高中生物第7章-第20讲-遗传育种

1,2,生物的变异、育种和进化,第讲,20,3,1.五种育种方式的比较,基因重组,基因突变,染色体变异,射线、激光、化学药品,秋水仙素,萌发的种子,幼苗,可以提高变异的频率，加速育种进程，或大幅度地改良某些品种,4,染色体变异,基因重组,花药离体培养,打破物种界限，定向改变生物的性状,可以明显地缩短育种年限,5,6,7,2.基因工程(1)概念:又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。操作水平：.原理：.(2)基因操作工具基因的“剪刀”.(限制酶)特性：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。,DNA分子水平,基因重组,限制性核酸内切酶,8,实例：EcoRI限制酶能专一识别GAATTC序列，并在G和A之间将这段序列切开。基因的“针线”：指，它能在脱氧核糖与之间形成一定的化学键，连接两条DNA分子，而互补的碱基之间是通过连接的。,DNA连接酶,磷酸,氢键,9,基因的运载体：常用的运载体有质粒、等。质粒的本质:小型状DNA分子。作为运载体应具备的条件:a.能在宿主细胞内稳定保存并大量复制；b.有多个限制酶切割位点；c.有标记基因。,环,噬菌体,动植物病毒,10,3.基本步骤(1)目的基因(2)目的基因与结合(3)将目的基因导入.(4)目的基因的.4.基因工程的应用作物育种；药物研制；环境保护。,获取,运载体,受体细胞,表达和检测,11,1.常见的育种方法有4种：杂交育种、诱变育种、多倍体育种和单倍体育种。杂交育种依据的原理是基因重组，这种育种方法能将分散在不同植株或不同品种上的许多优良性状组合到一个植株或一个品种上；诱变育种依据的原理是基因突变，这种育种方法能改变原有的基因，甚至能创造出新的基因，因而可以大幅度地改良某些性状，加速育种的进程；,12,多倍体育种和单倍体育种的原理是染色体变异，多倍体育种能使染色体数目成倍地增加，因而生物在性状上较二倍体有很大的变化，如茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质的含量都有较大地提高，这些都是育种过程所要追求的目标；单倍体育种通常包括两个基本过程：第一步是单倍体植株的培养，常用花药离体培养得到单倍体幼苗；第二步是诱导染色体数目加倍，常用的方法是用秋水仙素处理单倍体幼苗。单倍体育种得到的是纯合子（二倍体），所以能明显地缩短育种年限。,13,2.一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。切割部位一般都具有反向重复序列，即一条链正向读的碱基顺序与另一条链反向读的顺序完全一致。DNA连接酶的作用是把脱氧核糖和磷酸交替连接而成的DNA骨架上的缺口“缝合”起来，即连接磷酸和脱氧核糖形成磷酸二酯键。,14,小麦抗锈病(T)对易染病(t)为显性，易倒伏(D)对抗倒伏(d)为显性。T、t位于一对同源染色体上，D、d位于另一对同源染色体上。现用易倒伏抗锈病纯种和抗倒伏易染病的纯种品种杂交，来培育既抗倒伏又抗病的高产品种。请回答：(1)F2代中，选种的数量大约占F2的(),A.,B.,C.,D.,B,15,(2)抗倒伏又抗病的个体中，理想基因型是()A.DTB.DtC.ddTTD.Ddtt,(3)F2代中理想基因型应占(),A.,B.,C.,D.,C,C,16,(4)F2代选种后，下一步应()A.杂交B.测交C.自交D.回交,先画出遗传图：,C,17,根据上述遗传图解答：(1)选种是指选育符合要求的表现型抗倒伏抗锈病，选种的数量大约占F2的3/16。(2)在F2中抗倒伏又抗锈病的基因型有2种:ddTT和ddTt。