高三生物一轮复习课件：从杂交育种到基因工程新人教版必修2.ppt

高考总复习 生物 第11讲杂交育种与诱变育种基因工程及其应用 第六单元从杂交育种到基因工程 高考总复习 生物 高考总复习 生物 考纲解读 1 杂交育种的概念 优点及不足2 杂交育种的原理及在生产实践中的应用3 诱变育种的原理 方法 优点及局限性4 诱变育种在生产实践中的应用5 基因工程的基本原理6 基因工程在农业 医药等领域的应用7 转基因生物和转基因食品的安全性 考向指南 本讲内容在高考中时常出现 如2008年江苏卷 广东卷 重庆卷 山东卷等都有考题 主要考查下列知识点 1 运用遗传和变异的原理 解决生产和生活实际中的问题 2 讨论从杂交育种到基因工程这一科学发展历程中 科学 技术和社会的相互作用 3 进行转基因生物和转基因食品安全性的资料分析 高考总复习 生物 高考总复习 生物 一 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 再经过选择和培育 获得新品种的方法 称 思考与讨论 从杂交育种的过程来看 杂交育种的缺陷是什么 可用什么方法来加以克服 不足之处是新类型的个体中还含有一定比例的杂合子 需用其不断地进行自交 选择 所需时间很长 可用单倍体育种的方法加以克服 高考总复习 生物 p aabbaabb f1 aabb ab ab ab ab 配子 可得到基因型为ab ab ab ab这四种单倍体植株 就可得到基因型为aabb这种纯合子的二倍体植株 高考总复习 生物 思考与讨论 杂交育种的原理是什么 能否有新的基因和新的性状产生 如果培育出新的性状 应该采用什么育种方法 杂交育种的原理是基因重组 产生新的基因型 使性状重新组合 而不能产生新的基因和新的性状 如果要培育出新的性状 可采用一定的措施来诱导基因突变 培育新的品种 高考总复习 生物 二 诱变育种 利用物理因素 x射线 射线 紫外线 激光等 或化学因素 如亚硝酸 硫酸二乙酯等 来处理生物 使生物发生基因突变 诱变育种可以提高突变频率 在较短的时间内获得更多的优良变异类型 如 黑农5号 的大豆 产量提高16 含油量增加2 5 青霉菌的代谢产物 青霉素 20单位提高到50000 60000单位 ml 高考总复习 生物 将具有不同优良性状的两亲本杂交 用物理或化学的方法处理萌发的种子或幼苗 花药离体培养 诱导染色体加倍 用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 使位于不同个体的优良性状集中于一个个体上 提高变异频率加速育种进程 明显缩短育种年限 器官大型 营养含量高 育种时间长 有利变异少需大量处理供试材料 技术复杂 需与杂交育种和多倍体育种配合 只适用于植物 基因突变 染色体组成倍减少 染色体组成倍增加 基因重组 培育矮抗小麦 培育青霉素高产菌株 三倍体无子西瓜的培育 培育矮抗小麦 几种主要育种方法的比较 高考总复习 生物 杂交育种方法的不足 杂交育种只能利用已有基因的重组 按需选择 并不能创造新的基因 杂交后代会出现性状分离现象 育种进程缓缦 过程繁琐 这些都是杂交育种方法的不足 诱变育种的优点 诱变育种的优点是能够提高突变率 在较短的时间内获得更多的优良变异类型 诱变育种的局限性是诱发突变的方向难以掌握 突变体难以集中多个理想性状 要想克服这些局限性 可以扩大诱变后代的群体 增加选择的机会 高考总复习 生物 三 基因工程的原理 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 定向地改造生物的遗传性状 所以基因工程又称基因拼接技术或dna重组技术 基因工程可在不同种生物之间进行 传统的育种方法只能在同种生物中进行 可按照人们的意愿直接定向地改变生物 培育出新品种 高考总复习 生物 1 工具之一 基因的 剪刀 限制酶 基因剪刀指的是限制性核酸内切酶 