高一生物：第6章《从杂交育种到基因工程》教案（1） 新人教版VIP免费

第6章从杂交育种到基因工程一、一周知识概述二、重难点讲解（一）杂交育种1、概念杂交育种是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种(稳定遗传)的方法。2、原理利用自由组合定律实现基因重组。3、应用可用于农作物品质的改良、产量的提高、培育新品种；也用于家禽、家畜的育种。4、不足杂交育种只能利用已有基因的重组，按需选择，并不能产生新的基因；杂种后代出现分离现象，育种进程缓慢，过程复杂。（二）诱变育种1、概念人工利用物理因素(如X射线、γ射线、紫外线、激光等)或化学因素(如亚硝酸、硫酸二乙酯等)来处理生物，使生物发生基因突变。2、优点能提高突变率，产生新基因；在较短时间内获得更多的优良变异类型。3、应用（1）农作物新品种的培育。新品种具有抗病力强、产量高、品质好等优点。如“黑农五号”大豆，产量提高了16%，含油量比原来提高了2.5%。（2）用于微生物育种。例如青霉素的选育。1943年从自然界分离出来的青霉菌只能产生青霉素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，培育成了青霉素高产菌株，目前青霉素的产量已达到50000～60000单位/mL。4、局限性诱变育种的方向难以掌握，诱变体难以集中多个理想性状。原因是基因突变是随机不定向的。5、克服方法要想克服这些局限性，可以扩大诱变后代的群体，增加选择的机会。（三）基因工程的基本内容1、基因工程的概念概念：基因工程又称为基因拼接技术或DNA重组技术。在体外，将外源基因经“剪切”和“拼接”重组后，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或创建新的生物类型。作用：定向改造生物的遗传性状。2、基因操作的工具基因的剪刀——限制性内切酶：能识别一种特定的核苷酸序列，并能在特定的切点上切割DNA分子。基因的针线——DNA连接酶：连接被限制酶切开形成的粘性末端，合成重组的DNA分子。基因的运载工具——运载体：常使用的有质粒、噬菌体和动植物病毒。具备条件：能在宿主细胞中复制并稳定存在；具多个限制酶切点；具某些标记基因，便于筛选。3、基因操作的基本步骤（1）提取目的基因：取得符合人们的要求的DNA片段，这种DNA片段称为“目的基因”。获得途径常有两条：一是直接分离法，又叫“鸟枪法”。用DNA限制性内切酶从供体细胞的DNA中将目的基因分离出。优点是操作简便，缺点是工作量大，具有一定的盲目性。另一途径是人工合成法：一是反转录法，以目的基因转录成的mRNA为模板，反转录成单链DNA再合成双链DNA；二是逆推法，以已知氨基酸序列，推出mRNA序列，再推出目的基因序列，然后人工合成。（2）目的基因与运载体结合：这个过程即为体外重组DNA的过程。首先选择目的基因所适合的运载工具，如质粒、病毒等，然后用同一种限制酶分别切割运载体和目的基因，使其产生相同的黏性末端，再加入适量的DNA连接酶，在生物体外将目的基因的DNA与运载体的DNA结合起来，形成重组DNA（或重组质粒）（3）将目的基因导入受体细胞：将重组的DNA杂合分子，借鉴细菌或病毒侵染细菌的途径，转移到选定的生物体细胞中，使重组的DNA在受体细胞中复制、转录、翻译得以表达。把目的基因装在运载体上并通过运载体将目的基因运到受体细胞的这一过程，在一般情况下，转化成功率仅为百分之一。为此遗传工程师们创造了低温条件下用氯化钙处理受体细胞和增加重组DNA浓度的办法来提高转化率。采用氯化钙化处理后，能增大受体细胞的细胞壁透性，从而使杂种DNA分子更容易进入。另外也可用基因枪法、激光微束穿孔法、显微注射法等方法直接将目的基因转入受体细胞（如受精卵细胞）。（4）目的基因的检测和表达：目的基因的导入过程是肉眼看不到的，因此，要知道导入是否成功，并把目的基因能表达的受体细胞挑选出来，运载体事先应有特定的标志，若在受体中能找出已转化细胞或个体，即检测到外源DNA所携带的特定遗传信息是否得到了表达，则可据此判断受体细胞是否获得了目的基因。（四）基因工程在医药卫生上的应用1、生产基因工程药品有些药品的常规生产方法是直接从生物体组织、细胞或血液中提取。由于受...