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杂交育种到基因工程教案

作者:未知 来源:本站原创 发布时间:2013年10月16日
 

第6章  从杂交育种到基因工程

第1节 杂交育种与诱变育种

第    课时  总第    课时

一、教学目标

1.简述杂交育种的概念,举例说明杂交育种方法的优点和不足

2.讨论遗传和变异规律在生产实践中的应用

3.总结杂交育种、诱变育种、多倍体育种、单倍体育种异同点

二、教学重点

杂交育种和诱变育种的优点和局限性   

三、教学难点

用遗传图解表示各种育种过程课前导学

课前导学:P73-74知识点1、2

 

教学过程

二次备课

一、杂交育种

已知小麦的高秆(D)对矮秆(d)为显性,抗锈病(T)对易染锈病(t)为显性,两对性状独立遗传。现有高秆抗锈病、矮秆易染病两纯系品种。

(1)你用什么方法能把两个品种的优良性状结合在同一植株上?补充完善下列遗传图解。

 

 

 

 

 

 

 

(2)F1中没有产生双亲的优良性状的个体,是否把F1淘汰掉?

(3)从F2中选出矮秆抗病的个体,能否立即推广种植,为什么?

(4)怎样处理才能得到稳定遗传的矮秆抗病个体?

(5)杂交育种的原理是什么?分析该原理发生在(1)中遗传图解中的哪个过程中?

1.杂交育种的定义:

2.流程:杂交 → 自交 → 选优 → 自交     (选育的时间:从F2开始)

3.原理:基因重组

4.优点:将不同个体的优良性状集中到同一个个体上

二、诱变育种

1.定义:利用      因素(如X射线、r射线、     、    等)或     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.原理:          

3.过程:选择生物→利用物理因素或化学因素来处理→人工选择→培育

4.应用:①培育出具有抗病力强、产量高、品质好等优点的新品种,例如太空椒的培育

②用于微生物育种:例如高产青霉菌株的培育

5.优点:①可以提高突变频率   ②加速育种进程   ③大幅度的改良某些性状

 探究4.在农作物诱变育种的过程中应该用诱变剂处理什么状态的种子,为什么?

 探究5.杂种优势和杂交育种的区别

(1)定义不同:

杂种优势是F1在生长势、繁殖力、抗逆性、产量和品质等方面优于纯合子的现象。

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,在经过选择和培育,获得新品种的方法。

课后作业

1.花药离体培养成烟草新品种、用抗倒伏易染锈病的小麦与易倒伏抗锈病的小麦为亲本培育成抗倒伏抗锈病的小麦品种、培育无籽西瓜、用Co60辐射稻种,育成成熟期提早、蛋白质含量高的品种,以上育种方式依次①诱变育种 ②杂交育种 ③单倍体育种④多倍体育种

A.①②③④          B.④③②①           C.③④②①          D.③②④①

2.用纯种的高秆(D)抗锈病(T)小麦与矮杆(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,叙述正确的是

 

A.①是杂交  B.②为有丝分裂  C.③必须经过受精作用   D.④必须使用生长素处理

3.以下关于“卫星87-2”青椒(太空椒)的说法不正确的是

 A.属于基因突变              B.维生素C含量高 

C.属于空间技术育种          D.充分利用了空间技术进行定向突变

4.下列对基因突变描述不正确的是

A.诱变育种能明显缩短育种年限    B.能提高变异频率,为生物进化提供了原始材料

C.产生了等位基因,丰富了种群的“基因库” D.产生的变异都能遗传给后代

5.下列关于育种的叙述中,正确的是

A.用物理因素诱变处理可提高突变B.诱变育种和杂交育种均可形成新的基因

C.三倍体植物不由受精卵发育而来D.诱变获得的突变体多数表现出优良性状

 拓展提升

6.我国科学家对“神舟”四号飞船专为西部大开发而搭载的红杉树种苗进行了研究比较,发现这些种苗具抗旱、抗寒和速生性能,试分析红杉树种苗所发生的变化和下列哪项相似

A.用X射线照射青霉菌使青霉菌繁殖能力增强  B.人工栽培,选出矮杆抗锈病的小麦品种

C.用一定浓度的生长素处理番茄雌蕊获得无籽番茄    D.用一定浓度的秋水仙素处理,获得八倍体小黑麦

7.