简称限制酶 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 如大肠杆菌中有一种限制酶 能够专一识别gaattc的序列 并在g和a之间将其切开 高考总复习 生物 1 工具之二 基因的 针线 dna连接酶 两种来源不同的dna用同种限制酶切割后 末端可以相互黏合 但这种黏合只能使互补的碱基连接起来 脱氧核苷酸之间的连接 则需要靠dna连接酶来 缝合 这种dna连接酶就称 基因的针线 dna连接酶 dna连接酶 高考总复习 生物 1 工具之三 基因的运载体 基因的运载体 指的是将外源基因送入到受体细胞的一种运输工具 目前常用的运载体有 质粒 存在于细菌 酵母菌等细胞中 是一种能自我复制的很小的环状dna分子 噬菌体和动植物病毒 质粒 dna 大肠杆菌细胞 抗生素抗性基因 控制质粒dna转移的基因 高考总复习 生物 2 基因工程的操作步骤 第一步 提取目的基因和运载体 第二步 目的基因与运载体结合 第三步 将目的基因导入受体细胞 检测目的基因的表达情况 第四步 细菌 细胞 质粒 dna 用限制酶切断dna 用连接酶连接目的基因 将重组dna导入受体细胞 目的基因的产物 高考总复习 生物 四 基因工程的应用 1 基因工程与作物育种 2 基因工程与药物研制 3 基因工程与环境保护 阅读教材104 105的 基因工程的应用 五 转基因生物和转基因食品的安全性 阅读教材105 106的 转基因生物和转基因食品的安全性 高考总复习 生物 小结 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 定向地改造生物的遗传性状 第一步 提取目的基因和运载体 第二步 目的基因与运载体结合 第三步 将目的基因导入受体细胞 检测目的基因的表达情况 第四步 基因工程的操作过程 高考总复习 生物 高考总复习 生物 高考总复习 生物 1 转基因育种2 细胞工程育种3 单倍体育种4 多倍体育种5 有性杂交育种6 诱变育种7 基因操作的工具 高考总复习 生物 高考总复习 生物 考查几种育种方法 现有黑色短毛兔和白色长毛兔 要育出黑色长毛兔 理论上可采用的技术是 杂交育种 基因工程 诱变育种 克隆技术a b c d 解析 利用杂交育种 基因工程 诱变育种都能使黑色短毛兔和白色长毛兔 育出黑色长毛兔 答案 d 育种技术的应用 高考总复习 生物 在现代发酵工程中 利用下列哪一项技术 能有目的地改造原有的菌种并且提高其产量 a 细胞融合b 诱变育种c 克隆d dna重组技术 解析 基因工程即dna重组技术是指按照人类的愿望 将不同生物的遗传物质在体外人工剪切并和载体重组后转入细胞内进行扩增 并表达产生所需蛋白质的技术 基因工程能够打破种属的界限 在基因水平上改变生物遗传性 并通过工程化为人类提供有用产品及服务 答案 d 高考总复习 生物 基因工程的原理 2009届 深圳市模考 下列关于基因工程的叙述 正确的是 a 基因工程经常以抗菌素抗性基因为目的的基因b 细菌质粒是基因工程常用的运载体c 通常用一种限制性内切酶处理含目的基因的dna 用另一种处理运载体dnad 为育成抗除草剂的作物新品种 导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体 解析 此题主要考查学生对基因工程基本内容的理解水平 根据人类的需求 目的基因有多种 限制性内切酶只能是另一种特定的核苷酸序列 并且能在特定的切点上切割dna分子 必须用同一种限制性内切酶处理含目的基因的dna和运载体dna 才能在目的基因和运载体dna之间形成相对应的黏性末端 进而才能将它们重组起来 为育成抗除草剂的作物新品种 导入抗除草剂基因时受精卵和幼苗都可成为受体 答案 b 高考总复习 生物 基因工程操作的基本步骤 正确表示基因操作 四步曲 的是 a 提取目的基因 目的基因导入受体细胞 