高考生物一轮复习（抓纲扣本+剖题探法）第七单元第4节 从杂交育种到基因工程课件.ppt

第4节从杂交育种到基因工程 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 抓纲扣本 夯实基础 一 杂交育种与诱变育种 两个或多个品种 选择和培育 基因重组 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 基因突变 基因突变 判断正误 1 杂交育种所依据的主要遗传学原理是基因突变 2 基因突变可发生在任何生物的dna复制过程中 可用于诱变育种 3 诱变育种可以快速获得具有新基因的纯合子 4 诱变育种和杂交育种均可产生新的基因和新的基因型 5 生产上通常采用多倍体育种的方法来获得无子番茄 6 植物体细胞杂交育种可以克服远缘杂交不亲和的障碍 思考 要想大幅度改良某作物的品质 从而产生新性状 应选用哪种育种方法 提示诱变育种 1 概念的理解 二 基因工程及其应用 dna重组 基因 分子 定向 2 工具 限制酶 dna连接酶 运载体 受体 3 步骤提取目的基因 目的基因与结合 将目的基因导入 目的基因的 4 基因工程的应用 运载体 受体细胞 检测与鉴定 育种 药物 环境 思考 运载体和细胞膜上的载体相同吗 提示不同 运载体是将外源基因导入受体细胞的专门运输工具 常用的运载体有质粒 动植物病毒 噬菌体等 细胞膜上的载体是位于细胞膜上的载体蛋白质 与控制物质进出细胞有关系 典例1 2013 潍坊 东营 淄博 滨州四市联考 下图中甲 乙表示水稻的两个品种 a a和b b分别表示位于两对同源染色体上的两对等位基因 表示培育水稻新品种的过程 下列叙述不正确的是 剖题探法 突破考点 考点一生物育种 a 过程简便 但育种周期长b 和 的变异都发生于有丝分裂间期c 过程常用的方法是花药离体培养d 和 过程的育种原理不相同 提示 杂交育种是最简捷的方法 而单倍体育种是最快获得纯合子的方法 可缩短育种年限 让染色体加倍可以用秋水仙素等进行处理 也可采用细胞融合的方法 且细胞融合能在两个不同物种之间进行 解析 过程为杂交育种 育种年限比较长 过程发生了基因重组 基因重组发生在减数第一次分裂过程中 过程需要用秋水仙素处理幼苗 秋水仙素作用于细胞分裂前期 过程为花药离体培养 过程的原理为基因突变 过程的原理为基因重组 答案 b 考点突破 遗传育种方式的比较 特别提醒 1 杂交育种不一定都需要连续自交 若选育显性优良纯种 则需要连续自交 直至性状不再发生分离 若选育隐性优良纯种 则只要出现该性状即可 2 杂种优势是通过杂交获得种子 一般不是纯合子 在杂种后代上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 如杂交玉米的制种 变式训练 1 2012 南京调研 将 两个植株杂交 得到 将 再做进一步处理 如下图所示 下列分析错误的是 a 由 到 的育种过程依据的主要原理是基因突变b 由 过程形成 植株可知 与 为同一物种c 若 的基因型为aabbdd 三对等位基因的遗传符合自由组合定律 则 植株中能稳定遗传的个体占总数的1 4d 由 到 过程可能发生了突变和重组 可为生物进化提供原材料 解析如果原植物为二倍体 则 为二倍体 为四倍体 它们杂交形成的 为三倍体 由于三倍体没有可育性 所以 与 是不同物种 答案b 考点二基因工程 典例2 下列叙述符合基因工程概念的是a b淋巴细胞与肿瘤细胞融合 杂交瘤细胞中含有b淋巴细胞中的抗体基因b 将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌 获得能产生人干扰素的菌株c 用紫外线照射青霉菌 使其dna发生改变 通过筛选获得青霉素高产菌株d 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 解析 基因工程是指按照人们的意愿 进行严格的设计 并通过体外dna重组和转基因等技术 创造出符合人们需要的新的生物类型和生物产品 基因工程是在dna分子水平上进行设计和施工的 选项中a项属于细胞工程 