第12講 從雜交育種到基因工程課件 新人教版必修2(廣.ppt

第12講從雜交育種到基因工程 給定條件類實(shí)驗(yàn) 一 幾種育種方法的比較 續(xù)表 續(xù)表 例1 能夠使植物表達(dá)動(dòng)物蛋白的育種方法是 A 單倍體育種B 雜交育種C 基因工程育種D 多倍體育種 C 解析 基因工程不僅能定向地改變生物的遺傳性狀 而且沒有種間障礙 因此能夠使植物表達(dá)動(dòng)物蛋白的育種方法只能是基因工程育種 例2 兩個(gè)親本的基因型分別為AAbb和aaBB 這兩對(duì)基因按自由組合定律遺傳 要培育出基因型為aabb的新品種 最簡捷的方法是 A 人工誘變育種B 細(xì)胞工程育種C 單倍體育種D 雜交育種 D 解析 雜交育種能將兩親本的兩個(gè)不同優(yōu)良性狀集中于同一生物體上 并且是最簡捷 常規(guī)的育種方法 二 基因工程的操作工具及基本步驟 1 操作工具 1 基因的 剪刀 限制性核酸內(nèi)切酶 簡稱限制酶 分布 主要在微生物體內(nèi) 特性 一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列 并在特定的切點(diǎn)上切割DNA分子 實(shí)例 EcoR 限制酶能專一識(shí)別GAATTC序列 并在G和A之間將這段序列切開 切割結(jié)果 產(chǎn)生兩個(gè)帶有黏性末端的DNA片段 作用 基因工程中重要的切割工具 在微生物體內(nèi)能將外來的DNA切斷 對(duì)自己的DNA無損害 2 基因的 針線 DNA連接酶 催化對(duì)象 兩個(gè)具有相同黏性末端的DNA片段 催化位置 脫氧核糖與磷酸之間的缺口 催化結(jié)果 形成重組DNA 3 常用的運(yùn)載體 質(zhì)粒 2 操作步驟 3 對(duì)概念的理解 例3 下列各項(xiàng)中 a b c d代表的物質(zhì)正確的是 A a 質(zhì)粒RNAB b DNA連接酶C c 限制性核酸內(nèi)切酶D d 外源基因 D 解析 a代表質(zhì)粒DNA b代表限制性核酸內(nèi)切酶 c代表DNA連接酶 d代表外源基因 例4 下列有關(guān)基因工程技術(shù)的敘述 正確的是 A 重組DNA技術(shù)所用的工具酶是限制酶 連接酶B 所有的限制酶都只能識(shí)別同一種特定的核苷酸序列C 選用細(xì)菌作為重組質(zhì)粒的受體細(xì)胞是因?yàn)榧?xì)菌繁殖快D 只要目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞就能實(shí)現(xiàn)表達(dá) C 解析 微生物如細(xì)菌常被用做受體細(xì)胞的原因是其具有繁殖周期短 代謝快 操作簡單的特點(diǎn) 1 雜種優(yōu)勢不同于雜交育種 雜種優(yōu)勢是雜交子一代所表現(xiàn)的優(yōu)良性狀 2 在所有育種方法中 最簡捷 常規(guī)的育種方法 雜交育種 3 根據(jù)不同育種需求選擇不同的育種方法 1 將兩親本的兩個(gè)不同優(yōu)良性狀集中于同一生物體上 可利用雜交育種 亦可利用雜交后再單倍體育種 2 要求快速育種 則運(yùn)用單倍體育種 3 要求大幅度改良某一品種 使之出現(xiàn)前所未有的性狀 可利用誘變育種和雜交育種相結(jié)合的方法 4 要求提高品種產(chǎn)量 提高營養(yǎng)物質(zhì)含量 可運(yùn)用多倍體育種 4 雜交育種選育的時(shí)間是從F2開始 原因是從F2開始發(fā)生性狀分離 選育后是否連續(xù)自交取決于所選優(yōu)良性狀是顯性還是隱性 5 微生物常被用做受體細(xì)胞的原因是其具有繁殖周期短 代謝快 操作簡單的特點(diǎn) 動(dòng)物受體細(xì)胞一般選用受精卵 植物受體細(xì)胞可以是體細(xì)胞 但需與植物組織培養(yǎng)技術(shù)相結(jié)合 一 理論歸納 1 