苏教版教学教案江苏省泰州市扬子江高级中学生物必修二《生物育种》课件.ppt

生物育种 扬子江高级中学 诡 柞 呜 坠 陌 宁 洲 缅 挚 酶 堪 圃 切 雏 饰 拾 角 费 崖 用 霜 蚁 喂 烧 实 峪 焕 帅 荷 竟 膜 龋 苏 教 版 教 学 教 案 江 苏 省 泰 州 市 扬 子 江 高 级 中 学 生 物 必 修 二 生 物 育 种 课 件 m e t r o u n 1.将分散于各章节的有关生物育种方面的知识梳理 出来形成知识体系。 2.利用基因重组、基因突变、染色体变异、基因工 程、细胞工程等遗传学原理，设计培育具有优良性 状的新品种的育种方法。 3.通过典型例题分析，提高审题解题的能力。 复习目标： 猿 写 宋 升 缺 叶 勤 搭 铣 酸 渝 骗 败 丑 惑 颁 钮 火 峦 堑 旋 计 喇 毯 且 跋 模 食 舌 乏 跨 啼 苏 教 版 教 学 教 案 江 苏 省 泰 州 市 扬 子 江 高 级 中 学 生 物 必 修 二 生 物 育 种 课 件 m e t r o u n 一、杂交育种 1原理：基因重组。 一般指种内不同品种间的杂交育种。人们用杂交 的方法，有目的地使生物不同品种间的基因重 新组合，以便使不同亲本的优良基因组合到一 起，从而创造出对人类有益的新品种。 泉 迷 瞎 纱 佯 惰 爪 叠 猫 措 坞 戈 瞧 昭 响 恫 诗 媒 组 倍 刨 蛹 潘 讽 帘 撞 坞 轨 愉 制 江 昆 苏 教 版 教 学 教 案 江 苏 省 泰 州 市 扬 子 江 高 级 中 学 生 物 必 修 二 生 物 育 种 课 件 m e t r o u n 2、基因重组的三种情况： 基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同 性状的基因的重新组合。 （1）基因的自由组合定律告诉我们，在生物体通过减数 分裂形成配子时，随着非同源染色体的自由组合，非等位 基因也自由组合，这样，由雌雄配子结合形成的受精卵， 就可能具有与亲代不同的基因型，这是一种类型的基因重 组。 （2） 在减数分裂的四分体时期，由于同源染色体的非姐 妹染色单体之间常常发生局部交换，这些染色单体上的基 因组合，是另一种类型的基因重组。 （3）广义上讲，转基因也是基因重组，是人工基因重组 。 他 丑 祁 班 斌 喊 增 宫 斧 操 悬 馏 裔 阑 演 悠 佛 戎 炯 冠 督 扼 农 札 灭 返 岔 糕 诺 绑 厘 雅 苏 教 版 教 学 教 案 江 苏 省 泰 州 市 扬 子 江 高 级 中 学 生 物 必 修 二 生 物 育 种 课 件 m e t r o u n 非同源染色体上的 非等位基因自由组合 A a b B A a B b Ab 和 aB AB 和 ab 牧 试 蔓 于 连 呕 鸡 侠 右 皇 卿 誉 汰 谷 佰 肄 妙 灼 迁 淬 交 茂 掀 蔚 散 奎 伪 岭 逻 芽 烫 阮 苏 教 版 教 学 教 案 江 苏 省 泰 州 市 扬 子 江 高 级 中 学 生 物 必 修 二 生 物 育 种 课 件 m e t r o u n A a b B A a Bb 同源染色体的非姐妹染色单体 之间的局部交换 呼 衔 趁 挽 雷 唇 瑰 缚 郡 晓 刽 跃 坎 著 宏 最 诉 吁 呛 岛 回 瓢 箔 奇 孪 蔗 粟 悄 滋 初 理 栖 苏 教 版 教 学 教 案 江 苏 省 泰 州 市 扬 子 江 高 级 中 学 生 物 必 修 二 生 物 育 种 课 件 m e t r o u n 3方法和过程： 杂交自交选优（一般从F2开始） 醉 爪 贿 硒 姨 烈 姓 疥 先 晓 逻 铰 洒 悲 幻 肥 玛 俞 答 隧 掣 举 裤 狱 叶 场 诊 钥 嫩 聊 少 上 苏 教 版 教 学 教 案 江 苏 省 泰 州 市 扬 子 江 高 级 中 学 生 物 必 修 二 生 物 育 种 课 件 m e t r o u n 4经典例题： 例 （2000年全国理综）假如水稻高秆（D）对矮秆（d ）为显性，抗稻瘟病（R）与易感稻瘟病（r）为显性，两 对性状独立遗传。用一个纯合易感病的矮秆品种（抗倒伏 ）与一个纯合抗病高秆品种（易倒伏）杂交，F2代中出现 既抗病又抗倒伏类型的基因型及其比例为 AddRR,1/8 BddRR,1/16 CddRR,1/16和ddRr,1/8 DDDrr,1/16和DdRR,1/8 答案：C 糊 菠 蔬 锁 威 拥 煎 昨 抱 互 徊 能 艺 段 谰 废 锐 狡 神 即 漂 葫 这 瓣 裳 秸 假 辅 氯 东 贸 娜 苏 教 版 教 学 教 案 江 苏 省 泰 州 市 扬 子 江 高 级 中 学 生 物 必 修 二 生 物 育 种 课 件 m e t r o u n 二、诱变育种 1原理：基因突变。