高考生物总复习（基础回顾+考点透析+实验导航+走近高考）第七单元 第24讲从杂交育种到基因工程拔高精讲课件 新人教版必修2.ppt

第七单元生物变异 育种和进化第24讲从杂交育种到基因工程 必修2遗传与进化 基础回顾 一 杂交育种与诱变育种 填表 两个或多个品种的优良性状通过交配 物理因素或化学因素 基因突变 续上表 具有不同优良性状 f1连续自交或杂交 正在分裂 基因突变 改良作物品质 农作物育种和微生物育种 想一想 卫星搭载种子育种的原理是什么 搭载的是干种子还是萌发的种子 提示 卫星搭载种子是利用宇宙空间的强辐射和微重力的作用诱发基因突变 搭载的是萌发的种子 因为萌发的种子很多细胞正在进行细胞分裂 二 基因工程 填空 1 概念 基因工程又叫基因拼接技术或 是按照人们的意愿 把一种生物的 提取出来 加以修饰改造 然后放到另一种生物的细胞里 地改造生物的遗传性状 2 基本工具 1 基因的 剪刀 2 基因的 针线 3 基因的运载体 常用的有 噬菌体和 等 dna重组技术 某种基因 定向 限制性核酸内切酶 dna连接酶 质粒动植物病毒 想一想 dna连接酶与dna聚合酶和dna酶有什么不同 提示 dna连接酶是连接的双链dna片段 dna聚合酶是在dna复制时 将单个的脱氧核苷酸连接成单链dna分子 dna酶的作用是水解dna 3 操作步骤 1 提取 2 目的基因与 结合 3 将目的基因导入 4 目的基因的 4 应用 基因工程主要在 药物研制和 等方面取得了重大成就 目的基因 运载体 受体细胞 表达和检测 作物育种环境保护 考点透析 考点一 几种常见育种方法的比较 续上表 续上表 特别提醒 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 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 随着我国航天技术的日趋成熟 太空育种正在兴起 有两个优势 太空失重 真空状态 将很多在地球重力场中无法完成的育种实验变为可以实现的现实 太空高辐射环境为动 植物和微生物发生基因突变提供良好条件 例1 下图是植物育种方式的简要概括图 请据图回答 1 表示的育种方法称为 这种育种方式的目的是 同上述育种方式相比较 育种方式的优越性主要表现在 2 方法所运用的原理是 过程 常用 处理萌发的种子或幼苗 3 过程 使用的生物技术是 该育种方式的最大优点是 解析 1 图中 是杂交育种 其目的是将两个或多个优良性状通过杂交集中在一起 依据的原理是基因重组 图中 是单倍体育种 其最大的优点是明显缩短了育种年限 2 图中 是诱变育种 依据的原理是基因突变 是多倍体育种 常用秋水仙素 低温 处理萌发的种子或幼苗 3 过程 是基因工程育种 其优点是能定向改造生物的性状 克服远缘杂交不亲和的障碍 答案 1 杂交育种将控制两个亲本优良性状的基因集中到一个个体中育种年限短 2 基因突变秋水仙素 或低温 3 转基因技术 或基因工程 目的性强 育种周期短 可克服远缘杂交不亲和的障碍 1 下面为6种不同的育种方法 据图回答下列问题 1 图中a至d方向所示的途径表示 育种方式 这种方法属常规育种 一般从f2代开始选种 这是因为 a b c的途径表示 育种方式 这两种育种方式中后者的优越性主要表现在 2 b常用的方法为 3 e方法所用的原理是 所用的方法如 育种时所需处理的种子应是萌动的 而非休眠的 种子 原因是 4 c f过程最常用的药剂是 其作用的原理是 5 由g到h过程中涉及的生物技术有 和 6 k l m这种育种方法的优越性表现在 解析 1 杂交育种选育的时间是从f2代开始 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 2 基因工程技术应用于育种有明显的优势 能够按照人们的意愿 定向改造生物的性状 目的性强 如生产人的胰岛素 干扰素 白蛋白的各种工程菌的构建 打破了物种界限 克服了远缘杂交不亲和的障碍 3 诱变育种大幅度改良生物性状 这是优点 能提高突变率 但突变的不定向性和一般有害的特性决定了在突变的个体中有害远多于有利 因而需要大量处理材料 工作量大 能否产生有价值的变异类型 不以人的意志为转移 目的性差 答案 1 杂交从f2代开始发生性状分离单倍体明显缩短育种年限 2 花药离体培养 3 基因突变x射线 紫外线 激光亚硝酸 硫酸二乙酯 秋水仙素 理 化因素须各说出一项 种子萌动后进行细胞分裂 dna在复制过程中可能由于某种因素的影响发生基因突变 4 秋水仙素在细胞分裂时 抑制纺锤体形成 引起染色体数目加倍 5 基因工程 或dna拼接技术或dna重组技术或转基因技术 植物组织培养 6 克服了远缘杂交不亲和的障碍 大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围 考点二 基因工程的操作工具及基本步骤 一 操作工具1 基因的 剪刀 限制性核酸内切酶 简称限制酶 1 存在 主要在微生物体内 2 特性 一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 并在特定的切点上切割dna分子 3 实例 ecori限制酶能专一识别gaattc序列 并在g和a之间将这段序列切开 4 切割结果 产生2个带有黏性末端的dna片段 5 作用 基因工程中重要的切割工具 能将外来的dna切断 对自己的dna无损害 2 基因的 针线 dna连接酶 dna连接酶的作用是在dna分子连接过程中 