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2019-2020年高二生物 2.2《現(xiàn)代生物技術(shù)在育種上的應(yīng)用》教案 新人教版選修2 教材知識梳理 現(xiàn)代生物技術(shù)，特別是 和 ，打破了 的界限，使基因在相近的物種間流動，甚至所有生物之間流動。 （一）轉(zhuǎn)基因技術(shù)育種 1.概念：轉(zhuǎn)基因技術(shù)是指按照 ，把一種生物的某個基因克隆出來，加以 和 ，再轉(zhuǎn)移到另一種生物的細胞中，從而 生物的遺傳性狀。 2. 主要涉及內(nèi)容：是 和 3、植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)流程圖： 供體細胞 載體 組織細胞 受體植物 基因槍轉(zhuǎn)化法 植株再生 轉(zhuǎn)基因植株 選 優(yōu) 轉(zhuǎn)化組織或細胞 4、轉(zhuǎn)基因植物的實例. (1) （2）轉(zhuǎn)基因抗蟲作物 （3） 5.轉(zhuǎn)基因動物實例 (1)舉例： （2）動物轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用： ① ② ③ ④ ⑤ （二）細胞雜交育種 1．概念：指將同類或不同類生物體的 ，在一定的物理或化學條件下進行融合形成 ，再創(chuàng)造條件將雜種細胞培養(yǎng)成 . 2、動物細胞雜交： 動物細胞A 誘導融合 、 篩選 動物細胞B 3、植物細胞雜交： 植物細胞A 原生質(zhì)A （ ） （ ） 植物細胞B 原生質(zhì)B 雜種細胞 愈傷組織 4、多倍體植物的培育 參考答案： 轉(zhuǎn)基因技術(shù) 細胞雜交技術(shù) 種間生殖隔離 （一） 1、人們的意愿 修飾和改造 定向地改造 2、目的基因的制備 目的基因?qū)胧荏w細胞的過程 3、 目的基因 基因?qū)胼d體 目的基因?qū)胧荏w細胞 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 轉(zhuǎn)化和未轉(zhuǎn)化植株 篩選 移苗入土 4、轉(zhuǎn)基因耐貯藏番茄 抗除草劑作物 5、轉(zhuǎn)基因超級小鼠 ①提高產(chǎn)仔數(shù)或產(chǎn)蛋數(shù) ②提高動物生長速率 ③提高抗病能力 ④改善肉的品質(zhì) ⑤ 研究乳腺生物發(fā)生器 （二）1、原生質(zhì)體和體細胞 雜種細胞 雜種植株 2、雜種細胞 3、正在融合的原生質(zhì)體 再生出細胞壁 雜種植株 典型例題分析 1、番茄在運輸和貯藏過程中，由于過早成熟而易腐爛。應(yīng)用基因工程技術(shù)，通過抑制某種促進果實成熟激素的合成能力，可使番茄貯藏時間延長，培育成耐貯藏的番茄新品種，這種轉(zhuǎn)基因番茄已于1993年在美國上市。請回答： (1)促進果實成熟的重要激素是_________ (2)在培育轉(zhuǎn)基因番茄的基因操作中，所用的基因的“剪刀”是_________。基因的“針線”是_________，基因的“運輸工具”是_________。 (3)與雜交育種、誘變育種相比，通過基因工程來培育新品種的主要優(yōu)點是_________、 _________和 _________ [解析]基因工程又叫基因拼接技術(shù). 轉(zhuǎn)基因技術(shù)是指按照人們的意愿，把一種生物的某個基因克隆出來，加以修飾和改造，在轉(zhuǎn)移到另一種生物的細胞中，從而定向改造生物的遺傳性狀?；蚬こ滩僮饔兴膫€步驟,在操作中用到了三種工具: 運載體 DNA內(nèi)切酶 DNA連接酶. [答案] (1)乙烯 (2)DNA內(nèi)切酶 DNA連接酶 質(zhì)粒 (3)目的性強 培養(yǎng)周期短 性狀穩(wěn)定 2、很久以前科學家在土壤中發(fā)現(xiàn)了某種細菌能制造一種對昆蟲有毒的蛋白質(zhì)，當時許多人就想把編碼這一蛋白質(zhì)的基因(抗蟲基因)轉(zhuǎn)移到農(nóng)作物中，以降低昆蟲對農(nóng)作物造成的危害。