概述給定條件類實(shí)驗(yàn)指在已知實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙恍└郊訔l件 實(shí)驗(yàn)材料用具等 下 利用已有知識(shí)來寫出實(shí)驗(yàn)原理 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案 2 注意事項(xiàng) 1 讀懂實(shí)驗(yàn)題目 弄清設(shè)計(jì)要求一個(gè)結(jié)論的證實(shí) 可通過許多不同的實(shí)驗(yàn)來證明 但設(shè)計(jì)方案的選擇要根據(jù)題目的具體要求來確定 所以在把握實(shí)驗(yàn)?zāi)康闹?要細(xì)心地去弄清題目的設(shè)計(jì)要求 如 鑒定高稈小麥?zhǔn)羌兎N還是雜種 若題目要求用最簡易的方法 則只能用自交 鑒定栗色雄馬是否為純種 試題中若要求在一個(gè)配種季節(jié)里完成 則需將該馬與多匹白色雌馬進(jìn)行交配 2 合理地設(shè)計(jì)操作過程基本的實(shí)驗(yàn)方法選定以后 就要制定具體的操作細(xì)節(jié) 這些操作細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)要合理規(guī)范 切實(shí)可行 二 演練 石刁柏 嫩莖俗稱蘆筍 是一種名貴蔬菜 為XY型性別決定的雌雄異株植物 野生型石刁柏葉窄 產(chǎn)量低 在某野生種群中 發(fā)現(xiàn)生長著少數(shù)幾株闊葉石刁柏 突變型 雌株 雄株均有 雄株的產(chǎn)量高于雌株 1 若已證實(shí)闊葉為基因突變所致 有兩種可能 一是顯性突變 由隱性突變?yōu)轱@性 二是隱性突變 由顯性突變?yōu)殡[性 請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡單實(shí)驗(yàn)方案加以判定 要求寫出雜交組合 雜交結(jié)果 得出結(jié)論 選用多株闊葉突變型石刁柏雌 雄相交 若雜交后代 出現(xiàn)了野生型 則為顯性突變所致 若雜交后代僅出現(xiàn) 突變型 則為隱性突變所致 2 若已證實(shí)闊葉為顯性突變所致 突變基因可能位于常染色體上 還可能位于X染色體上 請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡單實(shí)驗(yàn)方案加以判定 要求寫出雜交組合 雜交結(jié)果 得出結(jié)論 選用多對(duì)野生型雌性植株與突變型雄性植株作親本雜 交 若雜交后代野生型全為雄株 突變型全為雌株 則這對(duì)基因位于X染色體上 若雜交后代 野生型和突 變型雌 雄均有 則這對(duì)基因位于常染色體上 解析 由題中提供的信息可知 闊葉是由基因突變所致 因此窄葉與闊葉是一對(duì)相對(duì)性狀 它們的遺傳符合孟德爾的基因分離規(guī)律 若想知道闊葉性狀是顯性性狀還是隱性性狀 可利用雜交的方法 而解決突變基因是位于常染色體上還是位于X染色體上的問題時(shí) 要利用伴性遺傳的特點(diǎn) 1 2010 江蘇 育種專家在稻田中發(fā)現(xiàn)一株十分罕見的 一稈雙穗 植株 經(jīng)鑒定該變異性狀是由基因突變引起的 下列敘述正確的是 A 這種現(xiàn)象是由顯性基因突變成隱性基因引起的B 該變異株自交可產(chǎn)生這種變異性狀的純合個(gè)體C 觀察細(xì)胞有絲分裂中期染色體形態(tài)可判斷基因突變發(fā)生的位置D 將該株水稻的花粉離體培養(yǎng)后即可獲得穩(wěn)定遺傳的高產(chǎn)品系 B 解析 本題以突變實(shí)例為載體考查基因突變的特點(diǎn) 鑒別及應(yīng)用等 因不知該突變體的基因型 故不能判斷其變異為隱性還是顯性突變引起 A項(xiàng)錯(cuò)誤 若一稈雙穗為隱性突變 則該植株為隱性純合子 則自交后仍為一稈雙穗 若為顯性突變 則該個(gè)體為雜合子 其自交后代一稈雙穗純合子比例為1 4 B項(xiàng)正確 基因突變?yōu)榉肿铀阶儺?