2013年高三生物人教版复习课件5.4《从杂交育种到基因工程》

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①提高________,加快 育种进程 ②产生________、新性 状,大幅改良性状 ③盲目性大,有利变异 ________
自我校对: 射线 诱变剂 新基因 缓慢 突变率 新基因 少
1.下图表示培育高品质小麦的几种方法,下列叙述正确的是 ()
A.图中涉及的育种方法有杂交育种、单倍体育种和诱变育种 B.a过程能提高突变频率,从而明显缩短育种年限 C.a、c过程都需要用秋水仙素处理萌发的种子 D.要获得yyRR,b过程需要进行不断自交来提高纯合率 解析:a属于单倍体育种,此过程因无种子,所以只能用秋水 仙素处理单倍体幼苗,因该过程未利用诱变因素,所以这种育种方 法不能提高突变频率,但能明显缩短育种年限;b过程为杂交育 种,需要进行不断自交提高纯合率;c为多倍体育种,可用秋水仙 素处理萌发的种子或幼苗,得到多倍体植株。 答案:D
A.经过过程Ⅲ培育形成品种④常用的方法是花药离体培养 B.过程Ⅵ常用一定浓度的秋水仙素处理品种④的幼苗 C.由品种①直接形成品种⑤的过程必须经过基因突变 D.由品种①和②培育品种⑥的最快途径是Ⅰ→Ⅴ
解析:本题中所涉及的育种方法有诱变育种(Ⅱ→Ⅳ)、杂交育种 (Ⅰ→Ⅴ)、单倍体育种(Ⅰ→Ⅲ→Ⅵ),原理分别是基因突变、基因重 组、染色体变异。其中单倍体育种明显缩短了育种年限,是培育品 种⑥的最快途径。
名原 称理
方法
优点
缺点
应用
①育种时间一般
比较长
用纯种高秆
培育纯合子品种 使分散在 ②局限于同种或 抗病小麦与
杂 基 :杂交→自交→ 同一物种 亲缘关系较近的 矮秆不抗病
交 因 筛选 育重 种组
不同品种 中的多个 优良性状 集中于同
个体 ③需及时发现优 良品种
小麦培育矮 秆抗病小麦
培育杂合子品种 一个体上
________ 所有生物
自我校对:
一、两个或多个品种的优良性状通过交配 物理因素或化学因素 基 因突变 基因重组 基因突变 有性生殖
方法 特点
杂交→自交→选优 →自交
①不能产生 ________,原有基 因的重新组合 ②育种进程 ________
物理________处理、化 学________处理
【解析】 (1)由诱变当代自交,诱变 1 代发生性状分离可确定 棕色为显性性状,低酚是隐性性状。(2)由诱变当代棕色、高酚自交 结果,颜色发生性状分离,高酚稳定遗传,可确定棕色高酚植株的 基因型为 AaBB,同理可确定白色高酚植株的基因型为 aaBb。(3)诱 变 1 代中棕色高酚植株有纯合 AABB 和杂合的 AaBB,自交不发生 性状分离的为纯合体 AABB。要培育棕色低酚的纯合植株 AAbb,需 用 AABB 植株与诱变 1 代的白色低酚 aabb 植株杂交,因要求尽快选 育则需用可明显缩短育种年限的单倍体育种方法育种。
二、基因工程及其应用
1.概念的理解
基因工程别名
基因拼接技术或________技术
操作环境
生物体体外
操作对象
________
操作水平
DNA________水平
基本过程
剪切、拼接、导入、表达
结果
________改造生物的遗传性状,获得人 类需要的________
自我校对: 二、1.DNA重组 基因 分子 定向 基因产物
(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。
是生物变异的来 使人类有可能按自己的意愿直
意义 源之一,对生物 接定向地改变生物,培育出新
进化有重要意义
品种
相同点
都实现了不同基因间的重新组合,都能使生物 产生变异
【易误提醒】 (1)基因重组发生于有性生殖中,不能打破生殖 隔离,而基因工程则可实现异种生物的基因转移。
(2)基因工程可使受体获得新的基因,表现出新的性状,该技术 可看作是一种广义的基因重组。
取适量的甲,用合适剂量的γ 射线照射后种植,在后代中观察 到白化苗 4 株、抗病矮秆 1 株(乙)和不抗病高秆 1 株(丙)。将乙与丙 杂交,F1 中出现抗病高秆、抗病矮秆、不抗病高秆和不抗病矮秆。 选取 F1 中抗病高秆植株上的花药进行离体培养获得幼苗,经秋水仙 素处理后选出纯合二倍体的抗病高秆植株(丁)。
基因工程与作物
4程.基的因应工用基 基因 因 乙工 工 肝程 程 疫与 与 苗等

