导与练高考生物一轮复习第六章第12节杂交育种与诱变育种基因工程及其应用名师优质课件新人教版必

1、考纲展示 1. 生物变异在育种上的应 用() 2. 转基因食品的安全() 高频考点 考纲解读 理解杂交育种、诱变育种、多倍体育种、基因工程育种等各种育种方式的原理、过程、优缺点 ,并能实际应用 了解基因工程的原理、工具、步骤和应用及转基因食品的安全性评估 第、节 杂交育种与诱变育种 基因工程及其应用 课前导学课前导学 要点探究要点探究 课堂自测课堂自测 1.杂交育种的概念、原理及特点。 2.诱变育种的概念、原理及特点。 3.基因工程的概念及操作步骤。 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优良性状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。 (

2、2)育种原理:基因重组基因重组。 (3)方法:杂交自交自交选优自交。 2.诱变育种 (1)概念:利用物理因素或化学因素物理因素或化学因素来处理生物,使生物发生基因突变基因突变,从而获得优良变异类型的育种方法。 (2)育种原理:基因突变基因突变。 二、基因工程及其应用 1.概念 基因工程又叫基因拼接技术基因拼接技术或 DNA 重组技术, 即按照人们的意愿,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。 2.工具 3.步骤: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与鉴定 4.基因工程的应用 1.判断正误 (1)杂交育种

3、和诱变育种都能产生前所未有的新基因,创造变异新类型。( ) (2)杂交育种第一步杂交的目的是将两个亲本的优良性状集中到一个亲本上。( ) (3)太空育种能按人的意愿定向产生优良性状。( ) (4)基因工程能够定向地引起基因突变,从而定向地改造生物性状。( ) 2.两个亲本的基因型分别为 AAbb 和 aaBB,这两对基因按自由组合定律遗传。要培育出基因型为 aabb 的新品种,最简捷的方法是( D D ) A.人工诱变育种 B.细胞工程育种 C.单倍体育种 D.杂交育种 3.(2012 江西九江一模)下列关于育种的叙述不正确的是( D D ) A.人工诱变育种不一定出现人们所需要的性状 B.杂

4、交育种和基因工程育种都用到了基因重组这一原理 C.单倍体育种过程中还需要用到植物组织培养技术 D.无子西瓜的“无子”是属于不可遗传的变异,原因是无子西瓜无子,不能产生后代 4.用基因工程技术可使大肠杆菌合成人的蛋白质,下列叙述不正确的是( B B ) A.常用相同的限制性核酸内切酶处理目的基因和质粒 B.DNA 连接酶和 RNA 聚合酶是构建重组质粒必需的工具酶 C.可用含抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒 D.导入大肠杆菌的目的基因不一定成功表达 五种育种方式的比较 问题引领: 若要获得自然界原来没有的新的性状,可用什么育种方法? 与杂交育种相比,单倍体育种的优点是什么? 五种育

5、种方式的比较 见附表见附表 (1)(1)要获得本物种没有的性状可要获得本物种没有的性状可通过诱变和基因工程通过诱变和基因工程, ,其中基因工程是有目的其中基因工程是有目的的改良。的改良。 (2)(2)杂交育种是最简捷的育种方法杂交育种是最简捷的育种方法, ,而单倍体育而单倍体育种是最快获得纯合子的方法种是最快获得纯合子的方法, ,可缩短育种年限。可缩短育种年限。 (3)(3)染色体加倍可以采用秋水仙素等方法使其染色体加倍可以采用秋水仙素等方法使其加倍加倍, ,也可以是细胞融合也可以是细胞融合, ,细胞融合可在两个不细胞融合可在两个不同物种之间进行。同物种之间进行。 (4)(4)杂交育种与杂种优

6、势不同杂交育种与杂种优势不同: :杂交育种是杂交育种是在杂交后代众多类型中选择符合育种目标的在杂交后代众多类型中选择符合育种目标的个体进一步培育个体进一步培育, ,直至获得稳定遗传的具有直至获得稳定遗传的具有优良性状的新品种优良性状的新品种; ;杂种优势主要是利用杂种优势主要是利用杂种杂种 F F1 1的优良性状的优良性状, ,并不要求遗传上的稳定。并不要求遗传上的稳定。 【命题视角】 通常以实验设计题、图解题形式考查生物育种的原理、流程、优缺点等。近几年的高考题中多与遗传规律的知识相联系,考查学生的综合分析能力和实践应用能力。 【典例 1】 (2012 广东茂名一模)已知水稻的光效(光能利用

