自主学习能力测评高三生物一轮复习从杂交育种到基因工程上课讲义.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,结束放映,进入导航页,从杂交育种到基因工程,夯基固本,一目了然,考点突破,有得放矢,学科素养,专项提升,高考集训,触类旁通,基础盘点,1,诱变育种与杂交育种的最大的区别是什么？,提示：,诱变育种可以创造新基因。,2,运载体和细胞膜上的载体相同吗？,提示：,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。细胞膜上的载体是位于细胞膜上的载体蛋白质，与控制物质进出细胞有关系。,3,基因工程育种的优点是什么？,提示：目的性强，定向改造生物的性状，克服远,缘杂交不亲和的障碍。,1,判断下列有关,生,生物育种,叙述的正误。,(1),植株,X,连续自交若干代，纯合抗病植株比例逐代降低,(2013,四川卷，,5C)(),(2),单倍体育种在所有育种方法中所用的年限最短,(),(3),杂交育种第一步杂交的目的是将两个亲本的优良性状集中到一个,个体上,(),(4),诱变育种和杂交育种均可形成新基因,(),(5),通过诱导多倍体的方法可克服远缘杂交不育，培养出作物新类型,(2014,江苏卷，,7D)(),纯合子比例逐代增大,考题快练,杂交育种不会形成新基因,2,判断有关基因工程叙述的正误。,(1),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),在所有的基因工程步骤中都涉及碱基互补配对,(),(3),将含抗病基因的重组,DNA,导入玉米细胞，经组织培养获得抗病植株,(),属于基因工程,重组,DNA,导入受体细胞不涉及碱基互不配对,考点一、考查常见的育种方法,1.不同的育种方法比较,名称,原理,方法,优点,缺点,杂交育种,诱变育种,基因,突变,紫外线、,X,射线或,射线、激光、化学药品等处理，再选择,提高变异频率，加快育种进程，大幅度改良某些性状,有利变异少，需大量处理实验材料,(,有很大盲目性,),基因,重组,培育纯合子品种：杂交自交筛选出符合要求的表现型，自交到不发生性状分离为止,(,纯合化,),培育杂种优势品种：一般是选取纯合双亲杂交,操作简单，,目的性强,育种时间长局限于同一种或亲缘关系较近的个体,年年制种,名称,原理,方法,优点,缺点,单倍体育种,多倍体育种,基因工程,育种,染色体数目变异,花药离体培养，培养出单倍体植株；用秋水仙素处理获得纯合子,明显缩短育种年限，子代均为纯合子，加快育种进程,技术复杂且需与杂交育种配合,染色体数目变异,用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,操作简单，能较快获得所需品种,所获品种发育延迟，结实率低，一般只适用于植物,基因,重组,提取目的基因装入运载体导入受体细胞目的基因的表达与检测筛选出符合要求的新品种,目的性强；育种周期短；克服了远缘杂交不亲和的障碍,技术复杂，安全性问题多,2.针对不同目的杂交育种流程,在农业生产上，可以将杂种一代作为种子直接使用，如水稻、玉米等。其特点是可以利用杂种优势，获得的品种高产、抗性强，但种子只能种一年。培育的基本步骤如下：,选取符合要求的纯种双亲杂交,()F,1,(,即为所需品种,),。,(1),培育杂合子品种：,(2),培育隐性纯合子品种：,(3),培育显性纯合子品种：,选取双亲杂交,()F,1,F,2,选出表现型符合要求的个体种植并推广。,选取双亲杂交,()F1 F2,选出表现型符合要求的个体,F3 ,选出稳定遗传的个体推广种植。