（山东专用）2015年高考生物第三单元第3讲从杂交育种到基因工程课件新人教版必修.ppt

1、第3讲从杂交育种到基因工程,2015备考最新考纲 1生物变异在育种上的应用()。2.转基因食品的安全()。,考点1几种常见育种方式的比较(5年21考) (2013四川卷、江苏卷、天津卷、浙江卷，2012天津卷，2011四川卷、福建卷),基因 突变,染色体 变异,自交,杂交,花药离体,萌发,加倍,目的,基因,自交,选育,人工,地面理 化处理,太空飞 船搭载,多种 变异,选育,人工,单倍体 幼苗,人工诱导染色体数目加倍,选育,人工,秋水 仙素,选育,人工,集中,简便,育种时间长,远,缘杂交不亲和 的障碍,变,异的频率,育种进,程,改良某些,性状,育种年限,纯合子,延迟,低,物种,界限,定向改变,拓

2、展提升 1诱变育种与杂交育种相比，前者能产生前所未有的新基因，创造变异新类型；后者不能产生新基因，只是实现原有基因的重新组合。 2在所有育种方法中，最简捷、常规的育种方法杂交育种。 3根据不同育种需求选择不同的育种方法。 (1)将两亲本的两个不同优良性状集中于同一生物体上，可利用杂交育种，亦可利用单倍体育种。,(2)要求快速育种，则运用单倍体育种。 (3)要求大幅度改良某一品种，使之出现前所未有的性状，可利用诱变育种和杂交育种相结合的方法。 (4)要求提高品种产量，提高营养物质含量，可运用多倍体育种。 4随着我国航天技术的日趋成熟，太空育种正在兴起，有两个优势：太空失重、真空状态，将很多在地球

3、重力场中无法完成的育种实验变为容易实现的现实；太空高辐射环境为动、植物、微生物发生基因突变提供良好条件！,思维激活 1判断正误 (1)太空育种能按人的意愿定向产生优良性状 ()。 (2)杂交育种的范围只能在有性生殖的植物中 ()。 (3)诱变育种的优点之一是需大量处理实验材料 ()。 (4)诱变育种时突变的个体中有害个体多于有利个体 ()。 (5)杂交育种和诱变育种都能产生前所未有的新基因，创造变异新类型 ()。 (6)杂合子品种的种子只能种一年，需要年年制种 ()。 答案(1)(2)(3)提示此特点为缺点，不是优点。(4)(5)(6),2思考感悟 (1)杂交育种与杂种优势是一回事吗？ (2)

4、诱变育种与杂交育种相比，最大的区别是什么？ 提示(1)不是。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。(2)二者最大的区别在于诱变育种能创造出新基因。,考查生物变异在育种上的应用 1(2013四川理综，5)大豆植株的体细胞含40条染色体。用放射性60Co处理大豆种子后，筛选出一株抗花叶病的植株X，取其花粉经离体培养得到若干单倍体植株，其中抗病植株占50%。下列叙述正确的是 ()。 A用花粉离体培养获得的抗病植株，其细胞仍具有全能性 B单倍体植株的细胞在有丝分裂后期，共含有20条染色体 C植株

5、X连续自交若干代，纯合抗病植株的比例逐代降低 D放射性60Co诱发的基因突变，可以决定大豆的进化方向,解析单倍体植株体细胞仍具全能性，故A正确；单倍体植株的细胞中有20条染色体，在有丝分裂后期染色体加倍，应含40条染色体；杂合子连续自交，其纯合度提升；基因突变可为生物进化提供原材料，不能决定生物进化方向；生物进化方向取决于“自然选择”，故B、C、D选项所述不正确。 答案A,2(2013江苏卷改编)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；c.高产、抗旱。下述育种方法可行的是

6、()。 (1)利用、品种间杂交筛选获得a (2)对品种进行染色体加倍处理筛选获得b (3)a、b和c的培育均可采用诱变育种方法 (4)用转基因技术将外源抗旱基因导入中获得c A(1)(2) B(2)(3) C(3)(4) D(1)(4),解析欲获得高产、抗病品种，应利用和进行品种间杂交筛选，(1)错误；欲获得高产、早熟品种，则应对进行诱变育种，(2)错误；诱变育种可以产生新基因，因此a、b、c都可以通过诱变育种获得，(3)正确；基因工程可定向改变生物性状，要获得高产、抗旱品种，可通过基因工程转入抗旱基因实现，(4)正确。 答案C,题后反思 (1)杂交育种选育的时间是从F2代开始，原因是从F2开

