高三生物一輪復(fù)習(xí)課件 從雜交育種到基因工程

第23講從雜交育種到基因工程第七單元生物變異、育種和進(jìn)化[考綱考頻]1．生物變異在育種上的應(yīng)用Ⅱ(3年13考)

2.轉(zhuǎn)基因食品的安全Ⅰ(3年2考)第七單元生物變異、育種和進(jìn)化一、雜交育種和誘變育種1．雜交育種(1)概念：將兩個或多個品種的_______________通過交配集中在一起，再經(jīng)過選擇和培育，獲得新品種的方法。(2)原理：_______________。(3)過程：選擇具有不同優(yōu)良性狀的親本→___________，獲得F1→___________→_______________→鑒別、選擇需要的類型。優(yōu)良性狀基因重組雜交F1自交獲得F2(4)優(yōu)點：可以把多個品種的優(yōu)良性狀集中在一起；缺點：獲得新品種的周期_______。(5)應(yīng)用：根據(jù)需要培育理想類型。2．誘變育種(1)概念：利用物理因素或化學(xué)因素來處理生物，使生物發(fā)生_______________，從而獲得優(yōu)良變異類型的育種方法。(2)原理：_______________。(3)過程：選擇生物→_______________→_______________→培育。長基因突變基因突變誘發(fā)基因突變選擇理想類型突變頻率改良有利思考：誘變育種與雜交育種相比，最大的區(qū)別是什么？提示：二者最大的區(qū)別在于誘變育種能創(chuàng)造出新基因。二、基因工程1．概念：基因工程又叫基因拼接技術(shù)或_______________。通俗地說，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，_______________地改造生物的遺傳性狀。2．原理：不同生物間的_______________。DNA重組技術(shù)定向基因重組限制性核酸內(nèi)切酶DNA連接酶質(zhì)粒噬菌體動植物病毒4．操作步驟提取_______________→目的基因與_______________結(jié)合→將目的基因?qū)隷______________→目的基因的_______________目的基因運(yùn)載體受體細(xì)胞檢測與鑒定5．應(yīng)用(1)作物育種：利用基因工程的方法，獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具有優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物，培育出具有各種抗逆性的作物新品種，如_______________等。(2)藥物研制：利用基因工程的方法，培育轉(zhuǎn)基因生物，利用轉(zhuǎn)基因生物生產(chǎn)出各種高質(zhì)量、低成本的藥品，如胰島素、_______________、乙肝疫苗等。

解惑

(1)DNA連接酶和DNA聚合酶都可形成磷酸二酯鍵.(2)操作工具有三種，但工具酶只有兩種——限制酶和DNA連接酶，另一種工具——運(yùn)載體的化學(xué)本質(zhì)為DNA。抗蟲棉干擾素1．無籽西瓜的培育、高產(chǎn)青霉素菌株的產(chǎn)生、雜交育種所依據(jù)的原理分別是(

)①基因突變②基因分離③基因重組④染色體變異A．③②①

B．④①②C．①③④

D．④①③解析：無籽西瓜的培育利用了染色體變異的原理，屬于多倍體育種。高產(chǎn)青霉素菌株的產(chǎn)生屬于人工誘變育種，原理是基因突變。雜交育種的原理是基因重組。D2．有一種塑料在乳酸菌的作用下能迅速分解為無毒物質(zhì)，可以降解，不至于對環(huán)境造成嚴(yán)重的“白色污染”。培育專門“吃”這種塑料的細(xì)菌能手的方法是(

)A．雜交育種

B．誘變育種C．單倍體育種

D．多倍體育種解析:細(xì)菌的生殖方式是無性生殖,其他三個選項都是不行的。誘變育種是在特殊條件下，對生物進(jìn)行處理，使之發(fā)生基因突變。B3．以基因型為RRYY和rryy的二倍體植株為親本，欲培育出基因型為RRrrYYyy的植株，下列方法可行的是(

)①F1不斷自交②以秋水仙素處理F1

③利用F1的花粉進(jìn)行離體培養(yǎng)④運(yùn)用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)培育A．②或③

