高考生物一轮复习“学案”第24讲 生物的变异与育种技术课件 新人教版.ppt

学案24生物的变异与育种技术 1 杂交育种 1 含义 将的优良性状通过交配集中在一起 再经过 获得新品种的方法 2 育种原理 3 方法 杂交 选种 自交 2 诱变育种 1 含义 利用物理因素或化学因素来处理生物 使生物发生 2 育种原理 3 基因工程的概念 基因工程又叫或dna重组技术 即按照人们的意愿 把一种生物的某种基因提取出来 然后放到另一种生物的细胞里 生物的遗传性状 定向地改造 两个或多个品种 选择和培育 基因重组 自交 基因突变 基因突变 基因拼接技术 加以修饰改造 4 基因工程操作的基本工具 1 基因的 剪刀 指 简称限制酶 分布 主要在 特性 一种限制酶只能识别一种特定的 并在特定的切点切割dna分子 2 基因的 针线 指 连接磷酸和脱氧核糖形成 3 基因的 运输工具 即 实例 噬菌体 动植物病毒 5 基因工程操作的步骤提取目的基因 与运载体结合 将目的基因导入受体细胞 目的基因的检测与鉴定 限制性核酸内切酶 微生物体内 核苷酸序列 dna连接酶 磷酸二酯键 运载体 质粒 目的基因 6 思维判断 1 诱变育种时突变的个体中有害个体多于有利个体 2 杂交育种与诱变育种都能产生前所未有的新基因 创造变异新类型 3 杂合子品种的种子只能种一年 需要年年制种 4 基因工程定向改造生物性状 能够定向地引起基因突变 5 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亲本上 6 太空育种能按照人们的意愿定向产生优良性状 7 杂交育种的范围只能在有性生殖的植物中 考点1几种遗传育种的方法比较 考点精讲 说明 1 诱变育种与杂交育种相比 前者能产生前所未有的新基因 创造变异新类型 后者不能产生新基因 只是实现原有基因的重新组合 2 在所有育种方法中 最简捷 常规的育种方法是杂交育种 3 根据不同育种需求选择不同的育种方法 将两亲本的两个不同优良性状集中于同一生物体上 可利用杂交育种 亦可利用单倍体育种 要求快速育种 则运用单倍体育种 要求大幅度改良某一品种 使之出现前所未有的性状 可利用诱变育种和杂交育种相结合的方法 要求提高品种产量 提高营养物质含量 可运用多倍体育种 4 杂交育种选育的时间是f2 原因是从f2开始发生性状分离 选育后是否连续自交取决于所选优良性状是显性还是隐性 5 杂交育种是通过杂交培育具有优良性状且能稳定遗传 纯合子 的新品种 而杂种优势则是通过杂交获得种子 杂种后代表现出多个优良性状 但只能用杂种一代 因为后代会发生性状分离 6 诱变育种尽管能提高突变率 但处理材料时仍然是未突变的个体远远多于突变的个体 突变的不定向性和一般有害的特性决定了突变个体中有害仍多于有利 只是与自然突变相比较 二者都增多 典例剖析 例1 芥酸会降低菜籽油的品质 油菜有两对独立遗传的等位基因 h和h g和g 控制菜籽的芥酸含量 如图是获得低芥酸油菜新品种 hhgg 的技术路线 已知油菜单个花药由花药壁 2n 及大量花粉 n 等组分组成 这些组分的细胞都具有全能性 据图分析 下列叙述错误的是 a 两过程均需要植物激素来诱导细胞分化b 与 过程相比 过程可能会产生二倍体再生植株c 图中三种途径中 利用花粉培养筛选低芥酸油菜新品种 hhgg 的效率最高d f1减数分裂时 h基因所在染色体会与g基因所在染色体发生联会 解析 减数分裂时 发生联会的染色体是同源染色体 即h基因所在的染色体与h基因所在的染色体 g基因所在的染色体与g基因所在的染色体可以发生联会 d项错误 答案 d 易错点拨 不同的育种方法所依据的原理不同 其适用条件及用途也会有差别 应认真审题 明确试题要求 结合各种育种方法的特点及适用条件进行合理的选择与利用 否则 易出现以下两种类型的错误 1 忽视育种要求而出错 如 最简便 最准确 时间最短 产生新基因 新性状或新的性状组合 等 2 对不同育种方法的优缺点及其适用条件不清楚而出错 