高考生物第1輪總復(fù)習(xí) 第12講從雜交育種到基因工程課件 新人教版必修2（廣東專(zhuān)版）

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1、（給定條件類(lèi)實(shí)驗(yàn)） 一、幾種育種方法的比較續(xù)表續(xù)表 【例1】能夠使植物表達(dá)動(dòng)物蛋白的育種方法是() A單倍體育種 B雜交育種 C基因工程育種 D多倍體育種 C【解析】基因工程不僅能定向地改變生物的遺傳性狀，而且沒(méi)有種間障礙，因此能夠使植物表達(dá)動(dòng)物蛋白的育種方法只能是基因工程育種。 【例2】?jī)蓚€(gè)親本的基因型分別為AAbb和aaBB，這兩對(duì)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(jiǎn)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 D【解析】雜交育種能將兩親本的兩個(gè)不同優(yōu)良性狀集中于同一生物體上，并且是最簡(jiǎn)捷、常規(guī)的育種方法。 二、基因工程的操作工具及基本步驟

2、1.操作工具 (1)基因的“剪刀”限制性核酸內(nèi)切酶(簡(jiǎn)稱(chēng)限制酶) 分布：主要在微生物體內(nèi)。 特性：一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列，并在特定的切點(diǎn)上切割DNA分子。 實(shí)例：EcoR限制酶能專(zhuān)一識(shí)別GAATTC序列，并在G和A之間將這段序列切開(kāi)。切割結(jié)果：產(chǎn)生兩個(gè)帶有黏性末端的DNA片段。作用：基因工程中重要的切割工具。在微生物體內(nèi)能將外來(lái)的DNA切斷，對(duì)自己的DNA無(wú)損害（2）基因的“針線(xiàn)”DNA連接酶催化對(duì)象：兩個(gè)具有相同黏性末端的DNA片段。催化位置：脫氧核糖與磷酸之間的缺口。催化結(jié)果：形成重組DNA。 （3）常用的運(yùn)載體質(zhì)粒2.操作步驟3.對(duì)概念的理解基因工程的別名基因拼接技術(shù)或D

3、NA重組技術(shù)操作環(huán)境生物體外操作對(duì)象基因操作水平DNA分子水平基本過(guò)程剪切、拼接、導(dǎo)入、表達(dá)結(jié)果定向改造生物的遺傳性狀，獲得人類(lèi)需要的基因產(chǎn)物 【例3】下列各項(xiàng)中，a、b、c、d代表的物質(zhì)正確的是() Aa：質(zhì)粒RNA Bb：DNA連接酶 Cc：限制性核酸內(nèi)切酶 Dd：外源基因D【解析】 a代表質(zhì)粒DNA，b代表限制性核酸內(nèi)切酶，c代表DNA連接酶，d代表外源基因。 【例4】下列有關(guān)基因工程技術(shù)的敘述，正確的是() A重組DNA技術(shù)所用的工具酶是限制酶、連接酶 B所有的限制酶都只能識(shí)別同一種特定的核苷酸序列 C選用細(xì)菌作為重組質(zhì)粒的受體細(xì)胞是因?yàn)榧?xì)菌繁殖快 D只要目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞就能實(shí)現(xiàn)表

4、達(dá)C【解析】微生物如細(xì)菌常被用做受體細(xì)胞的原因是其具有繁殖周期短、代謝快、操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。1雜種優(yōu)勢(shì)不同于雜交育種，雜種優(yōu)勢(shì)是雜交子一代所表現(xiàn)的優(yōu)良性狀。2在所有育種方法中，最簡(jiǎn)捷、常規(guī)的育種方法雜交育種。3根據(jù)不同育種需求選擇不同的育種方法(1)將兩親本的兩個(gè)不同優(yōu)良性狀集中于同一生物體上，可利用雜交育種，亦可利用雜交后再單倍體育種。(2)要求快速育種，則運(yùn)用單倍體育種。(3)要求大幅度改良某一品種，使之出現(xiàn)前所未有的性狀，可利用誘變育種和雜交育種相結(jié)合的方法。(4)要求提高品種產(chǎn)量，提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量，可運(yùn)用多倍體育種。4雜交育種選育的時(shí)間是從F2開(kāi)始，原因是從F2開(kāi)始發(fā)生性狀分離；選育后是