20世紀90年代，美國科學家采用基因工程技術(shù)首次培育出抗蟲玉米新品種。下圖為這一轉(zhuǎn)基因玉米的主要培育過程。 (1)獲得特定目的基因的途徑除了從該細菌中直接分離抗蟲基因外，還可以 。將目的基因與運載體結(jié)合時必須用 酶和DNA連接酶。在基因工程中，常用的運載體有 等，而作為運載體必須具備相應(yīng)條件，例如，應(yīng)具有 以便進行篩選。 （2）由轉(zhuǎn)基因玉米細胞經(jīng)過 形成愈傷組織，然后發(fā)育成胚狀體和試管苗。若要制備轉(zhuǎn)基因玉米的人工種子，可選擇上圖實驗過程中的 再包裹合適的 等。 解析:本題考查基因工程的工具和操作過程。（1）提取目的基因除可采用直接分離法外，還可進行人工合成。目的基因與運載體結(jié)合時需先用同種限制酶切割目的基因和運載體，以產(chǎn)生相同的黏性末端，再用DNA連接酶連接DNA分子的缺口形成重組DNA分子。該問的最后一空注意不能寫“抗性基因”，而應(yīng)是標記基因，因為除抗性基因外還可以是顏色反應(yīng)的基因等。（2）問回顧教材內(nèi)容即可作答。 答案:(1)人工合成 同種限制 質(zhì)粒(或動植物病毒或噬菌體等) 標記基因 (2)脫分化(或去分化) 胚狀體 人造種皮 基礎(chǔ)知識強化 1.轉(zhuǎn)基因技術(shù)的原理是：（ ） A．細胞的全能性 B．細胞的分化 C．基因突變 D．基因重組 2.下列說法正確的是 （ ） A．轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以按照人們的意愿改造生物。 B．組織培養(yǎng)是植物細胞雜交的一個比較關(guān)鍵的階段。 C．組織培養(yǎng)是一種無性繁殖技術(shù) D．植物體細胞雜交不用去掉植物的細胞壁。 3. 能克服遠緣雜交的不親和性的技術(shù)是（ ） A．動物細胞融合 B．植物體細胞雜交 C．動物胚胎移植 D基因工程 4. 下列有關(guān)生物工程方面的敘述中，不正確的是（ ） A．葉肉細胞離體培養(yǎng)時，經(jīng)再分化過程可形成愈傷組織 B．培養(yǎng)流感病毒時應(yīng)選用無菌的牛肉湯 C．在青霉菌體內(nèi)獲取青霉素屬于基因工程的實例 D．基因工程、細胞工程都能克服遠緣物種雜交障礙 5.與植物體細胞雜交密切相關(guān)的下列敘述中,不正確的是（ ） A.利用離心、振動、電刺激等誘導 B.利用聚乙二醇（PEG）等試劑誘導 C.克服遠緣雜交不親和的障礙 D.快速繁殖、培育無病毒植物 6. 轉(zhuǎn)基因耐貯藏番茄作用機理是：（ ） A．抑制生長素的合成 B．抑制代謝，代謝減弱 C．抑制細胞呼吸 D．封閉乙烯合成途徑中關(guān)鍵酶基因 7. 植物體細胞雜交是利用不同物種的兩個體細胞融合成一個雜種細胞的過程。該過程是指　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A.不同植物的精子與卵細胞的融合 B.不同植物的原生質(zhì)體的融合 C.完整的兩個體細胞的融合 D.植物花粉細胞的兩兩融合 8. 植物體細胞雜交要先除去細胞壁的原因是 （ ） A．植物體細胞的結(jié)構(gòu)組成中不包括細胞壁 B．細胞壁使原生質(zhì)體失去活力 C．細胞壁阻礙了原生質(zhì)體的融合 D．細胞壁阻礙了原生質(zhì)體的發(fā)育 9、植物體細胞雜交和動物細胞融合比較，正確的是（ ） A. 誘導融合的方法完全相同 B. 所用的技術(shù)手段基本相同 C. 所采用的原理完全相同 D. 