高考生物一輪復習 從雜交育種到基因工程課件.ppt

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高考總復習生物,,必修2 遺傳與進化 第七單元 生物變異、育種和進化 學案25 從雜交育種到基因工程,一、雜交育種與誘變育種,基礎回顧,1.雜交育種與誘變育種的比較。,兩個或多個品種的優(yōu)良性狀通過交配,物理因素或化學因素,基因突變,具有不同優(yōu)良性狀,F1連續(xù)自交或雜交,正在分裂,基因突變,改良作物品質,農作物育種和微生物育種,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,基礎回顧,2.生物育種原理、方法、實例。（連線）,答案：①－a－Ⅴ ①－e－Ⅲ ②－c－Ⅰ ③－b－Ⅱ ③－d－Ⅳ,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,二、基因工程,基礎回顧,1.概念。 基因工程又叫基因拼接技術或 ，是按照人們的意愿，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細胞里， 地改造生物的遺傳性狀。 2.基本工具。 （1）基因的“剪刀”： 。 （2）基因的“針線”： 。 （3）基因的運載體：常用的有 、噬菌體和 _______ 等。,DNA重組技術,某種基因,定向,限制性核酸內切酶,DNA連接酶,質粒,動植物病毒,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,3.操作步驟。 （1）提取 。 （2）目的基因與 結合。 （3）將目的基因導入 。 （4）目的基因的 。 4.基因工程的應用。 （1） ，如抗蟲棉。 （2） 研制，如胰島素等。 （3）環(huán)境保護，如轉基因細菌分解石油。,基礎回顧,目的基因,運載體,受體細胞,檢測與鑒定,作物育種,藥物,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,5.轉基因生物和轉基因食品的安全性。 對轉基因生物和轉基因食品的兩種態(tài)度： （1）轉基因生物和轉基因食品不安全，要 。 （2）轉基因生物和轉基因食品是安全的，應該 。 解惑：（1）基因工程操作水平——分子水平；操作環(huán)境——體外。 （2）操作工具有三種，但工具酶只有兩種，另一種工具運載體的化學本質為DNA。,基礎回顧,嚴格控制,大范圍推廣,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,考點1 幾種常見育種方法的比較,要點探究,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,（續(xù)上表）,要點探究,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,歸納提煉 （1）誘變育種與雜交育種相比，前者能產生前所未有的新基因，創(chuàng)造變異新類型；后者不能產生新基因，只是實現原有基因的重新組合。 （2）在所有育種方法中，最簡捷、常規(guī)的育種方法——雜交育種。 （3）根據不同育種需求選擇不同的育種方法。 ①將兩親本的兩個不同優(yōu)良性狀集中于同一生物體上，可利用雜交育種，亦可利用單倍體育種。,要點探究,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,②要求快速育種，則運用單倍體育種。 ③要求大幅度改良某一品種，使之出現前所未有的性狀，可利用誘變育種和雜交育種相結合的方法。 ④要求提高品種產量，提高營養(yǎng)物質含量，可運用多倍體育種。 （4）隨著我國航天技術的日趨成熟，太空育種正在興起，有兩個優(yōu)勢：①太空失重、真空狀態(tài)，將很多在地球重力場中無法完成的育種實驗變?yōu)榭梢詫崿F的現實；②太空高輻射環(huán)境為動、植物和微生物發(fā)生基因突變提供良好條件！,要點探究,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,【例?】圖甲是普通小麥由三種不同植物通過種間雜交的形成過程圖；圖乙是某實驗小組利用普通小麥中的高稈抗?。═TRR）和矮稈易感?。╰trr）兩個品種（兩對性狀獨立遺傳），通過三種不同途徑培育矮稈抗病小麥品種的實驗過程圖解。下列說法正確的是（ ）,要點探究,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,A.圖甲雜種一和雜種二與Y組中的花藥離體培養(yǎng)不同，有2個染色體組，自然條件下可育 B.X組中，F1自交后代F2中的矮稈抗病植株中能穩(wěn)定遺傳的占1/3，若要確定F2中獲得的矮稈抗病植株是否符合要求，可采用測交法 C.X、Y、Z三種方法中，最不容易獲得矮稈抗病小麥新品種的是Z D.通過Y組獲得的矮稈抗?、驗榧兒献?