高考生物一轮复习 第23讲 从杂交育种到基因工程课件.ppt

轻轻松松读教材提纲挈领学要点 01回扣教材夯实基础 一 杂交育种1 概念 将两个或多个品种的优良性状集中在一起 进而获得新品种的方法 2 原理 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 二 诱变育种1 概念 利用物理因素或化学因素来处理生物 使生物发生 从而获得优良变异类型的育种方法 2 原理 3 过程 选择生物 诱发基因突变 选择 培育 4 优点 1 可以提高 在较短时间内获得更多的优良变异类型 2 大幅度地改良某些性状 5 缺点 诱发产生的突变 的个体往往不多 需处理大量材料 思维判断1 杂交育种需要时间都是很长的 2 基因工程育种与杂交育种的原理相同 3 人工诱变育种的优点可以提高突变率 加速育种工作的进程 4 人工诱变所引起的基因突变或染色体的变异都是有利的 5 基因工程育种中所用的工具酶有3种 答案 1 2 3 4 5 考点分类抓基础点点击破我能行 02整合考点破解疑难 总结提升育种方法的分析 1 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 2 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诱变育种 应用训练1 2012 天津理综 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 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脱分化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植株 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 通过分析比较三种不同育种过程的本质快速解答 过程均为植物组织培养中的脱分化 均需要利用植物激素来诱导 a项正确 两亲本杂交使h基因和g基因集中到一个生物个体中 可通过杂交育种的方法获得双显性性状个体 但要获得hhgg纯合子需要h g 个体连续多年自交 育种效率不高 根据自由组合定律推知 f1产生的花粉有hg hg hg hg四种 花药离体培养获得的再生单倍体植株也是四种 使用秋水仙素处理后可根据性状直接筛选获得纯合的hhgg植株 其效率最高 f1花药离体培养所得的再生植株中 除hg hg hg hg四种单倍体植株外 还可能有花药壁细胞组织培养获得的hhgg二倍体植株 因而其育种效率较花粉离体培养低 b c两项正确 分析题干得出 h基因和g基因位于两对同源染色体上 减数分裂时非同源染色体不发生联会 d项错误 答案 d 总结提升 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 限制性核酸内切酶在第一步和第二步操作中都用到 且一般要求同一种酶 目的是产生相同的黏性末端 第二步中两种工具酶都用到 3 dna酶即dna水解酶 是将dna水解的酶 dna聚合酶是在dna复制过程中 催化形成新dna分子的酶 是将单个游离的脱氧核苷酸加到dna片段上 需要模板 但dna连接酶是将两个dna片段的两个缺口同时连接 不需要模板 dna聚合酶和dna连接酶作用的化学键相同 都是磷酸二酯键 4 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 5 原核生物基因 如抗虫基因来自苏云金芽孢杆菌 可为真核生物 如棉花 提供目的基因 6 基因工程可按照人们的意愿定向培育新品种 且可突破生殖隔离 实现不同物种间的基因重组 应用训练2 采用基因工程的方法培育抗虫棉 下列导入目的基因的做法正确的是 将毒素蛋白注射到棉受精卵中 将编码毒素蛋白的dna序列注射到棉受精卵中 将编码毒素蛋白的dna序列与质粒重组 导入细菌 用该细菌感染棉的体细胞 再进行组织培养 将编码毒素蛋白的dna序列与细菌质粒重组 注射到棉的子房并进入受精卵a b c d 解析 从基因工程操作的基本步骤可知 提取目的基因后 