高中生物第七单元生物的变异育种和进化第22讲从杂交育种到基因工程省公开课一等奖新名师优质课获奖PPT

第22讲从杂交育种到基因工程第1页考情分析·备考导航最新考纲全国卷六年考题统计全国卷六年考题分值统计1.生物变异在育种上应用(Ⅱ)全国Ⅲ卷,T2;全国Ⅰ卷T322.转基因食品安全(Ⅰ)第2页1.杂交育种与诱变育种概念(1)杂交育种:将两个或多个品种优良性状经过

集中在一起,再经过选择和培育,取得新品种方法。(2)诱变育种:利用

或

来处理生物,使生物发生

,从而取得优良变异类型育种方法。考点一杂交育种与诱变育种知识梳理

自主学习扎实基础交配物理原因化学原因基因突变第3页2.杂交育种与诱变育种比较基因重组基因突变不定向第4页3.生物育种原理、方法及实例[连线]答案：第5页【深挖教材】(1)杂交育种实践过程中一定需要连续自交吗?为何?提醒:不一定需要连续自交。若选育显性优良纯种,需要连续自交筛选直至性状不再发生分离;若选育隐性优良纯种,则只要在F2出现该性状个体即可。(2)原核生物常选哪种育种方式,为何?提醒:诱变育种。原核生物无减数分裂,不能进行杂交育种,所以普通选诱变育种。(3)为何从F2开始选育?提醒:因为从F2开始出现性状分离。第6页1.杂交育种过程深度剖析(一年生植物,亲本纯合)重点透析

剖析考点拓展深化(1)亲代杂交目标是让优良性状基因集中到一个个体当中,第一年在母本上得到子一代种子。F1性状第二年才能表现出来。(2)第一次自交目标是得到理想性状,即使杂种F2所需性状中有纯合子,但此时掺和杂合子无法分辨,所以第三年不能得到理想种子。(3)第二次以上自交目标是得到稳定遗传理想性状,所以第四年能够得到理想种子。但因为有些植物分株保留困难且种子需求量大,所以应选择所需性状个体逐代自交淘汰,扩大培养,直到不发生性状分离。第7页2.针对不一样目标杂交育种程序(1)培育杂合子品种在农业生产上,能够将杂种一代作为种子直接使用,如水稻、玉米等。其特点是能够利用杂种优势,取得品种高产、抗性强,但种子只能种一年。培育基本步骤以下:选取符合要求纯种双亲杂交(♀×♂)→F1(即为所需品种)。理论上育种时间为一年。(2)培育隐性纯合子品种选取双亲杂交(♀×♂)→F1F2→选出表现型符合要求个体种植并推广。理论上第三年就能够得到所需品种。(3)培育显性纯合子品种选取双亲杂交(♀×♂)→F1F2→选出表现型符合要求个体F3……选出稳定遗传个体推广种植。理论上最短育种年限为四年。第8页【易错点拨】(1)正确了解“杂交育种”与“杂种优势”①杂交育种是在杂交后代众多类型中选择符合育种目标个体深入培育,直到取得稳定遗传含有优良性状新品种;②杂种优势是杂合体(F1)在一个或各种性状上优于两个亲本现象。含有杂种优势杂交子代普通都表现自交衰退现象。比如玉米植株高度显示杂种优势,也能够显著地看到自交衰退现象,所以玉米不能自己留种。(2)正确了解育种中“最简便”与“最快速”“最简便”着重于技术含量应为“易操作”,如杂交育种,即使年限长,但农民自己可简单操作。但“最快速”则未必简便,如单倍体育种可显著缩短育种年限,但其技术含量却较高。(3)杂交育种选育目标不一定都是取得稳定遗传优良性状。第9页1.杂交育种是经过品种间杂交,创造新变异类型而选育新品种方法。将两个各含有期望优点纯合亲本进行杂交,F1自交能产生各种非亲本类型,再经过选育就可能取得符合需要新品种。以下相关叙述错误是()A.杂交育种所依据主要遗传学原理是基因重组B.F1形成配子时,同源染色体上非等位基因可经过非姐妹染色单体交换进行重组C.F1形成配子时,非同源染色体上非等位基因自由组合D.杂交育种能定向改造生物性状,育种进程较快题组一杂交育种过程、特点及原理D题组例练

