第七单元第23讲.ppt

第23讲从杂交育种到基因工程,第七单元生物变异、育种和进化,考纲考频1生物变异在育种上的应用(3年13考)2.转基因食品的安全(3年2考),第七单元生物变异、育种和进化,一、杂交育种和诱变育种1杂交育种(1)概念：将两个或多个品种的_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。(2)原理：_。(3)过程：选择具有不同优良性状的亲本_，获得F1_鉴别、选择需要的类型。,优良性状,基因重组,杂交,F1自交,获得F2,(4)优点：可以把多个品种的优良性状集中在一起；缺点：获得新品种的周期_。(5)应用：根据需要培育理想类型。2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_培育。,长,基因突变,基因突变,诱发基因突变,选择理想类型,突变频率,改良,有利,思考：诱变育种与杂交育种相比，最大的区别是什么？提示：二者最大的区别在于诱变育种能创造出新基因。,二、基因工程1概念：基因工程又叫基因拼接技术或_。通俗地说，就是按照人们的意愿，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，_地改造生物的遗传性状。2原理：不同生物间的_。,DNA重组技术,定向,基因重组,限制性核酸内切酶,DNA连接酶,质粒,噬菌体,动植物病毒,4操作步骤提取_目的基因与_结合将目的基因导入_目的基因的_,目的基因,运载体,受体细胞,检测与鉴定,5应用(1)作物育种：利用基因工程的方法，获得高产、稳产和具有优良品质的农作物，培育出具有各种抗逆性的作物新品种，如_等。(2)药物研制：利用基因工程的方法，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，如胰岛素、_、乙肝疫苗等。解惑(1)DNA连接酶和DNA聚合酶都可形成磷酸二酯键.(2)操作工具有三种，但工具酶只有两种限制酶和DNA连接酶，另一种工具运载体的化学本质为DNA。,抗虫棉,干扰素,1无子西瓜的培育、高产青霉素菌株的产生、杂交育种所依据的原理分别是()基因突变基因分离基因重组染色体变异ABCD解析：无子西瓜的培育利用了染色体变异的原理，属于多倍体育种。高产青霉素菌株的产生属于人工诱变育种，原理是基因突变。杂交育种的原理是基因重组。,D,2有一种塑料在乳酸菌的作用下能迅速分解为无毒物质，可以降解，不至于对环境造成严重的“白色污染”。培育专门“吃”这种塑料的细菌能手的方法是()A杂交育种B诱变育种C单倍体育种D多倍体育种解析:细菌的生殖方式是无性生殖,其他三个选项都是不行的。诱变育种是在特殊条件下，对生物进行处理，使之发生基因突变。,B,3以基因型为RRYY和rryy的二倍体植株为亲本，欲培育出基因型为RRrrYYyy的植株，下列方法可行的是()F1不断自交以秋水仙素处理F1利用F1的花粉进行离体培养运用植物体细胞杂交技术培育A或B或C或D或解析：以基因型为RRYY和rryy的二倍体植株为亲本，培育出基因型为RRrrYYyy的四倍体植株，染色体组的数目成倍增加,可用秋水仙素处理F1或用植物体细胞杂交技术处理。而用F1的花粉进行离体培养，会使染色体组的数目成倍减少。,D,4基因工程是将目的基因通过一定过程，转入到受体细胞，经过受体细胞的分裂，使目的基因的遗传信息扩大，再进行表达，从而培养成工程生物或生产基因产品的技术。你认为支持基因工程技术的理论有()遗传密码的通用性不同基因可独立表达不同基因表达互相影响DNA作为遗传物质能够严格地自我复制ABCD解析：转基因之所以在不同种生物间可以进行，是因为遗传密码的通用性，不同基因表达的独立性，DNA自我复制的严格性。,A,考点一以变异为基础，考查生物育种,考点二利用图解法突破基因工程的操作工具及基本步骤,考点一以变异为基础，考查生物育种,基因突变,染色体变异,自交,自交,杂交,花药离体,加倍,萌发,目的基因,单倍体幼苗,育种年限,纯合子,定向改变,远缘杂交不亲和的障碍,延迟,低,深度思考1欲利用aaBB和AAbb的亲代个体选育出双隐性状的优良植株个体如何培育？大约需几年？_2杂交育种和杂种优势含义相同吗？_3下列哪些过程属于单倍体育种？需经几年完成？每一年完成哪些过程？_,提示：1.两亲本个体杂交,只要在F2中出现该性状即可。3年。2不同。两者都是将两个品种中的优良性状集中到一个亲本上，但杂交育种培育成能稳定遗传的纯合子，杂种优势主要是利用杂种F1的优良性状，并不要求遗传学上的稳定。3；2年；第一年完成过程，第二年完成过程。4染色体数目不存在差异，遗传物质存在差异。,1如图为利用玉米(基因型为BbTt)进行实验的流程示意图。下列分析正确的是()AT与B、b的自由组合发生在过程B植株B为纯合子的概率为1/4C过程为单倍体育种D过程可发生基因突变、染色体变异,D,解析：选项A，自由组合发生在减数分裂过程中，即非同源染色体上的非等位基因自由组合，而据植株D只有3种基因型可判断，这两对等位基因位于同一对同源染色体上，不可能发生T与B、b的自由组合，A错误；选项B，植株B是通过单倍体育种获得的，都是纯合子，因此概率为1，B错误；选项C，过程获得的是单倍体幼苗，而单倍体育种过程包括利用秋水仙素处理获得植株B的过程，C错误；选项D，将幼苗培育成植株C的过程中只存在有丝分裂，可能发生基因突变，还可能发生染色体数目或者结构的改变，即染色体变异，D正确。