高三生物一輪復(fù)習(xí) 第4單元 第3講 從雜交育種到基因工程課件.ppt

走向高考 · 生物,路漫漫其修遠(yuǎn)兮 吾將上下而求索,人教版 · 高考總復(fù)習(xí),生物的變異、育種與進(jìn)化,第四單元,必修二 遺傳與進(jìn)化,第三講 從雜交育種到基因工程,第四單元,考情考點探究,方法警示探究,課前基礎(chǔ)回扣,核心考點突破,課 時 作 業(yè),方法技巧警示,A通過上圖篩選過程獲得的高產(chǎn)菌株未必能作為生產(chǎn)菌株 BX射線處理既可以引起基因突變也可能導(dǎo)致染色體變異 C上圖篩選高產(chǎn)菌株的過程是定向選擇過程 D每輪誘變相關(guān)基因的突變率都會明顯提高 答案 D 解析 本題考查誘變育種。通過誘變育種得到的高產(chǎn)菌株，由于數(shù)量少，一般不作為生產(chǎn)菌株，要經(jīng)過擴(kuò)大培養(yǎng)后用作生產(chǎn)菌株；X射線處理既可以引起基因突變也可能導(dǎo)致染色體變異；圖中篩選高產(chǎn)菌株的過程是定向選擇過程。誘變可以提高基因突變率，但并不是每一輪都能明顯提高。,2(2013·全國卷，5)下列實踐活動包含基因工程技術(shù)的是( ) A水稻F1花藥經(jīng)培養(yǎng)和染色體加倍，獲得基因型純合新品種 B抗蟲小麥與矮桿小麥雜交，通過基因重組獲得抗蟲矮稈小麥 C將含抗病基因的重組DNA導(dǎo)入玉米細(xì)胞，經(jīng)組織培養(yǎng)獲得抗病植株 D用射線照射大豆使其基因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，獲得種子性狀發(fā)生變異的大豆,答案 C 解析 本題考查了遺傳、變異等基礎(chǔ)知識在生產(chǎn)中的應(yīng)用。A項屬于單倍體育種，原理是染色體變異，不包含基因工程技術(shù)；B項屬于雜交育種，原理是基因重組，不包含基因工程技術(shù)；C項中將含有目的基因的重組DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞屬于基因工程，原理是基因重組，包含基因工程技術(shù)；D項屬于誘變育種，原理是基因突變，不包含基因工程技術(shù)。,3(2013·江蘇卷，25)現(xiàn)有小麥種質(zhì)資源包括：高產(chǎn)、感??；低產(chǎn)、抗??；高產(chǎn)、晚熟等品種。為滿足不同地區(qū)及不同環(huán)境條件下的栽培需求，育種專家要培育3類品種：a.高產(chǎn)、抗病；b.高產(chǎn)、早熟；c.高產(chǎn)、抗旱。下列育種方法可行的是( ) A利用、品種間雜交篩選獲得a B對品種進(jìn)行染色體加倍處理篩選獲得b Ca、b和c的培育均可采用誘變育種方法 D用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將外源抗旱基因?qū)胫蝎@得c,答案 CD 解析 本題通過育種方式的選擇，考查變異、育種的知識及學(xué)生分析、判斷和理解能力。欲獲得a，應(yīng)利用和品種間進(jìn)行雜交篩選，A錯誤；染色體加倍后結(jié)實率降低，欲獲得b應(yīng)對進(jìn)行誘變育種，B錯誤；誘變育種可以產(chǎn)生新基因，因此a、b、c都可以通過誘變育種獲得，C正確；基因工程可定向改造生物的性狀，獲得c可通過基因工程實現(xiàn)，D正確。,一、雜交育種與誘變育種 1雜交育種 (1)含義：將兩個或多個品種的優(yōu)良性狀通過_集中在一起，再經(jīng)過選擇和培育，獲得新品種的方法。 (2)育種原理：_。 (3)方法：雜交_選種自交。 2誘變育種 (1)含義：利用_來處理生物，使生物發(fā)生_。 (2)育種原理：_。,交配,基因重組,自交,物理因素或化學(xué)因素,基因突變,基因突變,3生物育種原理、方法、實例(連線),二、基因工程及其應(yīng)用 1基因工程的概念 (1)別名：_或_。 (2)操作對象：_。 (3)操作過程：把一種生物的_提取出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的_里。 (4)操作目的：_地改造生物的遺傳性狀。 2原理 不同生物之間的_。,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,4基因操作的基本步驟 提取目的基因目的基因與運載體結(jié)合將目的基因?qū)隷目的基因的_。,限制性核酸內(nèi)切酶,DNA連接酶,運載體,質(zhì)粒,受體細(xì)胞,檢測與鑒定,5基因工程的應(yīng)用 (1)_，如抗蟲棉。 (2)_研制，如胰島素等。 (3)環(huán)境保護(hù)，如轉(zhuǎn)基因細(xì)菌分解石油。 6轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性 對轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的兩種態(tài)度： (1)轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品不安全，要_。 (2)轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品是安全的，應(yīng)該_。,育種,藥物,嚴(yán)格控制,大范圍推廣,1.雜交育種與雜種優(yōu)勢是一回事嗎？ 提示 不是；雜交育種是在雜交后代眾多類型中選擇符合育種基因性狀的個體進(jìn)一步培育，直至獲得穩(wěn)定遺傳的具有優(yōu)良性狀的新品種(純合子)。雜種優(yōu)勢主要是利用雜種F1的優(yōu)良性狀，并不要求遺傳上的穩(wěn)定。 2運載體和細(xì)胞膜上的載體相同嗎？ 提示 不同；運載體是將外源基因?qū)胧荏w細(xì)胞的專門運輸工具，常用的運載體有質(zhì)粒、動植物病毒、噬菌體的衍生物等。細(xì)胞膜上的載體是位于細(xì)胞膜上的載體蛋白質(zhì)，與控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞有關(guān)系。,1.北極比目魚中有抗凍基因，其編碼的抗凍蛋白具有11個氨基酸的重復(fù)序列，該序列重復(fù)次數(shù)越多，抗凍能力越強(qiáng)，下圖是獲取轉(zhuǎn)基因抗凍番茄植株的過程示意圖，有關(guān)敘述正確的是( ),A過程獲取的目的基因，可用于基因工程和比目魚基因組測序 B多個抗凍基因編碼區(qū)依次相連成能表達(dá)的新基因不能得到抗凍型增強(qiáng)的抗凍蛋白 C過程構(gòu)成的重組質(zhì)粒缺乏標(biāo)記基因，需要轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌才能進(jìn)行篩選 D應(yīng)用DNA探針技術(shù)，可以檢測轉(zhuǎn)基因抗凍番茄植株中目的基因的存在及其完全表達(dá) 答案 B,解析 本題主要考查基因工程相關(guān)知識。過程為反轉(zhuǎn)錄法獲取目的基因，獲取的目的基因可用于基因工程，但由于用這種方法獲得的基因不是該生物的全部基因，故一般不能用于對比目魚的基因組測序；由題干可知，能表達(dá)的抗凍蛋白基因相關(guān)序列重復(fù)次數(shù)越多，得到的抗凍蛋白的抗凍能力越強(qiáng)，因此多個抗凍基因編碼區(qū)依次相連成能表達(dá)的新基因可能不再是抗凍基因；過程構(gòu)成的重組質(zhì)粒具有標(biāo)記基因，轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌的目的是利用農(nóng)桿菌將重組質(zhì)粒攜帶進(jìn)入番茄組織細(xì)胞；利用DNA探針技術(shù)，可檢測基因抗凍番茄植株中目的基因的存在情況，目的基因是否表達(dá)應(yīng)采用抗原抗體雜交技術(shù)。,2兩個親本的基因型分別為AAbb和aaBB，這兩對基因按自由組合定律遺傳。要培育出基因型為aabb的新品種，最簡捷的方法是( ) A人工誘變育種 B細(xì)胞工程育種 C單倍體育種 D雜交育種 答案 D 解析 人工誘變，后代產(chǎn)生的變異具有不定向性；單倍體育種、細(xì)胞融合不能產(chǎn)生基因重組；雜交育種是獲得新品種最簡捷的方法。,3(2013·甘肅天水聯(lián)考)一旦禽流感病毒與人類病毒重組，從理論上講，就有可能在人與人之間傳播該疾病。屆時，這種病毒就會成為人類病毒。這里所說的重組與下列哪項本質(zhì)相同( ) A基因工程 B太空育種 C單倍體育種 D多倍體育種 答案 A,4下列有關(guān)育種的敘述中，錯誤的是( ) A用于大田生產(chǎn)的優(yōu)良品種不一定是純合子 B通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)培育脫毒苗，篩選培育抗病毒新品種 C誘變育種可提高突變頻率，加速新基因的產(chǎn)生，從而加速育種進(jìn)程 D為了避免對三倍體無子西瓜年年制種，可利用植物組織培養(yǎng)快速繁殖 答案 B,解析 用于大田生產(chǎn)的優(yōu)良品種不一定是純合子，如雜交水稻；通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)培育的脫毒苗沒有病毒，但不一定能抗病毒；誘變育種可提高突變頻率，加速新基因的產(chǎn)生，從而加速育種進(jìn)程；三倍體無子西瓜不能產(chǎn)生種子，所以必須年年制種，為了避免對三倍體無子西瓜年年制種，可利用植物組織培養(yǎng)快速繁殖，所以選B。