安徽省高考生物一轮复习方案（基础知识梳理+核心考点突破+试验方略展示）第23讲 杂交育种到基因工程课件 新人教版.ppt

第23讲杂交育种到基因工程 返回目录 返回目录 1 生物变异在育种上的应用 2 转基因食品的安全 考纲要求 第23讲杂交育种到基因工程 知识梳理 一 杂交育种与诱变育种1 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 和 获得新品种的方法 2 原理 3 过程 选择具有不同优良性状的亲本 获得f1 f1 获得f2 鉴别 选择需要的类型 优良品种 4 优点 可以把多个品种的优良性状集中在一起 5 应用 培育性状重组型优良品种 返回目录 选择 培育 基因重组 杂交 自交或杂交 2 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 a 可以提高 在较短时间内获得更多的优良变异类型 b 大幅度地改良某些性状 5 应用 培育具有新性状的品种 返回目录 基因突变 基因突变 理想类型 突变频率 第23讲杂交育种到基因工程 导思 早在一万年前 古人就开始驯化野生动物 栽培植物 你知道他们是怎样培育优良品种的吗 这种方法有哪些不足之处呢 请翻阅教材必修2p98 杂交育种 返回目录 第23讲杂交育种到基因工程 二 基因工程1 基因工程的概念基因工程又叫 或dna重组技术 即按照人们的意愿 把一种生物的某种基因提取出来 然后放到另一种生物的细胞里 改造生物的遗传性状 返回目录 第23讲杂交育种到基因工程 基因拼接技术 加以修饰改造 定向地 2 基因工程的操作工具 1 基因的 剪刀 分布 主要在 特性 一种限制酶只能识别一种特定的 并在特定的切点上切割dna分子 2 基因的 针线 用于连接 交替连接构成的dna骨架上的缺口 3 基因的 运输工具 运载体 常用的有质粒 质粒是能够自主复制的 存在于 等生物细胞中 返回目录 第23讲杂交育种到基因工程 限制性核酸内切酶 微生物体内 核苷酸序列 dna连接酶 脱氧核糖和磷酸 噬菌体和动植物病毒 小型环状dna分子 细菌 酵母菌 3 基本步骤 提取目的基因 将目的基因导入受体细胞 4 基因工程的应用 1 育种 利用基因工程的方法 获得高产 稳产和具有优良品质的农作物 培育出具有各种抗逆性的作物新品种 如抗虫棉等 2 研制 利用基因工程的方法 培养转基因生物 利用转基因生物生产出各种高质量 低成本的药品 如胰岛素 干扰素 乙肝疫苗等 3 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 返回目录 第23讲杂交育种到基因工程 目的基因与运载体结合 目的基因的检测与鉴定 作物 药物 环境 网络构建 返回目录 第23讲杂交育种到基因工程 基础自测 判断正误 对的打 错的打 1 2012 课标全国卷 限制酶必须具有的特点是特异性地识别和切割dna 解析 一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 并在特定的切点切割 2 2012 浙江卷 用 射线照射后种植 就能获得符合人类需要的新性状 解析 用 射线照射可提高突变率 产生新的基因 新的性状 但由于突变是不定向的 所以不一定能获得符合人类需要的新性状 返回目录 第23讲杂交育种到基因工程 3 2011 北京卷 利用dna聚合酶将目的基因与质粒连接后导入受体细胞 解析 将目的基因与质粒进行连接的工具酶是dna连接酶 4 2010 江苏卷 如转基因植物的外源基因来源于自然界 则不存在安全性问题 解析 转基因植物存在一定的安全性 外源基因来源于自然界的也不例外 返回目录 第23讲杂交育种到基因工程 5 大幅度改良某一品种 使之出现前所未有的性状 应采用杂交育种 解析 杂交育种只是将原有基因进行重新组合 不能大幅度改良某一品种 更不能产生前所未有的性状 所以不能仅采用杂交育种 而应该是杂交育种与诱变育种相结合 6 基因工程与诱变育种都不能定向改变生物的遗传性状 解析 基因工程最大的优点是能够定向改变生物的遗传性状 而基因突变具有不定向性 返回目录 第23讲杂交育种到基因工程 考点一几种常见育种方式的比较 返回目录 第23讲杂交育种到基因工程 返回目录 第23讲杂交育种到基因工程 