上海高三生物补习班上海高三生物寒假辅导班课件

第三课时生物育种上海新王牌一、杂交育种1.概念:将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在

一起,再经过①选择和培育,获得新品种的方法。2.原理:②基因重组。3.过程:选择具有不同优良性状的亲本→③杂交,获得F1

→F1自交或杂交获得F2→鉴别,选择需要的类型。4.优点:可以把多个品种的④优良性状集中在一起。5.缺点:获得新品种的周期⑤长。上海新王牌6.应用:改良作物品质,提高农作物⑥单位面积的产量的

常规方法,同时也可用于家畜、家禽的育种。二、诱变育种1.概念:利用物理因素或⑦化学因素来处理生物,使生物

发生⑧基因突变从而获得优良变异类型的育种方法。2.原理:基因突变。3.过程:选择生物→⑨诱发突变→选优良性状→培育。4.优点:(1)可以提高突变率,在较短时间内获得更多上海新王牌上海新王牌2.基因工程的基本工具(1)基因剪刀:

限制性核酸内切酶(一种限制酶只能识别并切割一种特定的脱氧核苷酸序列,产生两个黏性末

端)。(2)基因针线:DNA连接酶——将由同一种限制酶切割

后的黏性末端(碱基互补)的

脱氧核糖和

磷酸连接起来。(3)基因的运载体——常用的有

质粒、噬菌体、

动植物病毒等。上海新王牌3.基因工程的基本步骤提取目的基因→

目的基因与运载体的结合→将目的基因导入受体细胞→

目的基因的检测与鉴定。上海新王牌上海新王牌(4)要求提高品种产量,提高营养物质含量,可运用多倍

体育种。2.常规育种方法比较上海新王牌上海新王牌上海新王牌

思维误区规避1.杂交育种选育的是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。2.杂交育种是通过杂交的方法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。3.诱变育种尽管提高突变率,但处理材料时仍然是未突变的远远多于突变的;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。上海新王牌

典例1

在试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(

)①诱变育种②单倍体育种③转基因技术④组织

培养技术A.①②③B.②③④C.①③④D.①②④上海新王牌1.基因重组与基因工程的比较二、基因工程及其应用上海新王牌上海新王牌2.基因工程的应用(1)基因工程与作物育种。人们利用基因工程的方法,

获得了高产、稳产和具有优良品种的农作物,培育出了

具有各种抗逆性的作物新品种,如抗虫棉。(2)基因工程与药物研制。用基因工程方法能够高效率

地生产出各种高质量、低成本的药物,如胰岛素、乙肝

疫苗等。(3)基因工程与环境保护。如超级菌分解泄漏石油。上海新王牌上海新王牌4.基因工程应注意的若干个问题(1)限制性内切酶和DNA连接酶的作用部位都是脱氧

核苷酸之间形成的磷酸二酯键(不是氢键),只是一个切

开,一个连接。(2)质粒是最常用的运载体,不要把质粒与运载体等同,

除质粒之外,噬菌体和动植物病毒也可作为运载体。运

载体的化学本质为DNA,其基本单位为脱氧核苷酸。(3)基因工程中工具酶有两种——限制性内切酶和

DNA连接酶;工具有三种,除上述两种工具酶外还包括上海新王牌运载体。(4)基因工程四个步骤中只有第3步将目的基因导入受

体细胞不涉及到碱基互补配对。(5)受体细胞常用微生物的原因——繁殖快、代谢快、

目的基因产物多。(6)培育转基因植物,受体细胞可选用受精卵或体细胞

。若受体细胞是体细胞,再将含目的基因的体细胞进行

植物组织培养,即可获得转基因植株。(7)目的基因的检测是利用质粒中的标记基因,如大肠上海新王牌

典例2

(2011年重庆理综)拟南芥是遗传学研究的模式植物,其突变体可用于验证相关基因的功能。野生型拟南芥的种皮为深褐色(TT),某突变体的种皮为黄色(tt),下图是利用该突变体验证油菜种皮颜色基因(Tn)功能的流程示意图。上海新王牌(1)与拟南芥t基因的mRNA相比,若油菜Tn基因的mR-

