【梳理与归纳】§12 从杂交育种到基因工程

1．杂交育种

(1)概念：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，获得新品种的方法。

(2)原理：基因重组。

(3)过程：选择具有不同优良性状的亲本→杂交，获得F₁→F₁自交→获得F₂→鉴别、选择需要的类型，优良品种。

(4)优点：可以把多个品种的优良性状集中在一起。

(5)应用：培育性状重组型优良品种。

2．诱变育种

(1)概念：利用物理因素或化学因素来处理生物，使生物发生基因突变，从而获得优良变异类型的育种方法。

(2)原理：基因突变。

(3)过程：选择生物→诱发基因突变→选择理想类型→培育。

(4)优点：①可以提高突变频率，在较短时间内获得更多的优良变异类型。②大幅度地改良某些性状。

(5)应用：培育具有新性状的品种。

3．几种常见遗传育种方式的不同点

方法	原理	常用方法	优点	缺点	代表实例
杂交 育种	基因重组	杂交	操作简单，目标性强	育种年限长	矮秆抗 病小麦
诱变 育种	基因突变	辐射诱变、激光诱变等	提高突变率，加速育种进程	有利变异少，需大量处理实验材料	高产青 霉菌株
多倍 体育 种	染色体变异	秋水仙素处理萌发的种子或幼苗	操作简单，且能在较短的时间内获得所需品种	所得品种发育迟缓，结实率低；在动物中无法开展	无子西瓜、 八倍体小 黑麦
单倍 体育 种	染色体变 异	花药离体培养后，再用秋水仙素处理	明显缩短育种年限	技术复杂，需要与杂交育种配合	“京花1 号”小麦
基因 工程 育种	基因 重组	将一种生物特定的基因转移到另一种生物细胞中	能定向改造生物的遗传性状	有可能引发生态危机	转基因 抗虫棉

2．针对不同育种目标如何选择育种方案

育种目标	育种方案
集中双亲优良性状	单倍体育种
	杂交育种
对原品系实施“定向”改造	基因工程及植物细胞工程(植物体细胞杂交)育种
让原品系产生新性状(无中生有)	诱变育种
使原品系营养器官“增大”或“加强”	多倍体育种

杂种优势（了解）

生物学概念，指杂交子代在生长活力、育性和种子产量等方面都优于双亲均值的现象。杂种优势主要是利用杂种F1的优良性状，并不要求遗传上的稳定。

例如，玉米就是利用杂种优势，增加产量，需年年制种

基因工程的操作工具及基本步骤

一、操作工具

1．基因的“剪刀”——限制性核酸内切酶(简称限制酶)

(1)分布：主要在微生物体内。

(2)特性：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子。

(3)实例：EcoR Ⅰ限制酶能专一识别GAATTC序列，并在G和A之间将这段序列切开。

(4)切割结果：产生两个带有黏性末端的DNA片段。

(5)作用：基因工程中重要的切割工具。在微生物体内能将外来的DNA切断，对自己的DNA无损害。

2．基因的“针线”——DNA连接酶

(1)催化对象：两个具有相同黏性末端的DNA片段。

(2)催化位置：脱氧核糖与磷酸之间的缺口。

(3)催化结果：形成重组DNA。

DNA连接酶的作用是在DNA片段之间的磷酸与脱氧核糖之间形成磷酸二酯键。

3．常用的运载体——质粒

(1)本质：小型环状DNA分子

(2)作用：①作为运载工具，将目的基因送到宿主细胞中去；②用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制

(3)条件：①能在宿主细胞内稳定保存并大量复制；②有多个限制酶切点；③有标记基因

（4）种类：常用的运载体有质粒（拟核外或细胞核外的小型环状分子）、噬菌体和动植物病毒等。

二、操作步骤

（1）提取目的基因

（2）目的基因与运载体结合（基因表达载体的构建）：①同种限制酶切割载体和目的基因；②DNA连接酶

（3）将目的基因导入受体细胞

（4）目的基因的检测与鉴定

检测：（根据受体细胞内是否含有标记基因，判断目的基因是否导入）。

鉴定：（受体细胞是否表现目的基因控制的性状），如抗虫棉抗虫性状。

①微生物常被用做受体细胞的原因是其具有繁殖快、代谢快、目的基因产物多的特点。

②动物受体细胞一般选用受精卵，植物受体细胞可以是体细胞，但需与植物组织培养技术相结合。

基因工程育种能定向改造生物性状。

基因工程的基本内容

囡波湾生物

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