高考生物總復(fù)習(xí)第三單元生物的變異育種和進(jìn)化第4講從雜交育種到基因工程全國(guó)公開(kāi)課一等獎(jiǎng)百校聯(lián)賽示范課賽

第三單元生物變異、育種和進(jìn)化必修二第四講從雜交育種到基因工程第1頁(yè)考綱要求全國(guó)卷五年考題考點(diǎn)命題1.生物變異在育種上應(yīng)用Ⅱ2．轉(zhuǎn)基因食品安全Ⅰ卷ⅡT29卷ⅠT32卷ⅠT40各種育種方式原理操作方法和優(yōu)缺點(diǎn)一直是高考重點(diǎn)和熱點(diǎn)第2頁(yè)1考點(diǎn)2課末總結(jié)第3頁(yè)1．雜交育種(1)含義：將兩個(gè)或多個(gè)品種優(yōu)良性狀經(jīng)過(guò)__________集中在一起，再經(jīng)過(guò)選擇和培育，取得新品種方法。(2)育種原理：__________。(3)方法：雜交→__________→選種→自交。考點(diǎn)幾個(gè)常見(jiàn)育種方式比較及基因工程交配基因重組自交第4頁(yè)2．誘變育種(1)含義：利用_____________________來(lái)處理生物，使生物發(fā)生__________。(2)育種原理：__________。物理原因或化學(xué)原因基因突變基因突變第5頁(yè)3．生物育種原理、方法、實(shí)例(連線)第6頁(yè)4．基因工程及其應(yīng)用(1)基因工程概念①別名：_________________或_________________。②操作對(duì)象：__________。③操作過(guò)程：把一個(gè)生物__________提取出來(lái)，加以修飾改造，然后放到另一個(gè)生物__________里。④操作目標(biāo)：__________地改造生物遺傳性狀。(2)原理不一樣生物之間__________。基因拼接技術(shù)DNA重組技術(shù)基因某種基因細(xì)胞定向基因重組第7頁(yè)限制性核酸內(nèi)切酶DNA連接酶運(yùn)載體質(zhì)粒育種藥品第8頁(yè)判斷以下說(shuō)法正誤。(1)花藥離體培養(yǎng)可取得抗銹病高產(chǎn)小麥新品種。(