NA中UGA变为AGA,其末端序列成为“—AGCGC-

GACCAGACUCUAA”,则Tn比t多编码

个氨

基酸(起始密码子位置相同,UGA、UAA为终止密码子)。(2)图中①应为

,若②不能在含抗

生素Kan的培养基上生长,则原因是

。若③的种皮颜色为

,则说明油菜Tn基因与

拟南芥T基因的功能相同。上海新王牌体进行了复制,基因也进行了复制,因而基因型为TnT

ntt。设③转基因拟南芥的叶片卷曲与正常叶是由B、

b基因控制,正常叶为显性,而该对性状与种皮性状为

独立遗传,则这两对性状遵循基因的分离与自由组合

定律。则:③转基因拟南芥

×双杂合拟南芥TntbbTtBb进行逐对分析:Tnt×Tt

1/4TnT、1/4Tnt、1/4Tt、1/4tt上海新王牌由于Tn和T的功能相同,所以表现为3/4T_(深褐色)、1/4tt(黄色)bb×Bb

1/2Bb(正常叶)、1/2bb(卷曲叶)所以后代中有四种表现型:3/8种皮深褐色正常叶;3/8

种皮深褐色卷曲叶;1/8种皮黄色正常叶;1/8种皮黄色

卷曲叶。取③转基因拟南芥的茎尖培养为植物组织

培养,故为无性生殖,所以后代性状一般不变(排除基

因突变)。由上可知,所得③转基因拟南芥Tnt和野生型

拟南芥TT两个品种相当于发生基因突变,没有隔离,能杂交产生可育后代,因此是同一个物种。上海新王牌【答案】(1)2

(2)重组质粒(重组DNA分子)重组质

粒未导入深褐色

(3)TnTntt黄色正常、黄色卷曲

不变

(4)是

上海新王牌1.诱变育种与杂交育种的不同之处是

(

)①能大幅度改良某些性状②能形成新的基因③能

形成新基因型④一般对个体生存有利A.①②B.①③C.②③D.②④上海新王牌【思路剖析】该诱变育种与杂交育种都能形成新基

因型,故③不对;诱变育种原理是基因突变,一般对个

体有害,所以④不是诱变育种的特点。【答案】A上海新王牌2.下列品种的培育与育种原理相符的是

(

)A.无子西瓜的培育——染色体数目变异B.高产青霉菌株的培育——基因重组C.用花粉(Ab)培养成幼苗,再用秋水仙素处理获得纯种

植株(AAbb)——单倍体育种D.培育能产生人胰岛素的大肠杆菌——基因突变上海新王牌植株(AAbb),其原理是染色体变异;培育能产生人胰岛

素的大肠杆菌利用了基因工程技术,其原理是基因重

组。【答案】A【思路剖析】高产青霉菌株的培育原理是基因突变;

用花粉(Ab)培养成幼苗,再用秋水仙素处理获得纯种上海新王牌3.萤火虫体内的荧光素酶催化的系列反应导致萤火虫

发光。如果荧光素酶存在于植物体内,也可以使植物体

发光。一直以来荧光素酶的唯一来源是从萤火虫腹部

提取。但科学家成功地通过基因工程将荧光素酶基因

导入到大肠杆菌体内,使其产生荧光素酶。请分析回答

下列问题:(1)在此基因工程中,目的基因是

。(2)将此目的基因导入受体细胞内需要载体的帮助。下

列各项在选取载体时不必考虑的是

(用字母上海新王牌表示)。A.能够在宿主细胞内复制并稳定保存B.具有多个限制酶的切点C.具有与目的基因完全相同的碱基序列D.具有某些标记基因(3)在基因表达载体构建的过程中,需要