,1,作物育种技术是遗传学研究的重要内容之一，关于作物育种的叙述正确,的是,(,),A,培育高产、抗逆性强的杂交水稻属于诱变育种,B,改良缺乏某种抗病性的水稻品种常采用单倍体育种,C,培育无子西瓜过程中可用一定浓度的秋水仙素处理二倍体幼苗,D,把两个小麦品种的优良性状结合在一起，常采用植物体细胞杂交技术,C,跟踪训练,解析：培育高产、抗逆性强的杂交水稻常采用的方法是杂交育种；培养缺乏某种抗病性的水稻品种常采用的方法是基因工程育种；把两个小麦品种的优良性状结合在一起常采用的方法是杂交育种。,2,假设,a,、,B,为玉米的优良基因，现有,AABB,、,aabb,两个品种，控制两对相对性状的基因位于两对同源染色体上，实验小组用不同方法进行了实验,(,见下图,),，下列说法不正确的是,(,),C,A,过程育种方法运用的原理是基因突变，最大优点是能提高突变率,，在短时间内获得更多的优良变异类型,B,过程使用的试剂是秋水仙素，它可作用于正在分裂的细胞，抑制纺,锤体的形成,C,过程育种方法运用的原理是基因重组，基因型,aaB_,的类型经,后，子代中,aaBB,所占比例是,5/6,D,过程应用了单倍体育种的方法，最大的优点是明显缩短育种年,限,解析：图中过程是诱变育种。过程是杂交育种，原理是基因重组，基因型,aaB_,的类型中,aaBB,占,1/3,，,aaBb,占,2/3,，经过自交后，子代中,aaBB,所占比例是,1/2,。,育种方案的选择,育种目标,育种方案,集中双亲优良性状,对原品系实施,“定向”改造,对原品系产生新性状,(,无中生有,),以原品种性状进行,“增大”或“加强”,保持原品种的“优良”特性，且快速繁殖,单倍体育种,(,明显缩短育种年限,),杂交育种,(,耗时较长，但简便易行,),基因工程及细胞工程,(,植物体细胞杂交,),诱变育种,(,可提高变异频率，期望获得理想性状,),多倍体育种,植物组织培养、动物体细胞克隆,(,或胚胎移植,),考点二、,考查基因工程的操作工具和步骤,(1)限制性核酸内切酶基因的“剪刀”,存在场所：主要是存在于微生物细胞中。,特性：一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且能够在特定的切点上切割DNA分子。,作用结果：得到平末端或黏性末端。,(2)DNA连接酶基因的“针线”,作用：连接限制性核酸内切酶切开的断口。,1.,基因工程的操作工具,(3),运载体,基因的运输工具,作用：,作为运载工具，将目的基因送到宿主细胞中去；,用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。,具备条件：,能够在宿主细胞内复制并稳定地保存；,含有多个限制酶切点，以便和外源基因相连；,含有标记基因，以便于筛选。,2,基因工程操作步骤图解,(1)形成磷酸二酯键的酶：DNA连接酶、DNA聚合,酶、RNA聚合酶、逆转录酶。,(2)断裂磷酸二酯键的酶：限制性核酸内切酶,(限制酶)、DNA酶、RNA酶。,(3)解旋酶作用于氢键，不作用于磷酸二酯键。,酶与磷酸二酯键,3,(2015,湛江质检,),基因工程基本操作流程如图所示，请据图分析回答：,跟踪训练,(1),图中,A,表示运载体，基因工程中最常用的,A,是,_,；在基因工程中需要在限制酶和,_,酶的作用下才能完成剪接过程。,(2),人们成功地将,Bt,毒蛋白基因导入番茄体内，使番茄获得了与苏云金芽孢杆菌相似的抗虫性状，番茄这种变异是,_(,选填“基因突变”“基因重组”或“染色体变异”,),。,质粒,解析：,(1),基因工程最常用的运载体是质粒，重组质粒的构建需要限制酶和,DNA,连接酶的作用。,(2),基因工程中发生的变异是基因重组。,DNA连接,基因重组,(3)科学家在某种植物中找到了抗枯萎病的基因，并用基因工程的方法将该基因导入金茶花叶片细胞的染色体DNA上，经培养长成的植株具备了抗病性，这说明_,_,已表达。如果把该基因导入叶绿体DNA中，将来产生的配子中_(选填“一定”或“不一定”)含有抗病基因。,目的基因(抗枯萎病的基因),不一定,解析：,(3)抗枯萎病的基因导入到金茶花叶片细胞长成的植株具有抗病性，表明目的基因已表达。