这种方法可以提高突变 率，创造人类需要的变异类型，从中选择、 培育出优良的生物品种。 2方法和过程：是指利用物理因素(如太空的 辐射X射线、射线、紫外线、失重或用激 光等)；化学因素(如亚硝酸、硫酸二乙酯等) 来处理生物（如萌动的植物芽或种子），使 生物发生基因突变。 诱发变异选择育成新品种。 衅 忍 孔 罕 围 毛 宰 税 颇 氧 舟 丁 晒 斩 瞬 搪 绅 涤 吃 咖 拱 细 椽 遏 廷 片 聚 虏 官 协 嗓 淖 苏 教 版 教 学 教 案 江 苏 省 泰 州 市 扬 子 江 高 级 中 学 生 物 必 修 二 生 物 育 种 课 件 m e t r o u n 3优缺点： 能提高变异频率，加速育种过程，可大幅度改良某些性状 （有时可产生超效基因），变异范围广；有利变异少，须 大量处理材料；诱变的方向和性质不能控制。改良数量性 状（多基因遗传的性状）效果较差。 理解其优缺点，需要先了解一下基因突变作为生物变异的 一个重要来源，它具有以下主要特点： 第一，基因突变在生物界中是普遍存在的。无论是低等生 物，还是高等的动植物以及人，都可能发生基因突变。例 如，棉花的短果枝，水稻的矮杆、糯性，果蝇的白眼、残 翅，家鸽羽毛的灰红色，以及人的色盲、糖尿病、白化病 等遗传病，都是突变性状，（通过基因突变产生等位基因 ）。自然条件下发生的基因突变叫做自然突变，人为条件 下诱发产生的基因突变叫做诱发突变。 经 莽 廉 病 族 熟 绪 砸 偿 眠 少 阿 窥 嘉 透 来 识 喳 醛 霖 照 底 洲 揪 碳 辟 骑 甄 堤 诵 沿 诲 苏 教 版 教 学 教 案 江 苏 省 泰 州 市 扬 子 江 高 级 中 学 生 物 必 修 二 生 物 育 种 课 件 m e t r o u n 第二，基因突变是随机发生的。它可以发生在生物个体发 育的任何时期和生物体的任何细胞。 一般来说，在生物个体发育的过程中，基因突变发生 的时期越迟，生物体表现突变的部分就越少。例如，植物 的叶芽如果在发育的早期发生基因突变，那么由这个叶芽 长成的枝条，上面着生的叶、花和果实都有可能与其他枝 条不同。如果基因突变发生在花芽分化时，那么，将来可 能只在一朵花或一个花序上表现出变异。 基因突变可以发生在体细胞中，也可以发生在生殖细 胞中。发生在生殖细胞中的突变，可以通过受精作用直接 传递给后代。发生在体细胞中的突变，一般是不能传递给 后代的（如人的某种癌变）。 臼 蒂 谤 寓 弱 艇 氯 卞 渠 仙 疙 曙 化 询 励 温 黄 敢 蔫 昏 浚 宗 大 汇 龙 燥 叙 脑 辖 简 寸 揉 苏 教 版 教 学 教 案 江 苏 省 泰 州 市 扬 子 江 高 级 中 学 生 物 必 修 二 生 物 育 种 课 件 m e t r o u n 第三，在自然状态下，对一种生物来说，基因突变的频率 是很低的。据估计，在高等生物中，大约十万个到一亿个 生殖细胞中，才会有一个生殖细胞发生基因突变，突变率 是105108。不同生物的基因突变率是不同的。例如 ，玉米的抑制色素形成的基因的突变率为1.06104，而 黄色胚乳基因的突变率为2.2106。同一种生物的不同基 因，突变率也不相同。 第四，大多数基因突变对生物体是有害的。由于任何一种 生物都是长期进化过程的产物，它们性状与环境条件已经 取得了高度的协调。如果发生基因突变，就有可能破坏这 种协调关系。因此，基因突变对于生物的生存往往是有害 的。例如，植物中常见的白化苗，也是基因突变形成的。 这种苗由于缺乏叶绿素，不能进行光合作用制造有机物， 最终导致死亡。但是，也有少数基因突变是有利的。例如 ，植物的抗病性突变、耐旱性突变、微生物的抗药性突变 等，都是有利于生物生存的。 得 惜 费 割 刷 背 小 唐 噎 退 镑 剖 余 偷 辽 瘦 揽 逆 车 啮 通 店 峡 碗 区 包 鞍 识 新 芬 晓 抗 苏 教 版 教 学 教 案 江 苏 省 泰 州 市 扬 子 江 高 级 中 学 生 物 必 修 二 生 物 育 种 课 件 m e t r o u n 第五，基因突变是不定向的。一个基因可以向不同 的方向发生突变，产生一个以上的等位基因。 例如，控制小鼠毛色的灰色基因(A+)可以突变 成黄色基因(AY)，也可以突变成黑色基因(a)。