎn)基因動(dòng)物乳汁中的藥物蛋白含量提高30多倍。“轉(zhuǎn)基因動(dòng)物”是

6、指 ()。A提供基因的動(dòng)物B基因組中增加外源基因的動(dòng)物C能產(chǎn)生白蛋白的動(dòng)物D能表達(dá)基因信息的動(dòng)物解析轉(zhuǎn)基因生物是指利用基因工程技術(shù)導(dǎo)入外源基因培育出的能夠?qū)⑿滦誀罘€(wěn)定地遺傳給后代的基因工程生物。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物是指基因組中增加了外源基因的動(dòng)物，題中的轉(zhuǎn)基因牛中攜帶有外源的白蛋白基因。答案B【鞏固2】指將同類或不同類生物體的_或體細(xì)胞，在一定的物理或化學(xué)條件下進(jìn)行融合形成_，再創(chuàng)造條件將_培養(yǎng)成完整的雜種生物個(gè)體。細(xì)胞雜交育種1細(xì)胞雜交原生質(zhì)體雜種細(xì)胞雜種細(xì)胞植物細(xì)胞雜交2(1)獲得原生質(zhì)體：人們常用_等將細(xì)胞壁分解掉，得到無細(xì)胞壁的植物細(xì)胞原生質(zhì)體。(2)誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合：方法有物理法(如_、電刺激

7、等)和化學(xué)法(如_)等。(3)獲得雜種植株：通過_技術(shù)將雜種細(xì)胞培育為雜種植株。動(dòng)物細(xì)胞雜交與植物原生質(zhì)體融合的原理_，誘導(dǎo)融合的方法_。迄今為止，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了人鼠、人猴、人蛙等種間個(gè)體的細(xì)胞雜交并獲得雜交細(xì)胞，但尚未獲得雜種動(dòng)物。3動(dòng)物細(xì)胞雜交 雜種植株會(huì)是單倍體嗎？提示不會(huì)。思維激活3纖維素酶和果膠酶聚乙二醇植物組織培養(yǎng)基本相同也類似振動(dòng)植物細(xì)胞雜交(1)植物細(xì)胞雜交是用兩個(gè)來自于不同植物的體細(xì)胞融合成一個(gè)雜種細(xì)胞，并把雜種細(xì)胞培育成新植株的方法。從這句話可以看出，植物細(xì)胞雜交是從細(xì)胞融合開始，到培育成新的植株結(jié)束。其生殖方式為無性生殖。(2)植物細(xì)胞雜交的實(shí)質(zhì)是不同植物細(xì)胞的原生質(zhì)體的融合

8、。(3)植物細(xì)胞融合的障礙是細(xì)胞外的細(xì)胞壁，融合完成的標(biāo)志是產(chǎn)生新的細(xì)胞壁。(4)形成融合細(xì)胞的類型：體細(xì)胞融合成功以后，既有AB型雜種細(xì)胞，又能形成AA型和BB型兩種融合細(xì)胞，但只有AB型細(xì)胞是植物細(xì)胞雜交所形成的雜種細(xì)胞，因此在雜種細(xì)胞形成后還應(yīng)有一個(gè)篩選過程。(5)植物細(xì)胞雜交育種的優(yōu)點(diǎn)和局限性優(yōu)點(diǎn)：植物細(xì)胞雜交的最大突破是克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的種間或?qū)匍g障礙。局限性：由于目前仍有許多理論和技術(shù)問題沒有解決，不能讓雜種植株按照人們的需要表現(xiàn)出親代的優(yōu)良性狀。 科學(xué)家們將番茄細(xì)胞和馬鈴薯細(xì)胞融合，成功地培育出了“番茄馬鈴薯”雜種植株，但它在地上部分所結(jié)的番茄果實(shí)小、地下部分長(zhǎng)的馬鈴薯塊莖更