如果把该基因导入叶绿体DNA中，由于减数分裂过程中原始生殖细胞的细胞质随机分配，因此产生的配子中不一定含有抗病基因。,1.,育种程序图,(1),首先要识别图解中各字母表示的处理方法：,A_,，,D_,，,B,花药离体培养，,C_,处理，,E_,处理，,F,秋水仙素处理，,G,转基因技术，,H_,，,I,再分化，,J,包裹人工种皮。这是识别各种育种方法的主要依据。,(2),根据以上分析可以判断：“亲本新品种”为,杂交,育种，“亲本新品种”为,_,育种，“种子或幼苗新品种”为诱变育种，“种子或幼苗新品种”为,_,育种，“植物细胞新细胞愈伤组织胚状体人工种子,新品种”为,_,育种。,杂交,自交,秋水仙素,诱变,脱分化,单倍体,多倍体,基因工程,【,获取信息,】,2个体基因型的育种图,(1),过程为,_,育种，过程为,_,育种，过程为,_,育种，过程为,_,育种。,(2),过程是用,_,处理,_,。,杂交,单倍体,诱变,多倍体,秋水仙素,单倍体幼苗,【,获取信息,】,1,如图表示以某种作物中的和两个品种分别培育出三个新品种的过程，有关说法正确的是,(,),A,经,、,过程培育出所依,据的主要原理是基因重组,B,用培育出常用的方法是,花药离体培养法,C,过程,和,所采用的方法分别称为杂交和测交,D,只有培育品种的过程中需要用到秋水仙素,强化训练,B,解析：,经、过程培育出的主要原理为基因突变；、为杂交、自交，图示V、过程均需秋水仙素处理。,2,(2014,贵州省高三六校联考,),将某种植物的两个植株杂交，得到，对的处理如图所示。下列分析不正确的是,(,),A,由到的育种过程,依据的原理是基因突变,B,通过植株杂交得到,的植株属于新物种,C,若的基因型为,AaBbdd,，则植株中能稳定遗传,的个体占总数的,1/4,D,由到的过程中会发生突变和重组，可为生物,进化提供原材料,D,解析：,由到的过程是通过有丝分裂来实现的，而基因重组发生在减数分裂过程中，故,D,错误。,1.(2013,全国卷,),下列实践活动包含基因工程技术的是,(,),A,水稻,F1,花药经培养和染色体加倍，获得基因型纯合新品种,B,抗虫小麦与矮秆小麦杂交，通过基因重组获得抗虫矮秆小麦,C,将含抗病基因的重组,DNA,导入玉米细胞，经组织培养获得抗病植,株,D,用射线照射大豆使其基因结构发生改变，获得种子性状发生变,异的大豆,C,题组一 练全国命题,-,引领,解析：,A,为单倍体育种，原理是染色体变异；,B,为杂交育种，原理为基因重组；,C,为基因工程育种，需要利用基因工程技术将重组,DNA,分子导入受体细胞，原理为基因重组；,D,为诱变育种，原理为基因突变。,2,(2014,新课标,),现有两个纯合的某作物品种：抗病高秆,(,易倒伏,),和感病矮秆,(,抗倒伏,),品种。已知抗病对感病为显性，高秆对矮秆为显性，但对于控制这两对相对性状的基因所知甚少。请回答下列问题：,(1),在育种实践中，若利用这两个品种进行杂交育种，一般来说，育种目的是获得具有,_,优良性状的新品种。,抗病矮秆,解析：,(1),通过杂交育种，可将两个或多个品种的优良性状集中在一起。,(2),杂交育种前，为了确定,F2,代的种植规模，需要正确预测杂交结果。若按照孟德尔遗传定律来预测杂交结果，需要满足,3,个条件：条件之一是抗病与感病这对相对性状受一对等位基因控制，且符合分离定律；其余两个条件是,_,。,(3),为了确定控制上述这两对性状的基因是否满足上述,3,个条件，可用测交实验来进行检验，请简要写出该测交实验的过程,_,。,高秆与矮秆这对相对性状受一对等位基因控制，且符合分离定律；控制这两对相对性状的基因位于非同源染色体上,将纯合的抗病高秆与感病矮秆杂交，产生F1，让F1与感病矮秆杂交,解析：,(2)抗病与感病、高秆与矮秆各自受一对等位基因控制，两对基因位于两对同源染色体上均符合分离定律时，才可依据自由组合定律对杂交结果进行正确预测。