)(2)采取誘變育種可改良缺乏某種抗病性水稻品種。(

)(3)誘變育種和雜交育種均可形成新基因。(

)(4)雜交育種第一步雜交目標(biāo)是將兩個(gè)親本優(yōu)良基因集中到一個(gè)個(gè)體上。(

)(5)太空育種能按人意愿定向產(chǎn)生所需優(yōu)良性狀。(

)(6)沒(méi)有限制酶就無(wú)法使用質(zhì)粒和運(yùn)載體(

)(7)重組質(zhì)粒中每個(gè)限制酶識(shí)別位點(diǎn)最少插入一個(gè)目標(biāo)基因。(

)×√×√×√×第9頁(yè)1．下列圖甲、乙表示水稻兩個(gè)品種，A、a和B、b表示分別位于兩對(duì)同源染色體上兩對(duì)等位基因，①～⑥表示培育水稻新品種過(guò)程，請(qǐng)思索：第10頁(yè)(1)圖中哪種路徑為單倍體育種？圖中③～⑤過(guò)程表示單倍體育種。(2)圖中哪一標(biāo)號(hào)處需用秋水仙素處理？應(yīng)怎樣處理？圖示⑤處需用秋水仙素處理單倍體幼苗，從而取得純合子，⑥處需用秋水仙素處理萌發(fā)種子或幼苗，以誘導(dǎo)染色體加倍。(3)④、⑥育種原理分別是？④育種原理為基因突變，⑥原理為染色體變異。第11頁(yè)(4)圖中最簡(jiǎn)便及最難以到達(dá)育種目標(biāo)育種路徑分別是？圖中最簡(jiǎn)便育種路徑為①～②過(guò)程所表示雜交育種，但育種周期較長(zhǎng)；最難以到達(dá)育種目標(biāo)路徑為誘變育種。2．基因操作基本工具中有幾個(gè)工具酶？[提醒]有2種工具酶：限制酶和DNA連接酶。運(yùn)載體實(shí)質(zhì)上是一個(gè)核酸；“工具”不一樣于“工具酶”。第12頁(yè)1．生物育種方式比較(見(jiàn)表)第13頁(yè)名稱原理方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)應(yīng)用誘變育種基因突變①物理：紫外線、α射線、微重力、激光等處理，再篩選②化學(xué)：秋水仙素、硫酸二乙酯處理，再篩選提升變異頻率，加緊育種進(jìn)程，大幅度改良一些性狀有利變異少，工作量大，需要大量處理供試材料高產(chǎn)青霉菌、“黑農(nóng)五號(hào)”大豆品種等培育單倍體育種染色體變異①先將花藥離體培養(yǎng)，培養(yǎng)出單倍體植株②將單倍體幼苗經(jīng)一定濃度秋水仙素處理取得純合子顯著縮短育種年限，加緊育種進(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第14頁(yè)名稱原理方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)應(yīng)用多倍體育種染色體變異用一定濃度秋水仙素處理萌發(fā)種子或幼苗植物莖稈粗壯，葉片、果實(shí)、種子均大，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量提升技術(shù)復(fù)雜，發(fā)育延遲，堅(jiān)固率低，普通只適適用于植物三倍體無(wú)子西瓜、八倍體小黑麥、四倍體水稻基因工程育種基因重組提取目標(biāo)基因→目標(biāo)基因與運(yùn)載體結(jié)合→將目標(biāo)基因?qū)胧荏w細(xì)胞→目標(biāo)基因檢測(cè)與判定→篩選出符合要求新品種目標(biāo)性強(qiáng)；育種周期短；克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和障礙技術(shù)復(fù)雜，安全性問(wèn)題多轉(zhuǎn)基因“向日葵豆”；轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉第15頁(yè)[高考警示]不一樣育種方法需注意問(wèn)題(1)誘變育種：多用于植物和微生物。原核生物不能進(jìn)行減數(shù)分裂，所以不能利用雜交方法進(jìn)行育種，如細(xì)菌育種普通采取方法是誘變育種。誘變育種與雜交育種相比，前者能產(chǎn)生前所未有新基因，創(chuàng)造變異新類型；后者不能產(chǎn)生新基因，只是實(shí)現(xiàn)原有基因重新組合。(2)雜交育種：不一定需要連續(xù)自交。若選育顯性優(yōu)良純種，需要連續(xù)自交篩選，直至性狀不再發(fā)生分離；若選育隱性優(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)≠單倍體育種：花藥離體培養(yǎng)只是其中一個(gè)程序，要想得到可育品種，普通還需要用秋水仙素處理單倍體使染色體數(shù)目加倍。第16頁(yè)2．基因重組與基因工程比較比較項(xiàng)目基因重組基因工程不一樣點(diǎn)概念在生物體進(jìn)行有性生殖過(guò)程中，控制不一樣性狀基因重新組合按照人們意愿，把一個(gè)生物某種基因提取出來(lái)，加以修飾改造，然后放到另一個(gè)生物細(xì)胞里，定向地改造生物遺傳性狀重組基因同一物種不一樣基因不一樣物種間不一樣基因繁殖方式有性生殖無(wú)性生殖意義是生物變異起源之一，對(duì)生物進(jìn)化有主要意義使人類有可能按自己意愿直接定向地改造生物，培育出新品種相同點(diǎn)都實(shí)現(xiàn)了不一樣基因間重新組合，都能使生物產(chǎn)生變異第17頁(yè)3.基因工程操作工具(1)限制性核酸內(nèi)切酶——基因“剪刀”①存在場(chǎng)所：主要是存在于微生物細(xì)胞中。②特征：一個(gè)限制性核酸內(nèi)切酶只能識(shí)別一個(gè)特定核苷酸序列，而且能夠在特定切點(diǎn)上切割DNA分子。③作用結(jié)果：得到平末端或黏性末端。(2)DNA連接酶——基因“針線”①作用：連接限制性核酸內(nèi)切酶切開(kāi)斷口。第18頁(yè)②慣用種類及起源：(3)運(yùn)載體——基因運(yùn)輸工具作為運(yùn)載體必須具備條件：①能夠在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定地保留。②含有多個(gè)限制酶切點(diǎn)，方便和外源基因相連。③含有標(biāo)識(shí)基因，方便于篩選。④對(duì)受體細(xì)胞無(wú)害。第19頁(yè)B第20頁(yè)A．基因重組發(fā)生在圖中②過(guò)程，過(guò)程③中能夠在顯微鏡下看到染色單體時(shí)期是前期和中期B．秋水仙素用于培育多倍體原理是其能夠抑制著絲點(diǎn)分裂C．植株A為二倍體，其體細(xì)胞內(nèi)最多有4個(gè)染色體組；植株C屬于單倍體，其發(fā)育起點(diǎn)為配子D．利用幼苗2進(jìn)行育種最大優(yōu)點(diǎn)是顯著縮短育種年限，植株B純合概率為100%第21頁(yè)[解析]