、

等多种酶的参与。(4)在此基因工程中受体细胞为

。上海新王牌(5)通过基因工程来培育新品种的主要优势是

。【思路剖析】(1)此基因工程的目的是将荧光素酶基

因导入到大肠杆菌体内,使其产生荧光素酶,所以荧光

素酶基因是人类所需要的基因,是目的基因。(2)作为

基因工程的载体必须具备三个条件,即能够在宿主细

胞内复制并稳定保存、具有多个限制酶的切点、具

有某些标记基因,但不一定具有与目的基因相同的碱

基片断。(3)基因表达载体的构建需要限制酶、DNA上海新王牌连接酶等参与。(4)根据本基因工程的目的可确定受

体细胞是大肠杆菌。(5)通过基因工程育种的优势主

要是能定向改造生物的遗传性状。【答案】(1)荧光素酶基因

(2)C

(3)限制性核酸内

切酶(或限制酶)DNA连接酶

(4)大肠杆菌

(5)定

向地改造生物的遗传性状上海新王牌上海新王牌一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分)1.(基础再现)中国返回式卫星上搭载的水稻种子返回

地面后,经种植培育出的水稻穗多粒大,亩产达600kg,

蛋白质含量增加8%~20%,生长周期平均缩短10天。这

种育种方式属于

(

)A.杂交育种B.单倍体育种C.诱变育种D.多倍体育种上海新王牌【思路剖析】此育种是利用太空育种技术,在太空中

通过强辐射、微重力和高真空等条件诱发植物种子

的基因发生突变的作物育种技术。【答案】C上海新王牌2.(基础再现)研究人员想将生长激素基因通过质粒导

入大肠杆菌细胞内,以表达产生生长激素。已知质粒中

存在两个抗性基因;A是抗链霉素基因,B是抗氨苄青霉

素基因,且目的基因不插入到基因A、B中。大肠杆菌

不带有任何抗性基因,则筛选获得“工程菌”的培养基

的抗生素首先应该

(

)A.仅有链霉素B.仅有氨苄青霉素C.同时含链霉素和氨苄青霉素D.无链霉素和氨苄青霉素上海新王牌【思路剖析】筛选“工程菌”应用选择性培养基。

因混合细胞中同时存在没有导入重组质粒的大肠杆

菌和导入重组质粒的大肠杆菌两种细胞,要筛选出导

入了重组质粒的大肠杆菌就需在培养基中加入与质

粒中标记基因所对应的抗生素。【答案】C上海新王牌3.(基础再现)下图是培育高品质的糯小麦的过程。有

关叙述正确的是

(

)A.a过程中运用的原理是基因重组B.b过程可以通过自交来提高纯合率上海新王牌C.a过程用秋水仙素作用于萌发的种子D.a、b过程均能快速获得目的植株【思路剖析】a过程为单倍体育种,其原理是染色体变