c项属于人工诱变 d项属于基因重组 只有b项符合基因工程的概念 其中人的干扰素基因是目的基因 质粒是运载体 大肠杆菌是受体细胞 人们需要的生物产品是人干扰素 答案 b 考点突破 1 基因工程的操作步骤 2 有关基因工程的相关提醒 1 限制酶在第一步和第二步操作中都用到 且要求同一种酶 目的是产生相同的黏性末端 第二步中两种工具酶都用到 2 质粒是最常用的运载体 不要把质粒和运载体等同 除此之处 噬菌体和动植物病毒也可作为运载体 运载体的化学本质为dna 其基本单位为脱氧核苷酸 3 目的基因表达的标志 通过翻译合成相应的蛋白质 4 通过基因工程培育的抗虫棉 只能抗虫 不能抗病毒 细菌 变式训练 2 下列有关基因工程的相关叙述中 正确的是a 转基因技术造成的变异 实质上相当于人为的基因重组 但却产生了定向变异b 在基因工程操作中 必须用同种限制性核酸内切酶剪切目的基因和质粒c 运载体上抗性基因的存在有利于对目的基因是否表达进行检测d 基因治疗就是去除生物体细胞中有缺陷的突变基因 解析基因治疗是将外源正常基因通过基因转移技术将其插入病人适当的受体细胞中 使外源基因制造的产物治疗某种疾病 运载体上抗性基因的存在有利于检测运载体是否导入受体细胞 一般用同种限制性核酸内切酶剪切目的基因和质粒 但也有两种不同的限制酶产生相同黏性末端 如g attcg和 attc 通过转基因技术实现基因重组 可以定向改变生物的性状 答案a 育种类试题的解题策略1 审题流程 在题干中寻找供选品种 在设问中挖掘育种条件 如最短时间 病毒感染等 明确目的品种 能力培养 技能过关 方法体验 2 反推流程 根据目的品种的表现型写出相应的基因型 反思是否存在更好的育种方法 确定育种的亲本及育种方法 跟踪练习 已知水稻的高杆 a 对矮秆 a 为显性 抗病 b 对感病 b 为显性 有芒 d 对无芒 d 为显性 三对相对性状独立遗传 请回答下列问题 1 现有三个纯系水稻品种 矮秆感病有芒 高秆感病有芒 高秆抗病无芒 为了在最短时间内获得矮秆抗病无芒纯系新品种 请写出育种过程 第一步 第二步 第三步 2 为获得矮秆无芒的新品种 科研人员设计了育种方案 如图所示 根据预期 f1植株所结种子分株保存 播种后长出的植株应既有高秆 又有矮秆 但研究人员发现有一植株所结的种子播种后全部表现为矮秆 并据此推断f1植株中有纯合矮秆 通过分析 认为f1中纯合矮秆植株的原因可能有两种 一是由于母本去雄不彻底 母本自交 二是由于父本在减数分裂形成花粉时 一个高秆基因发生了基因突变 为了确定是哪一种原因 可以通过分析f2矮秆植株上所结种子有芒和无芒的表现情况做出判断 如果所结种子表现型为 则原因是母本去雄不彻底 发生了自交 如果所结种子表现型为 则原因是父本在减数分裂形成花粉时 一个高秆基因发生了基因突变 解析 1 根据育种要求 需通过杂交将矮秆 抗病 无芒基因集中在同一生物体中 因此选择 和 杂交 f1的基因型为aabbdd 然后通过单倍体育种获得纯合矮秆抗病无芒纯合子 2 采用逆推法 根据原因推测出现的现象 即母本的基因型为aadd 父本的基因型为aadd 二者杂交形成f1 若母本去雄不彻底 则母本发生自交 f1中还有基因型为aadd的个体 该植株自交种植后代全为矮秆有芒 因此 若f2矮秆植株上所结种子全为有芒 则可推测是母本去雄不彻底 若父本减数分裂形成花粉时基因突变 则父本的基因型为aadd 和母本杂交 f1的基因型为aadd和aadd f1自交 后代中既有有芒 还有无芒 答案 1 第一步 选择 和 杂交得到f1第二步 取f1的花药进行离体培养 获得单倍体幼苗第三步 用秋水仙素处理单倍体幼苗 然后选育矮秆抗病无芒的纯系新品种 2 全为有芒 有芒和无芒 例题 2013 潍坊模拟 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 选择新品种的育种方法不恰当 易错警示 诱变育种 单倍体育种 转基因技术 组织培养技术a b c d 解析 抗旱 抗盐基因导入植物的体细胞 经过植物组织培养形成的新个体是杂合子 需要经过单倍体育种 才能变成稳定遗传的纯合子 答案 b 纠错笔记 