高考生物一轮复习 第23讲 从杂交育种到基因工程课件 新人教版必修2.ppt

1、,必修遗传与进化,第三章生物的变异、进化与育种,第23讲从杂交育种到基因工程,Z整合 核心考点,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通过交配集中在一起，再经过_和_，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。 (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。,选择,培育,基因重组,杂交,F1自交,获得F2,长,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：。

2、 (3)过程：选择生物_培育。 (5)缺点：诱发产生突变，有利的个体往往不多，需处理大量材料。 (6)应用：培育具有新性状的品种。,基因突变,基因突变,诱发基因突变,选择理想类型,3单倍体育种和多倍体育种比较 (1)图中和的操作是处理，其作用原理是抑制_。 (2)图中过程是。 (3)单倍体育种的优点是。,秋水仙素,纺锤体的形成,花药离体培养,能明显缩短育种年限,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2年第一年完成过程，第二年完成过程,(2015浙江理综)某自花且闭花授粉植物，抗病性和茎的高度是独立遗传的性状。抗病和感病由基因R和r控制，抗病为显性；茎的高度由两对独

3、立遗传的基因(D、d，E、e)控制，同时含有D和E表现为矮茎，只含有D或E表现为中茎，其他表现为高茎。现有感病矮茎和抗病高茎两品种的纯合种子，欲培育纯合的抗病矮茎品种。请回答： (1)自然状态下该植物一般都是_合子。 (2)若采用诱变育种，在射线处理时，需要处理大量种子，其原因是基因突变具有_和有害性这三个特点。,纯,多方向性、稀有性,(3)若采用杂交育种，可通过将上述两个亲本杂交，在F2等分离世代中_抗病矮茎个体，再经连续自交等_手段，最后得到稳定遗传的抗病矮茎品种。据此推测，一般情况下，控制性状的基因数越多，其育种过程所需的_。若只考虑茎的高度，亲本杂交所得的F1在自然状态下繁殖，则理论上

4、F2的表现型及其比例为_。 (4)若采用单倍体育种，该过程涉及的原理有_。请用遗传图解表示其过程(说明：选育结果只需写出所选育品种的基因型、表现型及其比例)。,选择,纯合化,年限越长,高茎中茎矮茎169,基因重组和染色体变异,解析本题考查遗传定律、变异的应用等内容，意在考查考生的应用能力、逻辑推理能力和应用知识解决问题的能力。(1)该植物是自花且闭花传粉，所以在自然状态下，该植物一般都是纯合子。(2)由于基因突变具有稀有性、多方向性和有害性等特点，所以采用诱变育种获得优良品种时需要处理大量种子。(3)若采用杂交育种获得所需要的稳定遗传的优良品种，需要将两个亲本杂交获得F1，F1自交获得所需要的

5、性状后再连续自交，直到不再出现性状分离，最终获得所需要的稳定遗传的品种。由此可推测，一般情况下，控制性状的基因数越多，育种年限越长；只考虑茎的高度，两亲本杂交获得F1的基因型为DdEe，F1自交后代F2的基因型(表现型)为：9/16D_E_(矮茎)、3/16D_ee(中茎)、3/16ddE_(中茎)、1/16ddee(高茎)，故F2的表现型及其比例为高茎中茎矮茎169。(4)单倍体育种分为三步：第一步是亲本杂交得到F1，第二步是将F1的花药离体培养获得单倍体幼苗，第三步是用秋水仙素处理单倍体幼苗。单倍体育种涉及的原理有基因重组和染色体变异。,1.根据育种目的和提供的材料选择合适的育种方法 (1

6、)集中不同亲本的优良性状：a.一般情况下，选择杂交育种，这也是最简捷的方法，b.需要缩短育种年限(快速育种)时，选择单倍体育种。 (2)培育果实较大或植株较大或营养物质含量较高的新物种多倍体育种。 (3)提高变异频率，“改良”“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。 (4)若要培育隐性性状个体，可选择自交或杂交育种，只要出现该性状即可。 (5)实现定向改变现有性状基因工程育种。 (6)若培育的植物的生殖方式为营养繁殖(如马铃薯)，则不需要培育成纯种，只要出现该性状即可。,2根据育种流程图来辨别育种方式 (1)杂交育种：涉及亲本的杂交和子代的自交。 (2)诱变育种：涉

7、及诱变因子，产生的子代中会出现新的基因，但基因的总数不变。 (3)单倍体育种：常用方法为花药离体培养，然后人工诱导染色体加倍，形成纯合子。 (4)多倍体育种：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。 (5)基因工程育种：与原有生物相比，出现了新的基因。,基因工程 1概念 基因工程又叫或DNA重组技术。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_。 2原理 不同生物间的_。,基因拼接技术,定向,遗传性状,基因重组,3基本工具 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,限制性核酸内切酶,DNA连接酶,质粒,噬菌体

8、,动植物病毒,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运载体与细胞膜上的载体在本质上有何不同？ 提示运载体为DNA，细胞膜上的载体为蛋白质。 2获取目的基因和切割运载体需要用同一种

9、限制酶，目的是什么？ 提示产生相同的黏性末端。,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”：_；_；_；_。 (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，过程所需的酶是_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。,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,不能,皮肤细胞中的胰岛素基因未表达(或未转录)，不能形成

10、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)

11、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。,T突破 考疑考技,1混淆“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，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，花粉培养成幼苗就很难实现。 2不能区分花药离体培养与单倍体育种的关系。单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理两个过程。花药离体培养只得到单倍体，只有经过秋水仙素处理才能得到纯合可育植株。 3不明确杂交育种中纯合子的筛选方法。植物杂交育种一般用自交，动物杂交育种一般用测交。,4原