7、效率)由一对基因(A、a)控制,抗病性由另一对基因(B、b)控制,两对基因独立遗传。高光效抗病水稻的育种方案如下,请回答下列问题: 纯合低光效抗病水稻(甲) 水稻(乙) F1(F1中低光效抗病水稻高光效抗病水稻=31) (1)水稻的低光效与高光效这对相对性状中, 是显性性状,而甲的基因型为 。 (2)若用乙培育高光效抗病水稻新品种,为了提高其在子代中的比例,应采用的育种方法是 , 其比例为 。 (3)若要使水稻的高光效基因在玉米植株中表达,从理论上讲常用的育种方法是 。 思维导引思维导引: :1.1.相对性状相对性状怎样判断相对性怎样判断相对性状中的显隐性状中的显隐性? ? 2.2.育种方法育

8、种方法哪种育种方法能尽快获得最哪种育种方法能尽快获得最多的纯合子多的纯合子? ? 解析解析: :(1)(1)由由 F F1 1(F(F1 1中低光效抗病水稻中低光效抗病水稻高光高光效抗病水稻效抗病水稻=3=31)1)可推出低光效是显性性状可推出低光效是显性性状, ,且乙的基因型是且乙的基因型是 AaBBAaBB 或或 Aabb,Aabb,因此因此, ,甲的基甲的基因型为因型为 AABBAABB 或或 AAbbAAbb。 (2)(2)单倍体育种能在较短时间内得到纯合子。由于单倍体育种能在较短时间内得到纯合子。由于乙的基因型是乙的基因型是 AaBBAaBB 或或 Aabb,Aabb,因此因此, ,

9、用乙培育高光效用乙培育高光效抗病水稻新品种的比例为抗病水稻新品种的比例为1/21/2。 (3)(3)由于不同物种间由于不同物种间存在生殖隔离存在生殖隔离, ,故要使一种生物的某个基因在另一故要使一种生物的某个基因在另一种生物体内表达种生物体内表达, ,应采用基因工程育种方法。应采用基因工程育种方法。 答案答案: :(1)(1)低光效低光效 AABBAABB 或或 AAbbAAbb (2)(2)单倍体育种单倍体育种 1/21/2 (3)(3)基因工程基因工程 【典例 2】 (2013 宁德质检)利用基因型为AaBB的高等植物培育出以下基因型个体的育种方法分别是( B B ) AABB aB Aa

10、BBC AAaaBBBB A.诱变育种、单倍体育种、花药离体培养、多倍体育种 B.杂交育种、花药离体培养、转基因技术、多倍体育种 C.花药离体培养、 诱变育种、多倍体育种、转基因技术 D.杂交育种、单倍体育种、诱变育种、植物组织培养 解析:由基因型为由基因型为 AaBBAaBB 的高等植物培育出基因的高等植物培育出基因型为型为 AABBAABB 的个体的个体, ,可能为诱变育种可能为诱变育种, ,也可能为也可能为杂交育种杂交育种;aB;aB 是花药离体培养得到的单倍是花药离体培养得到的单倍体体;AaBBC;AaBBC 中转入了一个新基因中转入了一个新基因, ,是利用转基因是利用转基因技术得到的

11、。技术得到的。 AAaaBBBBAAaaBBBB 为染色体数目加倍的个为染色体数目加倍的个体体, ,应是多倍体育种培育出的。应是多倍体育种培育出的。 基因工程与基因重组的 比较 问题引领: 基因工程与基因重组有哪些异同点? 基因重组 减数分裂时,非同源染色体上的非非基因工程 基因重组基因重组 不同物种的不同基因 大 使人类有可能按照自己的意愿,直接定向改变生物定向改变生物的遗传性状,培育出新品种 原理 等位基因等位基因的自由组合或同源染色体上的等位基因的交叉互换交叉互换 重组方式 变异大小 意义 相同同一物种的不同基因 小 生物变异的来源之一,对生物进化有重要意义 点 实现不同基因的重新组合,

12、使生物产生变异 (1)(1)基因重组发生于有性生殖中基因重组发生于有性生殖中, ,不不能打破生殖隔离能打破生殖隔离, ,而基因工程则可实现异种生物的而基因工程则可实现异种生物的基因转移。基因转移。 (2)(2)基因工程可使受体获得新的基因基因工程可使受体获得新的基因, ,表现出新的表现出新的性状性状, ,该技术可看作是一种广义的基因重组。该技术可看作是一种广义的基因重组。 (3)(3)转基因动、植物的培育转基因动、植物的培育, ,因其细胞全能性不同因其细胞全能性不同, ,外源基因的受体细胞也不同。外源基因的受体细胞也不同。 培育转基因动物的受培育转基因动物的受体细胞一般为受精卵体细胞一般为受精

