高三一轮总复习从杂交育种到基因工程PPT课件

-,1,考点一几种育种方法的比较,原理,操作简单，目标性强,杂交育种,基因重组,培育纯合子品种:杂交自交筛选出符合要求的表现型,通过自交至不发生性状分离为止,培育杂合子品种:一般是选取纯合双亲子一代,使分散在同一物种不同品种中的多个优良性状集中于同一个体上,育种时间一般比较长局限于同种或亲缘关系较近的个体需及时发现优良品种,年年制种,用纯种高秆抗病小麦与矮秆不抗病小麦培育矮秆抗病小麦,杂交水稻、杂交玉米等,用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼,操作简单,能较快获得所需品种,诱变育种,基因突变,辐射、激光、空间诱变等,提高突变率，加速育种进程,盲目性大，有利变异少，需处理大量实验材料,高产青霉素菌株,染色体变异,发育迟缓、结实率低，在动物中无法开展,无子西瓜、八倍体小黑麦,染色体变异,杂交F1花药离体培养单倍体植株纯合二倍体幼苗选育,明显缩短育种年限,子代均为纯合子,加速育种进程,技术复杂需要与杂交育种配合,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,基因重组,提取目的基因目的基因与载体结合将目的基因导入受体细胞目的基因的检测与鉴定筛选获得优良个体,目的性强,育种周期短;克服了远缘杂交不亲和的障碍,技术复杂,安全性问题多,有可能引发生态危机,转基因大豆、转基因抗虫棉,在所有育种方法中，最简便、常规的育种方法是杂交育种，可以培育具有优良性状且能稳定遗传的新品种，防止后代发生性状分离，便于制种和推广。杂交育种不一定都需要连续自交，若选育显性优良纯种，则需要连续自交，直至性状不再发生分离；若选育隐性优良纯种，则只要出现该性状即可。杂种优势是通过杂交得种子，一般不是纯合子，在杂种后代上表现出多个优良性状，但只能用杂种一代，因为后代会发生性状分离，如杂交玉米的制种。,基因工程育种与诱变育种相比,其优势在于定向改造生物性状;与杂交育种相比,其优势在于克服远缘杂交不亲和的障碍。单倍体育种与杂交育种相比,优势在于明显地缩短育种年限。,易错提示,【例1】传统农作物的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、HJ过程涉及的生物工程技术有_。,杂交,基因重组,单倍体育种,基因工程和植物组织培养技术,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()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都不能通过产生新基因从而产生新性状,解析A杂交育种的原理是基因重组，单倍体育种、多倍体育种的原理是染色体变异，诱变育种的原理是基因突变；基因工程育种的原理也是基因重组，是在分子水平上进行基因的拼接，并且能够定向改变生物性状；基因重组和染色体变异都不产生新的基因，但是基因突变能够产生新的基因。,考点二基因工程,1.基因工程的操作工具,(1)基因的“剪刀”限制性核酸内切酶,存在场所:,特性:,作用结果:,主要存在于微生物细胞中,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。,得到具有平末端或黏性末端的DNA片段,-,12,(2)基因的“针线”-,DNA连接酶的作用是在DNA分子的连接过程中,黏合脱氧核糖和磷酸之间的缺口,即限制性核酸内切酶切开的缺口。,(3)基因的“转运工具”,目前常用的载体有质粒、噬菌体和动植物病毒。质粒存在于许多细菌以及酵母菌等生物的细胞中,是拟核或细胞核外能够自主复制的很小的环状DNA分子,DNA连接酶,运载体,具有多个限制酶切点，以便与外源基因插入中；特能够在宿主细胞中复制并稳定地保存；点具有特殊的遗传标记基因，便于进行筛选。对受体细胞无害。,将目的基因导入受体细胞,2.基因工程的基本操作步骤,提取目的基因,3.转基因技术能够成功的原因,(1)所有生物的DNA分子基本结构都是相同的。,(2)所有生物在合成蛋白质时共用一套密码子。,三、基因工程的应用1作物育种：利用，获得高产、稳产和具有的农作物，培育出具有各种的作物新品种，如抗虫棉。2药物研制：利用基因工程，培育转基因生物，利用转基因生物生产出各种高质量、低成本的药品，如、干扰素和等。,基因工程,优良品质,抗逆性,胰岛素,乙肝疫苗,3环境保护：如利用转基因细菌降解，吸收，分解泄漏的石油，处理工业废水等。,有毒有害的,化合物,环境中的重金属,传统意义上的基因重组：只能发生在进行有性生殖的同种生物之间；对基因重组使生物体性状发生变异这一现象来说，减数分裂形成不同类型配子是因，而受精作用产生不同性状的个体则是果。