高三生物一轮复习 第4单元 第3讲 从杂交育种到基因工程课件.ppt

走向高考 生物 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 高考总复习 生物的变异 育种与进化 第四单元 必修二遗传与进化 第三讲从杂交育种到基因工程 第四单元 考情考点探究 方法警示探究 课前基础回扣 核心考点突破 课时作业 方法技巧警示 a 通过上图筛选过程获得的高产菌株未必能作为生产菌株b x射线处理既可以引起基因突变也可能导致染色体变异c 上图筛选高产菌株的过程是定向选择过程d 每轮诱变相关基因的突变率都会明显提高答案d解析本题考查诱变育种 通过诱变育种得到的高产菌株 由于数量少 一般不作为生产菌株 要经过扩大培养后用作生产菌株 x射线处理既可以引起基因突变也可能导致染色体变异 图中筛选高产菌株的过程是定向选择过程 诱变可以提高基因突变率 但并不是每一轮都能明显提高 2 2013 全国卷 5 下列实践活动包含基因工程技术的是 a 水稻f1花药经培养和染色体加倍 获得基因型纯合新品种b 抗虫小麦与矮杆小麦杂交 通过基因重组获得抗虫矮秆小麦c 将含抗病基因的重组dna导入玉米细胞 经组织培养获得抗病植株d 用射线照射大豆使其基因结构发生改变 获得种子性状发生变异的大豆 答案c解析本题考查了遗传 变异等基础知识在生产中的应用 a项属于单倍体育种 原理是染色体变异 不包含基因工程技术 b项属于杂交育种 原理是基因重组 不包含基因工程技术 c项中将含有目的基因的重组dna导入受体细胞属于基因工程 原理是基因重组 包含基因工程技术 d项属于诱变育种 原理是基因突变 不包含基因工程技术 3 2013 江苏卷 25 现有小麦种质资源包括 高产 感病 低产 抗病 高产 晚熟等品种 为满足不同地区及不同环境条件下的栽培需求 育种专家要培育3类品种 a 高产 抗病 b 高产 早熟 c 高产 抗旱 下列育种方法可行的是 a 利用 品种间杂交筛选获得ab 对品种 进行染色体加倍处理筛选获得bc a b和c的培育均可采用诱变育种方法d 用转基因技术将外源抗旱基因导入 中获得c 答案cd解析本题通过育种方式的选择 考查变异 育种的知识及学生分析 判断和理解能力 欲获得a 应利用 和 品种间进行杂交筛选 a错误 染色体加倍后结实率降低 欲获得b应对进行诱变育种 b错误 诱变育种可以产生新基因 因此a b c都可以通过诱变育种获得 c正确 基因工程可定向改造生物的性状 获得c可通过基因工程实现 d正确 一 杂交育种与诱变育种1 杂交育种 1 含义 将两个或多个品种的优良性状通过 集中在一起 再经过选择和培育 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 来处理生物 使生物发生 2 育种原理 交配 基因重组 自交 物理因素或化学因素 基因突变 基因突变 3 生物育种原理 方法 实例 连线 二 基因工程及其应用1 基因工程的概念 1 别名 或 2 操作对象 3 操作过程 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 里 4 操作目的 地改造生物的遗传性状 2 原理不同生物之间的 基因拼接技术 dna重组技术 基因 某种基因 细胞 定向 基因重组 4 基因操作的基本步骤提取目的基因 目的基因与运载体结合 将目的基因导入 目的基因的 限制性核酸内切酶 dna连接酶 运载体 质粒 受体细胞 检测与鉴定 5 基因工程的应用 1 如抗虫棉 2 研制 如胰岛素等 3 环境保护 如转基因细菌分解石油 6 转基因生物和转基因食品的安全性对转基因生物和转基因食品的两种态度 1 转基因生物和转基因食品不安全 要 2 转基因生物和转基因食品是安全的 应该 育种 药物 严格控制 大范围推广 1 杂交育种与杂种优势是一回事吗 提示 不是 杂交育种是在杂交后代众多类型中选择符合育种基因性状的个体进一步培育 直至获得稳定遗传的具有优良性状的新品种 纯合子 杂种优势主要是利用杂种f1的优良性状 并不要求遗传上的稳定 2 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 噬菌体的衍生物等 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 1 北极比目鱼中有抗冻基因 其编码的抗冻蛋白具有11个氨基酸的重复序列 该序列重复次数越多 抗冻能力越强 