必修二第六章从杂交育种到基因工程(复习课件)

一轮复习第六章 从杂交育种到 基因工程
【知识框架】
杂交育种 诱变育种 单倍体育种 多倍体育种 基因突变 概念 应用 可遗传变异 来源 类型 基因重组 特点 意义 基因工程育种 步骤 染色体变异
概念 原理
方法 特点
工具
关键语句.熟记忆
1、基因突变的实质是DNA分子中发生碱基对的替换、 增添和缺失。 2、基因突变具有普遍性、随机性、低频性和不定向性等 特点。 3、基因突变产生新基因，是生物变异的根本来源。 4、基因重组仅发生在有性生殖的生物产生配子的减数分 裂过程中。 5、染色体变异的实质是基因数目和位置的改变。
诱变育种 基因突变
单倍体育种
多倍体育种
基因工程
染色体变异 花药离体培 养→单倍体→ 秋水仙素处 理→纯种 秋水仙素 处理萌发 的种子或 幼苗 器官大、营 养成分高、 抗性强
基因重组
将一种生物特 定基因转移到 另一种生物体 内 打破物种界限， 定向的改造生 物的遗传性状， 获得人类所需 基因产物
杂交→自交→ 用物理或化学 选优 方法处理生物
｡
(5)实现定向改变现有性状，可运用 基因工程育种 ｡
【典例训练】 2.与杂交育种、单倍体育种、多倍体育种和基因工
程育种相比，尽管人工诱变育种具有很大的盲目性，
但是该育种方法的独特之处是(
C)
A.可以将不同品种的优良性状集中到一个品种上 B.育种周期短，加快育种的进程 C.改变基因结构，创造前所未有的性状类型 D.能够明显缩短育种年限，后代性状稳定快
DNA连接酶的作用位点是：相邻的两个
脱氧核苷酸的切口。即生成：磷酸二酯键。
DNA连接酶的作用过程
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【思维拓展】 酶与磷酸二酯键 (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。
6、应用：太空辣椒的培育 、青霉菌高产菌 株的选育等
诱变育种除了采用常规的诱变育种方法外， 还采用太空育种。 我国已培育成功 许多太空作物：
太空育种主要是利用返回 式卫星和高空气球能达到 的高空环境，通过强辐射、 微重力和高真空等条件使 植物种子的基因发生基因 突变的作物育种新技术。
局限性： 诱变育种的方向难以掌握，诱变体难以集 中多个理想性状。 讨论：怎样克服？ 克服方法： 要想克服这些局限性，可以扩大诱 变后代的群体，增加选择的机会。
单倍体植株
人工诱导染色体加倍
（秋水仙素或低温处理幼苗）
（纯合体）恢复成二倍体植株
AABB aaBB AAbb aabb
自交
纯合体 优点： 明显缩短育种年限；自交后代不会发生性状分离。
【回扣 . 主干知识】
四.多倍体育种
(1)育种原理：染色体变异 ___ ___。
(2)方法： 用秋水仙素（低温）处理萌发的种
C T T AA
C T T AA
限制酶切割的是脱氧核苷酸之间的化学 键——磷酸二酯键，而不是切割碱基之 间的氢键。
• 什么叫黏性末端？
被限制酶切开的DNA两条单链的切口， 带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互 补配对，这样的切口叫黏性末端。
2、基因工程的针线 “ ” 指“DNA连接酶”
将互补配对的两个粘性末端缝 作用： 合起来，恢复被限制酶切开的 两个核苷酸之间的磷酸二酯键， 使之成为一个完整的DNA分子， 不需要模板。
【典例训练】 4、育种的方法有杂交育种、单倍体育种、诱变育种、 多倍体育种、基因工程育种等，下面对这五种育种 方式的说法正确的是(
A)
A.涉及的原理有基因突变、基因重组、染色体变异 B.都不可能产生定向的可遗传变异 C.都在细胞水平上进行操作 D.都不能通过产生新基因而产生新性状
下列表示某种农作物①和②两种品种分别培育出④⑤⑥三 种品种,根据上述过程,回答下列问题: ④ Ab Ⅴ ① AABB Ⅲ
第一节杂交育种与诱变育种
一、杂交育种
1、概念:杂交育种是将两个或多个品种的优良性状通 过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种 （稳定遗传）的方法。
2、原理：基因重组
3、方物 动 杂交 物
自交
(选优
自交) 若干次 选优 测交
纯 种
F1间交配
4、特点 （1）优点：操作简便，目的性强，可将不同个 体的优良性状组合在一起，表现出杂种优势。 （2）缺点：杂交育种只能利用已有基因的重组， 按需选择，并不能产生新的基因新的性状；杂种 后代出现分离现象，育种进程缓慢，育种时间 长。局限于同一物种或亲缘关系较近的物种
基因突变 物发生 _________，从而获得优良变异类型的育种方法。 基因突变 2、育种原理： _________。 3、方法：辐射、激光、空间诱变等。 物理因素（如ⅹ射线、γ射线、紫外线、激光等） 化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等） 4、过程：选择生物 诱发基因突变 选择理想类 型 培育
5、特点： (1)优点：提高突变率，产生多种多样的变异类型； 能够在较短时间内有效改良生物品种的某些性状； 改良作物品质增强抗逆性。 （2）缺点：有利变异少，需大量处理材料。
转基因抗虫棉 的培育
举 例
三倍体无子 西瓜
【技巧点拨】
根据育种目的选择育种方式
(1)集中不同亲本的优良性状，可利用 杂交育种
(2)集中优良性状，又缩短育种年限，可运用 获得当前不存在的基因或性状，可运用 多倍体育种
。
。
单倍体育种 。
(3)提高变异频率，“改良”或“改造”或直接改变现有性状， 诱变育种 (4)获得较大果实或大型植株或提高营养物质含量，可运用
Ⅰ
③ AaBb
Ⅱ
② aabb
Ⅳ
⑥ AAaaBBbb
⑤ AAbb
⑴ 用①和②培育⑤所采用的方法Ⅰ称为_______, 杂交 方法Ⅱ称为 自交 _________, 由Ⅰ和 Ⅱ培育⑤所依据的原理是基因重组 ________.