 

(1)该种育种方法叫     ,依据的原理     ,其中A叫      ,B叫      。

(2)F1基因型是         ,F2的基因型有    种,表现型有    种,其中符合生产要求的新品种的基因型是        ,在F2中所占比例是       。

 

 

  课后反思

 

 

第2节   基因工程及其应用

第2节 基因工程及其应用          

第    课时  总第     课时

一、教学目标

知识目标

1.简述基因工程的基本原理

2.举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用

二、教学重点

1.基因工程的基本原理       2.基因工程的安全性问题

三、教学难点

1.基因工程的基本原理       2.转基因生物与转基因食品的安全性

七、教学过程

 【导入】一、基因工程的概念

 

别名

基因拼接技术或 DNA重组技术

操作环境

细胞外

操作对象

基因

操作水平

DNA分子水平

结果/优点

定向 改变生物性状

原理

基因重组

 

二、基因工程的基本工具

1.基因的“剪刀”——限制性核酸内切酶(简称限制酶)

①特性:限制酶只能识别 特定的核苷酸序列 ,并在 特定的切点 上切割DNA分子

②作用部位:脱氧核苷酸之间的 磷酸二酯

③实例:大肠杆菌的EcoRI的限制酶,能专一识别 GAATTC 的序列,并在 G A 之间的 磷酸二酯键 切开

 切割过程:

④切割结果:产生2个相同的黏性末端  (两个末端的碱基序列 相同且互补

2.基因的“针线”——DNA连接酶,

①作用:连接 磷酸和脱氧核糖 之间缺口(磷酸二酯键)②连接结果:形成重组DNA分子

 3.基因的运载体

①作用:将外源基因(目的基因)导入受体细胞②种类:质粒 、 噬菌体 动植物病毒

③最常用的运载体:质粒

    分布:存在于许多 细菌(原核) 酵母菌(真核) 等生物的细胞中

    本质:细胞拟核或细胞核外的能够 自主复制 的很小的 环状DNA分子

 ④具备的条件:A.能在宿主细胞内复制并 稳定保存

B.具有多个 限制酶 切点,以便与外源基因连接;

C.具有某些 标记 基因,便于重组DNA的筛选

  探究3.酶工具作用的比较

(1)解旋酶和限制酶都作用于DNA,试分析这两种酶的作用部位相同吗?

不相同。解旋酶:作用于DNA两条脱氧核苷酸链之间的氢键

限制酶:作用于同一条链上相邻两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键

(2)限制酶和DNA连接酶作用的位点相同吗?

(3)尝试比较DNA连接酶和DNA聚合酶的相同点和不同点

三、基因工程的步骤

1.提取目的基因 (人们所需要的特定基因)

2.目的基因与运载体结合

探究4.分析切割运载体和目的基因用同一种限制酶的原因。

3.将目的基因导入受体细胞    

导入受体细胞的实质上是:重组DNA(重组质粒)

4.目的基因的检测与鉴定

  检测:根据受体细胞中是否具有标记基因,判断目的基因是否导入

 表达:受体细胞表现出特定的性状

四、基因工程的应用

1.作物育种

①目的:获得高产、稳产和具有优良品质的农作物

培育出具有各种抗逆性的作物新品种

②实例:转基因抗虫棉

③意义:抗虫基因作物的使用,不仅减少了 农药的用量 ,大大降低了生产成本,而且还减少了 农药对环境污染

  小结:基因工程育种的优点:

目的性强;育种周期短;克服了远缘杂交不亲和的障碍;可定向改变生物性状

2.畜牧养殖业:培育转基因动物

3.药物研制:利用转基因生物生产出各种高质量、低成本的药品

 4.环境保护:如利用转基因细菌降解有毒有害的化合物,吸收_环境中的重金属 ,分解_泄漏的石油_,处理_工业废水_

五、转基因生物和转基因食品的安全性

1.两种观点

①转基因生物和转基因食品不安全,要 严格控制

②转基因生物和转基因食品是安全的,应该 大范围推广

 2.我国的态度:十分重视转基因生物及其产品的安全性问题。

六、各种育种方式的比较

 

 

杂交育种

诱变育种

多倍体育种

单倍体育种

基因工程育种

方法

杂交→自交→选种→自交

在F2中选育

用射线、激光、

化学药物处理

用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗

花药离体培养;秋水仙素诱导染色体加倍

将一种生物特定基因转移到另一种生物细胞中

原理

基因重组

基因突变

染色体变异

染色体变异

基因重组

使位于不同个体的优良性状集中于一个个体上,但周期长

提高变异频率,加速育种进程,但有利个体不多,需大量处理

茎秆粗壮,器官大,营养物质含量高,但发育延迟,结实率低

明显缩短育种年限,但方法复杂,

成活率较低

定向改造生物的遗传性状,克服远缘杂交不亲和的障碍

例子

矮抗小麦的培育

青霉素高产菌株的培育

无籽西瓜的培育

快速培育矮抗小麦

抗虫棉的培育

  探究5.根据不同育种需求选择不同的育种方法

(1)最简捷、最常规的育种方法是             ;

(2)将不同亲本的优良性状集中到一个个体上的方法是               ;

(3)快速育种的方法是              ;

(4)大幅度改良某一性状,使之出现前所未有的性状的育种方法是                ;

(5)提高品种产量,提高营养物质含量的方法是                 。

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