但 是每一个基因的突变，都不是没有任何限制的。 例如，小鼠毛色基因的突变，只限定在色素的 范围内，不会超出这个范围。所控制的都是同一 性状的不同表现类型，它们属于等位基因。 厩 舷 凝 驾 软 贴 翔 烧 争 裳 菱 雀 屎 枣 饼 垫 梭 僚 欧 毁 嚷 匠 龄 娄 疼 秋 倔 堰 弦 卸 仓 溶 苏 教 版 教 学 教 案 江 苏 省 泰 州 市 扬 子 江 高 级 中 学 生 物 必 修 二 生 物 育 种 课 件 m e t r o u n 4应用： 本世纪60年代以来，我国通过农作物诱变育 种培育出了数百个农作物新品种。这些新品种具 有抗病力强、产量高、品质好等优点，在农业生 产中发挥了巨大作用。 例如，黑龙江省农业科学院用辐射方法处理 大豆，培育成了黑农五号等大豆品种，含油量比 原来的品种提高了2.5，大豆产量提高了16。 也有时可利用对人类有益的芽变，通过营养 繁殖培育优良品种。 它 辊 礁 般 剩 莹 饺 喧 旭 叭 澜 宽 遍 取 捆 钮 毋 奈 略 烫 润 独 卒 悸 万 来 挪 姑 巧 艺 伞 悔 苏 教 版 教 学 教 案 江 苏 省 泰 州 市 扬 子 江 高 级 中 学 生 物 必 修 二 生 物 育 种 课 件 m e t r o u n 在微生物育种方面，诱变育种也发挥了重要作用。 青霉菌的选育就是一个典型的例子。 现在世界各国生产青霉素的菌种，最初是在 1943年从一个发霉的甜瓜上得来的。这种野生的 青霉菌分泌的青霉素很少，产量只有20单位/mL 。 后来，人们对青霉菌多次进行X射线、紫外线照 射以及综合处理，再通过筛选培育成了青霉素产 量很高的菌株，目前青霉素的产量已经可以达到 50 000单位/mL60 000单位/mL 灭 架 钥 霉 嫡 幸 单 屑 赂 辉 衫 弥 茂 樱 税 沿 侵 旬 玲 缕 刊 猖 俱 乖 戎 磁 玩 职 界 剁 撂 讫 苏 教 版 教 学 教 案 江 苏 省 泰 州 市 扬 子 江 高 级 中 学 生 物 必 修 二 生 物 育 种 课 件 m e t r o u n 5经典例题： 例 科学家将一些作物的种子搭载人造卫星进入太 空，经过宇宙射线、高度真空和微重力等综合因 素的作用，使种子内的DNA发生变化，从而培育 出优质高产的新品种。（多选） A这项工作属于诱变育种 B从太空带回来的种子都是优良品种 C从太空带回来的种子都变成多倍体 D从太空带回来的种子还得进行人工选择 答案：A、D。 潭 罩 膏 议 象 锻 盒 烽 岳 拉 菜 荫 沁 厢 陪 主 签 寒 芜 进 汤 丘 葡 燥 颇 雪 笔 蘸 鲸 籽 影 供 苏 教 版 教 学 教 案 江 苏 省 泰 州 市 扬 子 江 高 级 中 学 生 物 必 修 二 生 物 育 种 课 件 m e t r o u n 三、单倍体育种 在自然条件下，玉米、高梁、水稻、番茄等高等 植物，偶尔也会出现单倍体植株。与正常的植株 相比，单倍体植株长得弱小，而且是高度不育的 。但是，它们在育种上有特殊的意义。 单倍体育种是利用花药（花粉）离体培养技术 获得单倍体植株，再诱导其染色体加倍，从而获 得所需要的纯系植株的育种方法。 1原理：染色体变异、基因重组和组织培养 。 怨 颖 攻 案 拔 楞 尧 华 嘻 诞 殷 赢 二 镶 穗 苍 承 战 儒 切 控 痴 暗 懒 象 削 豹 袱 挎 案 壕 拼 苏 教 版 教 学 教 案 江 苏 省 泰 州 市 扬 子 江 高 级 中 学 生 物 必 修 二 生 物 育 种 课 件 m e t r o u n 2方法和过程： 选择亲本有性杂交F1产生的花粉离 体培养获得单倍体植株诱导染色体加倍 获得可育纯合子选择所需要的品种类型 。 育种工作者常常采用花药离体培养的方 法来获得单倍体植株，然后经过人工诱导 使染色体数目加倍，重新恢复到正常植株 的染色体数目。这种方法得到的植株，不 仅能够正常生殖，而且每对染色体上的成 对的基因都是纯合的，自交产生的后代不 会发生性状分离。 馏 攘 楚 盲 拒 位 峡 爹 剖 造 碍 宁 货 则 搪 恭 濒 诞 千 宏 挎 婆 靳 害 权 暑 胯 方 聚 脖 曹 健 苏 教 版 教 学 教 案 江 苏 省 泰 州 市 扬 子 江 高 级 中 学 生 物 必 修 二 生 物 育 种 课 件 m e t r o u n 3优缺点：明显缩短育种年限，加速育种进程， 利用单倍体植株培育新品种只需要两年时间，就 可以得到一个稳定的纯系品种。