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第六章 從雜交育種到基因工程
第1節(jié) 雜交育種與誘變育種
一、雜交育種
1.概念：是將兩個或多個品種的優(yōu)良性狀通過交配集中一起，再經(jīng)過選擇和培育，獲得新品種的方法。
2.原理：基因重組。產(chǎn)生新的基因型
3.優(yōu)點：可以將兩個或多個優(yōu)良性狀集中在一起。
4.缺點：不會產(chǎn)生新基因，且雜交后代會出現(xiàn)性狀分離，育種過程緩慢，過程復(fù)雜。
二、誘變育種
1.概念：指利用物理或化學(xué)因素來處理生物，使生物產(chǎn)生基因突變，利用這些變異育成新品種的方法。
2.誘變原理：基因突變
3.誘變因素：
（1）物理：X射線，紫外線，γ射線等。
（2）化學(xué)：亞硝酸，硫酸二乙酯等。
4.優(yōu)點：可以在較短時間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良性狀。
5.缺點：因為基因突變具有不定向性且有利的突變很少，所以誘變育種具有一定盲目性，所以利用理化因素出來生物提高突變率，且需要處理大量的生物材料，再進(jìn)行選擇培育。
三、四種育種方法的比較
雜交育種
誘變育種
多倍體育種
單倍體育種
處理
P F1 F2
在F2中選育
用射線、激光、
化學(xué)藥物處理
用秋水仙素處理
萌發(fā)后的種子或幼苗
花藥離體培養(yǎng)
原理
基因重組，
組合優(yōu)良性狀
人工誘發(fā)基因
突變
染色體數(shù)目變異
染色體數(shù)目變異
優(yōu)
缺
點
方法簡單，
可預(yù)見強，
但周期長
加速育種，改良性狀，但有利個體不多，需大量處理
器官大，營養(yǎng)物質(zhì)
含量高，但發(fā)育延遲，結(jié)實率低
縮短育種年限，
但方法復(fù)雜，
成活率較低
例子
水稻的育種
高產(chǎn)量青霉素菌株
無籽西瓜
抗病植株的育成
第二節(jié)基因工程及其應(yīng)用
1.概念：按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，定向地改造生物的遺傳性狀。
2. 原理：基因重組
3．工具：
A．基因的“剪刀”：限制酶
①分布：主要在微生物中。
②作用特點：特異性，即識別特定核苷酸序列，切割特定切點。
③結(jié)果：產(chǎn)生黏性未端（堿基互補配對）。
B．基因的“針線”：DNA連接酶
①連接的部位：磷酸二酯鍵，不是氫鍵。
②結(jié)果：兩個相同的黏性未端的連接。
C．基因的“運載工具”：運載體
①作用：將外源基因送入受體細(xì)胞。
②具備的條件：a、能在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定地保存。b、 具有多個限制酶切點。
c、有某些標(biāo)記基因。
③種類：質(zhì)粒、噬菌體和動植物病毒。
④最常用的運載體：質(zhì)粒（是擬核或細(xì)胞核外能夠自我復(fù)制的很小的環(huán)狀DNA分子，存在細(xì)菌和酵母菌等生物細(xì)胞中）。
4．基因操作的基本步驟：
①提取目的基因：人們所需要的特定基因，如人的胰島素基因、抗蟲基因、
②目的基因與運載體結(jié)合（以質(zhì)粒為運載體）：用同一種限制酶分別切割目的基因和質(zhì)粒DNA（運載體），使其產(chǎn)生相同的黏性末端，將切割下的目的基因與切割后的質(zhì)?；旌希⒓尤脒m量的DNA連接酶，使之形成重組DNA分子（重組質(zhì)粒）
③將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞
④目的基因檢測與鑒定
5．轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性
兩種觀點是：
1、轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品不安全，要嚴(yán)格控制
2、轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品是安全的，應(yīng)該大范圍推廣。
6.基因工程育種的優(yōu)點：克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙
第六章 從雜交育種到基因工程
第1節(jié) 雜交育種與誘變育種
一、雜交育種
1.概念：是將兩個或多個品種的優(yōu)良性狀通過交配集中一起，再經(jīng)過選擇和培育，獲得新品種的方法。
2.原理：基因重組。產(chǎn)生新的基因型
3.優(yōu)點：可以將兩個或多個優(yōu)良性狀集中在一起。
4.缺點：不會產(chǎn)生新基因，且雜交后代會出現(xiàn)性狀分離，育種過程緩慢，過程復(fù)雜。
二、誘變育種
1.概念：指利用物理或化學(xué)因素來處理生物，使生物產(chǎn)生基因突變，利用這些變異育成新品種的方法。
2.誘變原理：基因突變
3.誘變因素：
（1）物理：X射線，紫外線，γ射線等。
（2）化學(xué)：亞硝酸，硫酸二乙酯等。
4.優(yōu)點：可以在較短時間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良性狀。
5.缺點：因為基因突變具有不定向性且有利的突變很少，所以誘變育種具有一定盲目性，所以利用理化因素出來生物提高突變率，且需要處理大量的生物材料，再進(jìn)行選擇培育。
三、四種育種方法的比較
雜交育種
誘變育種
多倍體育種
單倍體育種
處理
P F1 F2
在F2中選育
用射線、激光、
化學(xué)藥物處理
用秋水仙素處理
萌發(fā)后的種子或幼苗
花藥離體培養(yǎng)
原理
基因重組，
組合優(yōu)良性狀
人工誘發(fā)基因
突變
染色體數(shù)目變異
染色體數(shù)目變異
優(yōu)
缺
點
方法簡單，
可預(yù)見強，
但周期長
加速育種，改良性狀，但有利個體不多，需大量處理
器官大，營養(yǎng)物質(zhì)
含量高，但發(fā)育延遲，結(jié)實率低
縮短育種年限，
但方法復(fù)雜，
成活率較低
例子
水稻的育種
高產(chǎn)量青霉素菌株
無籽西瓜
抗病植株的育成
第二節(jié)基因工程及其應(yīng)用
1.概念：按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，定向地改造生物的遺傳性狀。
2. 原理：基因重組
3．工具：
A．基因的“剪刀”：限制酶
①分布：主要在微生物中。
②作用特點：特異性，即識別特定核苷酸序列，切割特定切點。
③結(jié)果：產(chǎn)生黏性未端（堿基互補配對）。
B．基因的“針線”：DNA連接酶
①連接的部位：磷酸二酯鍵，不是氫鍵。
②結(jié)果：兩個相同的黏性未端的連接。
C．基因的“運載工具”：運載體
①作用：將外源基因送入受體細(xì)胞。
②具備的條件：a、能在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定地保存。b、 具有多個限制酶切點。
c、有某些標(biāo)記基因。
③種類：質(zhì)粒、噬菌體和動植物病毒。
④最常用的運載體：質(zhì)粒（是擬核或細(xì)胞核外能夠自我復(fù)制的很小的環(huán)狀DNA分子，存在細(xì)菌和酵母菌等生物細(xì)胞中）。
4．基因操作的基本步驟：
①提取目的基因：人們所需要的特定基因，如人的胰島素基因、抗蟲基因、
②目的基因與運載體結(jié)合（以質(zhì)粒為運載體）：用同一種限制酶分別切割目的基因和質(zhì)粒DNA（運載體），使其產(chǎn)生相同的黏性末端，將切割下的目的基因與切割后的質(zhì)?；旌希⒓尤脒m量的DNA連接酶，使之形成重組DNA分子（重組質(zhì)粒）
③將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞
④目的基因檢測與鑒定
5．轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性
兩種觀點是：
1、轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品不安全，要嚴(yán)格控制
2、轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品是安全的，應(yīng)該大范圍推廣。
6.基因工程育種的優(yōu)點：克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