13、卵; ;培育转基因植物的受体细胞培育转基因植物的受体细胞可用生殖细胞可用生殖细胞, ,也可用体细胞。也可用体细胞。 【命题视角】 高考中基因工程的简单应用、基因工程的基本工具及操作步骤是选修三模块的常考内容,而转基因生物及转基因食品的安全性等知识高考中出现的不多,特别是必修中提及甚少。 【典例 3】 利用外源基因在受体细胞中表达,可生产人类所需要的产品。下列选项中能说明目的基因完成了在受体细胞中表达的是( ) A.棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因 B.大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNA C.山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA 序列 D.酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白 解析解析: :

14、本题主要考查基因工程的基本步骤。转本题主要考查基因工程的基本步骤。转基因工程是否成功主要看目的基因是否在受基因工程是否成功主要看目的基因是否在受体细胞中成功表达。体细胞中成功表达。 目的基因表达是指控制合目的基因表达是指控制合成相关的蛋白质。成相关的蛋白质。A A、C C 仅在细胞中检测到目仅在细胞中检测到目的基因的基因, ,并未检测到目的基因的产物并未检测到目的基因的产物, ,不能说不能说明已表达。明已表达。 B B选项仅说明目的基因完成了转录选项仅说明目的基因完成了转录, ,并未完成翻译过程。并未完成翻译过程。 答案答案: :D D。 1.(2013 揭阳一模)下列有关育种的叙述正确的是(

15、 C C ) A.诱变育种可以定向地改变生物的性状 B.通过杂交育种所获得的新品种均需要从F3开始选取 C.多倍体育种中,低温处理与秋水仙素诱导的作用机理相似 D.花药离体培养所获得的新个体即为纯合子 解析解析: :诱变育种的原理是基因突变诱变育种的原理是基因突变, ,基因突变基因突变具有不定向性具有不定向性,A,A 错误错误; ;如果杂交育种所需要如果杂交育种所需要的优良性状为隐性性状的优良性状为隐性性状, ,则可以从则可以从 F F2 2开始进开始进行选取新品种行选取新品种,B,B 错误错误; ;花药离体培养所获得花药离体培养所获得的是单倍体植株的是单倍体植株, ,单倍体植株不一定就是纯单

16、倍体植株不一定就是纯合子合子,D,D 错误。错误。 2.(2013 唐山摸底)下列高科技成果中,根据基因重组原理进行的是( C C ) 利用杂交技术培育出超级水稻 通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒 通过体细胞克隆技术培养出克隆牛 将苏云金杆菌的某些基因移植到棉花体内,培育出抗虫棉 将健康人的正常基因植入病人体内治疗基因病 用一定浓度的生长素处理,获得无子番茄 A. B. C. D. 解析解析: :通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒属通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒属于太空育种于太空育种, ,其原理为基因突变其原理为基因突变; ;通过体细胞克通过体细胞克隆技术培养出克隆牛属于无性生殖隆技术培

17、养出克隆牛属于无性生殖, ,应用的原理应用的原理是细胞核的全能性是细胞核的全能性; ;用一定浓度的生长素处理用一定浓度的生长素处理, ,获得无子番茄应用的是生长素的生理作用。获得无子番茄应用的是生长素的生理作用。 3.(2012 西安一模)如图表示某种农作物品种和培育出的几种方法,有关说法错误的是( D D ) A.培育品种的最简捷途径是 B.通过过程最不容易达到目的 C.通过过程的原理是染色体变异 D.过程常用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 解析解析: :通过植物杂交获得符合要求的种子是最通过植物杂交获得符合要求的种子是最简便的方法简便的方法,A,A 正确正确; ;由由属于基因突变属于基因突变, ,由于突变率很低由于突变率很低, ,故通过故通过过程不易达到过程不易达到 目的目的, , B B正确正确; ;过程是单倍体育种过程过程是单倍体育种过程, ,其原理是染色体变异其原理是染色体变异,C,C 正确正确; ;过程过程是通过是通过花粉的离体培养获得单倍体幼苗花粉的离体培养获得单倍体幼苗, ,不存在种不存在种子子,D,D 错误。错误。 4.(2013 北京海淀期末)以六倍体小麦为母本,二倍体玉米为父本进行杂交,杂种受精卵在最初几次细胞分裂中玉米染色体被排除