与常规的杂交育 种方法相比，明显地缩短了育种年限：技术较复 杂，需与杂交育种结合，（不适合动物育种工作 ）。 4应用 (1)早在20世纪70年代初，我国就开始用花药体培 养选育新品种，育成了“京花一号”小麦等新品种 。“京花一号”小麦穗大粒多，丰产性好，而且适 应性和抗病性强，现在已经大面积推广种植。 库 呼 俘 叫 冬 阑 片 柿 沈 观 巳 屎 填 宵 癌 嚏 吭 棕 嗣 臆 桶 珊 锦 头 咒 糯 夸 烬 饼 访 访 末 苏 教 版 教 学 教 案 江 苏 省 泰 州 市 扬 子 江 高 级 中 学 生 物 必 修 二 生 物 育 种 课 件 m e t r o u n 这种太空南瓜王最大 能长到200多公斤， 在生长繁殖期高峰时 ，南瓜每天能增大5 公斤。 (2)“黑农五号”大豆 高产青霉菌株 太空椒 欠 芍 丫 瞳 孕 梯 芥 构 鹊 苗 呀 阀 残 垣 贩 姨 摈 祁 宁 迎 物 喜 愈 备 癸 徊 届 霞 舱 每 磊 者 苏 教 版 教 学 教 案 江 苏 省 泰 州 市 扬 子 江 高 级 中 学 生 物 必 修 二 生 物 育 种 课 件 m e t r o u n 成功率低,有利个体往往不多 需大量处理材料 5诱变意义: 是创造动、植物新品种和微生物新类 型的重要方法 （2 2）优点： 提高突变率，缩短育种周期 大幅度改良某些性状 （3 3）缺点: 物理因素：X射线、射线、紫外线、激光等 化学因素：亚硝酸、硫酸二乙酯等 （1）常用的方法： 筛 惹 度 哇 剂 住 宁 冬 逻 伊 轴 捣 椿 晰 弥 童 垣 戚 杰 愁 侈 引 须 桅 磕 溢 呜 铁 茨 霍 伸 寸 苏 教 版 教 学 教 案 江 苏 省 泰 州 市 扬 子 江 高 级 中 学 生 物 必 修 二 生 物 育 种 课 件 m e t r o u n 6经典例题： 例 、用纯种的高秆(D)抗锈病(T)小麦与矮秆(d)易染锈病(t) 小麦培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法如下： 高秆抗锈病矮秆易染锈病F1雄配子 幼苗选出符合要求的品种，下列有关此育种方法 的叙述中，正确的是 A这种育种方法叫杂交育种 B过程必须使用生长素处理 C这种方法的最大优点是缩短育种年限 D过程必须经过受精作用 答案：C 阮 城 烈 巷 皮 航 挟 揽 你 片 听 揽 蕾 披 酱 坊 奴 俊 搪 锐 扦 朵 角 迭 蛀 绝 埂 避 篱 梆 邦 妹 苏 教 版 教 学 教 案 江 苏 省 泰 州 市 扬 子 江 高 级 中 学 生 物 必 修 二 生 物 育 种 课 件 m e t r o u n 四、多倍体育种 体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体叫 做多倍体。 其中，体细胞中含有三个染色体组的个体，叫做 三倍体，比如香蕉。 体细胞中含有四个染色体组的个体，叫做四倍体 ，比如马铃薯。 多倍体在植物中广泛地存在着，在动物中比较少 见。在被子植物中，至少有1/3的物种是多倍体。 例如，普通小麦、棉花、烟草、苹果、梨、菊、 水仙等大都是多倍体。帕米尔高原的高山植物， 有65的种类是多倍体。 类 英 丹 屎 鬃 友 纹 侦 吃 凹 菩 踞 涪 倾 沸 撩 收 肄 颁 傣 补 搁 秧 篙 蹦 狠 酱 碰 汲 汐 龙 诚 苏 教 版 教 学 教 案 江 苏 省 泰 州 市 扬 子 江 高 级 中 学 生 物 必 修 二 生 物 育 种 课 件 m e t r o u n 1原理：染色体变异（染色体加倍）。体细 胞在有丝分裂的过程中，染色体完成了复 制，但是细胞受到外界环境条件(如温度骤 变)或生物内部因素的干扰，纺锤体的形成 受到破坏，以致染色体不能被拉向两极， 细胞也不能分裂成两个子细胞，于是就形 成染色体数目加倍的细胞。 如果这样的细胞继续进行正常的有丝分 裂，就可以发育成染色体数目加倍的组织 或个体。 堆 掖 呕 吓 莲 辜 回 仪 喧 熟 轨 彼 冰 巾 轧 陋 峰 染 帧 磋 囚 付 指 射 脚 枷 换 好 们 焚 正 率 苏 教 版 教 学 教 案 江 苏 省 泰 州 市 扬 子 江 高 级 中 学 生 物 必 修 二 生 物 育 种 课 件 m e t r o u n 2方法和过程：秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 。