5、否連續(xù)自交取決于所選優(yōu)良性狀是顯性還是隱性。5微生物常被用做受體細(xì)胞的原因是其具有繁殖周期短、代謝快、操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。動(dòng)物受體細(xì)胞一般選用受精卵，植物受體細(xì)胞可以是體細(xì)胞，但需與植物組織培養(yǎng)技術(shù)相結(jié)合。 一、理論歸納1概述給定條件類(lèi)實(shí)驗(yàn)指在已知實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙恍└郊訔l件(實(shí)驗(yàn)材料用具等)下，利用已有知識(shí)來(lái)寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)原理、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。2注意事項(xiàng)(1)讀懂實(shí)驗(yàn)題目，弄清設(shè)計(jì)要求一個(gè)結(jié)論的證實(shí)，可通過(guò)許多不同的實(shí)驗(yàn)來(lái)證明，但設(shè)計(jì)方案的選擇要根據(jù)題目的具體要求來(lái)確定，所以在把握實(shí)驗(yàn)?zāi)康闹螅?xì)心地去弄清題目的設(shè)計(jì)要求。如：鑒定高稈小麥?zhǔn)羌兎N還是雜種。若題目要求用最簡(jiǎn)易的方法，則只能用自交。鑒定栗色雄馬是

6、否為純種。試題中若要求在一個(gè)配種季節(jié)里完成，則需將該馬與多匹白色雌馬進(jìn)行交配。(2)合理地設(shè)計(jì)操作過(guò)程基本的實(shí)驗(yàn)方法選定以后，就要制定具體的操作細(xì)節(jié)，這些操作細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)要合理規(guī)范、切實(shí)可行。二、演練石刁柏(嫩莖俗稱(chēng)蘆筍)是一種名貴蔬菜，為XY型性別決定的雌雄異株植物。野生型石刁柏葉窄，產(chǎn)量低。在某野生種群中，發(fā)現(xiàn)生長(zhǎng)著少數(shù)幾株闊葉石刁柏(突變型)，雌株、雄株均有，雄株的產(chǎn)量高于雌株。(1)若已證實(shí)闊葉為基因突變所致，有兩種可能：一是顯性突變(由隱性突變?yōu)轱@性)、二是隱性突變(由顯性突變?yōu)殡[性)，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)方案加以判定(要求寫(xiě)出雜交組合、雜交結(jié)果，得出結(jié)論)。 。選用多株闊葉突變型石刁柏

7、雌、雄相交。若雜交后代出現(xiàn)了野生型，則為顯性突變所致；若雜交后代僅出現(xiàn)突變型，則為隱性突變所致(2)若已證實(shí)闊葉為顯性突變所致，突變基因可能位于常染色體上，還可能位于X染色體上。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)方案加以判定(要求寫(xiě)出雜交組合，雜交結(jié)果，得出結(jié)論)。選用多對(duì)野生型雌性植株與突變型雄性植株作親本雜交。若雜交后代野生型全為雄株，突變型全為雌株，則這對(duì)基因位于X染色體上；若雜交后代，野生型和突變型雌、雄均有，則這對(duì)基因位于常染色體上。【解析】由題中提供的信息可知，闊葉是由基因突變所致，因此窄葉與闊葉是一對(duì)相對(duì)性狀，它們的遺傳符合孟德?tīng)柕幕蚍蛛x規(guī)律。若想知道闊葉性狀是顯性性狀還是隱性性狀，可利用雜交