异;b为自交过程,不能提高突变率和缩短育种年限;a

过程需要使用秋水仙素,但其作用对象是花药离体培

养形成的单倍体幼苗;杂合子自交可以提高后代中纯

合子的比例。【答案】B上海新王牌4.(基础再现)下列育种过程中需要对母本进行去雄处

理的是

(

)A.用杂合抗病小麦连续自交得到纯合抗病植株B.无子番茄的培育C.培育四倍体西瓜植株D.对三倍体无子西瓜授以二倍体西瓜花粉,结出无子西

瓜上海新王牌物处理未受粉的雌蕊柱头,所以应对母本进行去雄处

理。【答案】B【思路剖析】无子番茄培育的原理是用生长素类似上海新王牌5.(视角拓展)单倍体育种是植物育种手段之一。以下

有关叙述正确的是

(

)A.普通小麦的配子培养产生的植株是三倍体植株B.单倍体是具有一个染色体组的植株体C.可以利用花药培养的方法直接能产生结果实的纯合

子D.单倍体育种的方法可明显缩短种年限上海新王牌但由配子培养成的个体,无论含有多少个染色体组,均

属于单倍体,所以单倍体不一定只含有一个染色体组

。由于单倍体通常是含有奇数染色体组,所以是高度

不育的。【答案】D【思路剖析】虽然普通小麦配子中有三个染色体组,上海新王牌6.(视角拓展)用现代生物技术能创造生物新类型,其原

因不包括

(

)A.可通过诱变提高基因突变率B.可通过转基因迅速改变生物的基因组成C.可通过多倍体育种使新物种的产生不需要经过生殖

隔离D.可通过组织培养迅速使新品种形成种群上海新王牌多倍体育种可使新物种的产生不经过地理隔离。【答案】C【思路剖析】新物种的形成必需经过生殖隔离,通过上海新王牌7.(视角拓展)美国生物学家CraigVenter宣布开发出了

第一个由一个合成的基因组所控制的细胞。在这项研

究中,CraigVenter博士等人通过化学的方法合成了蕈

状支原体的基因组,然后将其植入到与它亲缘关系很近

的山羊支原体的细胞里,获得了全新的蕈状支原体,植

入的基因组能调控这一细胞,新移植的基因组取代原基

因组发挥作用,把寄主细胞转变成蕈状支原体。下列有

关叙述正确的是

(

)A.蕈状支原体基因组即其一个染色体组所包含的全套上海新王牌基因B.寄主细胞转变成蕈状支原体是利用了基因突变的原

理C.这个合成的基因组一定是通过逆转录得到的D.支原体是目前发现的最小的、最简单的具有自我繁

殖能力的细胞,其基因组也是原核生物中最小的,因此

便于操作上海新王牌中最小的,故D项正确;支原体是原核生物,没有染色

体,故A项错误;该转变过程原理为基因重组,而非基因

突变,故B项错误;该基因组的合成不一定通过逆转录

得到,故C项错误。【答案】D【思路剖析】支原体是目前发现的最小的、最简单

的具有自我繁殖能力的细胞,其基因组也是原核生物上海新王牌8.(视角拓展)在某作物育种时,将①、②两个植株杂交,

得到③,将③再作如图所示处理。下列分析错误的是

(

)A.由③到④过程一定发生了非同源染色体上非等位基

因的自由组合上海新王牌异C.若③的基因型为AaBbdd,则⑩植株中能稳定遗传的

个体占总数的1/4D.由③到⑦过程可能发生突变和基因重组【思路剖析】由③到④过程的原理是基因突变,不存

在等位基因分离、非同源染色体上非等位基因自由

组合。【答案】AB.由⑤×⑥的育种过程中,依据的主要原理是染色体变上海新王牌二、非选择题(本题共4小题,共52分)9.(基础再现,12分)2008年9月25号,随“神舟”七号航

天飞船飞入太空的还有小麦种子,科学家将这些遨游太

空后的种子播种后,长出的众多秧苗中,只有其中1株出

现与众不同的特性。在此后几年的种植培养过程中,这

株小麦的后代发生了变异,有早熟型、长粒型、高粗秆

大穗型、小粒型、大粒型等十多个品种。(1)实验结果表明该变异最有可能是

,这

种育种方法是

。(2)众多秧苗中,只有其中1株出现与众不同的特性,而其上海新王牌后代发生变异形成了十多个品种,说明突变具有

的特点。(3)小麦矮秆是一种优良性状。某纯种高秆小麦种子经

太空搭载后仍表现为高秆,但其自交后代中出现了一定

数量的矮秆植株。请简述该矮秆植株形成的过程:

