从杂交育种到基因工程.ppt

,(对应学生用书P138) 知识梳理 一、杂交育种和诱变育种,问题探究1：杂交育种能否应用于微生物育种？试分析原因。 提示：不能。杂交育种利用基因重组的原理，一般发生在有性生殖的减数分裂过程中；微生物一般不进行减数分裂，故不用杂交育种。,二、基因工程及其应用 1概念的理解,问题探究2：基因工程的原理是什么？有什么优点？ 提示：(1)基因工程的原理：基因重组。 (2)优点：与杂交育种相比较明显的优点：克服远缘杂交不亲合障碍。 与诱变育种相比较明显的优点：定向改造生物性状，目的性强。,2工具 (1)基因的“剪刀”：限制酶。 (2)基因的“针线”：DNA连接酶。 (3)基因的运载体：常用的有质粒、噬菌体和动植物病毒等，目的是将目的基因送入受体细胞。 3步骤 提取目的基因目的基因与运载体结合将目的基因导入受体细胞目的基因的表达和检测。,元贝驾考 元贝驾考2016科目一 科目四 驾考宝典网 / 驾考宝典2016科目一 科目四,自主检测 一、判断题 1诱变育种的原理是基因突变。( ) 【答案】 2基因工程的工具酶包括限制酶，DNA连接酶和运载体。( ) 【解析】 运载体不是工具酶。 【答案】 3限制酶、DNA连接酶具有专一性、高效性等特点。( ) 【答案】 4限制酶和DNA连接酶的作用部位均为磷酸二酯键。( ) 【答案】 ,5由于基因工程能定向改造生物的性状，所以基因工程育种是最简单的育种方法。( ) 【解析】 杂交育种是最简单的育种方法。 【答案】 6诱变育种具有一定的方向性，能使生物产生优良性状。( ) 【答案】 ,二、选择题 7利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需要的产品，下列选项中能说明目的基因完成了在受体细胞中表达的是( ) A棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因 B大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNA C山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA序列 D酵母菌细胞中提到取人干扰素蛋白 【解析】 若能在受体细胞检测到目的基因产物，则可表明目的基因完成了在受体细胞中的表达，D选项表明人的干扰素基因已经在受体细胞酵母菌中成功表达。 【答案】 D,8(2011杭州模拟)生物界广泛存在着变异，人们研究并利用变异可以培育高产、优质的作物新品种。下列能产生新基因的育种方式是( ) A“杂交水稻之父”袁隆平通过杂交技术培育出高产的超级稻 B用X射线进行大豆人工诱变育种，从诱变后代中选出抗病性强的优良品种 C通过杂交和人工染色体加倍技术，成功培育出抗逆能力强的八倍体小黑麦 D把合成胡罗卜素的有关基因转进水稻，育成可预防人类VA缺乏症的转基因水稻 【解析】 只有基因突变才能产生新基因。 【答案】 B,9(2011长春调研)已知水稻的抗病(R)对感病(r)为显性，有芒(B)对无芒(b)为显性。现有抗病有芒和感病无芒两个品种，要想选育出抗病无芒的新品种，生产中一般选用的育种方法是( ) A诱变育种 B多倍体育种 C基因工程育种 D杂交育种 【解析】 杂交育种能集两个亲本的不同优良性状于一身。 【答案】 D,10(2011烟台质检)以下说法正确的是( ) A所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 B质粒是基因工程中唯一的运载体 C运载体必须具备的条件之一是：具有一个至多个限制酶切点，以便与外源基因连接 DDNA连接酶使黏性末端的碱基之间形成氢键 【解析】 每一种限制酶只能识别一种(或者一类)特定的核苷酸序列，不同的限制酶所识别的序列不同；质粒是常用的运载体，但不是唯一的。DNA连接酶连接的是两个被限制酶切割的DNA片段的切口，即断开的磷酸二酯键，而不是碱基之间的氢键。 【答案】 C,三、非选择题 11(2011商丘模拟)水稻是湛江主要的粮食作物，改善水稻的遗传性状是育种工作者不断努力的目标。如图表示水稻育种的一些途径。请回答下列问题： (1)以矮秆易感病(ddrr)和高秆抗病(DDRR)水稻为亲本进行杂交，得到F1，F1自交产生F2，F2中不能稳定遗传的占_，选F2中的矮秆抗病的水稻植株进行自交，子代中ddRR和ddRr的比例是_。,(2)若要在较短时间内获得上述新品种水稻，可选图中_(填数字)途径所用的方法。其中途径的常用方法是_。 (3)科学工作者欲培育能产生人体蛋白的水稻新品种，应该选择图中_(填数字)表示的途径最为合理可行，该技术手段主要包括的过程：提取目的基因、_、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。该育种方式所遵循的原理为_。 (4)图中_(填数字)所表示的育种途径具有典型的不定向性。,【答案】 (1)3/4 3：2 (2)、 花药离体培养 (3)、 目的基因与运载体结合(或构建目的基因表达载体) 基因重组 (4)、,(对应学生用书P139) 考点1 遗传育种的方法及原理,典例1 (2011晋城市高三第二次模拟考试)现有甲、乙两种植物(均为二倍体纯种)，其中甲种植物的光合作用能力高于乙种植物，但乙种植物很适宜在盐碱地种植，且相关性状均为核基因控制。要利用甲、乙两种植物的优势，培育出高产、耐盐的植株，有多种生物技术手段可以利用。下列所采用的技术手段中，理论上不可行的是( ) A利用植物体细胞杂交技术，可获得满足要求的四倍体杂种目的植株 B将乙种植物耐盐基因导入到甲种植物的受精卵中，可培育出目的植株 C两种植物杂交后，得到的F1再利用单倍体育种技术，可较快获得纯种的目的植株 D诱导两种植物的花粉融合，并培育成幼苗，幼苗用秋水仙素处理，可培育出目的植株,【答案】 C,1.诱变育种与杂交育种相比，前者能产生前所未有的新基因，创造变异新类型；后者不能产生新基因，只是实现原有基因的重新组合。 2在所有育种方法中，最简捷、常规的育种方法杂交育种。 3杂交育种选育的时间是F2，原因是从F2开始发生性状分离；选育后是否连续自交取决于所选优良性状是显性还是隐性。 4杂交育种是通过杂交培育具有优良性状且能稳定遗传(纯合子)的新品种，而杂种优势则是通过杂交获得种子，一般不是纯合子，在杂种后代上表现出多个优良性状，但只能用杂种一代，因为后代会发生性状分离。,5诱变育种尽管能提高突变率，但处理材料时仍然是未突变的远远多于突变的个体；突变的不定向性和一般有害的特性决定了在突变的个体中有害仍多于有利，只是与自然突变相比较，二者都增多。 6杂交育种与杂种优势的区别 (1)杂交育种是通过有性生殖，使不同的优良性状组合到后代的一个个体中，从而选育出优良品种的方法。 (2)杂种优势是指基因型不同的个体杂交产生的杂交一代，在适应能力等方面优于两个亲本的现象。 7不同育种目的的杂交育种的基本步骤及特点 (1)培育杂合子品种杂种优势的利用 在农业生产上，可以将杂种一代作为种子直接利用，如水稻、玉米等。,基本步骤：选取双亲P(、 )杂交F1。 特点：高产、优质、抗性强，但种子只能种一年。 (2)培育纯合子品种 培育隐性纯合子品种的基本步骤 选取双亲P(、 )杂交，F1自交F2选出表现型符合要求的个体种植推广。 培育双显纯合子或隐显纯合子品种的基本步骤 选取双亲P(、 )杂交F1自交F2选出表现型符合要求的个体自交F3选出稳定遗传的个体推广种植。 特点：操作简单，但需要的时间较长。,举一反三 1(2011江苏徐州调研)下列有关育种的叙述中，错误的是( ) A用于大田生产的优良品种不一定是纯合子 B通过植物组织培养技术培育脱毒苗，筛选培育抗病毒新品种 C诱变育种可提高突变频率，加速新基因的产生，从而加速育种进程 D为了避免对三倍体无子西瓜年年制种，可利用植物组织培养快速繁殖 【解析】 脱毒即使其无毒，不一定能抗毒。 【答案】 B,2(2011合肥质检)诱变育种有很多突出优点，也存在一些缺点，下列分析正确的是( ) 结实率低，发育迟缓 提高变异频率，使后代变异性状较快稳定，因而加快育种进程 大幅度改良某些性状 茎秆粗壮，果实种子大，营养物质含量高 有利个体不多，需要处理大量的材料 A B C D 【解析】 结实率低、发育迟缓、茎秆粗壮、果实种子大、营养物质含量高是多倍体的特点。 【答案】 B,3(2011潍坊模拟)在实验田中偶然出现了一株抗旱、抗盐的玉米，设想利用该植株培育能稳定遗传的抗旱、抗盐水稻品种，用到的育种方法和技术应有( ) 诱变育种 单倍体育种 转基因技术 组织培养技术 A B C D 【解析】 题干中强调玉米植株中出现了抗性基因，要使水稻植株中含有该抗性基因，必须利用转基因技术，将抗性基因转入后进行组织培养获得的植株为杂合子，需要对其进行单倍体育种才能获得稳定遗传的抗性水稻品种。 【答案】 B,考点2 基因工程 1.基因工程的原理 (1)不同生物的DNA分子具有相同结构。 (2)基因是控制生物性状的基本结构单位和功能单位。 (3)各种生物共用一套遗传密码。 2基因工程操作的工具 (1)限制性核酸内切酶基因的“剪刀” 存在场所：主要是存在于微生物细胞中。 