返回目录 第23讲杂交育种到基因工程 返回目录 第23讲杂交育种到基因工程 返回目录 第23讲杂交育种到基因工程 拓展 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 杂交育种选育的时间是f2 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 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 有害的个体多于有利的个体 只是与自然突变相比较 二者都有所增加 返回目录 第23讲杂交育种到基因工程 例1 2012 浙江卷 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 返回目录 第23讲杂交育种到基因工程 请回答 1 对上述1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 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 返回目录 第23讲杂交育种到基因工程 4 请在方框内用遗传图解表示乙与丙植株杂交得到f1的过程 返回目录 第23讲杂交育种到基因工程 答案 1 表达有害性基因突变 2 诱变育种基因重组 3 4 4 如图 返回目录 第23讲杂交育种到基因工程 解析 本题考查遗传和变异 综合考查学生理解 分析 推理和应用能力 由于是该基因缺失了一段dna 导致最终相应表达产物不能合成 说明表达 转录和翻译 不能正常进行 发生在基因内部的变异属于基因突变 此变异对该生物来说不利于其生存 所以是有害突变 基因突变大多是有害的 用射线照射说明用了诱变育种 杂交育种的原理是基因重组 乙和丙得到的抗病高秆植株基因组成是aabb 经过减数分裂得到的配子基因组成有 ab ab ab ab四种 遗传图解见答案 返回目录 第23讲杂交育种到基因工程 点评 根据育种目的选择合适的育种方式 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 有些植物如小麦 水稻等 杂交实验较难操作 其最简便的方法是自交 若要快速获得纯种 可用单倍体育种方法 若要提高营养物质含量 可用多倍体育种方法 若要培育原先没有的性状 可用诱变育种 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 返回目录 第23讲杂交育种到基因工程 探究 如果要用最简便的方法获得纯合的抗病矮秆玉米种子 你怎样设计育种实验 最短需要几年 最简便的方法是杂交育种法 第一年用乙为亲本进行自交 第二年将获得种子单独隔离种植 并选择抗病矮秆植株进行自交 第三年将每株自交所得种子再进行单独隔离种植 全部表现为抗病矮秆的个体即为纯合抗病矮秆 所得种子即为符合需要的种子 最短需要三年 返回目录 第23讲杂交育种到基因工程 变式题1 2013 江淮联考 通过宇宙飞船搭载生物材料进行生命科学研究 不仅有助于揭示生命的本质 而且可以培育一些新品种 请依据所学知识回答相关问题 1 在飞船搭载的下列生物材料中 你认为一般不能用于育种研究的是 a 小白鼠精液b 棉花试管苗c 萌发的纯合高秆水稻种子d 根尖分生区 2 请简述做出上述判断的理由 返回目录 第23讲杂交育种到基因工程 3 如图7 23 1表示在地面上培育棉花新品种的几种方法 其中与太空育种原理相同的是 返回目录 第23讲杂交育种到基因工程 图7 23 1 4 在上图 中 处理方法相同的是 过程与 过程相比 优点在于 5 科学家培育出了抗旱的陆地棉新品种 而海岛棉从来没有出现过抗旱类型 有人打算也培养出抗旱的海岛棉品种 但是用海岛棉与抗旱的陆地棉进行了多次杂交 始终得不到子代 原因是 要想培养出抗旱的海岛棉品种 你认为可以采取下列哪种育种方法 a 杂交育种b 单倍体育种c 多倍体育种d 基因工程育种 返回目录 第23讲杂交育种到基因工程 6 将 1 中飞船搭载的水稻种子种植 培养 发现有个别矮秆植株出现 若此变异性状是基因突变的结果 请利用杂交实验鉴定该突变体是显性突变 d d 还是隐性突变 d d 实验步骤 结果预测及结论 如果f1全为高秆 则可判断突变体为 