1、第2节 生物科学技术在育种上的应用 1.列举多倍体育种的应用。2.列举转基因育种的应用。一、多倍体育种 1.多倍体育种技术(1)多倍体育种:利用人工诱变或自然变异,使生物细胞的染色体组加倍,从而获得多倍体育种的材料,这种选育新品种的技术,称做多倍体育种。(2)多倍体:体细胞含有3套或更多染色体组的生物。(3)多倍体的特点:对于植物来讲,叶子、果实、花和种子的大小随着染色体组数的增加而增大,生物体的生理生化功能也随之加强,代谢产物的产量增多。(4)诱导植物多倍体的方法:主要有物理方法(辐射、温度骤变、高速离心)和化学方法(用秋水仙素等化学试剂处理)。2.多倍体育种的成果(1)花卉:人工培育的萱草
2、、矮牵牛、金鱼草、鸡冠花等。(2)药材:板蓝根、黄芩等。(3)作物:八倍体小黑麦等。(4)林果:四倍体桑树及刺槐等。(5)动物:雌雄两性都能育的鲤鲫四倍体。二、转基因育种 1.优点:克服了远缘品种杂交不育的障碍,可以定向改造生物的特性。2.转基因植物育种(1)转基因技术:借助遗传转化手段,把目的基因导入生物体基因组内,使目的基因在生物体内得到表达,这一技术称为转基因技术。(2)常用方法:基因枪法、农杆菌介导的遗传转化法、氯化钙法、电激法、聚乙二醇(PEG)法、花粉管通道法等。3.转基因动物育种 成果:超级小鼠、转基因猪、转基因绵羊等。1.转基因生物与目的基因有哪些对应关系?转基因生物 目的基因
3、 目的基因从何而来 抗虫棉 Bt 毒蛋白基因 苏云金芽孢杆菌 抗真菌立枯丝核菌的烟草 几丁质酶基因和抗毒素合成基因 抗盐碱和干旱作物 调节细胞渗透压的基因 耐寒的番茄 抗冻蛋白基因 鱼 抗除草剂大豆 抗除草剂基因 增强甜味的水果 甜味基因 降低乳糖的奶牛 肠乳糖酶基因 生产胰岛素的工程菌 人胰岛素基因 人 2.乳腺生物反应器 乳腺生物反应器的优点:产量高;质量好;成本低;易提取。用基因工程技术实现动物乳腺生物反应器的操作过程与获取转基因动物的操作过程相同。为了使目标产品在奶中产生,要在编码目的蛋白质的基因序列前加上乳腺组织中特异表达的启动子构建成表达载体。操作过程大致归纳为:获取目的基因(例如
4、血清白蛋白基因)构建基因表达载体(在血清白蛋白基因前加特异表达的启动子)显微注射将目的基因导入哺乳动物受精卵中形成胚胎将胚胎送入母体动物发育成转基因动物(只有在产下的雌性个体中,转入的基因才能表达)。题型一 题型二 题型三 多倍体育种【例1】下图为三倍体无子西瓜的培育过程。下列有关分析错误的是()A.四倍体植株和二倍体植株是两个物种 B.三倍体无子西瓜培育的原理是染色体数目变异 C.三倍体植株不能进行细胞分裂,不能形成种子 D.秋水仙素能抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成 解析:三倍体植株能进行细胞分裂,不能形成种子。答案:C 题型一 题型二 题型三 反思领悟:引起染色体数目变异的因素有物理因素(
5、低温诱导、加压)、化学诱导(秋水仙素处理)。题型一 题型二 题型三 基因工程在农业生产上的应用【例2】在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中,下列操作错误的是()A.用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸 B.用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体 C.将重组DNA分子导入烟草原生质体 D.用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞 解析:构建抗除草剂的转基因烟草不需要烟草花叶病毒的基因。另外,烟草花叶病毒的核酸是RNA,限制性核酸内切酶不能识别该序列,不能对其进行切割。答案:A 反思领悟:限制性核酸内切酶切割的是双链DNA分子,而且具有专一性,有专一识别序列和专一酶切位点。题型二
6、题型三 题型一 生物的育种方法【例3】能够打破物种界限,定向改造生物遗传性状,按照人类的意愿培育生物新品种的方法有()A.诱变育种和转基因育种 B.杂交育种和诱变育种 C.杂交育种和转基因育种 D.转基因育种 解析:杂交育种是利用同种生物的不同品种进行杂交,然后选育新品种的方法;诱变育种的过程是利用人工条件诱发基因突变,导致新基因的产生,但基因突变具有不定向性。只有转基因育种可以将控制特定性状的基因从一种生物转移到另一种生物体内,使基因实现跨物种的转移,定向改造生物的性状。答案:D 题型二 题型三 题型一 反思领悟:生物的育种包括不定向育种和定向育种。不定向育种包括杂交育种、诱变育种、单倍体育
7、种和多倍体育种;转基因育种是定向育种。1下列有关基因工程的叙述,正确的是()A.基因工程是细胞水平上的生物工程 B.基因工程的产物对人类都是有益的 C.基因工程产生的变异属于人工诱变 D.基因工程育种的优点之一是目的性强 解析:基因工程是分子水平(DNA)上的生物工程。该过程不属于人工诱变,有较强的目的性。答案:D 2下列理论不支持基因工程技术的是()A.遗传密码的通用性 B.不同基因可独立表达 C.不同基因的表达互相影响 D.DNA作为遗传物质能够严格地自我复制 解析:转基因之所以可以在不同种生物间进行,是因为遗传密码的通用性,不同基因表达的独立性,DNA自我复制的严格性。答案:C 3秋水仙
8、素诱导产生多倍体和诱导基因突变的机理分别是()抑制细胞有丝分裂时形成纺锤体 加速细胞内染色体复制 使染色体配对紊乱,不能形成可育的配子 干扰DNA的正常复制 A.B.C.D.解析:秋水仙素能抑制细胞分裂前期纺锤体的形成,导致复制的染色体不能分配到细胞两极,细胞不能分成两个子细胞,从而引起染色体数目加倍。秋水仙素作用于细胞分裂的间期,干扰DNA的复制,诱导基因突变。答案:D 4美国科学家在研究生长在墨西哥某地的野生玉米后发现,这种玉米含有包括苏云金芽孢杆菌(一种产生抗虫毒蛋白的细菌)的抗虫基因在内的转基因作物的基因,由此可见:转基因作物的基因可传播到野生植物中 转基因作物可对天然植物的遗传多样性
9、构成威胁 为防止基因污染,应当禁止转基因作物的研究 自然杂交过程实质是一个长期的转基因过程,两者没有任何区别 其中正确的说法是()A.B.C.D.解析:根据题意可知,转基因植物的基因可以传播到野生植物中,这样会对植物的遗传多样性构成威胁。自然杂交是通过受粉的方式实现基因交流的,与转基因技术中通过重组运载体转基因有一定的区别。答案:C 5让羊产牛奶,科学家对此做了相关的构想,过程如下图所示。请根据上图回答下列有关问题。(1)图中涉及 、等现代生物技术(至少写出两项)。(2)羊N能分泌牛乳蛋白,说明 ;通常情况下采用人工方法获取牛乳蛋白基因,这是因为 。(3)小羊a、小羊b、小羊c的性状表现 ,小羊a和羊N的性状表现 。(填“相同”“不同”或“不完全相同”)答案:(1)基因工程 细胞核移植 胚胎分割与移植 动物细胞培养(任写两项即可)(2)牛乳蛋白基因在羊细胞内能正常表达 真核细胞的基因结构较复杂(3)相同 不完全相同