要點探究,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,解析：圖甲，圖中A、B、D表示的是染色體組，而不是基因。雜種一為異源二倍體，雜種二為異源三倍體，它們都不育，只有經過染色體數加倍才可育，因此①、②都是秋水仙素處理幼苗。圖乙，X組為雜交育種，檢測F2中符合要求的純合子應用自交法，而不能用測交法；Y組為單倍體育種，矮稈抗?、蚴腔ㄋ庪x體培養(yǎng)得到的單倍體，由于沒有用秋水仙素處理，故得不到純合植株；Z組為誘變育種，由于基因突變的低頻性和不定向性，不容易獲得所需性狀。 答案：C,要點探究,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,常見失分探因：不能正確判斷生物育種的方法和過程 （1）不能區(qū)分花藥離體培養(yǎng)與單倍體育種的關系。單倍體育種包括花藥離體培養(yǎng)和秋水仙素處理兩個過程。花藥離體培養(yǎng)只得到單倍體，只有經過秋水仙素處理才能得到純合植株。 （2）不明確雜交育種中純合子的篩選方法。植物雜交育種一般用自交，動物雜交育種一般用測交。 （3）此類問題還常因不能準確選擇育種方法而出現失誤，如“最簡捷”的方法是雜交育種，明顯縮短育種年限的是單倍體育種。,要點探究,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,1. 現有兩個小麥品種，一個純種小麥性狀是高稈（D），抗銹?。═）；另一個純種小麥的性狀是矮稈（d），易染銹病（t）。兩對基因獨立遺傳，育種專家提出了如圖所示的Ⅰ、Ⅱ兩種育種方法以獲得小麥新品種。問：,要點探究,跟蹤訓練,,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,(1)方法II依據的遺傳學原理是________; 要縮短育種年限，應選擇的方法是___________。 （2）圖中④基因型為_________。 （3）（二）過程中。D和d的分離發(fā)生在__________________________________;（三）過程采用的方法為____________;（四）過程最常用的化學藥劑是_______。 （4）（五）過程產生的抗倒伏抗銹病植株中的純合子占________；如果讓F1按（五）、（六）過程自交一代，則⑥中符合生產要求并能穩(wěn)定遺傳的個體占__________。,要點探究,基因重組,方法Ⅰ,ddTT,減數第一次分裂(或減數第一次分裂后期),花藥離體培養(yǎng),秋水仙素,1/3,1/2,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,（5）如果方法I中（二）過程中摻雜了一些花藥壁細胞進去，由花藥壁細胞經過（三）過程形成的植株一定是__________（純合子、雜合子）。,要點探究,雜合子,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,解析：(1)方法Ⅱ屬于雜交育種，雜交育種的遺傳學原理是基因重組；要縮短育種年限，應選擇的方法是Ⅰ單倍體育種，獲得的都是純合的，自交后代不會發(fā)生性狀分離。(2)根據配子情況，圖中④的基因型應該由dT加倍而來，為ddTT。(3)等位基因分離發(fā)生在減數第一次分裂后期，(三)過程采用的是花藥的離體培養(yǎng)，屬于單倍體育種；(四)過程是使用秋水仙素處理單倍體幼苗，抑制細胞有絲分裂過程中紡錘體的形成。(4)過程(五)是自交，其后代抗倒伏抗銹病的植株中，ddTT∶ddTt＝1∶2，其中純合子占1/3。讓F1按(五)、(六)過程自交一代，即選出的抗倒伏抗銹病的植株再自交一次，由于ddTT∶ddTt＝1∶2，即ddTT占1/3、ddTt占2/3，其,要點探究,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,中1/3ddTT能穩(wěn)定遺傳，2/3ddTt自交產生ddTT的比例為2/3×1/4＝1/6，則⑥中符合生產要求并能穩(wěn)定遺傳的個體占1/3＋1/6＝1/2。(5)花藥壁細胞的基因型是DdTt，所以經過(三)過程形成的植株基因型不變，一定是雜合子。,要點探究,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,考點2 基因工程的操作工具及基本步驟,要點探究,一、操作工具 1.基因的“剪刀”——限制性核酸內切酶（簡稱“限制酶”）。 （1）存在：主要在微生物體內。 （2）特性：一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列，并在特定的切點上切割DNA分子。 （3）實例：EcoRI限制酶能專一識別GAATTC序列，并在G和A之間將這段序列切開。,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,（4）切割結果：產生2個帶有黏性末端的DNA片段。 （5）作用：基因工程中重要的切割工具，能將外來的DNA切斷，對自己的DNA無損害。 2.