目的基因与运载体的结合 目的基因的检测和表达b 目的基因的检测和表达 提取目的基因 目的基因与运载体结合 目的基因导入受体细胞c 提取目的基因 目的基因与运载体结合 将目的基因导入受体细胞 目的基因的检测和表达d 目的基因与运载体结合 提取目的基因 将目的基因导入受体细胞 目的基因的检测和表达 解析 考查基因工程中基因操作的基本步骤 答案 c 高考总复习 生物 课堂练习 1 属于分子水平上的育种工作的是 a 辐射育种b 杂交育种c 单倍体育种d 多倍体育种 a 2 将植物的种子随飞船带入太空 返回地面种植 往往能得到新的变异特性 这种变异的来源主要是植物种子经太空中的 辐射后所发生的变异 现在把这种育种方式称为 试说出这种育种方式的优点 宇宙射线 诱变育种 提高基因突变的频率 加快育种的进程 3 下列实例所依据的原理分别是 我国著名育种专家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻品种 二倍体植株的花药离体培养 并用秋水仙素处理 使之成为纯合子 乘宇宙飞船上过太空的辣椒种子结出的果实较平常的大一倍以上a 基因重组 基因突变 染色体变异b 基因突变 基因重组 染色体变异c 基因突变 染色体变异 基因重组d 基因重组 染色体变异 基因突变 d 高考总复习 生物 4 设有两种纯种小麦 一为高秆 d易倒伏 抗锈病 t 另一为矮秆 d抗倒伏 易染锈病 t 这两对相对性状独立遗传 现分别用杂交育种和单倍体育种来培育矮秆抗锈病的新品种 请据图分析回答 高考总复习 生物 1 a过程为 b过程为 用符号 表示 2 f2理想的基因型是 在 代的矮秆抗倒伏个体中占 c过程为 理想的配子基因型是 3 e过程是指 g过程是指 对比上述两种育种方法 得出的结论是 杂交 自交 ddtt 1 3 减数分裂 dt 花药离体培养 人工诱导染色体加倍 单倍体育种能缩短育种时间 高考总复习 生物 5 不属于目的基因与运载体结合过程的是 a 用一定的限制酶切割质粒露出黏性末端b 用同种限制酶切割目的基因露出黏性末端c 将切下的目的基因的片段插入到质粒切口处d 将重组dna导入受体细胞中进行扩增 d 高考总复习 生物 6 用 鸟枪法 提取目的基因的步骤是 用特定的限制酶切取特定的dna片段 用限制酶将供体细胞dna切成许多片段 将许多dna片段分别载入运载体 选取目的基因片段载入运载体 通过运载体分别转入不同的受体细胞 让供体dna片段在受体细胞内大量繁殖 找出带有目的基因的细胞 并分离出目的基因a b c d c 高考总复习 生物 d 7 切取某动物合成生长激素的基因 用某方法将此基因转移到鲇鱼的受精卵中 从而使鲇鱼比同类个体大了3 4倍 此项研究遵循的原理是 a 基因突变dnarna蛋白质b 基因工程dnarna蛋白质 高考总复习 生物 高考总复习 生物 1 人工合成目的基因的途径有哪两条 将从细胞中提取分离出来的基因作为模板 转录成mrna 再经逆转录成单链dna 按互补原则合成双链dna 根据蛋白质中氨基酸序列推测出mrna中碱基序列 然后再推出dna的碱基序列 最后通过化学方法合成目的基因 高考总复习 生物 2 如何将目的基因和质粒结合成重组质粒 重组dna分子 用一定的限制酶切割质粒 使其出现一个有黏性末端的切口 用同种限制酶切割目的基因 产生相同的黏性末端 将切割下来的目的基因片段插入到质粒的切口处 再加入适当的dna连接酶 使质粒与目的基因结合成重组质粒 3 目前把重组质粒导入细菌细胞时 效率还不高 导入完成后得到的细菌 实际上有的根本没有导入质粒 有的导入的是普通质粒a 只有少数导入的是重组质粒 以下步骤可鉴别得到的细菌是否导入了质粒a或重组质粒 将得到的细菌涂布在一个含有氨苄青霉素的培养基上 能够生长的就导入了质粒a或重组质粒 反之就没有 用这种方法鉴别的原因是 普通质粒a和重组质粒都 含有抗氨苄青