黏合脱氧核糖和磷酸之间的缺口 如果把dna分子看成梯子形 dna连接酶的作用是把梯子的扶手连接起来 3 常用的运载体 质粒 1 本质 小型环状dna分子 2 作用 作为运载工具 将目的基因送到宿主细胞中去 用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制 3 作为运载体应具备的条件 能在宿主细胞内稳定保存并大量复制 有多个限制酶切点 有标记基因 二 操作步骤 提取目的基因 目的基因与运载体结合 将目的基因导入受体细胞 目的基因的表达和检测 特别提醒 1 微生物常被用做受体细胞的原因是其具有繁殖快 代谢快 目的基因产物多的特点 2 动物受体细胞一般选用受精卵 植物受体细胞可以是体细胞 但需与植物组织培养技术相结合 例2 下图为dna分子在不同酶的作用下所发生的变化 图中依次表示限制性核酸内切酶 dna聚合酶 dna连接酶 解旋酶作用的正确顺序是 a b c d 解析 限制性核酸内切酶的作用是切割磷酸二酯键 dna聚合酶的作用是在有模板的条件下催化合成dna子链 形成新的dna分子 dna连接酶的作用是连接磷酸二酯键 即将2个dna分子末端的缺口缝合起来 解旋酶的作用是使双链dna解旋 答案 c 规律总结dna连接酶 dna聚合酶等的比较 2 下图是基因工程主要技术环节的一个基因步骤 这一步骤需要用到的工具是 a dna连接酶和解旋酶b dna聚合酶和限制性核酸内切酶c 限制性核酸内切酶和dna连接酶d dna聚合酶和rna聚合酶 解析 如图表示目的基因与运载体的结合 需用同一种限制性核酸内切酶切割含目的基因的dna和质粒 再用dna连接酶连接 答案 c 题组1各种育种的原理 方法及应用1 太空育种是指利用太空的综合因素如强辐射 微重力等 诱导由宇宙飞船携带的种子发生变异 然后进行培育的一种育种方法 下列说法正确的是 a 太空育种产生的突变总是有益的b 太空育种产生的性状是定向的c 太空育种培育的植物是地球上原本不存在的d 太空育种与其他诱变方法在本质上是一样的 走近高考 解析 太空育种与其他诱变育种的原理都是基因突变 答案 d 2 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 下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 下列叙述错误的是 a 两过程均需要植物激素来诱导细胞脱分化b 与 过程相比 过程可能会产生二倍体再生植株c 上图的三种途径中 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 3 玉米的抗病和不抗病 基因为a a 高秆和矮秆 基因为b b 是两对独立遗传的相对性状 现有不抗病矮秆玉米种子 甲 研究人员欲培育抗病高秆玉米 进行以下实验 取适量的甲 用合适剂量的 射线照射后种植 在后代中观察到白化苗4株 抗病矮秆1株 乙 和不抗病高秆1株 丙 将乙与丙杂交 f1中出现抗病高秆 抗病矮秆 不抗病高秆和不抗病矮秆 选取f1中抗病高秆植株上的花药进行离体培养获得幼苗 经秋水仙素处理后选出纯合二倍体的抗病高秆植株 丁 另一实验表明 以甲和丁为亲本进行杂交 子一代均为抗病高秆 请回答 1 对上述l株白化苗的研究发现 控制其叶绿素合成的基因缺失了一段dna 因此该基因不能正常 功能丧失 无法合成叶绿素 表明该白化苗的变异具有 的特点 该变异类型属于 2 上述培育抗病高秆玉米的实验运用了 单倍体育种和杂交育种技术 其中杂交育种技术依据的原理是 花药离体培养中 可通过诱导愈伤组织分化出芽 根获得再生植株 也可通过诱导分化成 获得再生植株 3 从基因组成看 乙与丙植株杂交的f1中抗病高秆植株能产生 种配子 4 请用遗传图解表示乙与丙植株杂交得到f1的过程 解析 1 由 甲和丁杂交后代均为抗病高秆 可知 抗病和高秆为显性 据此推出各亲本的基因型 甲 aabb 乙 aabb 丙 aabb 丁 aabb 2 基因缺失dna片段后 其数量并未减少 变异类型为基因突变 突变后的基因无法正常进行转录和翻译 体现了变异的有害性 3 乙和丙杂交得到的f1 其基因型为aabb 可产生4种不同类型的配子 答案 1 表达有害性基因突变 2 诱变育种基因重组胚状体 3 4 4 题组2基因工程4 山东 继哺乳动物乳腺生物反应器研发成功后 膀胱生物反应器的研究也取得了一定进展 最近 科学家培育出一种转基因小鼠 其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中 请回答下列问题 1 将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞 常用的方法是 法 2 进行基因转移时 通常要将外源基因转入 中 原因是 3 通常采用 技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组 4 在研制膀胱生物反应器时 应使外源基因在小鼠的 细胞中特异表达 5 为使外源基因在后代长期保持 可将转基因小鼠体细胞的 转入 细胞中构成重组细胞 使其发育成与供体具有相同性状的个体 该技术称为 解析 1 将目的基因 人的生长激素基因 导入动物细胞 小鼠受体细胞 的常用方法是显微注射技术 2 在哺乳动物细胞中 受精卵或早期胚胎细胞的全能性更容易表达 因此 在动物细胞工程中 常将受精卵或早期胚胎细胞作为受体细胞 3 检测转基因