基因的“針線”——DNA連接酶。 DNA連接酶的作用是在DNA分子連接過程中，通過形成磷酸二酯鍵黏合脫氧核糖和磷酸之間的缺口。如果把DNA分子看成梯子形，DNA連接酶的作用是把梯子的扶手連接起來。,要點探究,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,3.常用的運載體——質粒。 （1）本質：小型環(huán)狀DNA分子。 （2）作用： ①作為運載工具，將目的基因送到宿主細胞中去。 ②用它在宿主細胞內對目的基因進行大量復制。 （3）作為運載體應具備的條件： ①能在宿主細胞內穩(wěn)定保存并大量復制。 ②有多個限制酶切點。 ③有標記基因，供重組DNA的鑒定和選擇。,要點探究,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,要點探究,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,歸納提煉 （1）限制性核酸內切酶和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）質粒是最常用的運載體，不要把質粒等同于運載體，除此之外，λ噬菌體的衍生物和動植物病毒也可作為運載體。運載體的化學本質為DNA，其基本單位為脫氧核苷酸。 （3）要想從DNA上切下某個基因，應切2個切口，產生4個黏性末端。,要點探究,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,（4）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。 （5）微生物常被用做受體細胞的原因是其具有繁殖快、代謝快、目的基因產物多的特點。 （6）動物受體細胞一般選用受精卵，植物受體細胞可以是體細胞，但需與植物組織培養(yǎng)技術相結合。 （7）抗蟲棉只能抗蟲，不能抗病毒、細菌。 （8）對基因操作是否成功不但要在分子水平上鑒定還要在個體水平上鑒定。,要點探究,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,（9）目的基因指要表達的基因，標記基因指運載體上且用于鑒定篩選的基因。 （10）目的基因表達的標志：通過轉錄、翻譯產生相應的蛋白質。,要點探究,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,【例?】下圖為DNA分子在不同酶的作用下所發(fā)生的變化。圖中依次表示限制性核酸內切酶、DNA聚合酶、DNA連接酶、解旋酶作用的正確順序是（ ） A.①②③④ B.①②④③ C.①④②③ D.①④③②,要點探究,,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,解析：限制性核酸內切酶的作用是切割磷酸二酯鍵(①)，DNA聚合酶的作用是在有模板的條件下催化合成DNA子鏈，形成新的DNA分子(④)，DNA連接酶的作用是連接磷酸二酯鍵，即將2個DNA分子末端的缺口縫合起來(②)，解旋酶的作用是使雙鏈DNA解旋(③)。 答案：C,要點探究,,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,要點探究,2. chIL基因是藍細菌擬核DNA上控制葉綠素合成的基因。為研究該基因對葉綠素合成的控制，需要構建缺失chIL基因的變異株。構建過程如下圖所示，下列敘述不正確的是（ ）,跟蹤訓練,C,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,A.chIL基因的基本組成單位是脫氧核糖核苷酸 B.①②過程應使用不同的限制性核酸內切酶 C.構建的基因表達載體中應含有起始密碼子和終止密碼子 D.若操作成功，可用含紅霉素的培養(yǎng)基篩選出所需變異株,要點探究,解析：據圖分析：基因本質是DNA，A正確。①是chIL是基因重組，②是紅霉素抗性基因和質粒重組，并且破壞chIL基因，B正確。構建的基因表達載體中應含有啟動子和終止子，C錯誤。若操作成功，藍細菌含紅霉素抗性基因，同時無chIL基因，D正確。,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,名師點睛 （1）幾種酶的比較。,要點探究,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,（2）限制性酶與DNA連接酶的關系。 ①限制酶不切割自身DNA的原因是：原核生物中不存在該酶的識別序列或識別序列已經被修飾。 ②DNA連接酶起作用時不需要模板。DNA聚合酶起作用時需要模板。,要點探究,,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,?網絡概覽?,要點探究,,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,提能演練,1.下列實踐活動包含基因工程技術的是（ ） A.