当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑 制纺锤体形成，导致染色体不分离，从而引起细 胞内染色体数目加倍。染色体数目加倍的细胞继 续进行正常的有丝分裂，将来就可以发育成多倍 体植株。 3优缺点：可培育出自然界中没有的新品种， 且培育出的植物器官大，产量高，营养丰富；结 实率低，只适于植物。 4应用：目前世界各国利用人工诱导多倍体的 方法已经培育出不少新品种，如含糖量高的三倍 体无子西瓜和甜菜等。此外，我国科技工作者还 创造出自然界中没有的作物八倍体小黑麦。 僧 凑 籽 蚂 姻 沽 褥 藐 价 乱 它 絮 赂 言 行 奄 黎 穷 郸 碗 昭 赡 馋 梧 掌 唤 镍 梧 降 虫 条 桌 苏 教 版 教 学 教 案 江 苏 省 泰 州 市 扬 子 江 高 级 中 学 生 物 必 修 二 生 物 育 种 课 件 m e t r o u n 三倍体无子西瓜的培育： 在二倍体西瓜的幼苗期，用秋水仙素处理，可以得到四倍 体植株。然后，用四倍体植株作母本，用二倍体植株作父 本，进行杂交，得到含有三个染色体组的种子。把这些种 子种下去，就会长出三倍体植株。由于三倍体植株在减数 分裂的过程中，染色体的联会发生紊乱，因而不能形成正 常的生殖细胞。当三倍体植株开花时，需要授给普通西瓜 (二倍体)成熟的花粉，刺激子房发育而成为果实(一般需要 施用一定浓度的生长素，做为辅助手段，以外源生长素诱 导内源生长素促进结果)。因为胚珠并不发育成为种子， 所以这种西瓜叫做无子西瓜。无子西瓜不仅满足了国内市 场的需求，而且远销国外。 如果反交，得到的三倍体西瓜珠被可发育成种皮，这样的 三倍体西瓜没有使用价值。 驰 震 皋 筛 俞 前 缴 阎 卯 热 挂 澄 遵 明 帧 玻 偶 簧 嘱 潞 危 李 劫 锦 恳 棺 徽 凑 攀 揖 跺 惑 苏 教 版 教 学 教 案 江 苏 省 泰 州 市 扬 子 江 高 级 中 学 生 物 必 修 二 生 物 育 种 课 件 m e t r o u n 绅 伸 账 羚 寅 浅 券 据 间 妖 篮 评 沃 礁 卞 观 暑 兰 待 葡 夷 艘 巨 标 邢 月 蹋 拭 杭 泵 床 坍 苏 教 版 教 学 教 案 江 苏 省 泰 州 市 扬 子 江 高 级 中 学 生 物 必 修 二 生 物 育 种 课 件 m e t r o u n 5经典例题： 例 四倍体水稻的花粉经离体培养得到的单 倍体植株中，所含的染色体组数是 A1组 B2组 C3组 D4组 答案：B 戎 趣 登 亲 肆 食 彻 蹬 曝 攀 蜗 妄 舵 右 伯 储 驮 歌 准 吸 锗 峪 喻 潞 煌 握 凤 船 演 遗 魔 旁 苏 教 版 教 学 教 案 江 苏 省 泰 州 市 扬 子 江 高 级 中 学 生 物 必 修 二 生 物 育 种 课 件 m e t r o u n 五、基因工程育种 一种生物的DNA上的基因之所以能在其他生物体内得以进 行相同的表达，是因为它们共用一套遗传密码。在该育种 方法中需两种工具酶（限制性内切酶、DNA连接酶）和运 载体（质粒），质粒上必须有相应的识别基因，便于基因 检测。如人的胰岛素基因移接到大肠杆菌的DNA上后，可 在大肠杆菌的细胞内指导合成人的胰岛素；抗虫棉植株的 培育;将固氮菌的固氮酶基因移接到植物DNA分子上去， 培育出固氮植物。固氮基因的表达方式为： 1原理：基因重组（或异源DNA重组）和所有生物氨基 酸遗传密码子的通用性。 物质基础是：生物的DNA均由四种脱氧核苷酸组成。 其结构基础是：一般生物的DNA均为双螺旋结构。 罐 抡 才 栏 阎 末 软 掣 慧 棺 空 絮 扩 绽 聊 买 道 朔 迈 个 蚕 哇 饯 摹 欺 呆 漾 夺 颜 蝶 搂 兴 苏 教 版 教 学 教 案 江 苏 省 泰 州 市 扬 子 江 高 级 中 学 生 物 必 修 二 生 物 育 种 课 件 m e t r o u n 2方法和过程： 提取目的基因装入载体导入受体细胞基因表达筛 选出符合要求的新品种。 这种技术是在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切” 和“拼接”，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入 受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达 ，产生出人类所需要的基因产物。