基因重组分类：分子水平的基因重组(如通过对DNA的剪切、拼接而实施的基因工程)；染色体水平的基因重组(减数分裂过程中同源染色体上非姐妹染色单体交叉互换，以及非同源染色体自由组合下的基因重组)；细胞水平的基因重组(如动物细胞融合技术以及植物体细胞杂交技术的大规模基因重组)。,【例2】大肠杆菌的一种质粒只有某限制酶的一个识别序列，位于该质粒的lacZ基因中。lacZ基因若无外源基因插入，便可表达出半乳糖苷酶。当培养基中含有两种物质I和X时，X便会被半乳糖苷酶水解成蓝色，大肠杆菌将形成蓝色菌落。如果lacZ基因中插入了外源基因，带有该种质粒的大肠杆菌便不能表达半乳糖苷酶，培养基中的X不会被水解成蓝色，大肠杆菌将形成白色菌落。大肠杆菌的这种质粒还携带了氨苄青霉素抗性基因。如图是利用lacZ基因的插入失活筛选出重组质粒的示意图。据图回答下列问题：,(1)图示通过_切割可获得蓝藻基因。作为受体大肠杆菌应不含_基因，以方便筛选已导入重组质粒的受体大肠杆菌。取用氯化钙溶液处理过的受体大肠杆菌，置于试管中，完成基因工程操作_步骤(2)图中选择培养基中，除了含有大肠杆菌必需的葡萄糖、氮源、无机盐、水、生长因子、X等营养物质外，还应加入_等物质，以筛选导入了重组质粒的受体大肠杆菌。,限制酶,氨苄青霉素抗性,目的基因导入受体细胞,氨苄青霉素,(3)将上述处理后的大肠杆菌置于图中选择培养基上培养，以检测受体大肠杆菌是否导入重组质粒，请预测菌落的颜色，并分析结果：_,如果长出蓝色菌落，说明没有与目的基因重组的质粒已转入受体菌(或说明重组质粒没导入受体大肠杆菌),如果长出白色菌落，说明重组质粒已经导入受体大肠杆菌,(4)若改用噬菌体为运载体，科学家分别用32P、35S标记噬菌体内的目的基因、外壳，在下图中标记元素32P、35S所在部位依次是_(填图中标号)。,、,解析本题考查基因工程、微生物培养、同位素标记等综合知识。(1)如图所示，直接用限制酶从蓝藻基因组中获取目的基因，因为要用氨苄青霉素作为选择培养基成分，受体大肠杆菌不含氨苄青霉素抗性基因，这样转导成功的大肠杆菌对氨苄青霉素不敏感。图示试管中，用氯化钙溶液处理大肠杆菌，使细胞膜的通透性发生改变。有利于目的基因导入受体细胞。,(2)由题干信息可知，选择培养基中还需要添加I、X、氨苄青霉素，其中I、X可以作为指示物质，氨苄青霉素能够筛选出转导成功的大肠杆菌。(3)如果lacZ基因中插入了外源基因，就不会表达出半乳糖苷酶，培养基中X不会被水解成蓝色，则大肠杆菌将形成白色菌落，如果lacZ基因中没有插入外源基因，或重组质粒没导入受体大肠杆菌，则表达出半乳糖苷酶，培养基中X被该酶水解成蓝色，大肠杆菌将形成蓝色菌落。(4)噬菌体内32P存在于DNA中，35S存在于蛋白质中，具体部位是32P在磷酸基上，35S在氨基酸R基上。,下列关于基因工程的叙述中错误的是()A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B基因治疗是基因工程技术的应用C基因工程食品即转基因食品对人体一定是不安全的D基因工程打破了物种与物种之间的界限,解析C有些转基因食品疑似不够安全，但无论是理论分析还是实验，都指出大多数转基因食品对人体是安全的。,新品种的育种方法根据育种目标的不同而培育新品种的方法，现总结如下：(1)欲集中不同亲本的优良性状杂交育种；(2)欲既集中优良性状，又缩短育种年限单倍体育种；,(3)欲获得较大果实或大型植株或提高营养物质含量多倍体育种；(4)欲提高变异频率，“改良”或“改造”或直接改变现有性状，获得当前不存在的基因或性状诱变育种；(5)欲实现定向改变现有性状基因工程育种。,【例3】(2011兰州模拟)普通小麦中有高秆抗病(TTRR)和矮秆易感病(ttrr)两个品种，控制两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。实验小组利用不同的方法进行了如下三组实验：,请分析回答：(1)A组由F1获得F2的方法是_，F2矮秆抗病植株中不能稳定遗传的占_。(2)、三类矮秆抗病植株中，最可能产生不育配子的是_类。(3)A、B、C三组方法中，最不容易获得矮秆抗病小麦品种的是_组，原因是_。,(4)通过矮秆抗病获得矮秆抗病小麦新品种的方法是_获得的矮秆抗病植株中能稳定遗传的占_。,秋水仙素(或低温)诱导染色体加倍,100%,基因突变频率低且不定向,C,自交,2/3,(5)在一块高秆(纯合子)小麦田中，发现了一株矮秆小麦。请设计实验方案探究该矮秆性状出现的可能原因(简要写出所用方法、结果和结论)。,将矮秆小麦与高秆小麦杂交，如果子一代为高秆，子二代高秆矮秆31(或出现性状分离)，则矮秆性状是基因突变造成的，否则矮秆性状是环境引起的。或将矮秆小麦与高秆小麦种植在相同环境条件下，如果两者未出现明显差异，则矮秆性状由环境引起，否则矮秆性状是基因突变的结果。,(5)一块高秆(纯合子)小麦田中，发现了一株矮秆小麦，属于变异。导致变异的原因有两种：环境条件导致的不可遗传的变异和遗传物质变化引起的可遗