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2019-2020年高中生物 2.2《現(xiàn)代生物技術(shù)在育種上的應(yīng)用》教案 新人教版必修2 教材知識(shí)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(dòng)，甚至所有生物之間流動(dòng)。 （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(gè)基因克隆出來，加以 和 ，再轉(zhuǎn)移到另一種生物的細(xì)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(xì)胞 載體 組織細(xì)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(xì)胞 4、轉(zhuǎn)基因植物的實(shí)例. (1) （2）轉(zhuǎn)基因抗蟲作物 （3） 5.轉(zhuǎn)基因動(dòng)物實(shí)例 (1)舉例： （2）動(dòng)物轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用： ① ② ③ ④ ⑤ （二）細(xì)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(xué)條件下進(jìn)行融合形成 ，再創(chuàng)造條件將雜種細(xì)胞培養(yǎng)成 . 2、動(dòng)物細(xì)胞雜交： 動(dòng)物細(xì)胞A 誘導(dǎo)融合 、 篩選 動(dòng)物細(xì)胞B 3、植物細(xì)胞雜交： 植物細(xì)胞A 原生質(zhì)A （ ） （ ） 植物細(xì)胞B 原生質(zhì)B 雜種細(xì)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(xì)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(xì)胞的過程 3、 目的基因 基因?qū)胼d體 目的基因?qū)胧荏w細(xì)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(jí)小鼠 ①提高產(chǎn)仔數(shù)或產(chǎn)蛋數(shù) ②提高動(dòng)物生長(zhǎng)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(xì)胞 雜種細(xì)胞 雜種植株 2、雜種細(xì)胞 3、正在融合的原生質(zhì)體 再生出細(xì)胞壁 雜種植株 典型例題分析 1、番茄在運(yùn)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(jìn)果實(shí)成熟激素的合成能力，可使番茄貯藏時(shí)間延長(zhǎng)，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(qǐng)回答： (1)促進(jìn)果實(shí)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_________?；虻摹搬樉€”是_________，基因的“運(yùn)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(diǎn)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(gè)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(xì)胞中，從而定向改造生物的遺傳性狀。基因工程操作有四個(gè)步驟,在操作中用到了三種工具: 運(yùn)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(qiáng) 培養(yǎng)周期短 性狀穩(wěn)定 2、很久以前科學(xué)家在土壤中發(fā)現(xiàn)了某種細(xì)菌能制造一種對(duì)昆蟲有毒的蛋白質(zhì)，當(dāng)時(shí)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(duì)農(nóng)作物造成的危害。20世紀(jì)90年代，美國科學(xué)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(xì)菌中直接分離抗蟲基因外，還可以 。將目的基因與運(yùn)載體結(jié)合時(shí)必須用 酶和DNA連接酶。在基因工程中，常用的運(yùn)載體有 等，而作為運(yùn)載體必須具備相應(yīng)條件，例如，應(yīng)具有 以便進(jìn)行篩選。 （2）由轉(zhuǎn)基因玉米細(xì)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(shí)驗(yàn)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(jìn)行人工合成。目的基因與運(yùn)載體結(jié)合時(shí)需先用同種限制酶切割目的基因和運(yùn)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(biāo)記基因，因?yàn)槌剐曰蛲膺€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(dòng)植物病毒或噬菌體等) 標(biāo)記基因 (2)脫分化(或去分化) 胚狀體 人造種皮 基礎(chǔ)知識(shí)強(qiáng)化 1.轉(zhuǎn)基因技術(shù)的原理是：（ ） A．細(xì)胞的全能性 B．