,C,A过程育种方法运用的原理是基因突变，最大优点是能提高突变率，在短时间内获得更多的变异类型B过程使用的试剂是秋水仙素，它可作用于正在分裂的细胞，抑制纺锤体的形成C过程育种方法运用的原理是基因重组，基因型aaB_的类型经后，子代中aaBB所占比例是5/6D过程应用了单倍体育种的方法，最大的优点是明显缩短育种年限解析：是诱变育种。是杂交育种,原理是基因重组,基因型aaB_的类型中aaBB占1/3，aaBb占2/3，经过自交后，子代中aaBB所占比例是1/2，故C项错误。,方法技巧生物育种方法的选择(1)集中不同亲本的优良性状杂交育种选择具有不同优良性状的个体作为亲本，经过杂交自交过程，在F2中选择，如果选取显性个体，还需要连续自交。(2)集中优良性状，又缩短育种年限单倍体育种选择具有不同优良性状的个体作为亲本，经过杂交获得F1，取F1的花药进行离体培养，形成单倍体幼苗，再用秋水仙素或低温处理。,(3)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用秋水仙素或低温处理萌发的种子或幼苗，使染色体加倍而形成多倍体。(4)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)实现定向改变现有性状基因工程育种。,考点二利用图解法突破基因工程的操作工具及基本步骤,基因工程操作步骤图解1用_酶完成过程。2用_酶完成过程。3产物为_。,同一种限制,DNA连接,目的基因合成的蛋白质,深度思考1要想从DNA上切下某个基因，应有几个切口，产生几个黏性末端？_2运载体与细胞膜上的载体在本质上有何不同？_3获取目的基因和切割运载体需要用同一种限制酶，目的是什么？_提示：1.2。4。2运载体为DNA，细胞膜上的载体为蛋白质。3产生相同的黏性末端。,3下图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图，请据图作答。(1)图中基因工程的基本过程可以概括为“四步曲”：_；_；_；_。,提取目的基因,构建基因表达载体,将目的基因导入受体细胞,目的基因的检测与鉴定,(2)能否利用人的皮肤细胞来完成过程？_,为什么?_。(3)过程必需的酶是_酶，过程必需的酶是_酶。(4)若A中共有a个碱基对，其中鸟嘌呤有b个，则过程连续进行4次，至少需提供胸腺嘧啶_个。(5)在利用A、B获得C的过程中,常用_切割A和B，使它们产生_，再加入_才可形成C。,不能,皮肤细胞中的胰岛素基因未表达(或未转录)，不能形成胰岛素mRNA,逆转录,解旋,15(ab),同一种限制性核酸内切酶,相同的黏性末端,DNA连接酶,解析：(2)图中过程是从细胞中获取相应的mRNA，由于基因的选择性表达，人的皮肤细胞中的胰岛素基因不转录，不表达，因此不能形成胰岛素mRNA。(3)从mRNADNA是逆转录的过程，需要逆转录酶。DNA分子的扩增需用解旋酶将双链DNA解旋为单链。(4)一个DNA分子中的鸟嘌呤(b个)和胸腺嘧啶之和占碱基总数(2a个)的一半，所以一个DNA分子片段中胸腺嘧啶数为(ab)个。连续复制4次，共产生DNA分子2416个，由于复制方式为半保留复制，故需要提供的胸腺嘧啶数量为(ab)(161)15(ab)。(5)目的基因与运载体需用同一种限制酶切割，产生相同的黏性末端，才可以在DNA连接酶的作用下连接形成基因表达载体。,归纳提炼酶与磷酸二酯键(1)形成磷酸二酯键的酶：DNA连接酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶、逆转录酶。(2)断裂磷酸二酯键的酶：限制性核酸内切酶(限制酶)、DNA酶、RNA酶。(3)解旋酶作用于氢键，不作用于磷酸二酯键。,易错点1混淆“最简便”与“最快速”点拨“最简便”着重于技术含量应为“易操作”，如杂交育种，虽然年限长，但农民自己可简单操作，但“最快速”则未必简便如单倍体育种可明显缩短育种年限，但其技术含量却较高，单就花粉培养成幼苗已很难实现。,易错点2混淆无子西瓜培育过程中父本与母本的选择与处理点拨(1)无子西瓜的培育过程中，两次传粉的目的：第一次传粉是为了杂交得到三倍体种子，第二次传粉是为了刺激子房发育成果实。(2)如果以二倍体西瓜为母本，四倍体西瓜为父本，也能得到三倍体种子，但这种三倍体种子结的西瓜，因珠被发育成厚硬的种皮，故达不到“无子”的目的。(3)用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗使之成为四倍体时，处理的对象应是“幼苗或萌发的种子”。因为萌发的种子和幼苗具有分生能力，细胞进行有丝分裂，秋水仙素处理后可达到使产生的新细胞染色体数目加倍的目的。,易错点3对基因工程中一些观点、说法辨析不清点拨(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)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。(3)质粒是最常用的运载体，不要把质粒同运载体等同，除此之外，噬菌体和动植物病毒也可作为运载体。运载体的化学本质为DNA，其基本单位为脱氧核苷酸。(4)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。,1判断下列有关生物育种的叙述(1)诱变育种和杂交育种均可形成新基因。()(2)若用AAbb和aaBB的植株培育出AABB的植株至少需用3年的时间。()(3)(2009上海卷T21C)花药离体培养可获得抗锈病高产小麦新品种。()2判断下列有关基