要与运载体结合形成重组dna分子才能再导入到受体细胞中 答案 c 高端突破巧思维攻艰克难攀高峰 03探究命题剖解实验 导例 2012 山东抽样 下图表示番茄植株 hhrr 作为实验材料培育新品种的途径 请据图分析回答 1 通过途径2 3获得幼苗的过程都应用了植株组织培养技术 该技术依据的生物学原理是 2 要尽快获得稳定遗传的优良品种应采用途径 该过程中秋水仙素的作用机理是 3 品种a与途径3中幼苗基因型相同的概率为 品种c的基因型是 4 品种c与b是否为同一个物种 原因是 5 途径4依据的原理是 此途径与杂交育种相比 最突出的优点是 解析 1 通过途径2和3 植物由细胞发育成了个体 幼苗 体现了细胞的全能性 2 二倍体植株通过单倍体育种获得的个体都是纯合子 育种时间短 且稳定 该过程要使用秋水仙素 其作用是抑制细胞分裂时形成纺锤体 3 通过途径3获得的幼苗的基因型与母本一样 为hhrr 通过途径1杂交育种获得的个体中hhrr占个体总体的1 4 正常体细胞加倍后其基因型由hhrr hhhhrrrr 4 品种c属于四倍体 品种b是二倍体 不属于同一物种 因为它们的杂交后代是三倍体 不能繁殖后代 5 途径4的处理手段是用 射线处理 属于诱变育种 其原理是基因突变 这种方法虽然突变率低 但能够产生新基因 是进一步育种的基础 答案 1 植物细胞的全能性 2 2抑制细胞分裂时形成纺锤体 3 1 4hhhhrrrr 4 否存在生殖隔离 5 基因突变能够产生新基因 方法规律 育种目的及方法的选择 1 育种的目的 育种的根本目的是培育具有优良性状 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 从基因组成上看 目标基因型可能是纯合体 可防止后代发生性状分离 便于制种和推广 也有可能是杂合体 即利用杂种优势的原理 如杂交水稻的培育 玉米的制种等 2 不同需求的育种方法 若要培育隐性性状个体 则可用自交或杂交 只要出现该性状即可 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 若要快速获得纯种 则用单倍体育种方法 若实验植物为营养繁殖类如土豆 地瓜等 则只要出现所需性状即可 不需要培育出纯种 若要培育原先没有的性状 则可用诱变育种 提高营养物质含量可运用多倍体育种 将两个亲本的不同优良性状集中在一起 可利用杂交育种 若要定向地改造生物性状 则可用基因工程育种 在实际育种过程中 并非单一地运用某种育种方式 而是根据需要选择多种育种方式综合运用 应用解题 传统的农作物育种方法一般是杂交育种 如图为抗旱小麦的几种不同育种方法示意图 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 其育种原理是 2 若改良缺乏抗旱性状的小麦品种 不宜直接采用 的方法进行育种 但可选用图中a至b途径 再通过此方法达到育种目的 3 由g h j过程涉及的生物工程技术有 解析 1 杂交育种的原理是基因重组 通过杂交使不同亲本的优良性状集于一体 对于显性基因控制的性状 再通过连续自交 直到不发生性状分离才能获得生产需要的新品种 2 因为缺乏抗旱性状的小麦品种没有抗旱基因 植株通过减数分裂产生的雄配子中不存在抗旱基因 因此用花药离体培养方法直接处理没有抗旱基因的亲本不会达到目的 3 g表示转基因技术 h j表示植物组织培养技术 答案 1 杂交基因重组 2 单倍体育种 3 基因工程 或基因拼接技术或dna重组技术或转基因技术 和植物组织培养技术 理论指导 此部分命题有时适当设计一些有关科技前沿的问题 但一般是以材料信息题形式出现的 这就要求考生具有缜密的逻辑推理能力 典例分析 基因芯片的测序原理是dna分子杂交测序方法 即通过与一组已知序列的核酸探针杂交进行核酸序列测定的方法 先在一块基因芯片表面固定序列已知的八核苷酸的探针 当溶液中带有荧光标记的靶核酸序列与基因芯片上对应位置的核酸探针产生互补配对时 通过确定荧光强度最强的探针位置 获得一组序列完全互补的探针序列 据此可重组出靶核酸的序列tatgcaatctag 过程见图 若靶核酸序列与八核苷酸的探针杂交