杂交育种与诱变育种基因工程

第1、2节杂交育种与诱变育种基因工程及其应用,判断下列说法是否正确：1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()2人工诱变所引起的基因突变或染色体的变异都是有利的()3基因工程育种中所用的工具酶有3种()4杂交育种一定需要时间长()5基因工程育种与杂交育种的原理相同(),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。,基因重组,新基因,缓慢,1.在杂交育种中，如果新品种是杂合子，如玉米、水稻应注意什么？如果新品种是纯合子，如小麦应该注意什么？提示：在杂交育种中，如果新品种是杂合子，每年都要育种。如果新品种是纯合子，要通过多代自交淘汰杂合子，直到不出现性状分离为止。,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。,基因突变,基因突变,理想类型,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。,突变频率,有利,诱变育种与杂交育种的最大的区别是诱变育种能创造出新基因。,三、基因工程及其应用1概念又叫技术或技术。按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以，然后放到另一种生物的细胞里，地改造生物的遗传性状。2原理：不同生物间的。,基因拼接,DNA重组,修饰改造,定向,基因重组,限制性核酸,DNA连接酶,质粒,目的,运载体,受体,表达,检测,2.运载体和细胞膜上的载体相同吗？提示：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。细胞膜上的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。,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的纯合子的方法，可缩短育种年限。(2)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，且细胞融合可在两个不同物种之间进行。(3)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。,1下图表示以某种作物中的和两个品种分别培育出三个新品种的过程，相关叙述正确的是(),A用和培育成的过程中所采用的方法和分别称为杂交和测交B用培育出常用的方法是花药离体培养C培育出常用的是化学或物理的方法进行诱变处理D图中培育出所依据的原理是基因突变和基因重组解析：用和培育成的过程中所采用的方法和分别称为杂交和自交。培育出常用的化学药剂是秋水仙素，属于多倍体育种。图中培育出所依据的原理是基因重组和染色体变异。答案：B,2(2012咸阳模拟)用纯种的高秆(DD)抗锈病(TT)小麦与矮秆(dd)易染锈病(tt)小麦培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法如下，有关叙述正确的是(),A此育种方法可以获得具有新性状的植株B符合生产要求的品种基因型为dTC通过过程处理后，得到的植物是可育的，而且能稳定遗传D如果F1自交，那么F2矮秆抗锈病的植株中能稳定遗传的占1/16答案：C,1限制性核酸内切酶基因的“剪刀”(1)存在场所：主要是存在于微生物细胞中。(2)特性：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。(3)作用结果：得到平末端或黏性末端。,2DNA连接酶基因的“针线”作用：连接限制性核酸内切酶切开的断口。3运载体基因的运输工具作为运载体必须具备的条件：(1)能够在宿主细胞内复制并稳定地保存；(2)含有多个限制酶切点，以便和外源基因相连；(3)含有标记基因，以便于筛选。,1限制性内切酶和DNA连接酶的作用部位都是脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键。2动物一般用受精卵作为受体细胞，植物一般用去掉细胞壁的体细胞作为受体细胞，可用组织培养的方式形成新个体。3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。