突变 如果f1出现性状分离 或者f1全为矮秆 则可判断突变体为 突变 返回目录 第23讲杂交育种到基因工程 答案 1 a 2 精子不能再分裂 一般不会发生基因突变 3 4 和 能明显地缩短育种年限 5 陆地棉和海岛棉是两个物种 存在生殖隔离d 6 让突变体矮秆植株与原始植株杂变 隐性显性 解析 1 小鼠精子不能发育成一个完整个体 且精子不再进行分裂 太空辐射诱变不能产生新的性状 不能用来做育种研究 b c d项进行有丝分裂通过适当的操作可以得到具有新性状的个体 3 是杂交 是自交 是单倍体育种 是诱变育种 是多倍体育种 太空 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第23讲杂交育种到基因工程 例2下列有关基因工程技术的叙述中 正确的是 a 只要目的基因进入受体细胞就能成功实现表达b 所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列c 将目的基因导入受体细胞的过程中要进行碱基互补配对行为d 基因工程是人工进行基因切割 重组 转移和表达的技术 是在分子水平上对生物遗传做人为干预 返回目录 第23讲杂交育种到基因工程 答案 d 解析 目的基因进入受体细胞不一定能表达 还需要进一步进行检测 a项错误 一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 并在特定的切点进行切割 b项错误 将目的基因导入受体细胞的过程中不发生碱基互补配对 c项错误 基因工程是指按照人们的意愿 把一种生物的某种基因提取出来 加以修饰改造 然后放到另一种生物的细胞里 定向地改造了生物的遗传性状 所以是一种在分子水平上对生物遗传进行人为干预的技术 返回目录 第23讲杂交育种到基因工程 点评 比较基因重组和基因工程 返回目录 第23讲杂交育种到基因工程 变式题1用基因工程技术可使大肠杆菌合成人的蛋白质 下列叙述不正确的是 a 常用相同的限制性核酸内切酶处理目的基因和质粒b 可用含抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒c dna连接酶和rna聚合酶是构建重组质粒必需的工具酶d 导入大肠杆菌中的目的基因不一定能成功表达 答案 c 解析 构建重组质粒 重组dna分子 必需的工具酶是dna连接酶和限制性核酸内切酶 rna聚合酶的作用是催化合成rna 返回目录 第23讲杂交育种到基因工程 变式题2 2013 安徽联考 下列叙述正确的是 a 用于大田生产的优良品种不一定是纯合子b 培育无子西瓜是利用单倍体育种原理c 人工诱变只产生优良性状d 进化就意味着产生新物种 返回目录 第23讲杂交育种到基因工程 答案 a 解析 大田生产的优良品种 如玉米 棉花等 有许多是杂合子而不是纯合子 a项正确 无子西瓜是多倍体育种 b项错误 人工诱变的原理是基因突变 而基因突变是不定向的 c项错误 进化的实质是种群基因频率的改变 生物进化了 但不一定产生新的物种 d项错误 返回目录 第23讲杂交育种到基因工程 备选理由 此题考查几种育种方法的应用 通过此题加深学生对不同育种方法的理解 1 棉花的纤维有白色的 也有紫色的 植株有因高酚而抗虫的 也有低酚不抗虫的 控制这两对性状的基因分别位于不同的同源染色体上 彩色棉作为一种具有天然颜色的特殊棉花 它不需要染色就可制成各种原色棉布 低酚棉是一种特殊类型的棉花品种 具有棉纤维酚含量低 对人体皮肤无负影响的优点 但低酚棉由于酚含量低 使得棉花的抗虫能力普遍下降 现有白色低酚不抗虫棉及紫色高酚抗虫棉的两种纯合品种 欲培育出紫色低酚抗虫棉品种 某育种机构设计的育种方案如图所示 请回答该方案中的相关问题 返回目录 第23讲杂交育种到基因工程 1 从理论上讲 f2群体中的基因型 表现型及其中的纯种依次为 种 截止f2的这一阶段在育种工作上经常采用 它依据的遗传原理是 返回目录 第23讲杂交育种到基因工程 2 要制备出所需要的转基因细胞 作为其中的受体细胞应从表现型为 的棉株上获得 而作为所用的目的基因 一般应先在细胞外形成 再导入受体细胞 通过 技术将受体细胞培养成植株 3 用此方案培育的这种品种不一定是纯合体 若要快速获得紫色低酚抗虫棉的纯合体 可通过 育