12、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的方法是诱变育种。 5杂交育种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，则只要出现该性状个体即可。,【思维诊断】 1考题诊断： (1)(2016黄冈中学期末)若用AAbb和aaBB的植株培育出AABB的植株至少需用3年的时间。( ) (2)(2012上海高考T21C)花药离体培养可获得抗锈病高产小麦新品种。( ) (3)(2016启东中学期末)在所有的基因工程步骤中都涉及碱基互补配对。( ) (4)(2013上海高考T58F)没有限制酶就无法使用质粒运载体。(

13、) (5)(2013浙江高考T6C改编)重组质粒中每个限制酶识别位点至少插入一个目的基因。( ),(6)(2012全国新课标T5D)自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合到细菌DNA上属于基因工程。( ) 2易错诊断： (1)在诱变育种和杂交育种过程中均可产生新的基因和新的基因型。( ) (2)太空育种能按人的意愿定向产生所需优良性状。( ) (3)培育无子西瓜是利用基因重组的原理。( ),1(多选)(2016全国名校联盟)现有小麦种质资源包括：高产、感病；低产、抗病；高产、晚熟等品种。为满足不同地区及不同环境条件下的栽培需求，育种专家要培育3类品种：a.高产、抗病；b.高产、早熟

14、；c.高产、抗旱。下述育种方法可行的是() A利用、品种间杂交筛选获得a B对品种进行染色体加倍处理筛选获得b Ca、b和c的培育均可采用诱变育种方法 D用转基因技术将外源抗旱基因导入中获得c、,解析品种都无抗病性状，因此，和品种间杂交不能得到高产、抗病的品种a，A项错误。品种高产、晚熟，染色体加倍处理后，不能产生早熟品种，B项错误。诱变育种变异频率高、速度快，可大幅度改良某些性状，变异范围广，因此，a、b、c的培育均可用诱变育种的方法，C项正确。用转基因技术将外源抗旱基因导入中可使品种获得抗旱性状，因此可得到高产、抗旱的品种c，D项正确。 答案CD,2(2016盐城模拟)芥酸会降低菜籽油的品

15、质。油菜有两对独立遗传的等位基因(H和h，G和g)控制菜籽的芥酸含量，下图是获得低芥酸油菜新品种(HHGG)的技术路线。已知油菜单个花药由花药壁(2n)及大量花粉(n)等组分组成，这些组分的细胞都具有全能性。 据图分析，下列叙述错误的是() A、两过程均需要植物激素来诱导细胞脱分化 B与过程相比，过程可能会产生二倍体再生植株 C图中三种途径中，利用花粉培养筛选低芥酸植株(HHGG)的效率最高 DF1减数分裂时，H基因所在染色体会与G基因所在染色体发生联会,解析通过分析比较三种不同育种过程的本质快速解答。过程均为植物组织培养中的脱分化，均需要利用植物激素来诱导，A项正确。两亲本杂交使H基因和G基

16、因集中到一个生物个体中，可通过杂交育种的方法获得双显性性状个体，但要获得HHGG纯合子需要H_G_个体连续多年自交，育种效率不高；根据自由组合定律推知：F1产生的花粉有HG、Hg、hG、hg四种，花药离体培养获得的再生单倍体植株也是四种，使用秋水仙素处理后可根据性状直接筛选获得纯合的HHGG植株，其效率最高；F1花药离体培养所得的再生植株中，除HG、Hg、hG、hg四种单倍体植株外，还可能有花药壁细胞组织培养获得的HhGg二倍体植株，因而其育种效率较花粉离体培养低，B、C两项正确。分析题干得出：H基因和G基因位于两对同源染色体上，减数分裂时非同源染色体不发生联会，D项错误。 答案D,3(201

17、6浙江四校调研)下列有关育种的叙述，正确的是() A用杂交的方法进行育种，从F1自交后代中可筛选出符合人们需要的优良品种 B用辐射的方法进行诱变育种，诱变后的植株一定比诱变前的具备更多的优良性状 C用基因型为DdTt的植株进行单倍体育种，所育的新品种自交后代约有1/4为纯合体 D用二倍体的植株进行多倍体育种，所育的新品种和原品种杂交一定能产生可育后代,解析隐性品种一旦出现就是隐性纯合子，因此，F1自交后代中可筛选出符合人们需要的隐性优良品种。诱变育种的原理是基因突变，基因突变具有不定向性，因此，诱变后的植株不一定比诱变前的具备更多优良性状。单倍体育种所育新品种都是纯合体，其自交后代都是纯合体。

18、二倍体的植株进行多倍体育种，若新品种是四倍体，与原品种杂交，子代是不可育的三倍体。 答案A,4(2015东城期末)某致病基因h位于X染色体上，该基因和正常基因H中的某一特定序列经Bcl酶切后，可产生大小不同的片段(如图，bp表示碱基对)，据此可进行基因诊断。图为某家庭该病的遗传系谱。,下列叙述错误的是() Ah基因特定序列中Bcl酶切位点的消失是碱基序列改变的结果 B1的基因诊断中只出现142 bp片段，其致病基因来自母亲 C2的基因诊断中出现142 bp、99 bp和43 bp三个片段，其基因型为XHXh D3的丈夫表现型正常，其儿子的基因诊断中出现142 bp片段的概率为1/2,解析图显示：这个过程的基因突变是改变了H基因的特定序列，使Bcl酶切位点消失。因此基因位于X染色体上，1的父亲与母亲都正常，所以1的致病基因来自其母亲，其父母的基因型分别为XHY、XHXh，2表现为正常女性，出现了142 bp、99 bp、43 bp三个片段，其基因型应为XHXh，3的基因型为XHXH或XHXh，丈夫表现正常，基因型为XHY，所生儿子