下图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图 有关叙述正确的是 a 过程 获取的目的基因 可用于基因工程和比目鱼基因组测序b 多个抗冻基因编码区依次相连成能表达的新基因不能得到抗冻型增强的抗冻蛋白c 过程 构成的重组质粒缺乏标记基因 需要转入农杆菌才能进行筛选d 应用dna探针技术 可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达答案b 解析本题主要考查基因工程相关知识 过程 为反转录法获取目的基因 获取的目的基因可用于基因工程 但由于用这种方法获得的基因不是该生物的全部基因 故一般不能用于对比目鱼的基因组测序 由题干可知 能表达的抗冻蛋白基因相关序列重复次数越多 得到的抗冻蛋白的抗冻能力越强 因此多个抗冻基因编码区依次相连成能表达的新基因可能不再是抗冻基因 过程 构成的重组质粒具有标记基因 转入农杆菌的目的是利用农杆菌将重组质粒携带进入番茄组织细胞 利用dna探针技术 可检测基因抗冻番茄植株中目的基因的存在情况 目的基因是否表达应采用抗原 抗体杂交技术 2 两个亲本的基因型分别为aabb和aabb 这两对基因按自由组合定律遗传 要培育出基因型为aabb的新品种 最简捷的方法是 a 人工诱变育种b 细胞工程育种c 单倍体育种d 杂交育种答案d解析人工诱变 后代产生的变异具有不定向性 单倍体育种 细胞融合不能产生基因重组 杂交育种是获得新品种最简捷的方法 3 2013 甘肃天水联考 一旦禽流感病毒与人类病毒重组 从理论上讲 就有可能在人与人之间传播该疾病 届时 这种病毒就会成为人类病毒 这里所说的重组与下列哪项本质相同 a 基因工程b 太空育种c 单倍体育种d 多倍体育种答案a 4 下列有关育种的叙述中 错误的是 a 用于大田生产的优良品种不一定是纯合子b 通过植物组织培养技术培育脱毒苗 筛选培育抗病毒新品种c 诱变育种可提高突变频率 加速新基因的产生 从而加速育种进程d 为了避免对三倍体无子西瓜年年制种 可利用植物组织培养快速繁殖答案b 解析用于大田生产的优良品种不一定是纯合子 如杂交水稻 通过植物组织培养技术培育的脱毒苗没有病毒 但不一定能抗病毒 诱变育种可提高突变频率 加速新基因的产生 从而加速育种进程 三倍体无子西瓜不能产生种子 所以必须年年制种 为了避免对三倍体无子西瓜年年制种 可利用植物组织培养快速繁殖 所以选b 生物育种方式的比较 见表 生物育种 不同育种方法需注意的问题 1 原核生物不能进行减数分裂 所以不能运用杂交的方法进行育种 如细菌的育种一般采用的方法是诱变育种 2 杂交育种不一定需要连续自交 若选育显性优良纯种 需要连续自交筛选 直至性状不再发生分离 若选育隐性优良纯种 则只需出现该性状个体即可 3 花药离体培养只是单倍体育种中的一个程序 要想得到可育的品种 一般还需要用秋水仙素处理单倍体使染色体加倍 下列高科技成果中 根据基因重组原理进行的是 我国科学家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻 我国科学家将苏云金芽孢杆菌的某些基因移植到棉花体内 培育出抗虫棉 我国科学家通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒 我国科学家通过体细胞克隆技术培养出克隆牛a b c d 解析杂交育种所依据的原理为基因重组 转基因技术是将目的基因转入受体细胞而使生物获得新性状 其依据的也是基因重组的原理 太空育种是利用太空中的微重力 射线等因素诱导基因产生变化 所依据的是基因突变的原理 克隆技术是根据无性繁殖的原理 答案b 中国返回式卫星上搭载的水稻种子返回地面后 经种植培育出的水稻穗多粒大 亩产达600kg 蛋白质含量增加8 20 生长周期平均缩短10天 这种育种方式属于 a 杂交育种b 单倍体育种c 诱变育种d 多倍体育种答案c解析此育种是利用太空育种技术 在太空中通过强辐射 微重力和高真空等条件诱发植物种子的基因发生突变的作物育种技术 基因工程 1 基因工程的原理 1 不同生物的dna分子具有相同结构 2 基因是控制生物性状的基本结构单位和功能单位 3 各种生物共用一套遗传密码 2 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 主要是存在于微生物细胞中 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 