,生物育種方式的比較(見表),生物育種,不同育種方法需注意的問題 (1)原核生物不能進(jìn)行減數(shù)分裂，所以不能運用雜交的方法進(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，則只需出現(xiàn)該性狀個體即可。 (3)花藥離體培養(yǎng)只是單倍體育種中的一個程序，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。,下列高科技成果中，根據(jù)基因重組原理進(jìn)行的是( ) 我國科學(xué)家袁隆平利用雜交技術(shù)培育出超級水稻 我國科學(xué)家將蘇云金芽孢桿菌的某些基因移植到棉花體內(nèi)，培育出抗蟲棉 我國科學(xué)家通過返回式衛(wèi)星搭載種子培育出太空椒 我國科學(xué)家通過體細(xì)胞克隆技術(shù)培養(yǎng)出克隆牛 A B C D,解析 雜交育種所依據(jù)的原理為基因重組；轉(zhuǎn)基因技術(shù)是將目的基因轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞而使生物獲得新性狀，其依據(jù)的也是基因重組的原理；太空育種是利用太空中的微重力、射線等因素誘導(dǎo)基因產(chǎn)生變化，所依據(jù)的是基因突變的原理；克隆技術(shù)是根據(jù)無性繁殖的原理。 答案 B,中國返回式衛(wèi)星上搭載的水稻種子返回地面后，經(jīng)種植培育出的水稻穗多粒大，畝產(chǎn)達(dá)600kg，蛋白質(zhì)含量增加8%20%，生長周期平均縮短10天。這種育種方式屬于( ) A雜交育種 B單倍體育種 C誘變育種 D多倍體育種 答案 C 解析 此育種是利用太空育種技術(shù)，在太空中通過強(qiáng)輻射、微重力和高真空等條件誘發(fā)植物種子的基因發(fā)生突變的作物育種技術(shù)。,基因工程,1.基因工程的原理 (1)不同生物的DNA分子具有相同結(jié)構(gòu)。 (2)基因是控制生物性狀的基本結(jié)構(gòu)單位和功能單位。 (3)各種生物共用一套遺傳密碼。,2基因工程操作的工具 (1)限制性核酸內(nèi)切酶基因的“剪刀” 存在場所：主要是存在于微生物細(xì)胞中。 特性：一種限制性核酸內(nèi)切酶只能識別一種特定的核苷酸序列，并且能夠在特定的切點上切割DNA分子。 作用結(jié)果：得到平末端或黏性末端。,(2)DNA連接酶基因的“針線” 作用：連接限制性核酸內(nèi)切酶切開的斷口。 常用的種類及來源：,(3)運載體基因的運輸工具 作為運載體必須具備的條件： 能夠在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定地保存。 含有多個限制酶切點，以便和外源基因相連。 含有標(biāo)記基因，以便于篩選。 對受體細(xì)胞無害。,3基因重組與基因工程的比較,(1)限制酶和DNA連接酶的作用部位都是脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵，只是前者切開，后者連接。 (2)要想從DNA上切下某個基因，應(yīng)切2個切口，產(chǎn)生4個黏性末端。 (3)獲取目的基因、切割運載體需要用同一種限制酶，目的是產(chǎn)生相同的黏性末端。 (4)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞，沒有涉及堿基互補(bǔ)配對。 (5)動物一般用受精卵作為受體細(xì)胞；植物一般用體細(xì)胞作為受體細(xì)胞，再通過植物組織培養(yǎng)方式形成新個體；微生物常用不致病的大腸桿菌作為受體細(xì)胞。,下列有關(guān)基因工程中限制性內(nèi)切酶的描述，錯誤的是( ) A一種限制性內(nèi)切酶只能識別一種特定的脫氧核苷酸序列 B限制性內(nèi)切酶的活性受溫度影響 C限制性內(nèi)切酶能識別和切割RNA D限制性內(nèi)切酶可從原核生物中提取,解析 生物體內(nèi)有能識別并切割特異性雙鏈DNA序列的一種核酸內(nèi)切酶，它是一種可以將外來的DNA切斷的酶，即能夠限制異源DNA的侵入并使之失去活力，但對自己的DNA卻無損害作用，這樣可以保護(hù)細(xì)胞原有的遺傳信息。由于這種切割作用是在DNA分子內(nèi)部進(jìn)行的，故叫限制性內(nèi)切酶(簡稱限制酶)。限制性內(nèi)切酶只能識別和切割DNA，不能識別和切割RNA。 