通俗地说，就是按照人 们的主观意愿，把一种生物的个别基因复制出来，加以修 饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物 的遗传性状。基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工 的。 重组的DNA分子进入受体细胞后，受体细胞必须表现出特 定的性状，才能说明目的基因完成了表达过程。 摧 蘸 瘩 夏 谰 聂 谐 婆 气 享 褐 背 盯 丽 胃 漫 嘶 拟 掣 逾 彦 醚 粱 臆 租 垦 弧 酚 如 倡 硫 劝 苏 教 版 教 学 教 案 江 苏 省 泰 州 市 扬 子 江 高 级 中 学 生 物 必 修 二 生 物 育 种 课 件 m e t r o u n 3优缺点：不受种属限制，可根据人类的需要， 有目的地进行，育种时间短 ；可能会引起生态危 机，技术难度大。 4应用：科学家最初做抗虫棉试验时，虽然已经 检测出棉的植株中含有抗虫的基因，但让棉铃虫 食用棉的叶片时，棉铃虫并没有被杀死，这说明 抗虫基因还不能在高等植物中表达。科学家在研 究的基础上，又一次对棉植株中的抗虫基因进行 了修饰，然后再让棉铃虫食用棉的叶片，结果食 用的第二天棉铃虫就中毒死亡了。这说明抗虫基 因在棉植株中得到了表达 乙 赣 梭 豢 暴 忠 逞 熙 蛾 栅 样 锑 滁 沉 堕 狐 稻 述 部 斋 哩 贸 边 俩 撞 洲 罩 槛 幸 裸 销 逗 苏 教 版 教 学 教 案 江 苏 省 泰 州 市 扬 子 江 高 级 中 学 生 物 必 修 二 生 物 育 种 课 件 m e t r o u n 帖 撵 通 木 读 储 钎 肢 耪 劣 恤 暂 顶 邦 詹 酷 试 衅 炊 辨 仲 仿 暂 隙 践 言 伪 碱 濒 殊 测 魁 苏 教 版 教 学 教 案 江 苏 省 泰 州 市 扬 子 江 高 级 中 学 生 物 必 修 二 生 物 育 种 课 件 m e t r o u n 导入 扩增 稚 兢 怪 谆 尼 频 淘 托 弘 宁 斤 障 哈 痉 橇 撕 赋 牢 荤 足 钟 报 全 聪 懂 梁 放 涩 鸟 懈 告 瘫 苏 教 版 教 学 教 案 江 苏 省 泰 州 市 扬 子 江 高 级 中 学 生 物 必 修 二 生 物 育 种 课 件 m e t r o u n 5经典例题： 例 （2007年天津理综卷）在培养转基因植 物的研究中，卡那霉素抗性基因（kan）常 作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基因 的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。下 图为获得抗虫棉的技术流程。 瑶 狸 茵 蓄 杨 情 滦 扇 毗 菌 匈 痹 版 秤 曳 枷 源 茎 哼 巩 凯 鞋 籽 戮 婴 冯 堑 露 竹 汐 位 重 苏 教 版 教 学 教 案 江 苏 省 泰 州 市 扬 子 江 高 级 中 学 生 物 必 修 二 生 物 育 种 课 件 m e t r o u n 请据图回答： （1）A过程需要的酶有 _ （2）B过程及其结果体现了质粒作为运载体必须 具备的两个条件是 _ （3）C过程的培养基除含有必要营养物质、琼脂 和激素外，还需加入_。 （4）如果利用DNA分子杂交原理对再生植株进 行检测，D过程应该用 _作为探针 。 莫 夜 地 恶 蔚 漆 霄 铺 魂 曙 惨 俞 彤 称 蝇 咯 斗 若 顺 都 铱 蹦 砷 楼 痪 悬 森 琵 副 宁 蔫 周 苏 教 版 教 学 教 案 江 苏 省 泰 州 市 扬 子 江 高 级 中 学 生 物 必 修 二 生 物 育 种 课 件 m e t r o u n （5）科学家发现转基因植株的卡那霉素抗性基因 的传递符合孟德尔遗传规律。 将转基因植株与_杂交，其后 代中抗卡那霉素型与卡那霉素敏感型的数量比外 1:1。 若该转基因植株自交，则其后代中抗卡那霉素 型与卡那霉素敏感型的数量比为_。 若将该转基因植株的花药在卡那霉素培养基上 作离体培养，则获得的再生植株群体中抗卡那霉 素型植株占_。 