B．③或④C．①或②

D．②或④解析：以基因型為RRYY和rryy的二倍體植株為親本，培育出基因型為RRrrYYyy的四倍體植株，染色體組的數(shù)目成倍增加,可用秋水仙素處理F1或用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)處理。而用F1的花粉進(jìn)行離體培養(yǎng)，會使染色體組的數(shù)目成倍減少。D4．基因工程是將目的基因通過一定過程，轉(zhuǎn)入到受體細(xì)胞，經(jīng)過受體細(xì)胞的分裂，使目的基因的遺傳信息擴(kuò)大，再進(jìn)行表達(dá)，從而培養(yǎng)成工程生物或生產(chǎn)基因產(chǎn)品的技術(shù)。你認(rèn)為支持基因工程技術(shù)的理論有(

)①遺傳密碼的通用性②不同基因可獨(dú)立表達(dá)③不同基因表達(dá)互相影響④DNA作為遺傳物質(zhì)能夠嚴(yán)格地自我復(fù)制A．①②④

B．②③④C．①③

D．①④解析：轉(zhuǎn)基因之所以在不同種生物間可以進(jìn)行，是因為遺傳密碼的通用性，不同基因表達(dá)的獨(dú)立性，DNA自我復(fù)制的嚴(yán)格性。A考點一以變異為基礎(chǔ)，考查生物育種考點二利用圖解法突破基因工程的操作工具及基本步驟考點一以變異為基礎(chǔ)，考查生物育種雜交育種誘變育種單倍體育種多倍體育種基因工程育種原理基因重組____________________________染色體變異基因重組基因突變?nèi)旧w變異雜交育種誘變育種單倍體育種多倍體育種基因工程育種常用方式①選育純種：雜交→__________→選優(yōu)→__________②選育雜種：__________→雜交種輻射誘變、激光誘變、空間誘變__________培養(yǎng)，然后再使染色體數(shù)目__________秋水仙素處理________的種子或幼苗轉(zhuǎn)基因(DNA重組)技術(shù)將________導(dǎo)入生物體內(nèi)，培育新品種自交自交雜交花藥離體加倍萌發(fā)目的基因雜交育種誘變育種單倍體育種多倍體育種基因工程育種育種程序單倍體幼苗雜交育種誘變育種單倍體育種多倍體育種基因工程育種優(yōu)點①使位于不同個體的優(yōu)良性狀集中到一個個體上②操作簡便可以提高變異的頻率、加速育種進(jìn)程且大幅度地改良某些性狀①明顯縮短_________②所得品種為_________器官巨大，提高產(chǎn)量和營養(yǎng)成分打破物種界限，________生物的性狀育種年限純合子定向改變雜交育種誘變育種單倍體育種多倍體育種基因工程育種缺點①育種時間長②不能克服__________________________有利變異少，需大量處理實驗材料(有很大盲目性)技術(shù)復(fù)雜且需與雜交育種配合只適用于植物；發(fā)育_____,結(jié)實率_______有可能引發(fā)生態(tài)危機(jī)遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙延遲低雜交育種誘變育種單倍體育種多倍體育種基因工程育種應(yīng)用用純種高稈抗病小麥與矮稈不抗病小麥培育矮稈抗病小麥高產(chǎn)青霉菌用純種高稈抗病小麥與矮稈不抗病小麥快速培育矮稈抗病小麥三倍體無籽西瓜、八倍體小黑麥轉(zhuǎn)基因“向日葵豆”、轉(zhuǎn)基因抗蟲棉深度思考1．欲利用aaBB和AAbb的親代個體選育出雙隱性狀的優(yōu)良植株個體如何培育？大約需幾年？_____________________

2．雜交育種和雜種優(yōu)勢含義相同嗎？_____________________

3．下列哪些過程屬于單倍體育種？需經(jīng)幾年完成？每一年完成哪些過程？_____________________

提示：1.兩親本個體雜交,只要在F2中出現(xiàn)該性狀即可。3年。2．不同。兩者都是將兩個品種中的優(yōu)良性狀集中到一個親本上，但雜交育種培育成能穩(wěn)定遺傳的純合子，雜種優(yōu)勢主要是利用雜種F1的優(yōu)良性狀，并不要求遺傳學(xué)上的穩(wěn)定。3．①②③④；2年；第一年完成過程①，第二年完成過程②③④。4．染色體數(shù)目不存在差異，遺傳物質(zhì)存在差異。1．芥酸會降低菜籽油的品質(zhì)。油菜有兩對獨(dú)立遺傳的等位基因(H和h，G和g)控制菜籽的芥酸含量,如圖是獲得低芥酸油菜新品種(HHGG)的技術(shù)路線。已知油菜單個花藥由花藥壁(2n)及大量花粉(n)等組分組成,這些組分的細(xì)胞都具有全能性。據(jù)圖分析，下列敘述錯誤的是(

