高三生物一轮复习 第24讲 从杂交育种到基因工程育种课件 新人教版必修

第24讲 从杂交育种到基因工程,一、杂交育种,1、概念：,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，获得新品种的方法。,2、实例：,4、原理：,5、范围：,矮杆抗病水稻的培育,基因重组,有性生殖的生物,3、方法：,杂交自交选优自交,(1)概念:指基因型不同的亲本个体相互杂交产生的杂种子一代,在生长势、生活力、繁殖力、抗逆性、产量和品质等优于两个亲本的现象。,6、杂种优势：,(2)特点:杂种优势不是某一个性状单独表现突出,而是许多性状综合表现突出;杂种优势的大小取决于双亲的遗传差异和互补程度。,(3)缺点:具有杂种优势的品种不能代代相传,因为这类品种的基因型是杂合的,它们的后代必定会出现性状分离和重组,从而产生出新的性状组合。,（4） 杂种优势与多倍体优势不同：杂交种早熟但多倍体品种生育延迟（晚熟）。,。,二、诱变育种,1、概念：,利用物理因素或化学因素来处理生物，使生物发生基因突变，从而获得优良变异类型的育种方法,2、实例：,4、原理：,5、优点：,“黑农五号”大豆,基因突变,提高突变率，加快育种进程 产生新基因，新性状，大幅改良性状盲目性大，有利变异少,3、方法：,射线处理或化学诱变剂处理种子或幼苗,C,【例1】2013年棉花良种经18天太空运行后，于2014年3、4月间在惠民县进行试验种植。经测定经太空育种后具有棉桃大，抗病抗虫性强，结桃率高等优点，在育种方面染色体部分缺失也有重要作用。如图所示育种专家对棉花品种的培育过程。相关叙述错误的是( ),A太空育种依据的原理主要是基因突变 B粉红棉M的出现是染色体缺失的结果 C深红棉S与白色棉N杂交产生深红棉的概率为1/4 D粉红棉M自交产生白色棉N的概率为1/4,1、概念:,又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。就是按照人们的意愿,把一种生物的某种基因提取出来,加以修饰改造,然后放到另一种生物的细胞里,定向地改造生物的遗传性状。,三、基因工程,3、操作水平：DNA分子水平,2、原理：基因重组,4、优点：（1）定向改变生物的遗传性状； （2）克服远缘杂交不亲和的生殖障碍，迅速培育前所未有的新品种。,（专一性）,(1)基因的“剪刀”-限制性内切酶,来源:,特点:,一种限切酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定切点切割。,主要存在于微生物，在300多种微生物中已发现的有4000多种限制酶。,5、基因工程的工具：,其实质是形成磷酸二酯键,（2）分子“针线”DNA连接酶,从DNA上切下某个基因，应切2个切口，产生4个黏性末端,条件,能够在受体细胞中稳定地保存并复制,具有多个限制酶切点（以便与外源基因连接）,具有标记基因，便于进行筛选,常用的运载体：,质粒、噬菌体和动、植物病毒等,（3）基因的运输工具运载体,运载体的化学本质：DNA,【思考】运载体和细胞膜上的载体相同吗？,【例2】下列有关基因工程中限制性内切酶的描述，错误的是( ) A一种限制性内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列 B限制性内切酶的活性受温度影响 C限制性内切酶能识别和切割RNA D限制性内切酶可从原核生物中提取,C,【例3】DNA连接酶的主要功能是( ) A使DNA复制时母链与子链之间形成氢键 B使黏性末端碱基之间形成氢键 C将两条DNA末端之间的缝隙连接起来 D将碱基、脱氧核糖、磷酸之间连接起来,C,6、基因工程基本步骤：,1提取目的基因的方法：直接分离法 、反转录法等 2、关于受体细胞： （1）常用微生物(繁殖快、代谢快、产物多）； （2）转基因动物的受体细胞一般选用受精卵； （3）转基因植物的受体细胞可选用受精卵或体细胞。 3目的基因的检测是利用质粒中的标记基因，如大肠杆菌质粒中含抗青霉素基因。把某种生物放入带有青霉素的培养基中培养，若有抗性，说明导入成功；若无抗性，说明导入失败。 4重组DNA分子进入受体细胞后，受体细胞必须表现出特定的性状（如抗虫棉的抗虫性），才能说明目的基因完成了表达过程。,知识提醒,【例4】在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作错误的是 ( ) A用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸 B用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体 C将重组DNA分子导入烟草原生质体 D用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞,A,解决粮食短缺问题； 减少农药使用，从而减少环境污染； 节省生产成本，降低粮食售价； 增加食物营养，提高附加价值； 增加食物种类，提升食物品质； 促进生产效率，带动相关产业发展。,8、转基因生物和转基因食品的优、缺点,(1)优点,可能产生新毒素和新过敏原； 可能产生抗除草剂的杂草； 可能使疾病的散播跨越物种障碍； 可能会损害农作物的生物多样性； 可能干扰生态系统的稳定性。,(2)缺点,四、不同育种方法的比较,(1)在所有育中方法中，最简捷、常规的是 育种。 (2)将两亲本的两个不同优良性状集中于同一生物体上，可利用 育种。 (3)要求快速育种，则运用 育种。 (4)要求大幅度改良某一品种，使之出现前所未有的性状，可利用 育种。 (5)要求提高品种产量，提高营养物质含量，可运用 育种。 (6)杂交育种选育的时间是从 代开始，原因是从这一代开始发生性状分离；选育后是否要连续自交取于 。,杂交育种或单倍体,单倍体,诱变,多倍体,杂交,【例5】据题意填写完整：,F2,所选优良性状是显性还是隐性,1、判断有关生物育种叙述的正误。 (1)采用诱变育种可改良缺乏某种抗病性的水稻品种( ) (2)诱变育种和杂交育种均可形成新的基因( ) (3)花药离体培养获得的抗病植株，其细胞仍具有全能性（ ) (4)某抗病植株又连续自交，纯合抗病植株比例逐渐降低( ) (5)三倍体西瓜植株高度不育( ) (6)花药离体培养技术也能培育获得抗锈高产小麦新品种 ( ) (7)自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后，其DNA整合到细菌DNA上属于基因工程 ( ) (8)可用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸，进行构建抗除草剂的转基因烟草( ) (9)单倍体育种在所有育种方法中所用的年限最短( ) (10)杂交育种第一步杂交的目的是将两个亲本的优良性状集中到一个个体上( ),课堂评价,2.在试验田中偶然出现了一株抗旱、抗盐的玉米,设想利用该植株培育能稳定遗传的抗旱、抗盐水稻品种,用到的育种方法和技术应有( )。,B,A. B. C. D.,诱变育种 单倍体育种 转基因技术 组织培养技术,3、假设A、b代表玉米的优良基因，这两种基因是自由组合的。现有AABB，aabb两个品种，为培育出优良品种AAbb，可采用的方法如图所示。请根据图回答问题。,(1)由品种AABB、aabb经过过程培育出新品种的育种方式称为_，其原理是_。用此育种方式一般从_才能开始选育AAbb个体，是因为_。 (2)若经过程产生的子代总数为1 552株，则其中基因型为AAbb的植株在理论上有_株。基因型为Aabb的植株经过程，子代中AAbb与aabb的数量比是_。 (3)过程常采用_ _技术得到Ab个体。与过程的育种方法相比，过程的优势是_。 (4)过程的育种方式是_，与过程比较，过程的明显优势是_。,过程产生的变异是定向的,杂