生物：第6章《从杂交育种到基因工程》教案(新人教版必修2)_生物必修一第二章教案
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第6章 从杂交育种到基因工程一、一周知识概述
二、重难点讲解
（一）杂交育种
1、概念
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，再经过选择和培育，获得新品种(稳定遗传)的方法。
2、原理
利用自由组合定律实现基因重组。
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作用：定向改造生物的遗传性状。
2、基因操作的工具
基因的剪刀——限制性内切酶：能识别一种特定的核苷酸序列，并能在特定的切点上切割DNA分子。
基因的针线——DNA连接酶：连接被限制酶切开形成的粘性末端，合成重组的DNA分子。
基因的运载工具——运载体：常使用的有质粒、噬菌体和动植物病毒。具备条件：能在宿主细胞中复制并稳定存在；具多个限制酶切点；具某些标记基因，便于筛选。
3、基因操作的基本步骤
（1）提取目的基因：取得符合人们的要求的DNA片段，这种DNA片段称为“目的基因”。获得途径常有两条：一是直接分离法，又叫“鸟枪法”。用DNA 限制性内切酶从供体细胞的DNA中将目的基因分离出。优点是操作简便，缺点是工作量大，具有一定的盲目性。另一途径是人工合成法：一是反转录法，以目的基 因转录成的mRNA为模板，反转录成单链DNA再合成双链DNA；二是逆推法，以已知氨基酸序列，推出mRNA序列，再推出目的基因序列，然后人工合成。
（2）目的基因与运载体结合：这个过程即为体外重组DNA的过程。首先选择目的基因所适合的运载工具，如质粒、病毒等，然后用同一种限制酶分别切割运载 体和目的基因，使其产生相同的黏性末端，再加入适量的DNA连接酶，在生物体外将目的基因的DNA与运载体的DNA结合起来，形成重组DNA（或重组质 粒）
（3）将目的基因导入受体细胞：将重组的DNA杂合分子，借鉴细菌或病毒侵染细菌的途径，转移到选定的生物体细 胞中，使重组的DNA在受体细胞中复制、转录、翻译得以表达。把目的基因装在运载体上并通过运载体将目的基因运到受体细胞的这一过程，在一般情况下，转化 成功率仅为百分之一。为此遗传工程师们创造了低温条件下用氯化钙处理受体细胞和增加重组DNA浓度的办法来提高转化率。采用氯化钙化处理后，能增大受体细 胞的细胞壁透性，从而使杂种DNA分子更容易进入。另外也可用基因枪法、激光微束穿孔法、显微注射法等方法直接将目的基因转入受体细胞（如受精卵细胞）。
（4）目的基因的检测和表达：目的基因的导入过程是肉眼看不到的，因此，要知道导入是否成功，并把目的基因能表达的受体细胞挑选出来，运载体事先应有特 定的标志，若在受体中能找出已转化细胞或个体，即检测到外源DNA所携带的特定遗传信息是否得到了表达，则可据此判断受体细胞是否获得了目的基因。
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瓜花叶病毒、抗马铃薯X病毒、抗苜蓿花叶病毒的转基因植株也陆续培育成功。我国科学家利用转基因方法，已经培育出抗病毒烟草和抗病毒番 茄，并且已开始进行田间实验。
在抗虫害方面：迄今研究得最多并取得成效的有两类基因，即苏云金杆菌的杀虫蛋白基因以及从豇豆等作物中分离的蛋白酶抑制剂基因。当害虫在这些转基因植株上取食后会使其致命。
（六）转基因动物
生产转基因动物的研究自20世纪90年代以来日趋活跃，转基因动物技术的实用意义是：①生产出性状优良的家畜家禽，如长得快的，繁殖力高的，能抗病的 等；②利用动物体作为反应器，生产珍贵的蛋白质，如一些只能从人体内提取的蛋白质；③利用动物作研究模型，比如，知道高血压症是由某种原因造成，可以生产 一些高血压小鼠，让医生在小鼠身上试用各种疗法；④生产玩赏动物，如同猫一样大的小马，如同鼠一样大的兔子，以及各种不同毛色和花纹的观赏动物。
在转基因动物方面，我国也取得了许多可喜的成果，目前已获得了转基因鱼、兔、鸡等多种转基因动物。1998年2月中国科学家又获得了在所分泌的乳汁中含有蛋白凝血因子X的转基因山羊。
（七）基因工程是把双刃剑
基因工程具有重要的应用价值，但也存在着潜在的威胁。如基因工程可以制造超级细菌、超级杂草；战争狂人、恐怖主义者可制造出难以制服的病原体、生物毒剂 等生物武器，进行讹诈和战争；转基因动植物的出现引发物种入侵，有可能破坏原有的生态平衡，对原有物种产生威胁；转基因食品的安全性问题；人类基因组计划 的研究引发的新的伦理、社会、哲学等方面的问题。所有这些可能危害人类社会的问题都值得给予思考和关注。
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