8、的方法。而解決突變基因是位于常染色體上還是位于X染色體上的問(wèn)題時(shí)，要利用伴性遺傳的特點(diǎn)。 1.(2010江蘇)育種專(zhuān)家在稻田中發(fā)現(xiàn)一株十分罕見(jiàn)的“一稈雙穗”植株，經(jīng)鑒定該變異性狀是由基因突變引起的。下列敘述正確的是( )A這種現(xiàn)象是由顯性基因突變成隱性基因引起的B該變異株自交可產(chǎn)生這種變異性狀的純合個(gè)體C觀(guān)察細(xì)胞有絲分裂中期染色體形態(tài)可判斷基因突變發(fā)生的位置D將該株水稻的花粉離體培養(yǎng)后即可獲得穩(wěn)定遺傳的高產(chǎn)品系B【解析】本題以突變實(shí)例為載體考查基因突變的特點(diǎn)、鑒別及應(yīng)用等。因不知該突變體的基因型，故不能判斷其變異為隱性還是顯性突變引起，A項(xiàng)錯(cuò)誤。若一稈雙穗為隱性突變，則該植株為隱性純合子，則自

9、交后仍為一稈雙穗；若為顯性突變，則該個(gè)體為雜合子，其自交后代一稈雙穗純合子比例為1/4，B項(xiàng)正確。基因突變?yōu)榉肿铀阶儺?，在顯微鏡下觀(guān)察不到，C項(xiàng)錯(cuò)誤?；ㄋ庪x體培養(yǎng)后形成的植株中無(wú)同源染色體，不可育，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 2.(2010安徽)如圖所示，科研小組用60Co照射棉花種子。誘變當(dāng)代獲得棕色(纖維顏色)新性狀，誘變代獲得低酚(棉酚含量)新性狀。已知棉花的纖維顏色由一對(duì)基因(A、a)控制，棉酚含量由另一對(duì)基因(B、b)控制，兩對(duì)基因獨(dú)立遺傳。(1)兩個(gè)新性狀中，棕色是 性狀，低酚是 性狀。(2)誘變當(dāng)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 。顯性隱性AaBB，aaBb(3

10、)棕色棉抗蟲(chóng)能力強(qiáng)，低酚棉產(chǎn)量高。為獲得抗蟲(chóng)高產(chǎn)棉花新品種，研究人員將誘變代中棕色、高酚植株自交。每株自交后代種植在一個(gè)單獨(dú)的區(qū)域，從 的 區(qū) 域中得到純合棕色、高酚植株。不發(fā)生性狀分離(或全為棕色棉，或沒(méi)有出現(xiàn)白色棉)請(qǐng)你利用該純合子作為一個(gè)親本，再?gòu)恼T變代中選擇另一個(gè)親本，設(shè)計(jì)一方案，盡快選育出抗蟲(chóng)高產(chǎn)(棕色、低酚)的純合棉花新品種(用遺傳圖解和必要的文字表示)。(作圖如下)【解析】本題考查有關(guān)遺傳、變異、育種相關(guān)知識(shí)。親代棕色、高酚自交后代是棕色、高酚，白色、高酚，因此棕色是顯性；親代白色、高酚自交后代是白色、低酚，白色、高酚，因此低酚是隱性。誘變當(dāng)代中，棕色、高酚的棉花植株的基因型是A

11、aBB，白色、高酚的棉花植株基因型是aaBb，純合體后代不發(fā)生性狀分離，因此應(yīng)從不發(fā)生性狀分離(或全為棕色棉或沒(méi)有出現(xiàn)白色棉)的區(qū)域中選擇出純合棕色、高酚植株。育種時(shí)間短應(yīng)選擇單倍體育種方案。 3.(2009廣東)為了快速培育抗某種除草劑的水稻，育種工作者綜合應(yīng)用了多種育種方法，過(guò)程如下。請(qǐng)回答問(wèn)題。 (1)從對(duì)該種除草劑敏感的二倍水稻植株上取花藥離體培養(yǎng)，誘導(dǎo)成_幼苗。 (2)用射線(xiàn)照射上述幼苗，目的是_；然后用該除草劑噴灑其幼葉，結(jié)果大部分葉片變黃，僅有個(gè)別幼葉的小片組織保持綠色，表明這部分組織具有_。單倍體誘發(fā)基因突變抗該除草劑的能力 (3)取該部分綠色組織再進(jìn)行組織培養(yǎng)，誘導(dǎo)植株再生后