如诱变育种可能产生新基因 新性状 但不能定向改变生物性状 也有可能失去优良的性状 基因工程育种 细胞工程育种可定向改变生物的遗传物质组成 单倍体育种可明显缩短育种年限 对应训练 1 科学家将培育的异源多倍体的抗叶锈病基因转移到普通小麦中 育成了抗叶锈病的小麦 育种过程如图所示 图中a b c d表示4个不同的染色体组 每组有7条染色体 c染色体组中含携带抗病基因的染色体 请回答下列问题 1 异源多倍体是由两种植物aabb与cc远源杂交形成的后代 经方法培育而成 还可用植物细胞工程中方法进行培育 2 杂交后代 染色体组的组成为 进行减数分裂时形成个四分体 体细胞中含有条染色体 3 杂交后代 中c组的染色体减数分裂时易丢失 这是因为减数分裂时这些染色体 4 为使杂交后代 的抗病基因稳定遗传 常用射线照射花粉 使含抗病基因的染色体片段转接到小麦染色体上 这种变异称为 解析 1 a b c d表示4个不同的染色体组 植物aabb产生ab的配子 植物cc产生含c的配子 结合后形成abc受精卵并发育为相应的种子 用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 形成可育的后代aabbcc 还可以利用植物体细胞杂交技术获得aabbcc的个体 2 aabbcc产生的配子为abc aabbdd产生的配子为abd 配子结合形成aabbcd的受精卵 减数分裂过程中同源染色体两两配对形成四分体 c染色体组和d染色体组中无同源染色体 不能形成四分体 两个a染色体组可形成7个四分体 两个b染色体组可形成7个四分体 共计14个四分体 由于 中有6个染色体组 每个染色体组7条染色体 共42条 3 杂交后代 减数分裂过程中c组染色体无同源染色体配对而丢失 4 射线可能会导致c染色体断裂 断裂的部分如果含有抗病基因 抗病基因可通过易位的方式转移到另一条非同源染色体上 这种变异为染色体结构变异 答案 1 秋水仙素诱导染色体数目加倍植物体细胞杂交 2 aabbcd1442 3 无同源染色体配对 4 染色体结构变异 考点2基因工程 考点精讲 1 基因工程操作的工具 1 限制性核酸内切酶 基因的 剪刀 存在场所 主要存在于原核生物细胞中 特性 一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列 并且能够在特定的切点上切割dna分子 作用结果 得到平末端或黏性末端 2 dna连接酶 基因的 针线 作用 连接限制性核酸内切酶切开的断口 分类 不同点 常用的种类及来源 3 运载体 基因的运输工具作为运载体必须具备以下条件 能够在宿主细胞内复制并稳定地保存 含有多个限制酶酶切位点 以便和外源基因相连 含有标记基因 以便于筛选 2 基因工程与基因重组之间的关系 说明 容易混淆的dna连接酶和dna聚合酶 1 dna连接酶 在两个dna片段之间形成磷酸二酯键 2 dna聚合酶 可将单个的脱氧核苷酸加到已有的脱氧核苷酸序列上 形成磷酸二酯键 3 相同点 这两种酶都是蛋白质 可以形成两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键 典例剖析 例2 dna连接酶的重要功能是 a dna复制时母链与子链之间形成氢键b 将两条dna片段的黏性末端之间的缝隙连接起来c 使黏性末端的碱基之间形成氢键d a b c都不正确 解析 dna连接酶的作用只是恢复被限制酶切开了的两个核苷酸之间的磷酸二酯键 不能催化氢键的形成 也不能使已有的dna片段与单个核苷酸之间形成磷酸二酯键 b 技巧点拨 解题时应深刻理解各种工具酶的功能内涵 限制性核酸内切酶是基因工程中所用的重要切割工具 可以特异性地识别核苷酸序列 并在特定部位进行切割 有错位切和平切两种方式 错位切产生黏性末端 平切产生平末端 dna连接酶可以在两个来源不同的dna片段之间重新形成磷酸二酯键 将两个dna双链上的两个缺口同时连接起来 不需要模板 dna聚合酶在 