高三生物一輪復習課件2-3-3-從雜交育種到基因工程

第3講從雜交育種到基因工程考綱要求：1.生物變異在育種上的應用(Ⅱ)。2.轉基因食品的平安(Ⅰ)。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基因(DNA重組)技術將導入生物體內(nèi)，培育新品種基因突變?nèi)旧w變異自交自交雜交花藥離體加倍萌發(fā)目的基因考點1幾種常見育種方式的比較育種程序甲品種×乙品種F1?F2

?性狀穩(wěn)定遺傳的新品種生物地面理太空飛化處理船搭載

多種變異

新品種取相關植株花粉花藥離體培養(yǎng)人工誘導染,色體數(shù)目加倍若干植株

新品種正常幼苗秋水仙素染色體數(shù)目加倍新品種目的基因＋運載體重組DNA分子導入受體細胞培育轉基因生物人工選育人工選育人工選育人工選育單倍體幼苗優(yōu)點①使位于不同個體的優(yōu)良性狀

到一個個體上②操作可以提高變異的頻率、加速育種進程且大幅度地改良某些性狀①明顯縮短育種年限②所得品種為純合子器官巨大，提高產(chǎn)量和營養(yǎng)成分打破物種界限，定向改變生物的性狀集中簡便缺點①②不能克服遠緣雜交不親和的障礙有利變異少，需大量處理實驗材料(有很大盲目性)技術復雜且需與雜交育種配合只適用于植物，發(fā)育

，結實率有可能引發(fā)生態(tài)危機應用培育矮稈抗銹病小麥青霉素高產(chǎn)菌株、太空椒快速培育矮稈抗銹病小麥三倍體無子西瓜、八倍體小黑麥轉基因“向日葵豆”、轉基因抗蟲棉育種時間長延遲低拓展提升1.雜交育種不一定需要連續(xù)自交。假設選育顯性優(yōu)良品種，那么需要連續(xù)自交篩選直至性狀不再發(fā)生別離；假設選育隱性優(yōu)良品種，那么只要在F2出現(xiàn)該性狀個體即可。2.誘變育種與雜交育種相比，二者最大的區(qū)別在于誘變育種能創(chuàng)造出新基因。前者能產(chǎn)生前所未有的新基因，創(chuàng)造變異新類型；后者不能產(chǎn)生新基因，只是實現(xiàn)原有基因的重新組合。3.注：雜交育種和雜種優(yōu)勢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，并不要求遺傳學上的穩(wěn)定。4．根據(jù)不同育種需求選擇不同的育種方法。在所有育種方法中，最簡捷、常規(guī)的育種方法——雜交育種(1)將兩親本的兩個不同優(yōu)良性狀集中于同一生物體上，可利用雜交育種，亦可利用單倍體育種。(2)要求快速育種，那么運用單倍體育種。(3)要求大幅度改進某一品種，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，可運用多倍體育種。 [對點強化]1．大豆植株的體細胞含40條染色體。用放射性60Co處理大豆種子后，篩選出一株抗花葉病的植株X，取其花粉經(jīng)離體培養(yǎng)得到假設干單倍體植株，其中抗病植株占50%。以下表達正確的選項是 A．用花粉離體培養(yǎng)獲得的抗病植株，其細胞仍具有全能性 B．單倍體植株的細胞在有絲分裂后期，共含有20條染色體 C．植株X連續(xù)自交假設干代，純合抗病植株的比例逐代降低 D．放射性60Co誘發(fā)的基因突變，可以決定大豆的進化方向解析單倍體植株體細胞仍具全能性，故A正確；單倍體植株的細胞中有20條染色體，在有絲分裂后期染色體加倍，應含40條染色體；雜合子連續(xù)自交，其純合度提升；基因突變可為生物進化提供原材料，不能決定生物進化方向；生物進化方向取決于“自然選擇〞，故B、C、D選項所述不正確。答案A2．現(xiàn)有小麥種質(zhì)資源包括：①高產(chǎn)、感病；②低產(chǎn)、抗病；③高產(chǎn)、晚熟等品種。為滿足不同地區(qū)及不同環(huán)境條件下的栽培需求，育種專家要培育3類品種：a.高產(chǎn)、抗??；b.高產(chǎn)、早熟；c.高產(chǎn)、抗旱。下述育種方法可行的是 (1)利用①、③品種間雜交篩選獲得a (2)對品種③進行染色體加倍處理篩選獲得b (3)a、b和c的培育均可采用誘變育種方法 (4)用轉基因技術將外源抗旱基因導入③中獲得c A．(1)(2)B．(2)(3)C．(3)(4)D．(1)(4)解析欲獲得高產(chǎn)、抗病品種，應利用①和②進行品種間雜交篩選，(1)錯誤；欲獲得高產(chǎn)、早熟品種，那么應對③進行誘變育種，(2)錯誤；誘變育種可以產(chǎn)生新基因，因此a、b、c都可以通過誘變育種獲得，(3)正確；基因工程可定向改變生物性狀，要獲得高產(chǎn)、抗旱品種，可通過基因工程轉入抗旱基因實現(xiàn)，(4)正確。答案C考點2基因工程的操作工具及根本步驟一、概念又叫 或DNA重組技術。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胞里， 地改造生物的 。二、操作工具1.基因的“剪刀〞——限制性核酸內(nèi)切酶(簡稱限制酶)〔1〕分布：主要在微生物體內(nèi)。〔2〕特性：一種限制酶只能識別一種 ，并在特定的切點上切割DNA分子?；蚱唇蛹夹g定向遺傳性狀特定的核苷酸序列〔3〕實例：EcoRⅠ限制酶能專一識別GAATTC序列，并在G和A之間將這段序列切開。(4)切割結果：產(chǎn)生