7、始发生性状分离；选育后是否连续自交取决于所选优良性状是显性还是隐性。 (2)诱变育种大幅度改良生物性状，这是优点；能提高突变率，但突变的不定向性和一般有害的特性决定了在突变的个体中有害远多于有利，因而需要大量处理材料，工作量大，能否产生有价值的变异类型，不以人的意志为转移，目的性差。,1(2013襄阳调研)下列关于育种方法的叙述正确的是()。 A用杂交的方法进行育种，往往从F1自交后代中可筛选出符合人类需要的优良品种 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植株具备更多优良性状,对 点 强 化,D用基因型为DdTt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,

8、解析诱变育种的生物学原理为基因突变，基因突变具有多害少利和不定向的特点，故诱变后的植株不一定比诱变前的植株具备更多优良性状，故B错误。用基因型为DdTt的植株进行单倍体育种，产生的新品种全为纯合子，其自交后代也全为纯合子，故C错误。二倍体植株染色体加倍后成为四倍体植株，四倍体植株和原二倍体植株杂交得到的三倍体植株是高度不育的，故D错误。 答案A,2(经典题)下面为6种不同的育种方法。,据图回答下列问题。 (1)图中A至D方向所示的途径表示_育种方式，这种方法属常规育种，一般从F2代开始选种，这是因为_。ABC的途径表示_育种方式，这两种育种方式中后者的优越性主要表现在_。 (2)B常用的方法为

9、_。 (3)E方法所用的原理是_，所用的方法如_、_。育种时所需处理的种子应是萌动的(而非休眠的)种子，原因是_。 (4)C、F过程最常用的药剂是_，其作用的原理是_。,(5)由G到H过程中涉及的生物技术有_和_。 (6)KLM这种育种方法的优越性表现在_。 答案(1)杂交从F2代开始发生性状分离单倍体明显缩短育种年限(2)花药离体培养(3)基因突变X射线、紫外线、激光亚硝酸、硫酸二乙酯、秋水仙素(理化因素需各说出一项)种子萌动后进行细胞分裂，DNA在复制过程中可能由于某种因素的影响发生基因突变(4)秋水仙素在细胞分裂时，抑制纺锤体形成，引起染色体数目加倍(5)基因工程(或DNA拼接技术或DN

10、A重组技术或转基因技术)植物组织培养(6)克服了远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围,一、概念 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_。,考点2基因工程的操作工具及基本步骤(5年34考) (2013新课标卷、，广东卷、浙江卷、福建卷、天津卷、山东卷，2012新课标卷、浙江卷、福建卷),基因拼接技术,定向,遗传性状,二、操作工具 1基因的“剪刀”限制性核酸内切酶(简称限制酶) (1)分布：主要在微生物体内。 (2)特性：一种限制酶只能识别一种_，并在特定的切点上切割DNA

11、分子。 (3)实例：EcoR 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。,特定的核苷酸序列,(4)切割结果：产生_的DNA片段。 (5)作用：基因工程中重要的切割工具。在微生物体内能将外来的DNA切断，对自己的DNA无损害。 2基因的“针线”DNA连接酶 (1)催化对象：两个具有相同黏性末端的DNA片段。 (2)催化位置：_。 (3)催化结果：形成重组DNA。 3常用的运载体质粒 (1)本质：_,两个带有黏性末端,脱氧核糖与磷酸之间的缺口,小型环状DNA分子,标记基因,限制酶切点,三、操作步骤,化学方法,反转录法,目的基因,质粒,_：主要是借鉴细菌或病毒侵染细 胞的方法,

12、将目的基因导入受体细胞,目的基因,标记基因,特别提醒 (1)微生物常被用做受体细胞的原因是其具有繁殖快、代谢快、目的基因产物多的特点。(2)动物受体细胞一般选用受精卵，植物受体细胞可以是体细胞，但需与植物组织培养技术相结合。,四、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。 3环境保护：如利用转基因细菌降解有毒有害的化合物，吸收环境中的重金属，分解泄漏的石油，处理工业废水等。,抗虫棉,干扰素,思维激

13、活 (1)DNA连接酶和DNA聚合酶有何不同？ (2)运载体和细胞膜上的载体相同吗？ 提示(1)DNA连接酶是修复愈合DNA片段间单链上的缺口，使之形成磷酸二酯键。DNA聚合酶是DNA分子复制时，按模板链的要求，逐个把脱氧核苷酸连接起来，形成DNA的子链。 (2)不同。运载体是将外源基因导入受体细胞的专门运输工具，常用的运载体有质粒、动植物病毒、噬菌体等。 位于细胞膜上的载体是蛋白质，与控制物质进出细胞有关系。,考查杂交育种与基因工程育种 (2013浙江理综，32)在玉米中，控制某种除草剂抗性(简称抗性，T)与除草剂敏感(简称非抗，t)、非糯性(G)与糯性(g)的基因分别位于两对同源染色体上。