9、小。下列說法錯(cuò)誤的是 ()。A進(jìn)行植物細(xì)胞融合必須先制備原生質(zhì)體B番茄和馬鈴薯屬于同一個(gè)物種C植物細(xì)胞雜交過程需要植物組織培養(yǎng)技術(shù)支持D這種“番茄馬鈴薯”很可能是可育的【鞏固3】解析植物細(xì)胞雜交，首先的工作是用酶解法將細(xì)胞壁去除，從而獲得原生質(zhì)體，再用一定的誘導(dǎo)方法促使融合，經(jīng)植物組織培養(yǎng)形成完整的雜種植株。番茄和馬鈴薯細(xì)胞融合后，成為“多倍體”細(xì)胞，細(xì)胞染色體組數(shù)增加，細(xì)胞內(nèi)每條染色體仍然有其同源染色體，所以從理論上講仍然可育。故選B。答案B 為擴(kuò)大可耕地面積，增加糧食產(chǎn)量，黃河三角洲等鹽堿地的開發(fā)利用備受關(guān)注。我國(guó)科學(xué)家應(yīng)用耐鹽基因培育出了耐鹽水稻新品系。(1)獲得耐鹽基因后，構(gòu)建重組DN

10、A分子所用的限制性內(nèi)切酶作用于圖中的_處，DNA連接酶作用于_處。(填“a”或“b”)【例1】示例一基因工程育種及應(yīng)用(2)將重組DNA分子導(dǎo)入水稻受體細(xì)胞的常用方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法和_法。(3)由導(dǎo)入目的基因的水稻細(xì)胞培養(yǎng)成植株需要利用_技術(shù)，該技術(shù)的核心是_和_。(4)為了確定耐鹽轉(zhuǎn)基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素標(biāo)記的_作探針進(jìn)行分子雜交檢測(cè)，又要用_方法從個(gè)體水平鑒定水稻植株的耐鹽性。思維導(dǎo)圖：深度剖析 基因工程中的工具酶限制酶和DNA連接酶的作用是斷開或連接兩核苷酸間的磷酸二酯鍵。將目的基因?qū)胫参锸荏w細(xì)胞常用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法。目的基因的檢測(cè)與鑒定，

11、常利用DNA分子雜交技術(shù)(探針)等作分子水平的檢測(cè)和個(gè)體生物學(xué)水平的鑒定。植物組織培養(yǎng)的基本過程是植物在離體狀態(tài)下，進(jìn)行脫分化與再分化。答案(1)aa(2)基因槍(花粉管通道)(3)植物組織培養(yǎng)脫分化(去分化)再分化(4)耐鹽基因(目的基因)一定濃度鹽水澆灌(移栽到鹽堿地中)反思感悟 轉(zhuǎn)基因生物不同，受體細(xì)胞不同，導(dǎo)入方法亦不同。 下圖所示是“白菜甘藍(lán)”雜種植株的培育過程。下列敘述中正確的是 ()。【例2】示例二細(xì)胞雜交育種A圖示的“白菜甘藍(lán)”植株不能結(jié)子B愈傷組織的代謝類型是異養(yǎng)厭氧型C上述過程中包含有絲分裂、細(xì)胞分化和減數(shù)分裂等過程D“白菜甘藍(lán)”雜種植株具有的性狀是基因選擇性表達(dá)的 結(jié)果思

12、維導(dǎo)圖：深度剖析 白菜和甘藍(lán)都是二倍體，它們的體細(xì)胞雜交后培育的“白菜甘藍(lán)”雜種植株中有2個(gè)染色體組來自白菜，2個(gè)染色體組來自甘藍(lán)，因此“白菜甘藍(lán)”屬于異源四倍體，是可育的，能結(jié)子；愈傷組織是一種高度液泡化的、呈無定形狀態(tài)的薄壁細(xì)胞，不能進(jìn)行光合作用制造有機(jī)物，因此愈傷組織的代謝類型是異養(yǎng)需氧型；上述過程包括去壁、原生質(zhì)體融合、植物組織培養(yǎng)等過程，其結(jié)果是形成“白菜甘藍(lán)”的幼苗，并未發(fā)育成性成熟個(gè)體，因此整個(gè)過程中存在有絲分裂和細(xì)胞分化過程，沒有減數(shù)分裂過程；任何性狀都是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果。答案D誤區(qū)警示 “白菜甘藍(lán)”植株是二倍體的體細(xì)胞通過細(xì)胞雜交而獲得，其體細(xì)胞內(nèi)含有四個(gè)染色體組，屬于異