分类例练提炼方法解析:杂交育种原理是基因重组,是原有基因重新组合,能够将不一样亲本优良性状集中到同一个后代身上;F1形成配子时,在减数第一次分裂四分体时期,同源染色体上非等位基因可经过非姐妹染色单体交换进行重组,在减数第一次分裂后期非同源染色体上非等位基因自由组合;杂交育种不能定向改造生物性状,且取得个体自交后代发生性状分离,所以育种周期较长。第10页解析:(1)依据题意和图示分析可知:有B基因存在时,开白花,没有B基因有A基因存在时,开黄花,所以开黄花报春花植株基因型可能是AAbb或Aabb。

2.(·江西宜春期中)报春花花色表现为白色(只含白色素)和黄色(含黄色锦葵色素)一对相对性状,由两对等位基因(A和a,B和b)共同控制,显性基因A控制以白色素为前体物合成黄色锦葵色素代谢过程,但当显性基因B存在时可抑制其表示(生化机制如图所表示)。据此完成以下要求。(1)开黄花报春花植株基因型可能是

。

答案:(1)AAbb或Aabb

第11页解析:(2)①在只有纯种白花情况下,为了培育出能稳定遗传黄色品种,能够选择基因型为AABB、aabb两个品种进行杂交,得到F1种子,其基因型为AaBb。F1种子种下得F1植株,再F1自交得F2种子,F2种子种下得F2植株,F2自交,并选择开黄花植株种子混合留种,不停重复自交,直到后代不出现性状分离为止,就能够得到纯种。②因为A和a、B和b分别位于3号和1号染色体上,产生配子时非同源染色体上非等位基因自由组合,所以F1植株能产生百分比相等四种配子。(2)现有AABB、aaBB和aabb三个纯种白色报春花品种,为了培育出能稳定遗传黄色品种,某同学设计了以下程序:Ⅰ.选择

两个品种进行杂交,得到F1种子;

Ⅱ.F1种子种下得F1植株,F1随机交配得F2种子;Ⅲ.

;

Ⅳ.重复步骤Ⅲ若干代,直到后代不出现性状分离为止。①补充完整以上步骤。②F1植株能产生百分比相等四种配子,原因是

。

答案:(2)①AABB和aabbF2种子种下得F2植株,F2自交,然后选择开黄色花植株种子留种②A和a、B和b分别位于3号和1号染色体上,产生配子时候等位基因分离,非同源染色体上非等位基因自由组合第12页解析:③已知报春花雌蕊和雄蕊不等长,自然状态下能够进行异花传粉。为了让F2自交,应该从花蕾期开始套袋直到受精结束。④第1年,亲本杂交取得F1种子;第2年,F1植株随机交配取得F2种子;第三年,让每株开黄花F2植株自花传粉,每株收获F3种子单独存放;第四年将每株收获F3种子分地块隔离种下取得F3植株,F3自交,选择只开黄花(即无性状分离)地块留种,就能够得到纯种。③报春花雌蕊和雄蕊不等长,自然状态下能够进行异花传粉。为了让F2自交,应该怎样处理?

。

④假如从播种到取得种子需要一年,若想第4年就能取得能稳定遗传黄色品种,设计程序中Ⅲ、Ⅳ应怎样操作?