复制过程中起作用 即以一条 链为模板 将单个核苷酸通过磷酸二酯键连接成一条与模板链互补的dna链 也就是说 dna聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核酸片段的羟基上 形成磷酸二酯键 对应训练 2 为实现目的基因与载体结合 以便在大肠杆菌中大量表达相应的蛋白质 研究人员进行了如图所示的操作 请分析回答下列问题 1 将同时用bamhi切割并混合 加入进行连接 再与大肠杆菌感受态细胞混合 最后 将混合物接种在含有的平板培养基上 2 切割后的载体用碱性磷酸酶处理 除去末端的5 磷酸 可防止载体自我连接 目的基因片段不用碱性磷酸酶处理 仍然能与用碱性磷酸酶处理过的载体连接 在5组平板培养基上接种了不同操作的大肠杆菌感受态细胞 如下表所示 第1组实验目的是确认是否符合实验要求 第2组平板培养基菌落数目最大 说明大肠杆菌感受态细胞能够 第3组实验用来检验酶是否具有活性 第4组实验用来检验酶是否具有活性 实验中用碱性磷酸酶处理载体可以降低仅有载体的菌落数 增加携带的菌落比例 答案 1 含目的基因的dna与载体 或质粒 dna连接酶氨苄青霉素 2 大肠杆菌感受态细胞和平板培养基 摄取载体 或 质粒 或 外源dna dna连接酶和限制碱性磷酸 重组质粒 或重组dna 解析 1 将含目的基因的dna与载体 或质粒 同时用bamhi切割 会露出黏性末端 再加入dna连接酶进行连接 会形成重组质粒 再将重组质粒与大肠杆菌感受态细胞混合 最后 将混合物接种在含有氨苄青霉素的平板培养基上 会筛选出含重组质粒的大肠杆菌 2 本问主要考查学生提取信息的能力 1 诱变育种有很多突出优点 也存在一些缺点 下列分析正确的是 结实率低 发育迟缓 提高变异频率 因而可加快育种进程 大幅度改良某些性状 茎秆粗壮 果实种子大 营养物质含量高 有利个体不多 需要大量处理实验材料a b c d 解析 考查诱变育种的特点 b 2 下列有关作物育种的叙述 正确的是 在杂交育种中 f1自交后代可筛选出符合人类需要的优良品种 单倍体育种可以明显缩短育种的年限 人工诱导单倍体染色体数目加倍常用的方法是用秋水仙素处理萌发的种子 诱变育种可以定向地把多个品种的优良性状集中在一起 获得新的品种a b c d 解析 单倍体一般是不育的 因此没有种子 故 错误 诱变育种的原理是基因突变 基因突变是不定向的 故 错误 a 3 某农科所通过如图所示的两种育种方法培育成了高品质的糯小麦 下列有关叙述正确的是 a 该育种过程中运用的遗传学原理是基因重组和染色体变异b b过程需要通过杂交来提高纯合率c a过程需要使用秋水仙素 只作用于萌发的种子d a过程提高了突变率 从而明显缩短了育种年限 解析 图示为杂交育种和单倍体育种 a 4 现有三个番茄品种 甲品种的基因型为aabbdd 乙品种的基因型为aabbdd 丙品种的基因型为aabbdd 三对等位基因分别位于三对同源染色体上 分别控制叶形 花色和果形三对相对性状 下列说法正确的是 a 甲 乙两个品种杂交 后代基因型有8种b 甲 乙两个品种杂交 后代纯合子的概率为1 12c 乙 丙两个品种杂交 后代花色和果形的性状都不同d 通过单倍体育种技术 获得基因型为aabbdd植株的时间只要一年 解析 甲品种的基因型为aabbdd 乙品种的基因型为aabbdd 若甲 乙两个品种杂交 后代基因型有12种 故a错误 若甲 乙两个品种杂交 后代纯合子的概率为1 8 故b错误 乙品种的基因型为aabbdd 丙品种的基因型为aabbdd 若乙 丙两个品种杂交 后代花色和果形的性状都相同 故c错误 由于乙品种的基因型为aabbdd 若通过单倍体育种技术 获得基因型为aabbdd植株的时间只要一年 故d正确 答案 d 5 假设a b为玉米的优良基因 现有aabb aabb两个品种 控制两对相对性状的基因位于两对同源染色体上 实验小组用不同方法进行了实验 如图 下列说法不正确的是 a 过程 育种方法的原理是基因突变