特性：一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且能够在特定的切点上切割DNA分子。 作用结果：得到平末端或黏性末端。,(2)DNA连接酶基因的“针线” 作用：连接限制性核酸内切酶切开的断口。 常用的种类及来源： (3)运载体基因的运输工具 作为运载体必须具备的条件： 能够在宿主细胞内复制并稳定地保存。 含有多个限制酶切点，以便和外源基因相连。 含有标记基因，以便于筛选。,3基因工程与基因重组,典例2 通过DNA重组技术使原有基因得以改造的动物称为转基因动物。运用这一技术使羊奶中含有人体蛋白质，下图表示了这一技术的基本过程，在该过程中所用的基因“剪刀”能识别的序列和切点是GGATCC，请回答： (1)从羊染色体中“剪下”羊蛋白质基因的酶是_。 人体蛋白质基因“插入”后连接在羊体细胞染色体中需要的酶是_。,(2)人体蛋白质基因之所以能“插入”到羊_。 (3)将人体蛋白质基因导入羊体内并成功地表达，使羊产生新的性状。这种变异属于_，这里“成功地表达”的含_。 (4)你认为此类羊产生的奶安全可靠吗？理由是什么？,【解析】 本题主要考查基因工程的一般步骤、操作工具、应用以及转基因技术的安全性等知识。(1)基因工程的基本操作中用到的工具酶是限制性核酸内切酶、DNA连接酶。(2)不同生物的DNA分子的化学组成和空间结构相同，即都具有相同的物质基础和结构基础。(3)人体蛋白质基因导入羊体内并成功地表达，使羊产生新的性状，这是将一种基因导入另一种生物，变异类型属于基因重组，目的基因成功表达的含义是人体蛋白质基因在羊体细胞内通过转录、翻译两个过程控制合成人体蛋白质。(4)为开放性的题目，但要注意回答的理由要与观点相对应。,【答案】 (1)限制性核酸内切酶 DNA连接酶 (2)人和羊DNA分子的空间结构、化学组成相同；有互补的碱基序列(答出其中一点即可) (3)基因重组 人体蛋白质基因在羊体细胞内控制合成人体蛋白质 (4)安全，因为目的基因导入受体细胞后没有改变，控制合成的人体蛋白质成分没有改变。(或不安全，因为目的基因导入受体细胞后，可能由于羊细胞中某些成分的影响，合成的蛋白质成分可能发生一定的改变。),1.基因工程的三种工具中，限制性核酸内切酶、DNA连接酶是基因操作过程中的酶工具，化学本质是蛋白质。但它们的功能不同，前者切割磷酸二酯键，后者连接磷酸二酯键。而运载体可能是质粒或病毒。 2限制性核酸内切酶、DNA连接酶都是一类酶，不是一种酶。 3DNA连接酶与DNA聚合酶的不同 DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核酸片段的3末端的羟基上；而DNA连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键，不是在单个核苷酸与DNA片段之间形成磷酸二酯键。 DNA聚合酶是以一条DNA链为模板，将单个核苷酸通过磷酸二酯键形成一条与模板链互补的DNA链；而DNA连接酶是将DNA双链上的两个缺口同时连接起来，因此DNA连接酶不需要模板。,4基因重组发生于有性生殖中，不能打破生殖隔离，而基因工程则可实现异种生物的基因转移。 5基因工程可使受体获得新的基因，表现出新的性状，该技术可看作是一种广义的基因重组。 6转基因动、植物的培育，因其细胞全能性不同，外源基因的受体细胞也不同。培育转基因动物的受体细胞一般为受精卵；培育转基因植物的受体细胞可用生殖细胞，也可用体细胞。基因工程常需与其他工程技术配合，才能实现目的。,举一反三 1(2010厦门质检)下列有关基因工程中限制酶的描述，错误的是( ) A一种限制酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列 B限制酶的活性受温度影响 C限制酶能识别和切割RNA D限制酶可从原核生物中提取 【答案】 C,2(2011湖州模拟)科学家用纳米技术制造出一种“生物导弹”，可以携带DNA分子。把它注射入组织中，可以通过细胞的胞吞作用的方式进入细胞内，DNA被释放出来，进入到细胞核内，最终整合到细胞染色体中，成为细胞基因组的一部分，DNA整合到细胞染色体中的过程，属于( ) A基因突变 B基因重组 C基因互换 D染色体变异 【解析】 该过程属于人工基因重组。 【答案】 B,3100年来，果蝇作为经典模式生物在遗传学研究中备受重视。请根据以下信息回答问题： 黑体残翅果蝇与灰体长翅果蝇杂交，F1全为灰体长翅。用F1雄果蝇进行测交，测交后代只出现灰体长翅200只、黑体残翅198只。如果用横线()表示相关