分解泄漏石油
自我校对:
4.育种 药物 环境
,如抗虫棉 研制,如胰岛素、
保护,如转基因细菌
2.(2010年高考全国卷)下列叙述符合基因工程概念的是( ) A.B淋巴细胞与肿瘤细胞融合,杂交瘤细胞中含有B淋巴细胞 中的抗体基因 B.将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌,获得能产 生人干扰素的菌株 C.用紫外线照射青霉菌,使其DNA发生改变,通过筛选获得 青霉素高产菌株 D.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
第4讲 从杂交育种到基因工程
一、杂交育种和诱变育种
杂交育种
诱变育种
概念
原理 范围
将________________ 集中在一起,再经过 选择和培育,获得新 品种的方法
利用________________来 处理生物,使生物发生 ________,从而获得优 良变异类型的育种方法
__________ ________的生物
【答案】 (1)显性 隐性 (2)AaBB aaBb
(3)不发生性状分离(或全为棕色棉,或没有出现白色棉)
1.(2012 年浙江卷)玉米的抗病和不抗病(基因为 A、a)、高秆和 矮秆(基因为 B、b)是两对独立遗传的相对性状。现有不抗病矮秆玉 米种子(甲),研究人员欲培育抗病高秆玉米,进行以下实验:
(1)从羊染色体中“剪下”羊蛋白质基因的酶是________。人体 蛋白质基因“插入”后连接在羊体细胞染色体中时需要的酶是 ________。
(2)人体蛋白质基因之所以能“插入”到羊的染色体内,原因是 ________。
(3)将人体蛋白质基因导入羊体内并成功表达,使羊产生新的性 状,这种变异属于________,这里“成功表达”的含义是________。
(4)你认为此类羊产生的奶安全可靠吗?理由是什么?
解析:(1)基因工程的基本操作中用到的工具酶是限制性核酸内 切酶、DNA 连接酶。(2)不同生物的 DNA 分子的化学组成和空间结 构相同,即都具有相同的物质基础和结构基础。(3)人体蛋白质基因 导入羊体内并成功表达,使羊产生新的性状,这是将一种基因导入 另一种生物,变异类型属于基因重组,目的基因成功表达的含义是 人体蛋白质基因在羊体细胞内通过转录、翻译两个过程控制合成人 体蛋白质,(4)为开放性的问题,注意回答的理由要与观点对应。
答案:(1)限制性核酸内切酶(或限制酶) DNA 连接酶 (2)人和 羊 DNA 分子的空间结构、化学组成相同;有互补的碱基序列(答出 其中一点即可) (3)基因重组 人体蛋白质基因在羊体细胞内控制 合成人体蛋白质 (4)安全,因为目的基因导入受体细胞后没有改变, 控制合成的人体蛋白质成分没有改变。(或不安全,因为目的基因导 入受体细胞后,可能由于羊细胞中某些成分的影响,合成的蛋白质 成分可能发生一定的改变)
提取目的基因

→目的基因与 ①目的性 运载体结合→ 强,育种
转基因“

将目的基因导 周期短, 技术复杂,安 向日葵豆
工 基因 入受体细胞→ ②克服了 全性问题多, ”、转
程 育
重组
目的基因的检
远缘杂交
有可能引起生 态危机
基因抗虫 棉

测与鉴定→筛 不亲和的

选获得优良个 障碍

【易误提醒】 (1)杂种优势不同于杂交育种,杂种优势是杂交 子一代所表现的优良性状。
杂交水稻、
:一般是选取纯
年年制种
杂交玉米等
合双亲子一代
诱变 育种
基因 突变
诱变因素 处理后筛 选
提高变异 频率,加 快育种进 程,大幅 度改良某 些性状
盲目性大,有 利变异少,工 作量大,需要 处理大量的供 试材料
高产青 霉菌等
单倍 染色 体育 体变
种异
杂交 ↓
F1 ↓ 花药离 体培养 ↓ 秋水仙 素诱导 染色体 加倍 ↓ 幼苗 ↓ 选育
明显缩短育 种年限,子 代均为纯合 子,加快育 种进程
用纯种高秆
抗病小麦与
技术复杂
矮秆不抗病 小麦快速培
育矮秆抗病
小麦