。

答案:③从花蕾期开始套袋直到受精结束(答出套袋即可)④Ⅲ:F2种子种下得F2植株,让每株开黄花F2植株自花传粉,每株收获F3种子单独存放;Ⅳ:将每株收获F3种子分地块隔离种下取得F3植株,F3自交,选择只开黄花(即无性状分离)地块留种第13页3.(·河北邢台二模)诱变育种有很多突出优点,也存在一些缺点,以下分析正确是()①坚固率低,发育迟缓②提升变异频率,使后代变异性状较快稳定,因而加紧育种进程③大幅度改良一些性状④茎秆粗壮,果实种子大,营养物质含量高⑤有利个体不多,需要大量材料A.①④B.②③⑤C.①④⑤ D.①②④题组二诱变育种原理及特点B

解析:坚固率低,发育迟缓属于多倍体特点;因为基因突变含有低频性特点,所以人工诱变能够提升变异频率,加紧育种进程;因为基因突变能产生新基因,所以能大幅度改良一些性状;茎秆粗壮,果实种子大,营养物质含量高属于多倍体特点;因为基因突变含有少利多害性和不定向性特点,所以人工诱变产生有利个体不多,需要大量材料。第14页4.诱变育种在微生物育种方面也发挥着主要作用。如图曲线a表示使用诱变剂前青霉菌菌株数和青霉素产量之间关系,曲线b、c、d表示使用诱变剂后菌株数和产量之间关系。以下说法正确是()A.由a变为b、c、d表达了基因突变随机性B.诱变剂决定了青霉菌变异方向,加紧了育种进程C.d是符合人们生产要求变异类型D.青霉菌在诱变剂作用下发生变异可能有突变和基因重组C解析:b、c、d青霉菌菌株数和产量不一样,可见,由a变为b、c、d表达了基因突变不定向性;诱变剂不能决定青霉菌变异方向,因为变异是不定向;曲线d所表示青霉菌产量最高,是最符合人们生产要求变异类型;青霉菌在诱变剂作用下发生变异可能有基因突变或染色体变异。第15页考点二基因工程及其应用1.基因工程概念了解知识梳理

自主学习扎实基础基因工程别名基因拼接技术或

技术操作环境生物体体外操作对象

、操作水平DNA

水平基本过程剪切、拼接、导入、表示结果改造生物,取得人类需要、DNA重组基因分子定向遗传性状基因产物第16页2.基因工程基本工具[连线]答案：第17页3.基因操作基本步骤提取目标基因→

与运载体结合→将目标基因导入

→目标基因

。目标基因受体细胞检测与判定【深挖教材】(1)基因工程中使用DNA连接酶可用DNA聚合酶代替吗?为何?提醒:不能够。因为DNA连接酶是把两个含有相同末端DNA片段经过磷酸二酯键连接起来,该过程不需模板。DNA聚合酶是把单个脱氧核苷酸经过磷酸二酯键连接到有单链末端,且该过程需要模板。(2)与诱变育种、杂交育种相比,基因工程育种优点又是什么?提醒:目标性强,定向改造生物性状;克服远缘杂交不亲和障碍。第18页4.基因工程应用抗逆性转基因抗虫棉农药(2)

大肠杆菌(3)环境保护:利用

降解有毒、有害化合物,吸收环境中重金属,分解泄漏石油,处理工业废水等。转基因细菌第19页5.转基因生物和转基因食品安全性严格控制大范围推广第20页1.基因工程操作步骤图解重点透析