細(xì)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(xì)胞雜交的一個(gè)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(xì)胞雜交不用去掉植物的細(xì)胞壁。 3. 能克服遠(yuǎn)緣雜交的不親和性的技術(shù)是（ ） A．動(dòng)物細(xì)胞融合 B．植物體細(xì)胞雜交 C．動(dòng)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(xì)胞離體培養(yǎng)時(shí)，經(jīng)再分化過程可形成愈傷組織 B．培養(yǎng)流感病毒時(shí)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(shí)例 D．基因工程、細(xì)胞工程都能克服遠(yuǎn)緣物種雜交障礙 5.與植物體細(xì)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(dòng)、電刺激等誘導(dǎo) B.利用聚乙二醇（PEG）等試劑誘導(dǎo) C.克服遠(yuǎn)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(jī)理是：（ ） A．抑制生長(zhǎng)素的合成 B．抑制代謝，代謝減弱 C．抑制細(xì)胞呼吸 D．封閉乙烯合成途徑中關(guān)鍵酶基因 7. 植物體細(xì)胞雜交是利用不同物種的兩個(gè)體細(xì)胞融合成一個(gè)雜種細(xì)胞的過程。該過程是指　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A.不同植物的精子與卵細(xì)胞的融合 B.不同植物的原生質(zhì)體的融合 C.完整的兩個(gè)體細(xì)胞的融合 D.植物花粉細(xì)胞的兩兩融合 8. 植物體細(xì)胞雜交要先除去細(xì)胞壁的原因是 （ ） A．植物體細(xì)胞的結(jié)構(gòu)組成中不包括細(xì)胞壁 B．細(xì)胞壁使原生質(zhì)體失去活力 C．細(xì)胞壁阻礙了原生質(zhì)體的融合 D．細(xì)胞壁阻礙了原生質(zhì)體的發(fā)育 9、植物體細(xì)胞雜交和動(dòng)物細(xì)胞融合比較，正確的是（ ） A. 誘導(dǎo)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(xì)胞 10、植物細(xì)胞去掉細(xì)胞壁后,下列說法正確的是： ( ) A、細(xì)胞的遺傳物質(zhì)丟失了 B、細(xì)胞仍能夠進(jìn)行質(zhì)壁分裂 C、在一定的條件下仍能長(zhǎng)出細(xì)胞壁 D、細(xì)胞不具有全能性 能力提升演練 1、面對(duì)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(shí)驗(yàn) D，堅(jiān)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?，培育出了轉(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(xì)胞中凝血因子基因編碼區(qū)的堿基對(duì)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(dǎo)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(xì)胞，而不存在于其他體細(xì)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(xué)家把天竺葵的原生質(zhì)體和香茅草的原生質(zhì)體進(jìn)行誘導(dǎo)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(dá)到驅(qū)蚊且對(duì)人體無害的效果.下列關(guān)于驅(qū)蚊草培育的敘述中,錯(cuò)誤的是 ( ) A.驅(qū)蚊草的培育屬于細(xì)胞工程育種,其優(yōu)點(diǎn)是能克服遠(yuǎn)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(dòng),電刺激等方法 C.驅(qū)蚊草培育過程是植物體細(xì)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?yàn)椴煌锓N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(xì)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(jìn)行組織培養(yǎng)時(shí)，由根尖細(xì)胞形成愈傷組織的過程中，可能會(huì)發(fā)生細(xì)胞脫分化，染色體變異或基因突變，而不可能發(fā)生細(xì)胞分化和基因重組 C．動(dòng)物細(xì)胞融合與植物體細(xì)胞雜交相比，誘導(dǎo)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(xì)胞和雜種個(gè)體 D．“試管嬰兒”實(shí)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(xì)胞的夫婦能得到自己的孩子；單克隆抗體的制備采用了動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)和動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù) 5、利用植物體細(xì)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(xì)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(dǎo)多倍體形成和實(shí)現(xiàn)植物體細(xì)胞雜交的方法相同 C、多倍體植株和植物體細(xì)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(xì)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(xué)家將大麥中與抗旱節(jié)水有關(guān)的基因?qū)胄←?