育种方法的选择根据育种目标的不同而培育新品种的方法 总结如下 1 欲集中不同亲本的优良性状 杂交育种 2 欲既集中优良性状 又缩短育种年限 单倍体育种 3 欲获得较大果实或大型植株或提高营养物质含量 多倍体育种 4 欲提高变异频率 改良 或 改造 或直接改变现有性状 获得当前不存在的基因或性状 诱变育种 5 欲实现定向改变现有性状 基因工程育种 1 2012 苏北四市二次联考 以下培育原理相同的一组是a 太空椒和抗虫棉b 无子番茄和 番茄 马铃薯 c 高产优质杂交水稻和青霉素高产菌株d 无子西瓜和八倍体小黑麦 随堂巩固 达标训练 技能过关 解析太空椒 青霉素高产菌株属于人工诱变育种 原理是基因突变 番茄 马铃薯利用了植物体细胞杂交的方法 高产优质杂交水稻利用了杂交育种方法 原理是基因重组 抗虫棉属于基因工程 原理是基因重组 无子番茄利用了生长素促进果实发育的原理 八倍体小黑麦和无子西瓜的原理都是染色体变异 属于多倍体育种 答案d 2 科学家用纯种的高秆 d 抗锈病 t 小麦与矮秆 d 易染锈病 t 小麦培育出矮秆抗锈病小麦新品种 方法如图所示 下列叙述正确的是 a 过程甲产生的f1有四种表现型b 利用该育种方法培育的优良品种不可育c 过程乙没有涉及花药离体培养d 该育种方法可以明显缩短育种年限解析过程甲产生的f1只有一种表现型 单倍体育种涉及花药离体培养和人工诱导染色体加倍 得到的个体是可育的纯合子 答案d 3 2012 西安一模 如图表示某种农作物品种 和 培育出 的几种方法 有关说法错误的是 a 培育品种 的最简捷途径是 b 通过 过程最不容易达到目的c 通过 过程的原理是染色体变异d 过程 常用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 解析通过植物自交获得符合要求的种子是最简便的方法 a正确 由 属于基因突变 由于突变率很低 故通过 过程不易达到目的 b正确 过程是单倍体育种过程 其原理是染色体变异 c正确 过程不需改变是通过花粉的离体培养获得单倍体 不存在种子 d错误 答案d 4 2012 海南 已知小麦无芒 a 与有芒 a 为一对相对性状 用适宜的诱变方式处理花药可导致基因突变 为了确定基因a是否突变为基因a 有人设计了以下4个杂交组合 杂交前对每个组合中父本的花药进行诱变处理 然后与未经处理的母本进行杂交 若要通过对杂交子一代表现型的分析来确定该基因是否发生突变 则最佳杂交组合是 解析本题考查育种原理及其应用的知识 在四个选项中 a选项中 个体均为纯合子 是具有相对性状的亲本组合 其杂交后代只有一种表现型 即显性性状 若无芒个体中a突变为a 则杂交后代将会出现有芒和无芒 a选项适合 而b c d选项中 其亲本 个体 均有杂合子 故通过杂交实验无法检测无芒个体中的基因a是否突变为基因a 答案a 5 2012 湖北八校联考 玉米 2n 20 是重要的粮食作物之一 已知玉米的高秆 易倒伏 d 对矮秆 抗倒伏 d 为显性 抗锈病 r 对易染锈病 r 为显性 控制上述性状的两对基因分别位于两对同源染色体上 为获得纯合矮秆抗锈病玉米植株 研究人员采用了如图所示的方法 请分析回答问题 1 若过程 中的f1连续自交3代 则产生的f4中纯合抗锈病植株占 若从f2开始逐代筛选出矮秆抗锈病植株 让其自交 淘汰掉易染锈病植株 那么在得到的f4抗锈病植株中纯合子占 2 过程 中 若只考虑f1中分别位于n对同源染色体上的n对等位基因 则利用其花药离体培育成的单倍体幼苗的基因型在理论上应有 种 3 过程 中为了确定抗锈病转基因玉米是否培育成功 既要用放射性同位素标记的 作为探针进行分子杂交检测 又要用 的方法从个体水平上去鉴定玉米植株的抗病性 解析 1 f1的基因型为ddrr 只考虑抗病和不抗病性状 自交三代产生的杂合子占1 8 纯合子占7 8 显性纯合子占7 8 1 2 7 16 f2中矮秆抗锈病植株的基因型为1 3ddrr 2 3ddrr 1 3ddrr自交的后代都是纯合子 2 3ddrr自交的后代中ddrr占2 3 1 4 1 6 ddrr占2 3 1 2 1 3 1 3ddrr再自交 后代ddrr占1 3 1 4 1 12 ddrr占1 3