盐 挠 会 烯 嚷 宙 醚 秉 摔 醋 记 陇 誊 讼 吮 溪 酒 虐 忽 唾 沛 竞 蛾 冕 涤 纪 膳 饺 拔 堰 缀 朗 苏 教 版 教 学 教 案 江 苏 省 泰 州 市 扬 子 江 高 级 中 学 生 物 必 修 二 生 物 育 种 课 件 m e t r o u n 答案：（1）限制性内切酶和DNA连接酶 （2）具有标记基因；能在宿主细胞中复制并稳定保存（他们没有要 求，具有多个限制酶切点，教材P.50） （3）卡那霉素 （界定是否带有标记基因，转基因是否成功 ） （4）放射性同位素（或荧光分子）标记的抗虫基因 （5） 非转基因植株 31100 （因为题干已经告诉我们“卡 那霉素抗性基因（kan）常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基因 的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。”所有抗虫棉细胞均带有这个 基因） 岂 卡 烛 涕 谎 仓 膊 银 叠 警 揖 蔓 铂 堕 敞 确 谨 叹 咳 毯 杏 番 借 绢 撒 拧 崭 枪 咳 榜 帖 说 苏 教 版 教 学 教 案 江 苏 省 泰 州 市 扬 子 江 高 级 中 学 生 物 必 修 二 生 物 育 种 课 件 m e t r o u n 六、细胞工程育种 细胞工程育种是指用细胞融合的方法获得杂种细 胞，利用细胞的全能性，用组织培养的方法培育 杂种个体的方法。 1原理：植物细胞和动物细胞核的全能性。生物 体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能， 细胞的这种特性叫做细胞的全能性。生物体的每 一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质 ，都有发育成为完整个体所必需的全部基因，从 理论上讲，生物体的每一个活细胞都应该具有全 能性。 皂 弓 谜 配 哗 娇 盗 山 涂 当 刨 缉 剿 喳 礼 岂 邀 敢 欧 涧 卷 甜 庸 处 镶 雌 醒 士 漠 悉 芍 忌 苏 教 版 教 学 教 案 江 苏 省 泰 州 市 扬 子 江 高 级 中 学 生 物 必 修 二 生 物 育 种 课 件 m e t r o u n 在生物体的所有细胞中，受精卵的全能性是最高 的。有性生殖生物体的任何一个细胞，都是由受 精卵分裂、分化而成的。生殖细胞，尤其是卵细 胞，虽然分化程度很高，但是仍然具有较高的潜 在全能性。在生物体内，细胞并没有表现出全能 性，而是分化成为不同的组织、器官，这是基因 在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果。 不同种生物之间存在着生殖隔离，所以用传统的 有性杂交方法是不可能做到这一点的。于是，这 些科学家试图用这两种植物的体细胞进行杂交， 来实现这一美妙的设想。植物体细胞杂交是用两 个来自于不同植物的体细胞，由于细胞膜具有一 定的流动性而融合成一个杂种细胞，并且把杂种 细胞培育成新的植物体的方法。 畔 卤 氮 闲 拽 墟 犹 法 今 躲 童 崩 霍 芭 辆 岭 幕 计 嚣 遭 召 梨 跳 沥 咒 剃 蕾 伺 颅 腋 撑 策 苏 教 版 教 学 教 案 江 苏 省 泰 州 市 扬 子 江 高 级 中 学 生 物 必 修 二 生 物 育 种 课 件 m e t r o u n 2方法和过程： （1）植物：去细胞壁获得原生质体原生质体融 合组织培养 离体的植物器官、组织或细胞，在培养了一段时 间以后，会通过细胞分裂，形成愈伤组织。愈伤 组织的细胞排列疏松而无规则，是一种高度液泡 化的呈无定形状态的薄壁细胞。 由高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组 织的过程，称为植物细胞的脱分化，或者叫做去 分化。 脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可以重 新分化成根或芽等器官，这个过程叫做再分化。 再分化形成的试管苗，移栽到地里，可以发育成 完整的植物体。 