的DNA片段。(5)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，對自己的DNA無損害。兩個帶有黏性末端 2．基因的“針線〞——DNA連接酶 (1)催化對象：兩個具有相同黏性末端的DNA片段 (2)催化位置： (3)催化結果：形成重組DNA磷酸二酯鍵小型環(huán)狀DNA分子

限制酶切點

標記基因

反轉錄法

化學方法

三、操作步驟質(zhì)粒

目的基因

將目的基因導入受體細胞

標記基因

目的基因

特別提醒(1)微生物常被用做受體細胞的原因是其具有繁殖快、代謝快、目的基因產(chǎn)物多的特點。(2)動物受體細胞一般選用受精卵，植物受體細胞可以是體細胞，但需與植物組織培養(yǎng)技術相結合。四、應用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，培育轉基因生物，利用轉基因生物生產(chǎn)出各種高質(zhì)量、低本錢的藥品，如胰島素、、乙肝疫苗等。3．環(huán)境保護：如利用轉基因細菌降解有毒有害的化合物，吸收環(huán)境中的重金屬，分解泄漏的石油，處理工業(yè)廢水等。抗蟲棉干擾素思維激活(1)DNA連接酶和DNA聚合酶有何不同？

(2)運載體和細胞膜上的載體相同嗎？

提示：(1)DNA連接酶是修復愈合DNA片段間單鏈上的缺口，使之形成磷酸二酯鍵。DNA聚合酶是DNA分子復制時，按模板鏈的要求，逐個把脫氧核苷酸連接起來，形成DNA的子鏈。提示：不同。①運載體是將外源基因導入受體細胞的專門運輸工具，常用的運載體有質(zhì)粒、動植物病毒、噬菌體等。 ②位于細胞膜上的載體是蛋白質(zhì)，與控制物質(zhì)進出細胞有關系。3．以下關于基因工程及轉基因食品的平安性的表達，正確的選項是A．基因工程經(jīng)常以抗生素抗性基因作為目的基因B．通過轉基因技術可獲得抗蟲糧食作物，從而增加糧食產(chǎn)量，減少農(nóng)藥使用C．通常用一種限制性核酸內(nèi)切酶處理含目的基因的DNA，用另一種限制性核酸內(nèi)切酶處理運載體