,3(2012北京模拟)下列关于基因工程的叙述，错误的是()A目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物B限制性核酸内切酶和DNA连接酶是两类常用的工具酶C人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性D运载体上的抗性基因利于筛选含重组DNA的细胞和促进目的基因表达答案：D,育种方法的选择(1)将两亲本的两个不同优良性状集中于同一生物体上，可利用杂交育种，亦可利用单倍体育种。(2)要求快速育种，则运用单倍体育种。,(3)要求大幅度改良某一品种，使之出现前所未有的性状，可利用诱变育种和杂交育种相结合的方法。(4)要求提高品种产量，提高营养物质含量，可运用多倍体育种。(5)杂交育种选育的时间是从F2代开始，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。,(2012浏阳模拟)农科所通过如图育种过程培育出了高品质的糯小麦，相关叙述正确的是(),A该育种过程中运用的遗传学原理是基因突变B要获得yyRR，b过程需要进行不断的自交来提高纯合率Ca、c过程都需要使用秋水仙素，都作用于萌发的种子Da过程能提高突变率，明显缩短育种年限解析：如图所示，a为单倍体育种，b为杂交育种，c为多倍体育种。杂交育种的原理是基因重组，单倍体育种和多倍体育种的原理是染色体变异。将YyRr通过连续自交可以得到yyRR，以提高纯合率。c过程中秋水仙素作用于萌发的种子或幼苗，a过程能够缩短育种年限，但不能提高突变率。答案：B,1.a、c过程中用秋水仙素处理的目的是什么？2如图由亲本到yyRR过程与诱变育种相比，本质区别是什么？提示：1.a过程用秋水仙素处理的目的是使单倍体的染色体加倍而恢复育性，c过程用秋水仙素处理的目的是为了得到多倍体。2由亲本到yyRR过程表示单倍体育种或杂交育种，遗传物质没有改变，只是出现了新的基因型；诱变育种过程遗传物质发生了改变，出现了新的基因。,理清基因工程中的酶(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)要想从DNA上切下某个基因，应切2个切口，产生4个黏性末端。,(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，两者作用的化学键相同，都是磷酸二酯键。,(2012潍坊期末)下列关于限制酶和DNA连接酶的理解，正确的是()A其化学本质都是蛋白质BDNA连接酶可以恢复DNA分子中的氢键C它们不能被反复使用D在基因工程操作中可以用DNA聚合酶代替DNA连接酶,解析：,答案：A,DNA连接酶和限制酶分别作用于图中的()ABCD解析：两种酶都作用于核苷酸之间形成的磷酸二酯键，而非氢键等其他化学键。答案：B,杂交育种实验1培育杂合子品种杂种优势的利用在农业生产上，可以将杂种一代作为种子直接利用，如水稻、玉米等。(1)基本步骤：选取双亲P(、)杂交F1。(2)特点：高产、优质、抗性强，但种子只能种一年。,2培育纯合子品种(1)培育隐性纯合子品种的基本步骤选取双亲P(、)杂交F1自交F2选出表现型符合要求的个体种植推广。(2)培育双显纯合子或一隐一显杂合子品种的基本步骤选取双亲P(、)杂交F1自交F2选出表现型符合要求的个体自交F3选出稳定遗传的个体推广种植。(3)特点：操作简单，但需要的时间较长。,1(2012安徽蚌埠二模)用高秆抗锈病(DDTT)和矮秆不抗锈病(ddtt)的二倍体水稻品种进行育种时，方法一是杂交得到F1，F1再自交得到F2，然后选育所需类型；方法二是用F1的花药进行离体培养，再用秋水仙素处理幼苗得到相应植株。下列叙述正确的是(),A方法一所得F2中重组类型、纯合子各占3/8、1/4B方法二所得植株中纯合子、可用于生产的类型比例分别为1/2、1/4C方法一和方法二依据的主要原理分别是基因重组和染色体结构变异D方法二的最终目的是获得单倍体植株，秋水仙素可提高基因突变频率,解析：考查学生对基因的自由组合定律的应用。由题目信息联想到基因的自由组合定律和单倍体育种的知识，两个亲本的基因型是DDTT和ddtt，为双显性和双隐性纯合子，可知其子二代中重组类型、纯合子各占3/8、1/4是正确的。单倍体育种所得子代均为纯合子，B错；单倍体育种依据的主要原理是染色体数目的变异，C错；单倍体育种的最终目的是获得符合生产要求的纯合植株，D错；故选A。答案：A,2普通小麦中有高秆抗病(TTRR)和矮秆易感病(ttrr)两个品种，控制两对相对性状的等位基因分别位于两对同源染色体上。