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的条件 能够在宿主细胞内复制并稳定地保存 含有多个限制酶切点 以便和外源基因相连 含有标记基因 以便于筛选 对受体细胞无害 3 基因重组与基因工程的比较 1 限制酶和dna连接酶的作用部位都是脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键 只是前者切开 后者连接 2 要想从dna上切下某个基因 应切2个切口 产生4个黏性末端 3 获取目的基因 切割运载体需要用同一种限制酶 目的是产生相同的黏性末端 4 将目的基因导入受体细胞 没有涉及碱基互补配对 5 动物一般用受精卵作为受体细胞 植物一般用体细胞作为受体细胞 再通过植物组织培养方式形成新个体 微生物常用不致病的大肠杆菌作为受体细胞 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rnad 限制性内切酶可从原核生物中提取 解析生物体内有能识别并切割特异性双链dna序列的一种核酸内切酶 它是一种可以将外来的dna切断的酶 即能够限制异源dna的侵入并使之失去活力 但对自己的dna却无损害作用 这样可以保护细胞原有的遗传信息 由于这种切割作用是在dna分子内部进行的 故叫限制性内切酶 简称限制酶 限制性内切酶只能识别和切割dna 不能识别和切割rna 答案c 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 磷酸之间连接起来答案c解析dna连接酶催化dna双链外侧磷酸和脱氧核糖之间形成磷酸二酯键 它与碱基之间的氢键无关 合理选择育种方法作物育种方式包括杂交 诱变 单倍体育种 多倍体育种以及基因工程育种 育种的最终目的就是改变原有品种的遗传物质 培育出符合人类需要的新品种 在具体解题中 在正确区分不同育种的特点 恰当使用育种程序 对步骤综合分析 寻找出解题突破口 例1 某植物的基因型为aabb 通过不同的生物技术可以分别将它转变为以下基因型的植物 aabb ab aabbc aaaabbb则所用到的生物技术排列正确的是 a 诱变育种 转基因技术 花药离体培养 细胞融合b 杂交育种 花药离体培养 转基因技术 多倍体育种c 花药离体培养 诱变育种 多倍体育种 转基因技术d 多倍体育种 花药离体培养 诱变育种 转基因技术 解析由于某植物的基因型为aabb 通过aabb与a b 杂交 则可获得基因型为aabb的植物 选取aabb的花粉进行离体培养 则可获得基因型为ab的单倍体 将外源基因c导入植物的某个细胞中 经组织培养获得基因型为aabbc的植物 将植物aabb用秋水仙素处理 则获得基因型为aaaabbbb的四倍体植物 答案b 技法提炼育种目的不同 选择育种方法也不同 具体分析如下 1 将同一物种两亲本的性状集中到同一生物体上 可利用杂交育种 这是最简便的育种方法 2 将两物种的优良性状集中在一起 可用基因工程 也可用细胞杂交 3 若要快速获得纯种 可用单倍体育种方法 4 若要提高营养物质含量 可用多倍体育种方法 5 若要培育原物种没有的性状 可用诱变育种和基因工程 其中基因工程是有目的地改良 6 若培育植物为营养繁殖 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 对基因工程中一些观点辨析不清 例2 下列关于限制酶和dna连接酶的理解 正确的是 a 其化学本质都是蛋白质b dna连接酶可以恢复dna分子中的氢键c 它们不能被反复使用d 在基因工程操作中可以用dna聚合酶代替dna连接酶答案a 解析限制酶与dna连接酶的化学本质都是蛋白质 dna连接酶连接的是两个dna片段间相邻两个碱基间的磷酸二酯键 酶在化学反应前后其数量 性质 功能均不发生改变 因此可以反复利用 dna聚合酶是在细胞内dna分子复制时发挥作用的 不能替代dna连接酶 错因分析对dna连接酶和dna聚合酶的化学本质 作用化学键和作用对象模糊不清 纠错笔记 1 限制性核酸内切酶和dna连接酶的作用部位都是脱氧核苷酸之间形成的磷酸二酯键 不是氢键 只是一个切开 一个连接 2 质粒是最常用的运载体 不要把质粒同运载体等同 除此之外 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 要想从dna上切下某个基因 应切2个切口 产生4个黏