在顯微鏡下觀察不到 C項(xiàng)錯(cuò)誤 花藥離體培養(yǎng)后形成的植株中無同源染色體 不可育 D項(xiàng)錯(cuò)誤 2 2010 安徽 如圖所示 科研小組用60Co照射棉花種子 誘變當(dāng)代獲得棕色 纖維顏色 新性狀 誘變 代獲得低酚 棉酚含量 新性狀 已知棉花的纖維顏色由一對(duì)基因 A a 控制 棉酚含量由另一對(duì)基因 B b 控制 兩對(duì)基因獨(dú)立遺傳 1 兩個(gè)新性狀中 棕色是性狀 低酚是性狀 2 誘變當(dāng)代中 棕色 高酚的棉花植株基因型是白色 高酚的棉花植株基因型是 顯性 隱性 AaBB aaBb 3 棕色棉抗蟲能力強(qiáng) 低酚棉產(chǎn)量高 為獲得抗蟲高產(chǎn)棉花新品種 研究人員將誘變 代中棕色 高酚植株自交 每株自交后代種植在一個(gè)單獨(dú)的區(qū)域 從的區(qū)域中得到純合棕色 高酚植株 不發(fā) 生性狀分離 或全為棕色棉 或沒有出現(xiàn)白色棉 請你利用該純合子作為一個(gè)親本 再從誘變 代中選擇另一個(gè)親本 設(shè)計(jì)一方案 盡快選育出抗蟲高產(chǎn) 棕色 低酚 的純合棉花新品種 用遺傳圖解和必要的文字表示 作圖如下 解析 本題考查有關(guān)遺傳 變異 育種相關(guān)知識(shí) 親代棕色 高酚自交后代是棕色 高酚 白色 高酚 因此棕色是顯性 親代白色 高酚自交后代是白色 低酚 白色 高酚 因此低酚是隱性 誘變當(dāng)代中 棕色 高酚的棉花植株的基因型是AaBB 白色 高酚的棉花植株基因型是aaBb 純合體后代不發(fā)生性狀分離 因此應(yīng)從不發(fā)生性狀分離 或全為棕色棉或沒有出現(xiàn)白色棉 的區(qū)域中選擇出純合棕色 高酚植株 育種時(shí)間短應(yīng)選擇單倍體育種方案 3 2009 廣東 為了快速培育抗某種除草劑的水稻 育種工作者綜合應(yīng)用了多種育種方法 過程如下 請回答問題 1 從對(duì)該種除草劑敏感的二倍水稻植株上取花藥離體培養(yǎng) 誘導(dǎo)成 幼苗 2 用 射線照射上述幼苗 目的是 然后用該除草劑噴灑其幼葉 結(jié)果大部分葉片變黃 僅有個(gè)別幼葉的小片組織保持綠色 表明這部分組織具有 單倍體 誘發(fā)基因突變 抗該除草劑的能力 3 取該部分綠色組織再進(jìn)行組織培養(yǎng) 誘導(dǎo)植株再生后 用秋水仙素處理幼苗 使染色體 獲得純合 移栽到大田后 在苗期噴灑該除草劑鑒定其抗性 4 對(duì)抗性的遺傳基礎(chǔ)做進(jìn)一步研究 可以選用抗性植株與 雜交 如果 表明抗性是隱性性狀 F1自交 若F2的性狀分離比為15 敏感 1 抗性 初步推測 加倍 二倍體 純合 敏感型植株 F1都是敏感型 該抗性植株中有兩個(gè)基因發(fā)生了突變 解析 本題考查了單倍體育種 誘變育種等知識(shí) 同時(shí)考查了多倍體育種的方法和遺傳規(guī)律的應(yīng)用 花藥離體培養(yǎng)是單倍體育種的基本手段 射線激光有誘發(fā)突變的能力 而且體細(xì)胞突變必須經(jīng)過無性繁殖才能保留該突變性狀 所以需要經(jīng)過組織培養(yǎng) 為了獲得可育的植株 需用秋水仙素使染色體加倍 獲得的是純合子 通過與敏感型植株雜交 子一代表現(xiàn)出來的性狀是顯性 子二代出現(xiàn)性狀分離 分離比是15 1 不符合分離定律 可以用自由組合定律來解釋 只有兩對(duì)基因都隱性時(shí)才表現(xiàn)為抗性 所以初步推測該抗性植株中兩個(gè)基因發(fā)生了突變 4 育種的方法有雜交育種 單倍體育種 誘變育種 多倍體育種 基因工程育種等 下面對(duì)這五種育種的說法正確的是 A 涉及的原理有 基因突變或基因重組或染色體變異等B 都不可能產(chǎn)生定向的可遺傳變異C 都在分子水平上進(jìn)行操作D 