山东省沂水县高中生物 第六章 从杂交育种到基因工程 6.1 杂交育种与诱变育种、基因工程及应用课件 新人教版必修2.ppt

第6章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 原理 基因重组 3 方法 杂交 4 目的 培育动植物优良品种 5 特点 只能利用已有的基因重组 不能创造 育种过程 新基因 缓慢 二 诱变育种1 概念 利用物理因素或化学因素处理生物 使生物发生 基因突变 2 原理 基因突变 3 方法 物理诱变 x射线 紫外线等 化学诱变 亚硝酸等 盲目性大 4 特点 提高突变率 缩短 育种进程 三 基因工程 1 概念 某种基因提取出来 按照人们的意思 把一种生物的 以修饰改造 然后放到 物的遗传性状 2 原理 不同生物间的 加 定向地改造生 3 工具 噬菌体 动植物病毒 1 基因剪刀 2 基因针线 3 运载体 另一种生物的细胞里 基因重组 限制酶 dna连接酶 质粒 4 步骤 5 应用 作物育种 药物研制 环境保护等 受体细胞 目的基因导入 目的基因的表达和检测 不同的育种方法的比较 获取目的基因 目的基因与运载体的结合 易错易混 太空的高辐射条件能够引起农作物种子发生基因突变 它的特点是变异频率高 幅度大 是诱变育种的良好途径 诱变育种与杂交育种相比 最大的区别在于诱变育种 能创造出新基因 秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成 基因工程及应用 1 基因工程的原理 2 基因工程的工具 1 限制性核酸内切酶 简称限制酶 分布 已发现的限制酶达200多种 主要在微生物体内 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 实例 ecor 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 切割结果 产生2个带有黏性末端的dna片段 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 dna连接酶dna连接酶的作用是在dna分子连接过程中 催化磷酸二酯键的形成 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 本质 小型环状dna分子 作用 a 作为运载工具 将目的基因送到宿主细胞中去 b 用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制 条件 a 能在宿主细胞内稳定保存并大量复制 b 有多个限制酶切点 c 有标记基因 2 基因工程的应用 1 作物育种 成果 转基因抗虫棉 耐贮存的番茄 耐盐碱的棉花 抗除草剂的玉米 油菜 大豆等 优点 抗虫基因作物的使用 不仅减少了农药的用量 大大降低了生产成本 而且还减少了农药对环境的污染 2 药物研制 成果 胰岛素 干扰素 白细胞介素 溶血栓剂 凝血 因子 以及预防乙肝 霍乱 伤寒 疟疾等疫苗 优点 效率高 成本低 品质好 3 环境保护 如利用转基因细菌降解有毒有害的化合物 吸收环境中的重金属 分解泄漏的石油 处理工业废水等 5 转基因生物和转基因食品的优 缺点 1 优点 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 促进生产效率的提高 带动相关产业发展等 2 缺点 可能产生新毒素和新过敏原 可能产生抗除 害农作物的生物多样性 可能干扰生态系统的稳定性等 草剂的杂草 可能使疾病的散播跨越物种障碍 可能会损 例 对种植转基因农作物利弊有激烈的争论 假设正方认为种植转基因农作物对人类是有利的 反方认为种植转 基因农作物是有潜在风险的 下列观点中支持正方的是 解题指导 推广种植抗虫棉可减少农药使用对环境的污染是种植转基因农作物的优点 答案 c a 转基因农作物会产生毒性蛋白或过敏蛋白b 转基因农作物的扩散会威胁生物的多样性c 推广种植抗虫棉可减少农药使用对环境的污染d 抗虫基因通过基因漂移而造成 基因污染 一 无子西瓜 无籽番茄 青霉素高产菌株 既抗倒伏又抗锈病小麦的培育原理可遗传的变异分为3种 基因突变 基因重组 染色体变异 在生产上很多育种就是利用了可遗传变异的原理 如杂交育种利用了基因重组的原理 单倍体育种利用了染色体变异的原理等 演绎题1 生产上培育无子西瓜 无籽番茄 青霉素高产 菌株 既抗倒伏又抗锈病小麦的原理依次是 基因突变 染色体变异 生长素促进果实的发育 基因重组 二 无籽番茄与无子西瓜的比较 例 科学家做了两项实验 用适当浓度的生长素溶液处理未授粉的番茄花蕾子房 发育成无籽番茄 用四倍体与二倍体西瓜杂交 获得三倍体西瓜植株 给其雌蕊授二倍 体花粉 子房发育成无子西瓜 下列有关叙述正确的是 a 上述无籽番茄性状能遗传b 