)A．①、②兩過程均需要植物激素來誘導(dǎo)細(xì)胞脫分化B．與④過程相比，③過程可能會產(chǎn)生二倍體再生植株DC．圖中三種途徑中，利用花粉培養(yǎng)篩選低芥酸植株(HHGG)的效率最高D．F1減數(shù)分裂時，H基因所在染色體會與G基因所在染色體發(fā)生聯(lián)會解析：分析題圖可知,①、②兩過程均為細(xì)胞脫分化的過程，均需要植物激素來誘導(dǎo)，故A正確；由于花藥由花藥壁(2n)和大量花粉(n)等組分組成，由花藥壁培養(yǎng)成的再生植株可能為二倍體，故B正確；利用花粉培養(yǎng)成的再生植株為單倍體，再用秋水仙素處理，使其染色體數(shù)目加倍，成為可育的純合子，大大縮短了育種年限，故C正確；由于H基因所在的染色體與G基因所在的染色體不是一對同源染色體，因此,在減數(shù)分裂過程中,二者不會發(fā)生聯(lián)會現(xiàn)象，故D錯誤。CA．過程①⑧育種方法運(yùn)用的原理是基因突變，最大優(yōu)點是能提高突變率，在短時間內(nèi)獲得更多的變異類型B．過程⑤使用的試劑是秋水仙素，它可作用于正在分裂的細(xì)胞，抑制紡錘體的形成C．過程②③④育種方法運(yùn)用的原理是基因重組，基因型aaB_的類型經(jīng)④后，子代中aaBB所占比例是5/6D．過程②⑥⑦應(yīng)用了單倍體育種的方法，最大的優(yōu)點是明顯縮短育種年限解析：①⑧是誘變育種。②③④是雜交育種,原理是基因重組,基因型aaB_的類型中aaBB占1/3，aaBb占2/3，經(jīng)過自交后，子代中aaBB所占比例是1/2，故C項錯誤。方法技巧生物育種方法的選擇(1)集中不同親本的優(yōu)良性狀——雜交育種選擇具有不同優(yōu)良性狀的個體作為親本，經(jīng)過雜交→自交過程，在F2中選擇，如果選取顯性個體，還需要連續(xù)自交。(2)集中優(yōu)良性狀，又縮短育種年限——單倍體育種選擇具有不同優(yōu)良性狀的個體作為親本，經(jīng)過雜交獲得F1，取F1的花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)，形成單倍體幼苗，再用秋水仙素或低溫處理。(3)獲得較大果實或大型植株或提高營養(yǎng)物質(zhì)含量——多倍體育種用秋水仙素或低溫處理萌發(fā)的種子或幼苗，使染色體加倍而形成多倍體。(4)提高變異頻率，“改良”或“改造”或直接改變現(xiàn)有性狀，獲得當(dāng)前不存在的基因或性狀——誘變育種。(5)實現(xiàn)定向改變現(xiàn)有性狀——基因工程育種?？键c二利用圖解法突破基因工程的操作工具及基本步驟基因工程操作步驟圖解1．用_________________酶完成①②過程。2．用______________酶完成③④過程。3．⑤產(chǎn)物為________________________。同一種限制DNA連接目的基因合成的蛋白質(zhì)深度思考1．要想從DNA上切下某個基因，應(yīng)有幾個切口，產(chǎn)生幾個黏性末端？_____________________

2．運(yùn)載體與細(xì)胞膜上的載體在本質(zhì)上有何不同？_____________________

3．獲取目的基因和切割運(yùn)載體需要用同一種限制酶，目的是什么？_____________________

提示：1.2。4。2．運(yùn)載體為DNA，細(xì)胞膜上的載體為蛋白質(zhì)。3．產(chǎn)生相同的黏性末端。3．下圖是利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)人胰島素的操作過程示意圖，請據(jù)圖作答。(1)圖中基因工程的基本過程可以概括為“四步曲”：________________；___________________；__________________________；_______________________。提取目的基因構(gòu)建基因表達(dá)載體將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因的檢測與鑒定(2)能否利用人的皮膚細(xì)胞來完成①過程？______,為什么?__________________________________________________________________。(3)過程②必需的酶是________酶，過程③必需的酶是