都可以通過產(chǎn)生新基因從而產(chǎn)生新性狀 A 解析 基因工程育種可以說是定向的變異 雜交育種并不是在分子水平上操作的 誘變育種可以產(chǎn)生新基因 其他方式不能 5 2011 汕尾模擬 雙選 篩選 是很多生物試驗(yàn)過程中的重要環(huán)節(jié) 下列各項(xiàng)中需要經(jīng)過 篩選 的是 A 基因工程育種中已經(jīng)成功導(dǎo)入目的基因的植株B 單倍體育種中接種到培養(yǎng)基上進(jìn)行離體培養(yǎng)的F1的花藥 花粉 C 多倍體育種中經(jīng)過適宜濃度的秋水仙素溶液處理的幼苗D 植物組織培養(yǎng)過程中產(chǎn)生的愈傷組織 解析 A項(xiàng)中需篩選目的基因能成功表達(dá)的植株 C項(xiàng)中需篩選性狀符合生產(chǎn)要求的植株 AC 6 2010 江門模擬 雙選 某農(nóng)科所通過如圖育種過程培育成了高品質(zhì)的糯小麥 相關(guān)敘述正確的是 CD A 該育種過程中運(yùn)用的遺傳學(xué)原理是基因突變B a過程能提高突變率 從而明顯縮短了育種年限C a c過程都要利用秋水仙素 都可作用于幼苗D 要獲得yyRR b過程需要進(jìn)行不斷地自交來提高純合率 解析 該過程用到的遺傳學(xué)原理有基因重組 染色體數(shù)目變異 a過程是利用秋水仙素處理幼苗 使幼苗染色體數(shù)目加倍從而快速獲得純合子 縮短育種年限 a過程處理材料只有幼苗 c過程可以作用于幼苗或萌發(fā)的種子 7 現(xiàn)有兩個(gè)小麥品種 一個(gè)純種小麥性狀是高稈 D 抗銹病 T 另一個(gè)純種小麥的性狀是矮稈 d 易染銹病 t 兩對(duì)基因獨(dú)立遺傳 育種專家提出了如下圖所示的 兩種育種方法以獲得小麥新品種 問 1 要縮短育種年限 應(yīng)選擇的方法是 依據(jù)的變異原理是 另一種方法的育種原理是 2 圖中 和 基因組成分別為和 3 二 過程中 D和d的分離發(fā)生在 三 過程采用的方法稱為 四 過程最常用的化學(xué)藥劑是 4 五 過程產(chǎn)生的抗倒伏抗銹病植株中的純合子占 如果讓F1按 五 六 過程連續(xù)自交2代 則 中符合生產(chǎn)要求的個(gè)體中 能穩(wěn)定遺傳的個(gè)體占 5 如將方法 中獲得的 植株雜交 再讓所得到的后代自交 則后代的基因型比例為 染色體變異 基因重組 DT ddTT 減數(shù)第一次分裂 后期 花藥離體培養(yǎng) 秋水仙素 1 2 1 1 3 3 5 解析 圖中 一 過程屬于雜交育種 作用是把矮稈和抗病性狀組合到一個(gè)植株上 圖中 二 是F1種下后 開花時(shí)產(chǎn)生花粉 雄配子 的過程中 要進(jìn)行減數(shù)分裂 在減數(shù)分裂第一次分裂過程中發(fā)生同源染色體的分離和非同源染色體之間的自由組合 此時(shí)等位基因分離 非同源染色體上的非等位基因之間發(fā)生自由組合 兩對(duì)等位基因自由組合后產(chǎn)生4種配子 DT Dt dT dt 根據(jù)圖中可知 的基因型是DT 的基因型是dT 圖中 三 是培養(yǎng)單倍體的過程 一般用花藥離體培養(yǎng)的方法獲得單倍體植株 解析 圖中 四 是誘導(dǎo)多倍體的過程 常用的方法是用秋水仙素處理單倍體幼苗 經(jīng)誘導(dǎo)后長成的植物體一定是純合體 仔細(xì)分析圖 可得出圖中的 對(duì)應(yīng)的基因型是DDtt ddTT和ddtt 圖中沿著 一 二 三 四 途徑進(jìn)行的育種方法屬于單倍體育種 沿著 一 五 六 途徑進(jìn)行的育種方法是雜交育種 圖中 五 過程是指F1自交的過程 其后代中符合要求的表現(xiàn)型為矮稈抗倒伏抗銹病 但其中能穩(wěn)定遺傳的純合體只有1 3 還有2 3是雜合體 不能穩(wěn)定遺傳 其基因型是ddTT 1 3 和ddTt 2 3 如果再讓其自交一代 各種基因型比例的計(jì)算方法是 ddTT自交后代仍是ddTT 占總數(shù)