12、，用秋水仙素處理幼苗，使染色體_，獲得純合_，移栽到大田后，在苗期噴灑該除草劑鑒定其抗性。 (4)對(duì)抗性的遺傳基礎(chǔ)做進(jìn)一步研究，可以選用抗性植株與_雜交，如果_，表明抗性是隱性性狀。F1自交，若F2的性狀分離比為15(敏感)1(抗性)，初步推測(cè)_。加倍二倍體(純合)敏感型植株F1都是敏感型該抗性植株中有兩個(gè)基因發(fā)生了突變【解析】本題考查了單倍體育種、誘變育種等知識(shí)，同時(shí)考查了多倍體育種的方法和遺傳規(guī)律的應(yīng)用?；ㄋ庪x體培養(yǎng)是單倍體育種的基本手段，射線(xiàn)激光有誘發(fā)突變的能力，而且體細(xì)胞突變必須經(jīng)過(guò)無(wú)性繁殖才能保留該突變性狀，所以需要經(jīng)過(guò)組織培養(yǎng)，為了獲得可育的植株，需用秋水仙素使染色體加倍，獲得的是

13、純合子，通過(guò)與敏感型植株雜交，子一代表現(xiàn)出來(lái)的性狀是顯性，子二代出現(xiàn)性狀分離，分離比是151，不符合分離定律，可以用自由組合定律來(lái)解釋?zhuān)挥袃蓪?duì)基因都隱性時(shí)才表現(xiàn)為抗性。所以初步推測(cè)該抗性植株中兩個(gè)基因發(fā)生了突變。4.育種的方法有雜交育種、單倍體育種、誘變育種、多倍體育種、基因工程育種等，下面對(duì)這五種育種的說(shuō)法正確的是( ) A涉及的原理有：基因突變或基因重組或染色體變異等 B都不可能產(chǎn)生定向的可遺傳變異 C都在分子水平上進(jìn)行操作 D都可以通過(guò)產(chǎn)生新基因從而產(chǎn)生新性狀A(yù)【解析】基因工程育種可以說(shuō)是定向的變異；雜交育種并不是在分子水平上操作的；誘變育種可以產(chǎn)生新基因，其他方式不能。 5.(201

14、1汕尾模擬)(雙選)“篩選”是很多生物試驗(yàn)過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)。下列各項(xiàng)中需要經(jīng)過(guò)“篩選”的是( )A基因工程育種中已經(jīng)成功導(dǎo)入目的基因的植株B單倍體育種中接種到培養(yǎng)基上進(jìn)行離體培養(yǎng)的F1的花藥(花粉)C多倍體育種中經(jīng)過(guò)適宜濃度的秋水仙素溶液處理的幼苗D植物組織培養(yǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的愈傷組織【解析】A項(xiàng)中需篩選目的基因能成功表達(dá)的植株，C項(xiàng)中需篩選性狀符合生產(chǎn)要求的植株。AC6.(2010江門(mén)模擬)(雙選)某農(nóng)科所通過(guò)如圖育種過(guò)程培育成了高品質(zhì)的糯小麥，相關(guān)敘述正確的是( )CDA該育種過(guò)程中運(yùn)用的遺傳學(xué)原理是基因突變B a過(guò)程能提高突變率，從而明顯縮短了育種年限C. a、c過(guò)程都要利用秋水仙素，都可作

15、用于幼苗D要獲得yyRR，b過(guò)程需要進(jìn)行不斷地自交來(lái)提高純合率【解析】該過(guò)程用到的遺傳學(xué)原理有基因重組、染色體數(shù)目變異。a過(guò)程是利用秋水仙素處理幼苗，使幼苗染色體數(shù)目加倍從而快速獲得純合子，縮短育種年限。a過(guò)程處理材料只有幼苗，c過(guò)程可以作用于幼苗或萌發(fā)的種子。 7.現(xiàn)有兩個(gè)小麥品種，一個(gè)純種小麥性狀是高稈(D)，抗銹病(T)；另一個(gè)純種小麥的性狀是矮稈(d)，易染銹病(t)。兩對(duì)基因獨(dú)立遺傳。育種專(zhuān)家提出了如下圖所示的、兩種育種方法以獲得小麥新品種。問(wèn)：(1)要縮短育種年限，應(yīng)選擇的方法是 ，依據(jù)的變異原理是 ；另一種方法的育種原理是 。(2)圖中和基因組成分別為 和 。(3)(二)過(guò)程中，