符合生产要求的应是纯合子，因为纯合子自交后代不发生性状分离，基因型是ddTT。,18,(3)在F2中抗倒伏又抗锈病的基因型有2种：ddTT和ddTt。其中ddTT占1/3，ddTt占2/3。(4)由于F2中表现型为抗倒伏又抗锈病的类型中既有纯合子又有杂合子，所以应让其连续自交若干代，不断选种、观察，直到不发生性状分离为止，所以选种后应是自交。(1)B(2)C(3)C(4)C,19,现有两个小麦品种，一个纯种小麦性状是高秆(D)，抗锈病(T)；另一个纯种小麦的性状是矮秆(d)，易染锈病(t)。两对基因独立遗传。育种专家提出了如图所示的、两种育种方法以获得小麦新品种。问：,20,21,(1)要缩短育种年限，应选择的方法是，依据的变异原理是；另一种方法的育种原理是。(2)图中和基因组成分别为.和。,染色体变异,基因重组,DT,ddTT,22,(3)(二)过程中，D和d的分离发生在；(三)过程采用的方法称为；(四)过程最常用的化学药剂是。(4)(五)过程产生的抗倒伏抗锈病植株中的纯合子占。(5)如将方法中获得的植株杂交，再让所得到的后代自交，则后代的基因型比例为。,减数第一次分裂,花药(花粉)离体培养,秋水仙素,1/3,121,23,解题时，首先要看清题目的要求，其次要读懂图，仔细分析图是解题获得成功的关键。图中(一)过程属于杂交育种，作用是把矮秆和抗病性状组合到一个植株上。图中(二)是F1种下后，开花时产生花粉(雄配子)的过程中要进行减数分裂，在减数第一次分裂过程中发生同源染色体的分离和非同源染色体之间的自由组合。此时等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因之间发生自由组合。两对等位基因自由组合后产生4种配子(DT、Dt、dT、dt)。,24,根据图中可知，的基因型是DT，的基因型是dT。图中(三)是培养单倍体的过程，一般用花药离体培养的方法获得单倍体植株。图中(四)是诱导多倍体的过程，常用的方法是用秋水仙素处理单倍体幼苗，经诱导后长成的植物体一定是纯合子，仔细分析图，可得出图中的对应的基因型是DDtt、ddTT和ddtt。图中沿着(一)、(二)、(三)、(四)途径进行的育种方法属于单倍体育种，沿着(一)、(五)、(六)途径进行的育种方法是杂交育种。,25,图中(五)过程是指F1自交的过程，其后代中的矮秆抗锈病的类型，表现型虽符合要求，但其中能稳定遗传的纯合子只有1/3，还有2/3是杂合子，不能稳定遗传，其基因型是ddTT(1/3)和ddTt(2/3)。如果再让其自交一代，各种基因型比例的计算方法是：ddTT自交后代仍是ddTT，占总数1/3；ddTt自交后代中的基因及其比例是：ddTT(1/4)、ddTt(2/4)、ddtt(1/4)，占总数2/3。所以计算总结果是：ddTT=1/3+(1/4)(2/3)=1/2，ddTt(2/4)(2/3)=1/3，ddtt=(1/4)(2/3)=1/6，其中ddTT符合生产要求。,26,题中第(5)小题的计算方法是：的基因型分别是DDtt和ddtt，因为两个体中的第二对基因都是tt，不论是自交还是杂交，对后代基因型的比例都没有影响，所以只要考虑DD和dd就可以了，这对基因杂交后再自交，实际是典型的基因分离规律，后代各基因型的比例是121。,27,在基因工程中，切割运载体和含有目的基因的DNA片段时，需使用()A.同种限制酶B.两种限制酶C.同种连接酶D.两种连接酶,用同种限制酶切割运载体和含有目的基因的DNA片段，可以使两者产生互补黏性末端，通过互补碱基的配对结合起来，再用连接酶使两条链上的缺口结合，形成一个完整的重组DNA。,A,28,下列关于DNA连接酶的叙述，正确的是()A.DNA连接酶连接的是两条链碱基对之间的氢键B.DNA连接酶连接的是黏性末端两条链主链上的磷酸和脱氧核糖C.DNA连接酶连接的是黏性末端两条链主链上的磷酸和核糖D.