(3)纯合抗病高秆和感病矮秆杂交获得F1，让F1与感病矮秆测交，若测交后代有抗病高秆、抗病矮秆、感病高秆和感病矮秆四种表现型，且比例为1111，则这两对等位基因满足上述3个条件。,3.(2014,安徽卷,),香味性状是优质水稻品种的重要特性之一。,(1),香稻品种甲的香味性状受隐性基因,(a),控制，其香味性状的表现是因为,_,，导致香味物质积累。,题组二 练自主命题,借鉴,a,基因纯合，参与香味物质代谢的某种酶缺失,解析：,(1),香味物质积累才能使品种甲的香味性状得到表现，若其细胞中存在参与香味物质代谢的某种酶，则香味物质会被分解转化为其他物质，则香味性状不能得到表现。又因为香味性状受隐性基因,a,控制，可见，当,a,基因纯合时，细胞中缺失参与香味物质代谢的这种酶，导致香味物质积累。,(2),水稻香味性状与抗病性状独立遗传。抗病,(B),对感病,(b),为显性。为选育抗病香稻新品种，进行了一系列杂交实验。其中，无香味感病与无香味抗病植株杂交的统计结果如图所示，则两个亲代的基因型是,_,。上述杂交的子代自交，后代群体中能稳定遗传的有香味抗病植株所占比例为,_,。,解析：,(2),根据子代性状分离比判断，亲代的基因型为,AaBbAabb,，子代中会出现的,AA,，的,Aa,，的,aa,，而对于另一对性状，则有的,Bb,，的,bb,，子代的自交后代中，有香味抗病纯合子,(aaBB),所占的比例为,(1/21/4+1/4)(1/21/4),3/64,。,Aabb,、,AaBb,3/64,(3)用纯合无香味植株作母本与香稻品种甲进行杂交，在F1中偶尔发现某一植株具有香味性状。请对此现象给出两种合理的解释：_；,_。,(4)单倍体育种可缩短育种年限。离体培养的花粉经脱分化形成_，最终发育成单倍体植株，这表明花粉具有发育成完整植株所需的_。若要获得二倍体植株，应在_时期用秋水仙素进行诱导处理。,解析：,基因突变的实质是基因中碱基对序列的改变，结果是产生等位基因，不会导致染色体结构变异，,A,错误；基因突变不一定引起个体表现型的改变，,B,错误；由于染色体是,DNA,的主要载体，染色体结构变异会引起,DNA,碱基序列的改变，,C,正确；基因突变在光学显微镜下是看不见的，,D,错误。,某一雌配子形成时，A基因突变为a基因,某一雌配子形成时，含A基因的染色体片段缺失,愈伤组织,全部遗传信息,幼苗,3,(2015,浙江卷,),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。,解析：,(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。,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,F2,的表现型及其比例为,_,。,选择,纯合化,年限越长,高茎中茎矮茎,169,解析：,(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,F,1,，,F,1,自交获得所需要的性状后再连续自交，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,F,1,的基因型为,DdEe,，,F,1,自交后代,F,2,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,F,2,的表现型及其比例为高茎中茎矮茎,169,。,(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,),。,解析：,(4),单倍体育种分为三步：第一步是亲本杂交得到,F,1,，第二步是将,F,1,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畸变。,基因重组和染色体畸变,