16、D和d的分離發(fā)生在 ；(三)過(guò)程采用的方法稱(chēng)為 ；(四)過(guò)程最常用的化學(xué)藥劑是 。(4)(五)過(guò)程產(chǎn)生的抗倒伏抗銹病植株中的純合子占 ；如果讓F1按(五)、(六)過(guò)程連續(xù)自交2代，則中符合生產(chǎn)要求的個(gè)體中，能穩(wěn)定遺傳的個(gè)體占 。(5)如將方法中獲得的、植株雜交，再讓所得到的后代自交，則后代的基因型比例為 。染色體變異基因重組DTddTT減數(shù)第一次分裂后期花藥離體培養(yǎng)秋水仙素1 2 11/33/5【解析】圖中(一)過(guò)程屬于雜交育種，作用是把矮稈和抗病性狀組合到一個(gè)植株上。圖中(二)是F1種下后，開(kāi)花時(shí)產(chǎn)生花粉(雄配子)的過(guò)程中，要進(jìn)行減數(shù)分裂，在減數(shù)分裂第一次分裂過(guò)程中發(fā)生同源染色體的分離和非同

17、源染色體之間的自由組合。此時(shí)等位基因分離，非同源染色體上的非等位基因之間發(fā)生自由組合。兩對(duì)等位基因自由組合后產(chǎn)生4種配子(DT、Dt、dT、dt)。根據(jù)圖中可知，的基因型是DT，的基因型是dT。圖中(三)是培養(yǎng)單倍體的過(guò)程，一般用花藥離體培養(yǎng)的方法獲得單倍體植株。【解析】圖中(四)是誘導(dǎo)多倍體的過(guò)程，常用的方法是用秋水仙素處理單倍體幼苗，經(jīng)誘導(dǎo)后長(zhǎng)成的植物體一定是純合體，仔細(xì)分析圖，可得出圖中的對(duì)應(yīng)的基因型是DDtt、ddTT和ddtt。圖中沿著(一)、(二)、(三)、(四)途徑進(jìn)行的育種方法屬于單倍體育種，沿著(一)、(五)、(六)途徑進(jìn)行的育種方法是雜交育種。圖中(五)過(guò)程是指F1自交的過(guò)

18、程，其后代中符合要求的表現(xiàn)型為矮稈抗倒伏抗銹病，但其中能穩(wěn)定遺傳的純合體只有1/3，還有2/3是雜合體，不能穩(wěn)定遺傳，其基因型是ddTT(1/3)和ddTt(2/3)。如果再讓其自交一代，各種基因型比例的計(jì)算方法是：ddTT自交后代仍是ddTT，占總數(shù)1/3；ddTt自交后代中的基因型及其比例是：ddTT(1/4)、ddTt(2/4)、ddtt(1/4)，占總數(shù)2/3。 【解析】所以計(jì)算總結(jié)果是：ddTT1/3(1/4)(2/3)1/2，ddTt(2/4)(2/3)1/3，ddtt(1/4)(2/3)1/6，其中ddTT符合生產(chǎn)要求。題中第(5)小題的計(jì)算方法是：的基因型分別是DDtt和ddtt，因?yàn)閮蓚€(gè)個(gè)體中的第二對(duì)基因都是tt，不論是自交還是雜交，對(duì)后代基因型的比例都沒(méi)有影響，所以只要考慮DD和dd就可以了，這對(duì)基因雜交后再自交，實(shí)際是典型的基因分離規(guī)律，后代各基因型的比例是1 2 1。