圖中②為花藥形成，該減數(shù)分裂過(guò)程會(huì)發(fā)生基因重組；過(guò)程③為有絲分裂，染色體在間期復(fù)制，結(jié)果1條染色體含2條染色單體，染色單體在后期分離，后期無(wú)染色單體，故A項(xiàng)正確。秋水仙素用于培育多倍體原理是其能夠抑制紡錘體形成，造成染色體不能移向細(xì)胞兩極，引發(fā)染色體數(shù)目加倍，故B項(xiàng)錯(cuò)誤。植株A為二倍體，其體細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂，后期染色體組加倍，最多有4個(gè)染色體組；植株C由配子直接發(fā)育而來(lái)，為單倍體，故C項(xiàng)正確。利用幼苗2進(jìn)行育種最大優(yōu)點(diǎn)是顯著縮短育種年限，得到個(gè)體全部為純合子，故D項(xiàng)正確。第22頁(yè)育種方案選取標(biāo)準(zhǔn)技巧點(diǎn)撥育種目標(biāo)育種方案集中雙親優(yōu)良性狀單倍體育種(顯著縮短育種年限)雜交育種(耗時(shí)較長(zhǎng)，但簡(jiǎn)便易行)使原品系實(shí)施“定向”改造基因工程及植物細(xì)胞工程(植物體細(xì)胞雜交)育種讓原品系產(chǎn)生新性狀(無(wú)中生有)誘變育種(可提升變異頻率，期望取得理想性狀)使原品系營(yíng)養(yǎng)器官“增大”或“加強(qiáng)”多倍體育種第23頁(yè)〔變式訓(xùn)練〕D第24頁(yè)C第25頁(yè)A．由⑤×⑥到⑧育種過(guò)程中，應(yīng)用主要原理是染色體變異B．由③到④過(guò)程其原理是基因突變C．若③基因型為AaBbdd，則⑩植株中能穩(wěn)定遺傳個(gè)體占總數(shù)100%D．由③到⑦過(guò)程中可能發(fā)生突變和基因重組為生物進(jìn)化提供原材料第26頁(yè)[解析]

由⑤×⑥到⑧育種過(guò)程中，得到⑧中染色體數(shù)＝(1/2)×⑤中染色體數(shù)＋(1/2)×⑥中染色體數(shù)，故應(yīng)用主要原理是染色體變異；圖中③→④過(guò)程屬于誘變育種，其應(yīng)用原理是基因突變；若③基因型有AaBbdd，則⑩植株中能穩(wěn)定遺傳個(gè)體基因型有AABBdd、AAbbdd、aaBBdd、aabbdd，占總數(shù)4/16＝1/4，故C錯(cuò)誤；由③到⑦減數(shù)分裂過(guò)程中可能會(huì)發(fā)生基因重組，在間期DNA復(fù)制時(shí)可能會(huì)發(fā)生基因突變，分裂全過(guò)程中都可能發(fā)生染色體變異，基因突變和染色體變異統(tǒng)稱為突變，突變和基因重組為生物進(jìn)化提供原材料。第27頁(yè)課末總結(jié)

〔思維導(dǎo)圖〕

第28頁(yè)〔探究高考·明確考向〕遺傳第29頁(yè)(2)在選擇育種方法時(shí)，需要判斷該變異株變異類型。假如變異株是個(gè)別基因突變體，則可采取育種方法①，使早熟基因逐步__________，培育成新品種1。為了加緊這一進(jìn)程，還能夠采集變異株__________進(jìn)行處理，取得高度純合后代，選育成新品種2，這種方法稱為_(kāi)_________育種。(3)假如該早熟植株屬于染色體組變異株，能夠推測(cè)該變異株減數(shù)分裂中染色體有各種聯(lián)會(huì)方式，由此造成不規(guī)則____________，產(chǎn)生染色體數(shù)目不等、生活力很低__________，因而得不到足量種子。即使得到少許后代，早熟性狀也極難穩(wěn)定遺傳。這種情況下，可考慮選擇育種方法③，其不足之處是需要不停制備__________，成本較高。純合花藥單倍體染色體分離配子組培苗第30頁(yè)(4)新品種1與新品種3均含有早熟性狀，但其它性狀有差異，這是因?yàn)樾缕贩N1選育過(guò)程中基因發(fā)生了屢次__________，產(chǎn)生各種基因型中只有一部分在選育過(guò)程中保留下來(lái)。[解析]

(1)生物可遺傳性狀是由基因控制，培育得到新品種，與原種控制相關(guān)性狀遺傳物質(zhì)(基因)可能有所差異，因而可依據(jù)變異株中遺傳物質(zhì)是否發(fā)生改變來(lái)判斷變異株是否含有育種價(jià)值。(2)連續(xù)自交過(guò)程中早熟基因逐步純合，培育成新品種1?？上冉?jīng)過(guò)花藥離體培養(yǎng)，再用秋水仙素處理單倍體幼苗，從而取得高度純合后代，這種方法屬于單倍體育種。重組第31頁(yè)(3)若是染色體組