XXXX屆高考生物一輪復(fù)習(xí)精講課件第七單元第23講從雜交育種到基因工程

XXXX屆高考生物一輪復(fù)習(xí)精講課件第七單元第23講從雜交育種到基因工程考綱點(diǎn)擊考情示例生物變異在育種上的應(yīng)用Ⅱ

201325、四川5、大綱全國(guó)5、浙江32

2012天津2、海南25、江蘇28、浙江32轉(zhuǎn)基因食品的安全Ⅰ

2013152015高考導(dǎo)航1．誘變育種和雜交育種均可形成新基因(

)分析：誘變育種的原理是基因突變，基因突變產(chǎn)生了新的基因，故創(chuàng)造出變異新類(lèi)型，雜交育種的原理是基因重組，沒(méi)有產(chǎn)生新的基因，只是實(shí)現(xiàn)原有基因的重新組合。2．花藥離體培養(yǎng)技術(shù)也能培育獲得抗銹高產(chǎn)小麥新品種(

)分析：花藥離體培養(yǎng)只能得到單倍體植株，必須經(jīng)過(guò)秋水仙素處理使染色體數(shù)目加倍，才可能獲得高產(chǎn)新品種?！痢?．若用AAbb和aaBB的植株培育出AABB的植株至少需用3年的時(shí)間(

)分析：至少需用4年。4．太空育種能按人的意愿定向產(chǎn)生優(yōu)良性狀(

)分析：太空育種利用基因突變的原理?；蛲蛔兙哂胁欢ㄏ蛐?，產(chǎn)生的有害個(gè)體多于有利個(gè)體。5．在所有的基因工程步驟中都涉及堿基互補(bǔ)配對(duì)(

)分析：將重組DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞中，這一步驟中沒(méi)有涉及堿基互補(bǔ)配對(duì)?！痢痢?．自然界中天然存在的噬菌體自行感染細(xì)菌后，其DNA整合到細(xì)菌DNA上屬于基因工程(

)分析：基因工程是在人為作用下進(jìn)行的，噬菌體感染細(xì)菌無(wú)人為因素，所以不屬于基因工程。7．可用限制性核酸內(nèi)切酶切割煙草花葉病毒的核酸，進(jìn)行構(gòu)建抗除草劑的轉(zhuǎn)基因煙草(

)分析：限制性核酸內(nèi)切酶可以用來(lái)切割獲取抗除草劑基因片段，而不能切割煙草花葉病毒的核酸RNA?！痢烈?、雜交育種和誘變育種1．雜交育種(1)概念：將兩個(gè)或多個(gè)品種的優(yōu)良性狀通過(guò)交配集中在一起，再經(jīng)過(guò)________和________，獲得新品種的方法。(2)原理：_____________。(3)過(guò)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(lèi)型。(4)優(yōu)點(diǎn)：可以把多個(gè)品種的優(yōu)良性狀集中在一起；缺點(diǎn)：獲得新品種的周期______。(5)應(yīng)用：根據(jù)需要培育理想類(lèi)型。選擇培育基因重組雜交F1自交獲得F2長(zhǎng)2．誘變育種(1)概念：利用物理因素或化學(xué)因素來(lái)處理生物，使生物發(fā)生____________，從而獲得優(yōu)良變異類(lèi)型的育種方法。(2)原理：_____________。(3)過(guò)程：選擇生物→_______________→_______________→培育?；蛲蛔兓蛲蛔冋T發(fā)基因突變選擇理想類(lèi)型突變頻率(1)雜交育種與雜種優(yōu)勢(shì)是一回事嗎？(2)誘變育種與雜交育種相比，最大的區(qū)別是什么？提示：(1)不是。兩者都是將兩個(gè)品種中的優(yōu)良性狀集中到一個(gè)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(shì)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。(2)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______________或DNA重組技術(shù)。通俗地說(shuō)，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來(lái)，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__________。2．原理不同生物間的__________?；蚱唇蛹夹g(shù)定向遺傳性狀基因重組限制性核酸內(nèi)切酶DNA連接酶質(zhì)粒噬菌體動(dòng)植物病毒目的基因運(yùn)載體受體細(xì)胞檢測(cè)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?？