都能形成雜種細胞 10、植物細胞去掉細胞壁后,下列說法正確的是： ( ) A、細胞的遺傳物質(zhì)丟失了 B、細胞仍能夠進行質(zhì)壁分裂 C、在一定的條件下仍能長出細胞壁 D、細胞不具有全能性 能力提升演練 1、面對轉(zhuǎn)基因技術(shù)的利弊，正確的做法是（ ） A、趨利避害，不能因噎廢食 B、不加區(qū)分，全盤接受 C、應(yīng)停止有關(guān)的實驗 D，堅決抵制轉(zhuǎn)基因生物 2. 采用基因工程技術(shù)將人血因子基因?qū)肷窖蚴芫眩嘤隽宿D(zhuǎn)基因羊。但是，人血因子只存在于該轉(zhuǎn)基因的浮汁中。以下有關(guān)敘述，正確的是 ( ) A.人體細胞中凝血因子基因編碼區(qū)的堿基對數(shù)目，等于凝血因子氨基酸數(shù)目的3倍 B.可用顯微注射技術(shù)將含有人凝血因子基因的重組DNA分子導入羊的受精卵 C.在該轉(zhuǎn)基因羊中，人凝血因子基因存在于乳腺細胞，而不存在于其他體細胞中 D.人凝血因子基因開始轉(zhuǎn)錄后，DNA連接酶以DNA分子的一條鏈為模板合成mRNA 3.科學家把天竺葵的原生質(zhì)體和香茅草的原生質(zhì)體進行誘導融合,培育出的驅(qū)蚊草含有香茅醛,能散發(fā)出一種特殊的達到驅(qū)蚊且對人體無害的效果.下列關(guān)于驅(qū)蚊草培育的敘述中,錯誤的是 ( ) A.驅(qū)蚊草的培育屬于細胞工程育種,其優(yōu)點是能克服遠源雜交不親和的障礙 B.驅(qū)蚊草培育過程要用到纖維素酶,果膠酶,PEG等試劑或離心,振動,電刺激等方法 C.驅(qū)蚊草培育過程是植物體細胞雜交,不同于植物組織培養(yǎng),無愈傷組織和試管苗形成 D.驅(qū)蚊草不能通過天竺葵和香茅草雜交而獲得，是因為不同物種間存在生殖隔離某優(yōu)良品種水稻 4、下列有關(guān)敘述，不正確的是 （ ） A．利用花藥離體培養(yǎng)得到單倍體植株，從紫草的愈傷組織中提取紫草素，利用細胞工程培育“番茄-馬鈴薯”雜種植株，都利用了植物組織培養(yǎng)技術(shù)，而利用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗得到多倍體植株沒有采用植物組織培養(yǎng)技術(shù) B．在進行組織培養(yǎng)時，由根尖細胞形成愈傷組織的過程中，可能會發(fā)生細胞脫分化，染色體變異或基因突變，而不可能發(fā)生細胞分化和基因重組 C．動物細胞融合與植物體細胞雜交相比，誘導融合的方法，所用的技術(shù)手段，所依據(jù)的原理均相同，都能形成雜種細胞和雜種個體 D．“試管嬰兒”實質(zhì)上就是“體外受精”和“胚胎移植”的“產(chǎn)物”，不能使不能產(chǎn)生精子或卵細胞的夫婦能得到自己的孩子；單克隆抗體的制備采用了動物細胞融合技術(shù)和動物細胞培養(yǎng)技術(shù) 5、利用植物體細胞雜交和多倍體育種可以培育出作物新品種，下列敘述正確的是 A、植物體細胞雜交能讓雜種植物按照人們的需要表現(xiàn)出親代的優(yōu)良性狀 B、人工誘導多倍體形成和實現(xiàn)植物體細胞雜交的方法相同 C、多倍體植株和植物體細胞雜交形成的雜種植株的染色體組數(shù)和原來的植株是倍數(shù)關(guān)系 D、多倍體植株和植物體細胞雜交形成的雜種植株均需經(jīng)地理隔離后才能形成新品種 6、為了培育節(jié)水高產(chǎn)品種，科學家將大麥中與抗旱節(jié)水有關(guān)的基因?qū)胄←湥玫搅宿D(zhuǎn)基因小麥，其水分利用率提高了20%，這項技術(shù)的遺傳學原理是：（ ） A．基因分離 B．基因重組 C．基因復制 D．基因突變 7、關(guān)于細胞全能性的理解不正確的是（ ） A. 大量的科學事實證明，高度分化的植物體細胞仍具有全能性 B. 細胞內(nèi)含有個體發(fā)育所需全部基因是細胞具有全能性的內(nèi)在條件 C. 