答案 C,DNA連接酶的主要功能是( ) A使DNA復(fù)制時母鏈與子鏈之間形成氫鍵 B使黏性末端堿基之間形成氫鍵 C將兩條DNA末端之間的縫隙連接起來 D將堿基、脫氧核糖、磷酸之間連接起來 答案 C 解析 DNA連接酶催化DNA雙鏈外側(cè)磷酸和脫氧核糖之間形成磷酸二酯鍵，它與堿基之間的氫鍵無關(guān)。,合理選擇育種方法 作物育種方式包括雜交、誘變、單倍體育種、多倍體育種以及基因工程育種，育種的最終目的就是改變原有品種的遺傳物質(zhì)，培育出符合人類需要的新品種。在具體解題中，在正確區(qū)分不同育種的特點，恰當(dāng)使用育種程序，對步驟綜合分析，尋找出解題突破口。,例1 某植物的基因型為AaBB，通過不同的生物技術(shù)可以分別將它轉(zhuǎn)變?yōu)橐韵禄蛐偷闹参铮?AABB aB AaBBC AAaaBBB 則所用到的生物技術(shù)排列正確的是( ) A誘變育種、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、花藥離體培養(yǎng)、細(xì)胞融合 B雜交育種、花藥離體培養(yǎng)、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、多倍體育種 C花藥離體培養(yǎng)、誘變育種、多倍體育種、轉(zhuǎn)基因技術(shù) D多倍體育種、花藥離體培養(yǎng)、誘變育種、轉(zhuǎn)基因技術(shù),解析 由于某植物的基因型為AaBB，通過AaBB與A_B_雜交，則可獲得基因型為AABB的植物；選取AaBB的花粉進(jìn)行離體培養(yǎng)，則可獲得基因型為aB的單倍體；將外源基因C導(dǎo)入植物的某個細(xì)胞中，經(jīng)組織培養(yǎng)獲得基因型為AaBBC的植物；將植物AaBB用秋水仙素處理，則獲得基因型為AAaaBBBB的四倍體植物。 答案 B,技法提煉 育種目的不同，選擇育種方法也不同，具體分析如下： (1)將同一物種兩親本的性狀集中到同一生物體上，可利用雜交育種，這是最簡便的育種方法。 (2)將兩物種的優(yōu)良性狀集中在一起，可用基因工程，也可用細(xì)胞雜交。 (3)若要快速獲得純種，可用單倍體育種方法。 (4)若要提高營養(yǎng)物質(zhì)含量，可用多倍體育種方法。 (5)若要培育原物種沒有的性狀，可用誘變育種和基因工程，其中基因工程是有目的地改良。 (6)若培育植物為營養(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。,對基因工程中一些觀點辨析不清 例2 下列關(guān)于限制酶和DNA連接酶的理解，正確的是( ) A其化學(xué)本質(zhì)都是蛋白質(zhì) BDNA連接酶可以恢復(fù)DNA分子中的氫鍵 C它們不能被反復(fù)使用 D在基因工程操作中可以用DNA聚合酶代替DNA連接酶 答案 A,解析 限制酶與DNA連接酶的化學(xué)本質(zhì)都是蛋白質(zhì)；DNA連接酶連接的是兩個DNA片段間相鄰兩個堿基間的磷酸二酯鍵；酶在化學(xué)反應(yīng)前后其數(shù)量、性質(zhì)、功能均不發(fā)生改變，因此可以反復(fù)利用；DNA聚合酶是在細(xì)胞內(nèi)DNA分子復(fù)制時發(fā)揮作用的，不能替代DNA連接酶。 錯因分析 對DNA連接酶和DNA聚合酶的化學(xué)本質(zhì)、作用化學(xué)鍵和作用對象模糊不清。,糾錯筆記 (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)，只是一個切開，一個連接。 (2)質(zhì)粒是最常用的運載體，不要把質(zhì)粒同運載體等同，除此之外，噬菌體和動植物病毒也可作為運載體。運載體的化學(xué)本質(zhì)為DNA，其基本單位為脫氧核苷酸。 (3)要想從DNA上切下某個基因，應(yīng)切2個切口，產(chǎn)生4個黏性末端。,(4)DNA酶即DNA水解酶，是將DNA水解的酶；DNA聚合酶是在DNA復(fù)制過程中，催化形成新DNA分子的酶，是將單個游離的脫氧核苷酸加到DNA片段上，需要模板；但DNA連接酶是將兩個DNA片段的兩個缺口同時連接，不需要模板，兩者作用的化學(xué)鍵相同，都是磷酸二酯鍵。 (5)原核生物基因(如抗蟲基因來自蘇云金芽孢桿菌)可為真核生物(如棉花)提供目的基因。 (6)限制酶在第一步和第二步操作中都用到，且要求同一種酶，目的是產(chǎn)生相同的黏性末端；第二步中兩種工具酶都用到。 (7)受體細(xì)胞動物一般用受精卵，植物若用體細(xì)胞則通過組織培養(yǎng)的方式形成新個體。 (8)抗蟲棉只能抗蟲，不能抗病毒、細(xì)菌。,