，得到了轉(zhuǎn)基因小麥，其水分利用率提高了20%，這項(xiàng)技術(shù)的遺傳學(xué)原理是：（ ） A．基因分離 B．基因重組 C．基因復(fù)制 D．基因突變 7、關(guān)于細(xì)胞全能性的理解不正確的是（ ） A. 大量的科學(xué)事實(shí)證明，高度分化的植物體細(xì)胞仍具有全能性 B. 細(xì)胞內(nèi)含有個(gè)體發(fā)育所需全部基因是細(xì)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(xì)胞在一定條件下表現(xiàn)全能性的結(jié)果 D. 通過動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)獲得細(xì)胞株或細(xì)胞系，表明了動(dòng)物體細(xì)胞也具有全能性 8、植物體細(xì)胞雜交尚未解決的問題是：（ ） A．去掉細(xì)胞壁，分離出有活力的原生質(zhì)體 B．將雜種細(xì)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(xì)胞融合技術(shù)的一些過程，請(qǐng)據(jù)圖回答： （1）若A、B細(xì)胞為動(dòng)物細(xì)胞，從A和B細(xì)胞到C細(xì)胞的過程中，常用 作 為 來誘導(dǎo)融合。A、B融合為C的過程說明了細(xì)胞膜具有 特性。 A細(xì)胞 D細(xì)胞 C細(xì)胞 B細(xì)胞 （2）若A、B細(xì)胞為植物細(xì)胞，那么這樣的細(xì)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(xì)胞稱為 。A、B到C細(xì)胞的過程中，常用的物理方法是 ；融合完成的標(biāo)志是 ；形成的D細(xì)胞還要應(yīng)用_______________技術(shù)把D培養(yǎng)成植株. （3）若A細(xì)胞為骨髓瘤細(xì)胞，B細(xì)胞為B淋巴細(xì)胞，那么D細(xì)胞稱為 _細(xì)胞。由D細(xì)胞連續(xù)分裂產(chǎn)生大量細(xì)胞的過程，稱為 過程。這種細(xì)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(xì)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(dòng)物— 眼蟲，這說明植物的細(xì)胞器同樣可以在某些動(dòng) 物細(xì)胞中存活。某同學(xué)提出問題“動(dòng)物細(xì)胞與 植物細(xì)胞之間可以實(shí)現(xiàn)雜交嗎？”他嘗試設(shè)計(jì) 出下列具體的實(shí)驗(yàn)方案。結(jié)合實(shí)驗(yàn)方案回答： 實(shí)驗(yàn)原理：根據(jù)眼蟲的特點(diǎn)，動(dòng)物細(xì)胞和植物細(xì)胞 之間在理論上是可以實(shí)現(xiàn)雜交的。實(shí)驗(yàn)步驟如下： （1）①中選的植物材料細(xì)胞中，必須有的細(xì) 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(dǎo)因素。 （4）⑤過程動(dòng)物細(xì)胞體外培養(yǎng)需要滿足的條件是 、 、 、 。 （5）在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，要強(qiáng)調(diào)所用的器械 的滅菌和實(shí)驗(yàn)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(dòng)植物雜交種批量培養(yǎng)生產(chǎn)，可以用 技術(shù)。 （8）動(dòng)植物雜交種細(xì)胞是否有細(xì)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(dǎo)劑 流動(dòng)性 （2） 細(xì)胞壁 纖維素 原生質(zhì)體 離心、振動(dòng)、電刺激 形成了新的細(xì)胞壁 植物組織培養(yǎng) （3）雜交瘤細(xì)胞 細(xì)胞培養(yǎng) 單克隆抗體(特異性抗體) （4） 3 融合的雜交瘤細(xì)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(xué)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(zhǎng)，然而各種雜菌同樣也可以在上面迅速生長(zhǎng)，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(zhǎng)的各種雜菌不但會(huì)和培養(yǎng)物爭(zhēng)奪營養(yǎng)，而且這些雜菌生長(zhǎng)的過程中會(huì)生成大量對(duì)培養(yǎng)物有害的物質(zhì)，導(dǎo)致培養(yǎng)物迅速死亡（2分） ⑹由于人們對(duì)細(xì)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(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng) ⑻無 因?yàn)榕咛ピ谀阁w子宮中完成胚胎發(fā)育