通過植物組織培養(yǎng)得到的試管苗或人工種子，是植物細胞在一定條件下表現(xiàn)全能性的結(jié)果 D. 通過動物細胞培養(yǎng)獲得細胞株或細胞系，表明了動物體細胞也具有全能性 8、植物體細胞雜交尚未解決的問題是：（ ） A．去掉細胞壁，分離出有活力的原生質(zhì)體 B．將雜種細胞培育成植株 C．讓雜種植物按照人們的需要來表現(xiàn)出后代的優(yōu)良性狀 D．尚未培育出屬間雜種植物 9、下圖可表示細胞融合技術(shù)的一些過程，請據(jù)圖回答： （1）若A、B細胞為動物細胞，從A和B細胞到C細胞的過程中，常用 作 為 來誘導融合。A、B融合為C的過程說明了細胞膜具有 特性。 A細胞 D細胞 C細胞 B細胞 （2）若A、B細胞為植物細胞，那么這樣的細胞已經(jīng)用酶降解脫掉了 。這種酶可能是 酶，由此生成的A和B細胞稱為 。A、B到C細胞的過程中，常用的物理方法是 ；融合完成的標志是 ；形成的D細胞還要應(yīng)用_______________技術(shù)把D培養(yǎng)成植株. （3）若A細胞為骨髓瘤細胞，B細胞為B淋巴細胞，那么D細胞稱為 _細胞。由D細胞連續(xù)分裂產(chǎn)生大量細胞的過程，稱為 過程。這種細胞既能無限繁殖，又能產(chǎn)生 。 （4）若該過程是制備單克隆抗體的過程，在A、B到C的過程中，所形成的C有 種，用來培養(yǎng)的D細胞應(yīng)該是 。從中選擇出它的方法是 培養(yǎng)。 10、自然界中有一種含有葉綠體的原生動物— 眼蟲，這說明植物的細胞器同樣可以在某些動 物細胞中存活。某同學提出問題“動物細胞與 植物細胞之間可以實現(xiàn)雜交嗎？”他嘗試設(shè)計 出下列具體的實驗方案。結(jié)合實驗方案回答： 實驗原理：根據(jù)眼蟲的特點，動物細胞和植物細胞 之間在理論上是可以實現(xiàn)雜交的。實驗步驟如下： （1）①中選的植物材料細胞中，必須有的細 胞器是 。 （2）③過程所用的酶是 和 （3）④過程除了用電激之外，還可以用 、 　　　 等做誘導因素。 （4）⑤過程動物細胞體外培養(yǎng)需要滿足的條件是 、 、 、 。 （5）在整個實驗過程中，要強調(diào)所用的器械 的滅菌和實驗人員的無菌操作，原因是 。 （6）在⑤⑥過程中，通常要添加血清，原因是 。 （7）如果讓動植物雜交種批量培養(yǎng)生產(chǎn)，可以用 技術(shù)。 （8）動植物雜交種細胞是否有細胞壁？ 。理由是 答案：基礎(chǔ)題 1-10 DCBAD DCCDC 能力提升演練 1-8 ABCCC BDD 9、（1）滅活的病毒 誘導劑 流動性 （2） 細胞壁 纖維素 原生質(zhì)體 離心、振動、電刺激 形成了新的細胞壁 植物組織培養(yǎng) （3）雜交瘤細胞 細胞培養(yǎng) 單克隆抗體(特異性抗體) （4） 3 融合的雜交瘤細胞 特定的選擇性培養(yǎng)基 10、⑴葉綠體 ⑵纖維素酶和果膠酶 ⑶病毒 聚乙二醇（振蕩、離心、生物、化學因素等） ⑷無菌、無毒的環(huán)境 營養(yǎng) 溫度和pH 氣體環(huán)境 ⑸ 組織培養(yǎng)中用到的培養(yǎng)基含有豐富的營養(yǎng)成分，有利于培養(yǎng)物的生長，然而各種雜菌同樣也可以在上面迅速生長，所以組織培養(yǎng)過程中污染現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。培養(yǎng)基一旦被污染，迅速生長的各種雜菌不但會和培養(yǎng)物爭奪營養(yǎng)，而且這些雜菌生長的過程中會生成大量對培養(yǎng)物有害的物質(zhì)，導致培養(yǎng)物迅速死亡（2分） ⑹由于人們對細胞所需的營養(yǎng)物質(zhì)還沒有完全搞清楚，通常加入血清、血漿等一些天然成分 ⑺動物細胞培養(yǎng) ⑻無 因為胚胎在母體子宮中完成胚胎發(fā)育