水稻F1花藥經培養(yǎng)和染色體加倍，獲得基因型純合新品種 B.抗蟲小麥與矮稈小麥雜交，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導入玉米細胞，經組織培養(yǎng)獲得抗病植株 D.用射線照射大豆使其基因結構發(fā)生改變，獲得種子性狀發(fā)生變異的大豆,C,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,高分秘笈,解析：A項屬于單倍體育種，原理是染色體變異；B項屬于雜交育種，原理是基因重組；C項屬于基因工程，原理是基因重組；D項屬于誘變育種，原理是基因突變。選C。,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,高分秘笈,2.某種極具觀賞價值的蘭科珍稀花卉很難獲得成熟種子。為盡快推廣種植，可應用多種技術獲得大量優(yōu)質苗，下列技術中不能選用的是（ ） A.利用莖段扦插誘導生根技術快速育苗 B.采用花粉粒組織培養(yǎng)獲得單倍體苗 C.采集幼芽嫁接到合適的其他種類植物體上 D.采用幼葉、莖尖等部位的組織進行組織培養(yǎng),B,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,高分秘笈,解析：莖段扦插、幼芽嫁接、植物組織培養(yǎng)都是無性繁殖，可以大量快速得到與原有性狀相同的個體，A、C、D均可選用；采用花粉粒離體培養(yǎng)可獲得單倍體幼苗，但由于花粉粒為雄配子，發(fā)育來的單倍體植株會發(fā)生性狀分離，不能保持親代的優(yōu)良性狀，B錯誤。,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,提能演練,3.現有小麥種質資源包括：①高產、感??；②低產、抗??；③高產、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、抗??；b.高產、早熟；c.高產、抗旱。下述育種方法可行的是( ) A．利用①、③品種間雜交篩選獲得a B．對品種③進行染色體加倍處理篩選獲得b C．a、b的培育可采用誘變育種方法，c不可以 D．用轉基因技術將外源抗旱基因導入③中獲得c,,D,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,高分秘笈,解析：欲獲得a，應利用①和②品種間進行雜交篩選，A錯誤；染色體加倍后結實率降低，欲獲得b應對③進行誘變育種，B錯誤；誘變育種可以產生新基因，因此a、b、c都可以通過誘變育種獲得，C錯誤；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，D正確。,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,高分秘笈,4.（2014·新課標Ⅰ卷）現有兩個純合的某作物品種：抗病高桿（易倒伏）和感病矮桿（抗倒伏）品種。已知抗病對感病為顯性，高桿對矮桿為顯性，但對于控制這兩對相對性狀的基因所知甚少?；卮鹣铝袉栴}： （1）在育種實踐中，若利用這兩個品種進行雜交育種，一般來說，育種目的是獲得具有 優(yōu)良性狀的新品種。 （2）雜交育種前，為了確定F2代的種植規(guī)模，需要正確的預測雜交結果。若按照孟德爾遺傳定律來預測雜交結果，需要滿足3個條件：條件之一是抗病與感病這對相對性狀受一對等位基因控制，且符合分離定律；其余兩個條件是______________________________________________________； ________________________________________________。,抗病矮桿,高桿與矮桿這對相對性狀受一對等位基因控制，且符合分離定律,控制這兩對相對性狀基因位于非同源染色體上,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,提能演練,（3）為了確定控制上述這兩對性狀的基因是否滿足上述3個條件，可用測交實驗來進行檢驗。請簡要寫出該測交實驗的過程。 ________________________________________________________________________。,將純合抗病高稈與感病矮稈植株雜交，產生F1，讓F1與感病矮稈雜交,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,高分秘笈,解析：(1)雜交育種的目的是獲得多種優(yōu)良性狀于一身的純合新品種，從題意知，抗病與矮桿(抗倒伏)為優(yōu)良性狀。 (2)孟德爾遺傳定律研究的是真核生物細胞核基因的遺傳特點，故控制相對性狀的等位基因應位于細胞核。兩對基因分別位于兩對同源染色體上，才遵循基因的自由組合定律。 (3)測交是指用雜合子和隱性純合子雜交，而題干無雜合子，故應先雜交得到雜合子，然后再進行測交實驗。,基礎回顧 要點探究 提能演練,欄目鏈接,