用一定浓度的 操作简单 所获品种发育 三倍体无
倍 染色 秋水仙素处理 ,能较快 延迟,结实率 子西瓜、
体 育
体变 异
萌发的种子或 获得所需
低,一般只适
八倍体小

幼苗
品种
用于植物
黑麦等
考向一
育种
(2010 年安徽)如图所示,科研小组用 60Co 照射棉花种子,
诱变当代获得棕色(纤维颜色)新性状,诱变 1 代获得低酚(棉酚含量)
新性状。已知棉花的纤维颜色由一对基因(A、a)控制,棉酚含量由另
一对基因(B、b)控制,两对基因独立遗传。
诱变当代
诱变 1 代
(1)两个新性状中,棕色是________性状,低酚是______性状。 (2)诱变当代中,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______。 (3)棕色棉抗虫能力强,低酚棉产量高,为获得抗虫高产棉花新 品种,研究人员将诱变1代中棕色、高酚植株自交,每株自交后代种 植在一个单独的区域,从________的区域中得到纯合棕色、高酚植 株。请你利用该纯合体作为一个亲本,再从诱变1代中选择另一个亲 本,设计一方案,尽快选育出抗虫高产(棕色、低酚)的纯合棉花新 品种(用遗传图解和必要的文字表示)。
基因的“剪刀”:
基因的“针线”:
2.工具基因的
:常用的有质粒,噬菌体和动
植物病毒等,作用是将目的基因送入

细胞
3.步骤:提取目的基因―→目的基因与________结合―→将目 的基因导入________―→目的基因的________。
自我校对:
2.限制酶 DNA连接酶 运载体 受体 3.运载体 受体细胞 检测与鉴定
(3)转基因动、植物的培育,因其细胞全能性不同,外源基因的 受体细胞也不同。培育转基因动物的受体细胞一般为受精卵;培育 转基因植物的受体细胞可用生殖细胞,也可用体细胞。
2.通过 DNA 重组技术使原有基因得以改造的动物称为转基因 动物。运用这一技术可使羊奶中含有人体蛋白质,下图表示了这一 技术的基本过程,在该过程中所用的基因“剪刀”能识别的序列和 切点是—G↓GATCC—,请回答:
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)杂交育种选育的时间是从F2代开始,原因是从F2开始发生性 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。
1.(2011 年合肥一中月考)如图所示由某种农 作物品种①和②培育出品种⑥的几种方法,下列 有关说法错误的是( )
另一实验表明,以甲和丁为亲本进行杂交,子一代均为抗病高 秆。
请回答: (1)对上述 1 株白化苗的研究发现,控制其叶绿素合成的基因缺 失了一段 DNA,因此该基因不能正常________,功能丧失,无法合 成叶绿素,表明该白化苗的变异具有________的特点,该变异类型 属于________。 (2)上述培育抗病高秆玉米的实验运用了________、单倍体育种 和杂交育种技术,其中杂交育种技术依据的原理是________。花药 离体培养中,可通过诱导愈伤组织分化出芽、根获得再生植株,也 可通过诱导分化成________获得再生植株。
答案:D
考点 二 基因重组与基因工程
比较项目
基因重组
基因工程
不同点
概念
在生物体进行有 性生殖的过程中 ,控制不同性状 的基因的重新组

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,定向地改造生物的
遗传性状
重组 同一物种的不同
基因
基因
不同物种间的不同基因
解析:基因工程是在生物体外,通过对DNA分子进行人工“剪 切”和“拼接”,对生物的基因进行改造和重新组合,然后导入受 体细胞内进行无性繁殖,使重组基因在受体细胞内表达,产生出人 类所需要的基因产物。所以B为基因工程,而A为动物细胞工程,C 为诱变育种,D无人为因素不属于基因工程。
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