实验小组常试用不同的方法进行了实验。实验过程如下：,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，这种方法属常规育种，一般从F2开始选种，这是因为_。ABC的途径表示_育种方式，这两种育种方式中后者的优越性主要表现在_。(2)B常用的方法为_。,(3)E方法所用的原理是_，所用的方法如_、_。育种时所需处理的种子应是萌动的(而非休眠的)种子，原因是_。(4)C、F过程最常用的药剂是_，其作用的原理是_。,(5)由G到H过程中涉及的生物技术有_和_。(6)KLM这种育种方法的优越性表现在_。,答案：(1)杂交从F2开始发生性状分离单倍体明显缩短育种年限(2)花药离体培养(3)基因突变X射线、紫外线、激光照射亚硝酸、硫酸二乙酯、秋水仙素处理(理化因素需各说出一项)种子萌动后进行细胞分裂，DNA在复制过程中可能由于某种因素的影响发生基因突变(4)秋水仙素在细胞分裂时，抑制纺锤体形成，引起染色体数目加倍(5)基因工程(或DNA拼接技术或DNA重组技术或转基因技术)植物组织培养技术(6)克服了远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展了可用于杂交的亲本范围,1(2012山东潍坊高三抽样)下列关于育种的叙述中，正确的是()A培育无子西瓜的原理是生长素促进果实发育B培育八倍体小黑麦的原理是染色体变异C青霉菌高产菌种的选育原理和杂交育种相同D培育无子番茄的原理是基因重组,解析：培育无子西瓜的原理是染色体变异。青霉菌高产菌种的选育是利用了基因突变的原理。无子番茄的获得是利用了生长素促进果实发育的原理。异源八倍小黑麦的培育原理是染色体变异。答案：B,2(2012苏北四市二次联考)以下培育原理相同的一组是()A太空椒和抗虫棉B无子番茄和“番茄马铃薯”C高产优质杂交水稻和青霉素高产菌株D无子西瓜和八倍体小黑麦,解析：太空椒、青霉素高产菌株属于人工诱变育种，原理是基因突变；番茄马铃薯利用了植物体细胞杂交的方法；高产优质杂交水稻利用了杂交育种方法，原理是基因重组；抗虫棉属于基因工程，原理是基因重组；无子番茄利用了生长素促进果实发育的原理；八倍体小黑麦和无子西瓜的原理都是染色体变异，属于多倍体育种。答案：D,3如图是基因工程主要技术环节的一个基本步骤，这一步骤需用到的工具是(),ADNA连接酶和解旋酶BDNA聚合酶和限制性核酸内切酶C限制性核酸内切酶和DNA连接酶DDNA聚合酶和RNA聚合酶答案：C,4(2012郑州市四校联考)人们试图利用基因工程的方法，用乙种生物生产甲种生物的一种蛋白质。生产流程是：甲种生物的蛋白质mRNA目的基因与质粒DNA重组导入乙种生物的细胞中获得甲种生物的蛋白质，下列说法正确的是()A过程需要的酶是逆转录酶，原料是A、U、G、CB过程要用限制酶切断质粒DNA，再用DNA连接酶将目的基因与质粒连接在一起C如果受体细胞是细菌，可以选用枯草杆菌、炭疽杆菌等D过程中用的原料不含A、U、G、C,解析：过程是逆转录，利用逆转录酶合成DNA片段，需要的原料是A、T、G、C；过程是目的基因与质粒DNA重组，需要限制酶切断质粒DNA，再用DNA连接酶将目的基因与质粒连接在一起；将重组质粒导入受体细胞时，如果受体细胞是细菌，则不应该用致病菌，而炭疽杆菌是致病菌；过程是基因的表达过程，原料中含有A、U、G、C。答案：B,5(2012黄山质检)将某种植物、两个植株杂交，得到，将再做进一步处理，如下图所示，下列分析错误的是(),A由到的育种过程依据的主要原理是基因突变B由过程形成的植株能培育出新物种C若的基因型为AaBbdd，则植株中能稳定遗传的个体占总数的1/4D由到过程可能发生突变和重组，可为生物进化提供原材料,解析：如果原植物为二倍体，则为二倍体，为四倍体，它们杂交形成的为三倍体，由于三倍体没有可育性，所以不能培育出新物种；基因型为AaBbdd的自交形成的，其中能稳定遗传的纯合子所占的比例为1/21/211/4；由形成花粉时发生减数分裂，基因要发生重组，秋水仙素处理幼苗，可使细胞中基因发生突变，也可使染色体数目加倍。答案：B,6(2012商丘模拟)水稻是湛江主要的粮食作物，改善水稻的遗传性状是育种工作者不断努力的目标。如图表示水稻育种的一些途径。请回答下列问题：,(1)以矮秆易感病(ddrr)和高秆抗病(DDRR)水稻为亲本进行杂交，得到F1，F1自交产生F2，F2中不能稳定遗传的占_，选F2中的矮秆