同一种DNA连接酶可以切出不同的黏性末端,B,29,DNA连接酶是连接目的基因与运载体DNA分子之间的缝隙，实际上连接的是主链上的脱氧核糖和磷酸之间的磷酸二酯键。,30,【真题1】(10江苏)为解决二倍体普通牡蛎在夏季因产卵而出现肉质下降的问题，人们培育出三倍体牡蛎。利用普通牡蛎培育三倍体牡蛎合理的方法是()A利用水压抑制受精卵的第一次卵裂，然后培育形成新个体B用被射线破坏了细胞核的精子刺激卵细胞，然后培育形成新个体C将早期胚胎细胞的细胞核植入去核卵细胞中，然后培育形成新个体D用化学试剂阻止受精后的次级卵母细胞释放极体，然后培育形成新个体,31,【解析】本题考查多倍体育种方法的操作，抑制受精卵的第一次卵裂导致染色体加倍，培育而成的个体为四倍体，A项错误；用射线破坏了细胞核的精子刺激卵细胞，然后形成的新个体为单倍体，B项错误；C项利用移植方法获得的个体为二倍体，C项错误；化学试剂阻止了次级卵母细胞的正常分裂，形成含有两个染色体组的卵细胞，与正常精子结合后，受精卵含有3个染色体组，经培育可形成三倍体牡蛎，D项正确。,32,【真题2】(08山东)人们研究并利用变异可以培育高产、优质的作物新品种。下列能产生新基因的育种方式是()A“杂交水稻之父”袁隆平通过杂交技术培育出高产的超级稻B用X射线进行大豆人工诱变育种，诱变后代中选出抗病性强的优良品种C通过杂交和人工染色体加倍技术成功培育出抗逆能力强的八倍体小黑麦D把合成胡萝卜素的有关基因转进水稻，育成可防止人类A缺乏症的转基因水稻,33,【解析】基因突变可产生新的基因，转基因技术和杂交技术可产生新的基因型，但不会产生新的基因。,B,34,【真题3】(08江苏)下列关于育种的叙述中，正确的是()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三倍体植物不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,35,【解析】杂交育种只是原有基因的重新组合，不会形成新的基因；四倍体和二倍体杂交，产生的受精卵发育成的个体为三倍体；诱变育种一般多害少利。,A,36,【真题4】(08全国)已知某种限制性内切酶在一线性DNA分子上有3个酶切位点，如图中箭头所指。如果该线性DNA分子在3个酶切位点上都被该酶切断，则会产生a、b、c、d四种不同长度的DNA片段。现有多个上述线性DNA分子，若在每个DNA分子上至少有1个酶切位点被该酶切断，则理论上讲，经该酶酶切后，这些线性DNA分子最多能产生长度不同的DNA片段种类数是(),A.3B.4C.9D.12,37,【解析】可以分三种情况考虑：第一种，三种酶同时切断一个DNA分子，则可产生4种酶切片段；第二种，两种酶同时切断一个DNA分子，去掉与前面重复的，则可产生1+1+1=3种酶切片段；第三种，只是一种酶切断一个DNA分子，则可产生1+1=2种酶切片段；因此最多可产生9种不同酶切片段。限制性核酸内切酶只能在特定部位将DNA切断，不同的限制酶在同一DNA分子上切割位点不同。分析时应分三种情况考虑，即三种酶同时作用时、两种酶同时作用时、只有一种酶作用时的情况。注意：考虑每一种情况时得去掉重复的部分。,C,38,【真题5】(09广东)为了快速培育抗某种除草剂的水稻，育种工作者综合应用了多种育种方法，过程如下。请回答问题。(1)从对该种除草剂敏感的二倍体水稻植株上取花药离体培养，诱导成_幼苗。(2)用射线照射上述幼苗，目的是_；然后用该除草剂喷洒其幼叶，结果大部分叶片变黄，仅有个别幼叶的小片组织保持绿色，表明这部分组织具有_。,单倍体,诱发,基因突变,抗该除草剂,的能力,39,(3)取该部分绿色组织再进行组织培养，诱导植株再生后，用秋