14、有人以纯合的非抗非糯性玉米(甲)为材料，经过EMS诱变处理获得抗性非糯性个体(乙)；甲的花粉经EMS诱变处理并培养等，获得可育的非抗糯性个体(丙)。 请回答： (1)获得丙的过程中，运用了诱变育种和_育种技术。,(2)若要培育抗性糯性的新品种，采用乙与丙杂交，F1只出现抗性非糯性和非抗非糯性的个体；从F1中选择表现型为_的个体自交，F2中有抗性糯性个体，其比例是_。 (3)采用自交法鉴定F2中抗性糯性个体是否为纯合子。若自交后代中没有表现型为_的个体，则被鉴定个体为纯合子；反之则为杂合子。请用遗传图解表示杂合子的鉴定过程。 (4)拟采用转基因技术改良上述抗性糯性玉米的抗虫性。通常从其它物种获得

15、_，将其和农杆菌的_用合适的限制性核酸内切酶分别切割，然后借助_连接，形成重组DNA分子，再转移到该玉米的培养细胞中，经筛选和培养等获得转基因抗虫植株。,性非抗糯性31则为杂合子Ttgg。(4)转基因技术的第一步是获取目的基因，可以从其它生物直接获取抗虫基因，用同一种限制性核酸内切酶分别切割目的基因和质粒，然后在DNA连接酶的作用下将其拼接到载体质粒上构建基因表达载体(农杆菌转化法中是将目的基因插入Ti质粒的TDNA中)，然后通过农杆菌转化法导入到受体细胞玉米细胞中，通过组织培养获得抗虫植株，最后鉴定和筛选。,抗性糯性非抗糯性31 (4)抗虫基因(或目的基因)Ti质粒DNA连接酶,1下列关于基

16、因工程及转基因食品的安全性的叙述，正确的是 ()。 A基因工程经常以抗生素抗性基因作为目的基因 B通过转基因技术可获得抗虫粮食作物，从而增加粮食产量，减少农药使用 C通常用一种限制性核酸内切酶处理含目的基因的DNA，用另一种限制性核酸内切酶处理运载体DNA D若转入甘蔗中的外源基因来源于自然界，则生产出来的甘蔗不存在安全性问题,对 点 强 化,解析基因工程常以抗生素抗性基因作为标记基因；在基因工程的实验操作中一定要注意用同一种限制性核酸内切酶来处理含目的基因的DNA和运载体DNA，使它们产生相同的黏性末端；若转基因甘蔗中的外源基因来源于自然界，则仍可能存在食品安全、环境安全等安全性问题。 答案

17、B,2(2013西城区质检)我们日常吃的大米中铁含量极低，科研人员通过基因工程等技术，培育出了铁含量比普通大米高60%的转基因水稻，改良了稻米的营养品质。下图为培育转基因水稻过程示意图，请分析回答有关问题。,(1)铁结合蛋白基因来自菜豆，且基因的脱氧核苷酸序列已知，可以用_法获得此目的基因或用_扩增目的基因。 (2)构建重组Ti质粒时，通常要用_分别切割_。将重组Ti质粒转入农杆菌时，可以用_处理农杆菌，使重组Ti质粒易于导入。 (3)将含有重组Ti质粒的农杆菌与水稻愈伤组织共同培养时，通过培养基2的筛选培养，可以获得_；培养基3与培养基2的区别是_。检测培育转基因水稻的目的是否达到，需要检测

18、转基因水稻_。,(4)为研究外源基因的遗传方式，将T0代植株上收获的种子种植成T1代株系，检测各单株的潮霉素抗性。在检测的多数T1代株系内，抗潮霉素植株与潮霉素敏感植株的比例为31，此结果说明外源基因的遗传符合_。有少数T1代株系的所有植株都表现为对潮霉素敏感，但其体内能检测到铁结合蛋白基因，造成这一结果最可能的原因是_ _。 解析对脱氧核苷酸序列已知的基因可以用化学合成法得到，或用PCR技术扩增。用来切割目的基因和质粒的是限制性核酸内切酶。将目的基因导入细菌时，需要用CaCl2处理使细菌处于感受态，便于目的基因导入。将含有重组Ti质粒,的农杆菌与水稻愈伤组织共同培养时，通过培养基2的筛选培养，可获得含重组质粒的愈伤组织；培养基3的作用是诱导愈伤组织再分化，所以与培养基2的区别是生长素和细胞分裂