剖析考点拓展深化(1)限制酶和DNA连接酶作用部位都是磷酸二酯键。(2)要想将目标基因整合到质粒上,必须确保目标基因与质粒黏性末端相同。所以,取得目标基因、切割运载体需用同种限制酶。第21页2.五种育种方法比较原理惯用方式优点缺点举例杂交育种基因重组杂交↓自交↓选种↓自交(1)使不一样个体优良性状集中在一个个体上(2)操作简便(1)育种时间长(2)局限于亲缘关系较近个体矮秆抗病小麦诱变育种基因突变物理原因、化学原因等提升变异频率,加速育种进程,大幅度改良性状有很大盲目性,有利变异少,需大量处理试验材料青霉素高产菌株单倍体育种染色体变异花药离体培养→用秋水仙素处理显著缩短育种年限技术复杂,需与杂交育种配合单倍体育种取得矮秆抗病小麦第22页多倍体育种染色体变异用秋水仙素处理萌发种子或幼苗器官大,提升营养物质含量只适适用于植物,发育延迟,坚固率低三倍体无子西瓜基因工程育种基因重组将一个生物特定基因转移到另一个生物细胞中打破物种界限,定向改造生物遗传性状技术复杂,生态安全问题较多转基因抗虫棉培育【易错点拨】运载体≠细胞膜上载体≠质粒运载体是将外源基因导入受体细胞专门运输工具,其化学本质为DNA,惯用运载体有质粒、动植物病毒、噬菌体等。细胞膜上载体是位于细胞膜上载体蛋白质,与控制物质进出细胞相关系。第23页1.ch1L基因是蓝细菌拟核DNA上控制叶绿素合成相关基因。为研究该基因对叶绿素合成控制,需要构建该种生物缺失ch1L基因变异株细胞。过程如图所表示,对此描述不正确是()A.ch1L基因基本组成单位是脱氧核苷酸B.同源替换ch1L基因过程中,蓝细菌发生了染色体变异C.①②过程都要使用限制酶和DNA连接酶D.可用含红霉素培养基筛选出该变异株题组一基因工程原理和应用B题组例练

分类例练提炼方法解析:基因是有遗传效应DNA片段,其基本组成单位是脱氧核苷酸;①②过程都是形成重组质粒过程,都要使用限制酶和DNA连接酶;②过程插入了红霉素抗性基因,可作为标识基因,若操作成功,可用含红霉素培养基筛选出该变异株;同源替换ch1L基因过程中,蓝细菌发生了基因重组。第24页2.(·天津静海期末)玫瑰没有生成蓝色翠雀花素所需“黄酮类化合物3,5氢氧化酶”基因,所以蓝玫瑰被认为是不可能培育成功。但日本科研人员将蓝三叶草中蓝色素基因植入普通玫瑰而成功培育出了蓝玫瑰,这株玫瑰花瓣中所含色素为蓝色。以下相关叙述正确是()A.蓝色翠雀花素分布于蓝玫瑰花瓣细胞液泡和叶绿体中B.培育蓝玫瑰用到工具酶是限制性内切酶和DNA连接酶C.蓝色素基因在全部玫瑰细胞中都能控制合成蓝色翠雀花素D.蓝玫瑰培育成功意味着人类创造了一个新物种B解析:蓝色翠雀花素分布于蓝玫瑰花瓣细胞液泡中,但没有分布在叶绿体中;培育蓝玫瑰用到技术是转基因技术,所以需要工具酶是限制性内切酶和DNA连接酶;基因表示含有选择性,蓝色素基因在玫瑰花瓣细胞中都能控制合成蓝色翠雀花素;利用基因工程培育出是生物新品种,但没有形成新物种。第25页3.现有基因型为AaBbDd(三对基因独立遗传)玉米幼苗,希望取得基因型为AAbbDD个体,要短时间内到达育种目标,以下育种方案最合理是()A.经过屡次射线处理,实现人工诱变B.经过连续自交、逐代筛选取得C.先用花药离体培养,再用秋水仙素处理D.先用秋水仙素处理,再用花药离体培养题组二

育种方法选择和比较C解析:诱变育种含有盲目性,在短期内不一定能取得基因型为AAbbDD个体;杂交育种需要不停筛选、自交,育种周期较长;单倍体育种后代不发生性状分离,能显著缩短育种年限,所以最合理;先用秋水仙素处理取得四倍体玉米后再花药离体培养,取得个体不一定是纯合子。第26页4.(·四川广安二诊)如图表示培育新品种(或新物种)不一样育种方法,以下分析正确是()A.若⑥过程是动物育种则可用射线处理幼年动物B.①、②、③育种过程可加速农作物进化,但不产生新物种C.⑤过程需要用秋水仙素处理单倍体种子取得纯合品种D.若⑦过程采取低温处理,低温可抑制着丝点分裂造成染