13、源四倍體，有性生殖中減數(shù)分裂正常，可育。在玉米地中噴灑除草劑，殺死了田間雜草，而玉米卻正常生長(zhǎng)，那么該玉米可能是 ()。A轉(zhuǎn)抗凍蛋白基因植物 B轉(zhuǎn)抗除草劑基因植物C轉(zhuǎn)抗病毒基因植物 D轉(zhuǎn)抗毒素合成基因植物解析雜草被殺死，而玉米卻正常生長(zhǎng)，說明該玉米具有抗除草劑的能力，故選B。答案B1科學(xué)家已能運(yùn)用基因工程技術(shù)，讓羊合成并分泌抗體。下列相關(guān)敘述中，不正確的是 ()。A該技術(shù)將導(dǎo)致定向的變異B受精卵是理想的受體細(xì)胞C垂體分泌的催乳素能促進(jìn)抗體的產(chǎn)生D宜采用人工合成法獲得目的基因解析讓某些特定的外源基因在哺乳動(dòng)物體內(nèi)表達(dá)，使這些哺乳動(dòng)物的乳汁中含有人類所需要的物質(zhì)，如激素、抗體和酶類，這就是乳腺生物

14、反應(yīng)器。實(shí)現(xiàn)這種目的的方法就是利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)，讓哺乳動(dòng)物(如羊)得到相應(yīng)的外源基因。該項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)之一就是可以定向的改變生物的遺傳性狀。受精卵是個(gè)體發(fā)育的起點(diǎn)，其經(jīng)細(xì)胞分裂、組織分化發(fā)育成的個(gè)體，所有的細(xì)胞都含有與受精卵相同的遺傳物質(zhì)，且受精卵體積大，易操作，是基因工程中最理想的受體細(xì)胞。答案C21993年，我國(guó)科學(xué)工作者培育成的抗棉鈴蟲的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉，其抗蟲基因的來源是 ()。A普通棉花的基因突變B棉鈴蟲變異形成的致死基因C寄生在棉鈴蟲體內(nèi)的線蟲D蘇云金芽孢桿菌體內(nèi)的抗蟲基因解析植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)中用于殺蟲的基因主要是Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制劑基因、淀粉酶抑制劑基因、植物凝集素基因等。我國(guó)轉(zhuǎn)基

15、因抗蟲棉是轉(zhuǎn)入蘇云金芽孢桿菌中的Bt毒蛋白基因培育出來的，它對(duì)棉鈴蟲具有較強(qiáng)的抗性。答案D3在不損傷高等植物體細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)的情況下，下列適合于除去細(xì)胞壁的是 ()。A蛋白酶 B鹽酸C淀粉酶 D纖維素酶和果膠酶解析植物細(xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠，因此用纖維素酶和果膠酶處理植物細(xì)胞即可除去細(xì)胞壁。答案D4根據(jù)下面材料，回答下面的問題。科學(xué)家把菠菜的基因植入豬的受精卵內(nèi)，成功培育出不飽和脂肪酸含量高的豬。在對(duì)這種豬的脂肪組織進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，它們體內(nèi)的不飽和脂肪酸要比一般豬高大約20%。植入豬受精卵里的菠菜基因控制菠菜根部合成一種酶FAD2，這種酶能夠?qū)柡椭舅徂D(zhuǎn)換為不飽和脂肪酸。(1)高不飽和脂肪酸豬的誕生，運(yùn)用了_技術(shù)手段。(2)菠菜基因之所以能植入豬細(xì)胞內(nèi)，并大量繁殖的物質(zhì)基礎(chǔ)是_、_。(3)具有菠菜基因的豬，體內(nèi)不飽和脂肪酸要比一般豬高大約20%，說明_。(4)植物和動(dòng)物間基因移植成功，說明生物間合成蛋白質(zhì)的方式