瓜x(chóng)棉干擾素1．無(wú)子西瓜的培育、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(wú)子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(wú)毒物質(zhì)，可以降解，不至于對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的“白色污染”。培育專(zhuān)門(mén)“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(wú)性生殖，其他三個(gè)選項(xiàng)都是不行的。誘變育種是在特殊條件下，對(duì)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(huì)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(guò)一定過(guò)程，轉(zhuǎn)入到受體細(xì)胞，經(jīng)過(guò)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?yàn)檫z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五種育種方法的比較名稱(chēng)原理方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)應(yīng)用雜交育種基因重組培育純合子品種：雜交→自交→篩選使分散在同一物種不同品種中的多個(gè)優(yōu)良性狀集中于同一個(gè)體上(1)育種時(shí)間一般比較長(zhǎng)(2)局限于同種或親緣關(guān)系較近的個(gè)體(3)需及時(shí)發(fā)現(xiàn)優(yōu)良品種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名稱(chēng)原理方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)應(yīng)用雜交育種基因重組使分散在同一物種不同品種中的多個(gè)優(yōu)良性狀集中于同一個(gè)體上年年制種雜交水稻、雜交玉米等名稱(chēng)原理方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)應(yīng)用誘變育種基因突變誘變因素處理后篩選提高變異頻率，加快育種進(jìn)程，大幅度改良某些性狀盲目性大，有利變異少，工作量大，需要大量的供試材料高產(chǎn)青霉菌名稱(chēng)原理方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)應(yīng)用單倍體育種染色體變異雜交↓F1↓花藥離體培養(yǎng)↓秋水仙素加倍↓幼苗↓選育明顯縮短育種年限，子代均為純合子，加速育種進(jìn)程技術(shù)復(fù)雜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名稱(chēng)原理方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)應(yīng)用多倍體育種染色體數(shù)目變異用一定濃度的秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗操作簡(jiǎn)單，能較快獲得所需品種所獲品種發(fā)育延遲，結(jié)實(shí)率低，一般只適用于植物三倍體無(wú)子西瓜、八倍體小黑麥名稱(chēng)原理方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)應(yīng)用基因工程育種基因重組提取目的基因→目的基因與運(yùn)載體結(jié)合→將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞→目的基因的檢測(cè)與鑒定→篩選獲得優(yōu)良個(gè)體(1)目的性強(qiáng)，育種周期短；(2)克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙技術(shù)復(fù)雜，安全性問(wèn)題多，有可能引起生態(tài)危機(jī)轉(zhuǎn)基因“向日葵豆”、轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉

普通小麥中有高稈抗病(TTRR)和矮稈易感病(ttrr)兩個(gè)品種，控制兩對(duì)性狀的基因分別位于兩對(duì)同源染色體上。實(shí)驗(yàn)小組利用不同的方法進(jìn)行了如下三組實(shí)驗(yàn)：請(qǐng)分析回答：(1)A組由F1獲得F2的方法是________，F(xiàn)2矮稈抗病植株中不能穩(wěn)定遺傳的占_____。(2)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三類(lèi)矮稈抗病植株中，最可能產(chǎn)生不育配子的是______類(lèi)。(3)A、B、C三組方法中，最不容易獲得矮稈抗病小麥品種的是______組，原因是_____________________________。(4)通過(guò)矮稈抗?、颢@得矮稈抗病小麥新品種的方法是________________________________。獲得的矮稈抗病植株中能穩(wěn)定遺傳的占________。自交2/3ⅡC基因突變的頻率極低且不定向秋水仙素(或低溫)誘導(dǎo)染色體加倍100%(5)在一塊高稈(純合體)小麥田中，發(fā)現(xiàn)了一株矮稈小麥。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案探究該矮稈性狀出現(xiàn)的可能原因(簡(jiǎn)要寫(xiě)出所用方法、結(jié)果和結(jié)論)。____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。將矮稈小麥與高稈小麥雜交；如果子一代為高稈，子二代高稈∶矮稈＝3∶1(或出現(xiàn)性狀分離)，則矮稈性狀是基因突變?cè)斐傻?；否則，矮稈性狀是環(huán)境引起的?；?qū)捫←溑c高稈小麥種植在相同環(huán)境條件下，如果兩者未出現(xiàn)明顯差異，則矮稈性狀由環(huán)境引起，否則，矮稈性狀是基因突變的結(jié)果[解析]本題側(cè)重于對(duì)誘變育種、雜交育種和單倍體育種的比較。(1)雜交育種是具有兩對(duì)相對(duì)性狀的純合子雜交得F1，F(xiàn)1再自交得F2，在F2中出現(xiàn)所需的類(lèi)型,若是顯性性狀還需連續(xù)自交直至不發(fā)生性狀分離為止。F2中矮稈抗病有1ttRR、2ttRr，其中不能穩(wěn)定遺傳的(ttRr)占2/3。(2)花藥離體培養(yǎng)得到的是單倍體植株，不能進(jìn)行正常的減數(shù)分裂，所以不能產(chǎn)生正常的配子。(3)基因突變的頻率較低，而且是不定向的。(4)單倍體育種是先通過(guò)花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體,再用秋水仙素處理單倍體幼苗，誘導(dǎo)染色體加倍，得到的個(gè)體一定是純合體。(5)高稈(純合體)小麥田中，發(fā)現(xiàn)了一株矮稈小麥，可能有兩個(gè)原因：基因突變或環(huán)境因素的影響。前者引起的變異是能遺傳的；僅環(huán)境影響引起的變異是不能遺傳的，仍是高稈基因。因是探究實(shí)驗(yàn)，結(jié)果和結(jié)論要分別考慮這兩種情況。方法探究——————————————(打開(kāi)思維之窗！)育種方法的選擇及注意事項(xiàng)1．育種程序圖的識(shí)別2．根據(jù)育種目的選擇育種方式(1)若要培育隱性性狀個(gè)體，可用自交或雜交，只要出現(xiàn)該性狀即可。(2)有些植物如小麥、水稻等，雜交實(shí)驗(yàn)較難操作，其最簡(jiǎn)便的方法是自交。(3)若要快速獲得純種，可用單倍體育種方法。(4)若要提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量，可用多倍體育種方法。(5)若要培育原先沒(méi)有的性狀，可用誘變育種。(6)若培育植物為營(yíng)養(yǎng)繁殖，如土豆、地瓜等，則只要出現(xiàn)所需性狀即可，不需要培育出純種。3．注意事項(xiàng)(1)原核生物不能進(jìn)行減數(shù)分裂，所以不能運(yùn)用雜交的方法進(jìn)行育種，如細(xì)菌的育種一般采用的方法是誘變育種。(2)雜交育種不一定需要連續(xù)自交。若選育顯性?xún)?yōu)良純種，需要連續(xù)自交篩選，直至性狀不再發(fā)生分離；若選育隱性?xún)?yōu)良純種，則只要出現(xiàn)該性狀個(gè)體即可。(3)花藥離體培養(yǎng)只是單倍體育種中的一個(gè)程序，要想得到可育的品種，一般還需要用秋水仙素處理單倍體使染色體加倍。CA．過(guò)程①⑧育種方法運(yùn)用的原理是基因突變，最大優(yōu)點(diǎn)是能提高突變率，在短時(shí)間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類(lèi)型B．過(guò)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(guò)程②③④育種方法運(yùn)用的原理是基因重組，基因型aaB_的類(lèi)型經(jīng)④后，子代中aaBB所占比例是5/6D．過(guò)程②⑥⑦應(yīng)用了單倍體育種的方法，最大的優(yōu)點(diǎn)是明顯縮短育種年限[思維導(dǎo)圖][嘗試解答]

