高中生物第六章从杂交育种到基因工程.ppt

第六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集中在一起 进而 选择和培育 获得新品种方法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 6 过程 选择具有不同优良性状的亲本通过获得F1 F1连续或杂交 从中筛选获得需要的类型 基因重组 新基因 缓慢 杂交 自交 杂交育种与杂种优势是一回事吗 不是 杂交育种是在杂交后代众多类型中选留符合育种目标的个体进一步培育 直至获得稳定遗传的具有优良性状的新品种 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 二 诱变育种1 概念 利用物理 化学因素处理生物使生物发生2 原理 3 方法 物理诱变 化学诱变4 特点 提高突变率 缩短 盲目性大 基因突变 基因突变 育种进程 诱变育种与杂交育种相比 最大的区别是什么 二者最大的区别在于诱变育种能创造出新基因 三 多倍体育种1 原理 2 方法 用一定浓度的处理萌发的种子或幼苗 3 特点 技术复杂 发育延迟 结实率低 一般只适用于植物 4 举例 三倍体无子西瓜 八倍体小黑麦 四倍体水稻 染色体数目变异 秋水仙素 四 单倍体育种1 原理 2 方法 1 先将花药离体培养 培养出单倍体植株 2 将单倍体幼苗经一定浓度的秋水仙素处理获得纯合子 3 特点 加快育种进程 4 举例 用纯种高秆抗病小麦与矮秆不抗病小麦快速培育矮秆抗病小麦 染色体变异 染色体组成倍地减少 明显缩短育种年限 五 基因工程育种1 原理 不同生物间的 2 工具 基因剪刀 基因针线 运载体 3 步骤 基因重组 限制酶 DNA连接酶 质粒 噬菌体 动植物病毒 获取目的基因 目的基因与 运载体的结合 目的基因导入受体细胞 目的基因的表达和检测 基因工程育种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 运载体和细胞膜上的载体相同吗 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 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 一 几种育种方法的比较 太空育种 1 太空育种主要是利用返回式卫星和高空气球所能达到的空间环境 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变异的作物育种技术 2 太空的特殊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 是一条诱变育种的良好途径 经过太空遨游的农作物种子返回地面后再种植 不仅植物明显增高增粗 果型大 而且品质也得到提高 2009年高考上海卷 下列技术中不能获得抗锈高产小麦新品种的是 A 诱变育种B 细胞融合C 花药离体培养D 转基因 考点一 生物变异在育种上的应用 答案 C 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 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 可缩短育种的年限 染色体加倍可以是以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 下列关于育种的叙述中 正确的是 双选 A 用物理因素诱变处理可提高突变率B 诱变育种和杂交育种均可形成新的基因C 三倍体植物能由受精卵发育而来D 诱变获得的突变体多数表现出优良性状 答案 AB 育种的方法有杂交育种 单倍体育种 诱变育种 多倍体育种 基因工程育种等 下面对这五种育种的说法正确的是 双选 A 涉及的原理有 基因突变 基因重组 染色体变异B 都不可能产生定向的可遗传变异C 都在细胞水平上进行操作D 诱变育种可通过产生新基因从而产生新性状 考点二 育种方法的设计及应用 答案 AD 如图是植物育种方式的简要概括图 请据图回答 1 表示的育种方法称为 这种育种方式的目的是 同上述育种方式比较 育种方式的优越性主要表现在 杂交育种 将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起 明显缩短育种年限 2 方法所运用的原理是 过程11常用 处理萌发的种子或幼苗 3 过程13使用的生物技术是 该育种方式的最大优点是 基因突变 秋水仙素 或低温 转基因技术 按照人们的意愿直接定向改变生物性状 目的性强 育种周期短 克服远缘杂交不亲和的障碍 材料一 野生香蕉是二倍体 通常有大量的硬子 无法食用 但在大约1万年前的东南亚 人们发现一种很少见的香蕉品种 