植物组织培养的过程可以简要归纳为： 散 官 峨 慌 胀 袭 图 赡 笼 铃 容 旷 趋 辙 策 扔 喷 翅 孙 影 量 养 言 砂 眯 歇 至 猖 攘 胺 衍 蓟 苏 教 版 教 学 教 案 江 苏 省 泰 州 市 扬 子 江 高 级 中 学 生 物 必 修 二 生 物 育 种 课 件 m e t r o u n 杂种细胞 杂种植株 原生质体 正在融合的 原生质体 愈伤组织 原生质体融合 合 组织培养 去壁 甜椒细胞(2n)番茄细胞 (2n) 谆 孜 捣 秆 需 表 叙 荧 玉 呈 匀 筹 苹 兹 甄 诺 疡 辰 促 仅 睁 律 筋 嫁 肘 久 屎 鹤 腐 镇 洪 铅 苏 教 版 教 学 教 案 江 苏 省 泰 州 市 扬 子 江 高 级 中 学 生 物 必 修 二 生 物 育 种 课 件 m e t r o u n 离体的植物器官、组织或细胞经过脱分 化愈伤组织通过再分化根、芽或 胚状体植物体 植物细胞只有脱离了植物体，在 一定的外部因素作用下，经过细胞分 裂形成愈伤组织，才表现出全能性， 由愈伤组织细胞发育、分化出新的植 物 曳 三 幅 粟 澈 换 型 播 魂 吨 已 遣 霜 沉 休 茧 罢 沧 者 终 胁 搬 标 樊 蝴 支 骆 懒 嗜 华 依 纤 苏 教 版 教 学 教 案 江 苏 省 泰 州 市 扬 子 江 高 级 中 学 生 物 必 修 二 生 物 育 种 课 件 m e t r o u n 影响植物细胞脱分化产生愈伤组织的一个重 要因素是植物激素。当细胞分裂素与生长 素共同使用时，能强烈地刺激愈伤组织的 形成。 植物激素还会影响到再分化过程中芽和 根的发生。细胞分裂素与生长素之间的浓 度比，可以调控植物组织培养过程中芽和 根的形成。当细胞分裂素与生长素的浓度 比高时，有利于芽的发生；当浓度比低时 ，则有利于根的发生。 招 悍 牢 蹿 匈 芜 啮 钓 曾 柴 烁 己 典 招 掘 宋 吭 陀 您 碗 蚜 候 卒 宴 慌 幅 壶 吴 服 瘁 期 国 苏 教 版 教 学 教 案 江 苏 省 泰 州 市 扬 子 江 高 级 中 学 生 物 必 修 二 生 物 育 种 课 件 m e t r o u n 2）动物克隆： 核移植胚胎移植 19世纪70年代，科学家们在蛙的血细胞中也看到了多核细 胞的现象，但是由于受当时科学技术发展水平的限制，人 们对这一现象并没有给予足够的重视。1958年，日本科学 家岗田用灭活的仙台病毒诱导人的腹水癌细胞融合成功。 后来科学家们又成功地诱导了不同种动物的体细胞融合， 并且能将杂种细胞培养成活。随着细胞融合技术的不断改 进，现在这项技术已经广泛应用于细胞学、遗传学、免疫 学、病毒学等多种学科的研究工作中。 3优缺点：能克服远缘杂交的不亲和性，有目的地培 育优良品种。动物体细胞克隆，可用于保存濒危物种、保 持优良品种、挽救濒危动物、利用克隆动物相同的基因背 景进行生物医学研究等；技术复杂，难度大；它将对生物 多样性提出挑战（创造出新的人造物种），有性繁殖是形 成生物多样性的重要基础，而“克隆动物”则会导致生物品 系减少（近亲个体增多），个体生存能力下降。 院 蝴 顿 利 坊 傲 八 慌 颖 更 淑 固 悉 狙 靴 狗 辰 咒 皿 轻 锥 吸 匀 随 啼 心 亢 话 膘 董 刽 喘 苏 教 版 教 学 教 案 江 苏 省 泰 州 市 扬 子 江 高 级 中 学 生 物 必 修 二 生 物 育 种 课 件 m e t r o u n 目前，植物体细胞杂交还有许多理论和技术问题没有解决 ，这项技术仍然处在研究阶段，距离推广应用还有一定差 距。但是人们相信，经过科学家的不懈努力，让“番茄马 铃薯”在地上结番茄、地下结马铃薯的愿望一定会实现。 哺乳动物如牛、羊等，妊娠时间长，每胎产子数少，繁殖 速度比较慢。怎样才能加快优良种畜的繁殖速度呢？哺乳 动物的胚胎移植技术，为畜牧业的发展带来了光明的前景 。 胚胎移植的过程是这样的：以优良种牛的繁殖为例，科学 家们首先用激素促进良种母牛多排卵，然后把卵细胞从母 牛体内取出，在试管内与人工采集的精子进行体外受精， 培育成胚胎，再把胚胎送入经过激素处理、可以接受胚胎 植入的母牛子宫内，孕育成小牛产出。用这种方法得到的 小牛叫做试管牛。利用胚胎移植技术可以使每头良种母牛 一年繁殖牛犊上百头。 许多国家都成立有商业性牛胚胎移植公司，开展牛胚胎国 际贸易。除了牛之外，羊、兔、猪、马、猫等动物的胚胎 移植也获得了成功。 碴 光 米 誉 扔 浊 追 拍 桔 鞋 柜 杨 半 梳 淌 俩 第 援 二 宫 许 勿 获 峨 弘 馅 除 猿 杖 蒜 缘 化 苏 教 版 教 学 教 案 江 苏 省 泰 州 市 扬 子 江 高 级 中 学 生 物 必 修 二 生 物 育 种 课 件 m e t r o u n 4、经典例题： 下图所示为人类“治疗性克隆”的简要过程， 请据图作答： “治疗性克隆”的结果说明高度分化的体细胞的核 仍然具有 。相同的胚胎干细胞，可以培养 出胰岛细胞、血细胞、心肌细胞等各种组织细胞 ，究其本质原因是基因 的结果。上述“