________[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(lèi)型中aaBB占1/3，aaBb占2/3，經(jīng)過(guò)自交后，子代中aaBB所占比例是1/2，故C項(xiàng)錯(cuò)誤?！镒儺愒谟N上的應(yīng)用案例分析信息1：由親本→F1→F2…→Fn→新品種，即逐代淘汰不需

要的性狀個(gè)體，最終選擇出穩(wěn)定遺傳的新品種。推知：圖中A→D為雜交育種；優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是育種年限長(zhǎng)；其原理為基因重組。信息2：由親本→F1→單倍體幼苗→純合子→新品種，即通過(guò)對(duì)單倍體的處理和選擇直接得到新品種。推知：圖中A→B→C為單倍體育種；其中B為花藥離體培養(yǎng)，C是秋水仙素處理幼苗,優(yōu)點(diǎn)是能明顯縮短育種年限；其原理為染色體變異。信息3：由種子或幼苗→具有外源基因的種子或幼苗→新品種，即將外源基因?qū)敕N子或幼苗的細(xì)胞中，通過(guò)培養(yǎng)得到新品種。推知：圖中E為基因工程育種；特點(diǎn)是能夠打破物種的界限，突破生殖隔離；依據(jù)的原理是基因重組。信息4：由種子或幼苗→染色體組加倍的種子或幼苗→新品種，即通過(guò)對(duì)種子和幼苗的處理得到多倍體，選擇后得到新品種。推知：圖中F為多倍體育種；特點(diǎn)是器官大，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量高，但發(fā)育延遲，結(jié)實(shí)率低；其原理為染色體變異。信息5：新品種基因型為aabbdd，即都是隱性基因。推知：生物一旦表現(xiàn)出隱性性狀，即為純合體，因此，獲得基因型為aabbdd的新品種最簡(jiǎn)單的育種方法是雜交育種。[典例]下圖為水稻的幾種不同育種方法示意圖，據(jù)圖回答：(1)B過(guò)程常用的方法是________________；可能用到秋水仙素的過(guò)程有________(用圖中字母表示)。(2)可以打破物種界限的育種方法是________(用圖中的字母表示)，該方法所運(yùn)用的原理是_______________。(3)假設(shè)要培育一個(gè)穩(wěn)定遺傳的水稻品種，它的性狀都是由隱性基因控制的，其最簡(jiǎn)單的育種方法是________(用圖中的字母表示)；如果都是由顯性基因控制的，為縮短育種時(shí)間常采用的方法是____________(用圖中的字母表示)?；ㄋ庪x體培養(yǎng)C、FE基因重組A、DA、B、C(4)現(xiàn)有三個(gè)水稻品種：Ⅰ.的基因型為aaBBDD，Ⅱ.的基因型為AAbbDD，Ⅲ.的基因型為AABBdd。這三對(duì)等位基因分別位于三對(duì)同源染色體上?，F(xiàn)通過(guò)雜交育種方法利用以上三個(gè)品種獲得基因型為aabbdd的植株〈信息5〉(用文字簡(jiǎn)要描述獲得過(guò)程即可)：___________________________________________________________________________________________________。Ⅰ與Ⅱ雜交得到雜交一代，雜交一代與Ⅲ雜交得到雜交二代，雜交二代自交得到基因型為aabbdd的植株序號(hào)錯(cuò)答展示錯(cuò)因分析①“花粉離體培養(yǎng)”不能準(zhǔn)確使用生物學(xué)術(shù)語(yǔ)，將“花藥離體培養(yǎng)”誤認(rèn)為“花粉離體培養(yǎng)”②“單倍體育種和多倍體育種”不能準(zhǔn)確理解題干要求，漏答了多倍體育種的秋水仙素處理過(guò)程③“基因工程育種”不能按題干要求答題，沒(méi)有用圖中字母表示；混淆各種生物育種的原理序號(hào)錯(cuò)答展示錯(cuò)因分析④“雜交育種”沒(méi)有正確辨析“最簡(jiǎn)單”與“縮短育種年限”的區(qū)別；不明確單倍體育種的完整程序，誤認(rèn)為只有“花藥離體培養(yǎng)”和“秋水仙素處理”兩個(gè)階段，而漏掉了雜交階段⑤“A、B”或“A、C”⑥漏掉“雜交二代自交”不得分不能正確描述雜交育種的完整程序，要培育純合子，應(yīng)先雜交，再自交雜交育種，單倍體育種，誘變育種，多倍體育種，基因重組，基因突變，染色體變異，花藥離體培養(yǎng)，秋水仙素處理，單倍體植株，大大縮短育種年限，基因突變頻率低且不定向。易錯(cuò)點(diǎn)1混淆“最簡(jiǎn)便”與“最快”[點(diǎn)撥]

“最簡(jiǎn)便”著重于技術(shù)含量應(yīng)為“易操作”如雜交育種，雖然年限長(zhǎng)，但農(nóng)民自己可簡(jiǎn)單操作，但“最快速”則未必簡(jiǎn)便如單倍體育種可明顯縮短育種年限，但其技術(shù)含量卻較高，單就花粉培養(yǎng)成幼苗已很難實(shí)現(xiàn)。易錯(cuò)點(diǎn)2混淆無(wú)子西瓜培育過(guò)程中父本與母本的選擇與處理[點(diǎn)撥]

(1)無(wú)子西瓜的培育過(guò)程中，兩次傳粉的目的：第一次傳粉是為了雜交得到三倍體種子，第二次傳粉是為了刺激子房發(fā)育成果實(shí)。(2)如果以二倍體西瓜為母本，四倍體西瓜為父本，也能得到三倍體種子，但這種三倍體種子結(jié)的西瓜，因珠被發(fā)育成厚硬的種皮，故達(dá)不到“無(wú)子”的目的。(3)用秋水仙素處理二倍體西瓜幼苗使之成為四倍體時(shí)，處理的對(duì)象應(yīng)是“幼苗或萌發(fā)的種子”。因?yàn)槊劝l(fā)的種子和幼苗具有分生能力，細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂，秋水仙素處理后可達(dá)到使產(chǎn)生的新細(xì)胞染色體數(shù)目加倍的目的。易錯(cuò)點(diǎn)3對(duì)基因工程中一些觀(guān)點(diǎn)、說(shuō)法辨析不清[點(diǎn)撥]

(1)限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶的作用部位都是脫氧核苷酸之間形成的磷酸二酯鍵(不是氫鍵)，只是一個(gè)切開(kāi)，一個(gè)連接。(2)DNA酶即DNA水