花药离体培养 ⑵ 用③培育出④的常用方法Ⅲ是 _____________,由④培育成 ⑤的过程中用化学药剂 _________处理④的幼苗,方法Ⅲ和Ⅴ合 秋水仙素 称为 _______育种.其优点是___________________. 单倍体 明显缩短育种年限 用秋水仙素处理 ⑶ 由③培育出⑥的常用方法是 _______________,形成的⑥ 多倍体 叫____________ 。依据的原理是____________ 染色体变异 。
子或幼苗
人工诱导多倍体育种:
（1）方法： 用秋水仙素（低温）处理萌发的种子 或幼苗 （2）原理：秋水仙素（低温）能抑制纺锤体形成。 萌发的种子、幼苗 秋水仙素处理 染色体加倍、不分离 多倍体
1.(双选)用纯种的高秆(D)抗锈病(T)小麦与矮秆(d)易
染锈病(t)小麦培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法如下，
第一步：获取目的基因
目的基因与运载体结合 第二步：
注意：要用同一种限制酶切取目的基因 和运载体，并用DNA连接酶连接。
第三步： 将目的基因导入受体细胞 1、常用的受体细胞： 2、常用微生物作受体细胞的原因：
微生物增殖快、代谢快、目的产物多
大肠杆菌、枯草杆菌、酵母菌、动植物细胞等
第四步: 目的基因的检测和表达
优 点
使不同个体优 良性状集中在 一个个体上;
提高变异频率， 明显缩短育 加速育种进程 种年限，后 代一般为纯 种
缺 点
育种时间最长 有利变异少，需 局限于亲缘关 大量处理供试材 系较近的个体 料 矮秆抗病小麦 青霉素高产菌株
技术复杂，需与 发育延迟 杂交育种配合 单倍体育种获得 矮秆抗病小麦
可能引起生态 危机，技术难 度大
基因的运载体
①能够在宿主细胞中复制并稳定地保存 ②具有多个限制酶切点，以便与外源基
（3） 因连接 条件 ③具有标记基因，便于进行筛选
（4）它们的共同特点是
都有侵染或进入 宿主细胞的能力 其中质粒存在于 许多细菌和酵母菌等 生物中,是细胞染色体 外能够自主复制的很 小的环状DNA分子.
标记基 因，便 于进行 检测。
作用于： 磷酸二酯键
限制性内切酶（EcoRⅠ）作用过程
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思考:
被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同 的黏性末端？ 具有 不同的限制酶呢？
形成的黏性末端不同
G AA T T C C T T AA G
G AA T T C C T T AA G
用同种限制酶切割
G AA T T C G G AA T T C G
5、应用： 可用于农作物品质的改良、产量的提高，培 育新品种；也用于家禽、家畜的育种。
例如：如何利用纯种的高秆抗锈病(DDRR)和矮 秆不抗锈病(ddrr)的水稻植株获得优良性状且能 稳定遗传的品种。 第一步：先杂交得到高抗植株； 第二步：让高抗植株自交，后代出现性状分离， 从中选择矮抗植株； 第三步：将矮抗植株连续自交直至不再发生性状 分离为止。 P DDRR × ddrr F1 DdRr
基因工程的操作步骤
基因工程操作步骤图解
提醒 （1）微生物常做受体细胞的原因是因其繁殖速度快、代 谢旺盛、目的产物多。 （2）目的基因表达的标志：通过转录翻译合成出相应的蛋白 质。
*有关基因工程的相关提醒
下列有关此育种方法的叙述中，正确的是( AD ) ④ ③ ① ② 高秆抗锈病×矮秆易染锈病 F1 雄配子 幼苗 选出 符合生产要求的品种 A.过程①的作用原理为基因重组 B.过程③必须经过受精作用 C.过程④必须使用生长素处理幼苗 D.此育种方法可选出符合生产要求的品种占1/4
杂交育种 原 基因重组 理 常 用 方 法
原因：基因 突变是随机 不定向的。
【思维判断】 1.诱变育种时突变的个体中有害个体多于有利个体。