这种香蕉无子 可食 是世界上第一种可食用的香蕉 后来人们发现这种无子香蕉是三倍体 材料二 由于一种变异的致命真菌引起的香蕉叶斑病正在全球蔓延 香蕉可能在5年左右濒临灭绝 蕉农目前通过大量喷洒化学药剂来解决问题 在世界许多香蕉农场 每年多次喷洒杀菌剂 此举使香蕉成为世界上喷洒农药量最大的食物之一 但大量喷洒农药也恐怕未能阻止真菌进一步散播 材料三 生物学家们正在努力寻找能抵抗这种真菌的野生香蕉 以便培育出新的香蕉品种 阅读以上材料 回答下列问题 1 无子 可食香蕉的变异可能来自于 2 试分析为什么喷洒农药也不能有效地阻止真菌进一步散播 3 假若生物学家找到了携带该真菌抗性基因的野生香蕉 如何培育出符合要求的无子香蕉 请你简要写出育种思路 答案 1 染色体变异 2 通过农药的选择会使真菌的抗药性增强 使农药杀灭真菌的效果降低 3 方案一 秋水仙素处理该二倍体野生香蕉的幼苗 获得四倍体香蕉 作母本 并与二倍体野生香蕉杂交 获得三倍体香蕉 然后从中选育出抗病的品种 方案二 用基因工程的方法从该野生香蕉细胞中获取抗病基因 与运载体质粒结合形成重组质粒 然后导入原有的三倍体香蕉体细胞中 利用植物组织培养技术培育出抗病的香蕉新品种 1 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 A 诱变育种 转基因技术 细胞融合 花药离体培养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 答案 A 2 某科技活动小组将二倍体番茄植株的花粉进行组织培养得到幼苗A 用秋水仙素处理幼苗A得到植株B 据此下列分析错误的是 A 植株B自花传粉 产生的后代能稳定遗传B 植株B的染色体在体细胞增殖时 不发生联会现象C 幼苗A是自养型生物 因此由花粉到幼苗A所用培养基不需添加有机物D 若培养幼苗A至性成熟 其细胞能进行正常的有丝分裂 但不能进行正常的减数分裂 C 3 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 单倍体育种B 杂交育种C 人工诱变育种D 细胞工程育种 B 二 基因工程1 基因工程的概念理解 2 基因工程的基本工具基因剪刀 限制性核酸内切酶 一种限制酶只能识别并切割一种特定的脱氧核苷酸序列 产生两个黏性末端 基因针线 DNA连接酶 将由同一种限制酶切割后的黏性末端 碱基互补 的脱氧核糖和磷酸连接起来基因的运载体 常用的有质粒 噬菌体 动植物病毒等 质粒是存在于细菌及酵母菌等生物中 细胞染色体外能够自我复制的环状DNA分子 3 基因工程的基本步骤 4 基因工程的应用 1 作物育种 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 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 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 基因工程生产药品的优点是效率高 成本低 品质好 5 转基因生物和转基因产品的安全性有两种观点 一种观点是转基因生物和转基因食品不安全 要严格控制 另一种观点是转基因生物和转基因食品是安全的 应该大范围推广 3 下列对基因工程的四大操作步骤的理解有错误的一项是 A 限制性内切酶主要存在于微生物体内 识别位点具有特异性B DNA连接酶是作用于断裂开的两个脱氧核苷酸之间的化学键C 运载体和目的基因之间的连接必须要暴露出相同的黏性末端D 在目的基因的检测与表达过程中只能使用含青霉素的选择培养基 D 4 质粒是基因工程中最常用的运载体 它存在于许多细菌体内 质粒上有标记基因如右图所示 通过标记基因可以推知外源基因 目的基因 是否转移成功 外源基因插入的位置不同 细菌在培养基上的生长情况也不同 下表是外源基因插入位置 插入点有a b c a为抗氨苄青霉素基因 b为抗四环素基因 请根据表中提供细菌的生长情况 推测 三种重组后细菌的外源基因插入点正确的一组是 A 是c 是b 是aB 是a和b 是a 是bC 是a和b 是b 是aD 是c 是a 是b 答案 A 2009年安徽卷 2008年诺贝尔化学奖授予了 发现和发展了水母绿色荧光蛋白 的三位科学家 将绿色荧光蛋白基因的片段与目的基因连接起来组成一个融合基因 再将该融合基因转入真核生物细胞内 表达出的蛋白质就会带有绿色荧光 绿色荧光蛋白在该研究中的主要作用是 A 追踪目的基因在细胞内的复制过程B 追踪目的基因插入到染色体上的位置C 追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布D 追踪目的基因编码的蛋白质的空间结构 C 2009年重庆卷 下表有关基因表达的选项中 不可能的是 D 2009年