若取无籽番茄植株进行无性繁殖 长成的植株所结果实中有种子c 上述无子西瓜进行无性繁殖 长成的植株所结果实中有种子d 若取上述无子西瓜进行无性繁殖 长成的植株子房壁细胞含有四个染色体组 解题指导 无籽番茄性状不能遗传 无子西瓜性状能遗传 长成的植株所结果实中无种子 子房壁细胞含有3个染色体组 无子西瓜是三倍体 答案 b 三 育种方案的选择和设计方法 育种的根本目的 培育具有优良性状 抗逆性好 生活力强 产量高 品质优良 的新品种 以便更好地为人类服务 1 若要培育隐性性状个体 可用自交或杂交 只要出现该 性状即可 2 有些植物如小麦 水稻等 杂交实验较难操作 则最简 便的方法是自交 3 若要快速获得纯种 则用单倍体育种方法 4 杂交育种是最简捷的方法 但要连续自交才能获得纯合 子 需要的时间较长 5 染色体加倍可以用秋水仙素等方法使其加倍 也可以是 细胞融合 但细胞融合可在两个不同物种之间进行 6 若实验植物为营养繁殖 如土豆 地瓜等 则只要出现 所需性状即可 不需要培育出纯种 7 若要获得本物种没有的性状可通过诱变和基因工程 其 中基因工程是有目的的改良 8 要保留突变的性状的方法有无性生殖 如动物的克隆 植物的组织培养等 也可是基因工程 演绎题3 2011年汕头质检 已知番茄的红果 a 对黄果 a 为显性 二室 b 对多室 b 为显性 控制两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上 育种工作者利用不同的方法进行了如下四组实验 请据图6 1 2回答问题 图6 1 2 1 图 过程培育植物体a主要应用了的原理 在珍贵药材 花卉培养上常用这种方法 其中一个原因是这种育种方式能够保持 2 用红果多室 aabb 番茄植株的花粉进行 有关实验 则 过程中 从花粉形成幼苗b所进行的细胞分裂方式是分裂 培育植物体b的方法 称为 该育种方式的优越性主要表现在 如果只考虑花粉之间两两融合 图 中植物体c的基因型有种 3 要将植物的器官 组织 细胞培养成完整植株 除了需要一定的营养条件和植物激素 适宜温度和一定光照 无菌条件等之外 还需要 植物细胞全能性 品种的 优良性状 单倍体育种 有丝 明显缩短育种年限 3 离体 的植物器官 组织或细胞 4 图中 过程 通常植物体d能表现出两个亲本的遗传性 状 根本原因是 解题指导 图 是组织培养技术 为无性生殖 能保持母本优良性状 图 是单倍体育种 能明显缩短育种年限 图 是生殖细胞融合 形成的植物体c的染色体数与原物种一样 但类型有三种 其中一种是杂交种 两种是自体生殖细胞的融合 图 体细胞融合 形成的植物体d的染色体倍数加倍 具有两个亲本的遗传物质 不同育种的综合 1 杂交育种与杂种优势的区别 1 杂交育种是通过杂交培育具有优良性状并且能稳定遗 传的新品种 是纯合子品种 2 杂种优势则是通过杂交获得杂种一代种子 是杂合子品种 由于杂种一代自交后代会发生性状分离 所以农业生产上只利用杂种一代 这就需要年年制种 2 诱变育种与杂交育种的区别 1 诱变育种产生前所未有的新基因 创造变异新类型 2 杂交育种不能产生新基因 只能实现原有基因的重新组 合 3 杂交育种选育时间 杂交育种选育时间是f2 原因是从f2开始出现性状分离 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 4 诱变育种的缺陷 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在突变的个体中有害仍多于有利 只是与自然突变相比较 二者都增多了 例题 为解决二倍体普通牡蛎在夏季因产卵后出现肉质下降的问题 人们培育出三倍体牡蛎 利用普通牡蛎培育三倍 体牡蛎合理的方法是 a 利用水压抑制受精卵的第一次卵裂 然后培育形成新个体b 用被射线破坏了细胞核的精子刺激卵细胞 然后培育形成新个体c 将早期胚胎细胞的细胞核植入去核卵细胞中 然后培育形成新个体d 用化学试剂阻止受精后的次级卵母细胞释放极体 然后培育形成新个体 综合考点 包括不同的变异类型及其分析 解析 本题考查多倍体育种方法操作 抑制第一次卵裂导致染色体加倍 培育而成的个体为四倍体 a项错误 用射线破坏了细胞核的精子刺激卵细胞 然后形成的新个体为单倍体 b项错误 c项利用移植方法获得的个体为二倍体 c项错误 极体中含有一个染色体组 受精卵含有两个染色体组 含有极体的受精卵中含有三个染色体组 发育而成的个体为三倍体 d项正确 答案 d 考题预测 要将基因型为aabb的生物 培育出以下基因型的生物 aabb aabbc aaaabbbb ab 则对应的育 种方法依次是 解析 基因型为aabb的生物要培育出aabb的植物 可利用物理或化学方法处理材料 通过基因突变获得 要获得aabbc的生物 由于本物种没有c基因 所以必须通过转基因技术 要获得aaaabbb