。(4)已知小麦的穗形受两对等位基因(Sd1和sd1、Sd2和

sd2)共同控制,两对基因独立遗传,并表现为基因的累加

效应,即:基因型为Sd1_Sd2_的植株表现为大穗,基因型上海新王牌为sd1sd1Sd2_、Sd1_sd2sd2的植株均表现为中穗,而基因

型为sd1sd1sd2sd2的植株则表现为小穗。某小穗小麦种

子经诱变处理后,表现为大穗。为了获得稳定遗传的大

穗品种,下一步应该采取的方法可以是

。上海新王牌(或F1)因性状分离出现矮秆

(4)取大穗水稻品种连续

自交,直至获得能稳定遗传的大穗品种(或取该大穗水

稻的花药离体培养,用秋水仙素处理幼苗获取纯合子,

选取其中的大穗个体即可)【答案】(1)基因突变诱变育种

(2)发生频率低、不定向(3)高秆基因经宇宙射线诱变发生(隐性)突变,自交后代上海新王牌10.(视角拓展,15分)中国是世界上最大的茄子生产国,

为培育优良品种,育种工作者应用了多种育种方法。请

回答:(1)茄子的早期栽培品种为二倍体,有人利用秋水仙素

处理二倍体茄子的幼苗,选出四倍体茄子。其原理是:

秋水仙素作用于正在分裂的植物细胞,会抑制

的形成,导致

加倍。(2)茄子晚开花(A)对早开花(a)为显性,果实颜色有深紫

色(BB)、淡紫色(Bb)与白色(bb)之分,两对基因自由组上海新王牌合。为培育早开花深紫色果实的茄子,选择基因型

AABB与aabb的植株为亲本杂交,F1自交得到的F2中有

种表现型,其中早开花深紫色果实的植株应占

。(3)青枯病是茄子的主要病害,抗青枯病(T)对易感青枯

病(t)为显性,基因T、t与控制开花期的基因A、a自由组

合。若采用二倍体早开花、易感青枯病茄子(aatt)与四

倍体晚开花、抗青枯病茄子(AAAATTTT)为育种材料,

运用杂交和花药离体培养的方法,培育出纯合的二倍体上海新王牌早开花、抗青枯病茄子,则主要步骤为:①第一步:

。②第二步:以基因型为

和

的茄子为亲

本杂交,得到F1(AaTt)③第三步:(用遗传图解或文字简要描述)。上海新王牌后代表现型和基因型的种类分步相乘,分类相加。【答案】(1)纺锤体(或纺锤丝)染色体数目

(2)6

1/16(3)①种植四倍体晚开花、抗青枯病茄子(AAAATTTT)取花药离体培养,获得基因型为AATT的子代(用图解方式作答亦可)②aattAATT【思路剖析】本题主要考查染色体变异在育种方面

的应用,秋水仙素的作用是抑制有丝分裂纺锤体的形

成,使染色体数量增加一倍。对于多对相对性状来说,上海新王牌上海新王牌上海新王牌11.(高度提升,12分)假设A、b代表玉米的优良基因,这

两种基因是自由组合的。现有AABB、aabb两个品种,

为培育出优良新品种AAbb,可以采用的方法如图所示

。上海新王牌(1)由品种AABB、aabb经过①、②、③过程培育出新

品种的育种方法称为

。若经过②过程产生的子代总数为1552株,则其中基因型为AAbb的植株理论

上有

株。基因型Aabb的类型经过过程③,子

代中AAbb与aabb的数量比是

。上海新王牌(2)过程⑤常采用

由

AaBb得到Ab个体。与过程①、②、③的育种方法相

比,过程⑤、⑥育种的优势是

。(3)过程④在完成目的基因与运载体的结合时,必须用

到的工具酶是

。与过程⑦的育种方法相比,过程④育种的优势是

。上海新王牌【思路剖析】AABB、aabb经过①、②、③过程培育

出新品种的育种方式是杂交育种,经过②过程产生的

子代总数为1552株,其中基因型为AAbb的植株理论上

占总数的1/16,共97株。过程⑤为单倍体育种,常采用

花药离体培养法由AaBb得到Ab个体。与杂交育种方

法相比,单倍体育种可明显缩短育种年限。过程④为

基因工程育种,与过程⑦的诱变育种相比,基因工程育种的优势是能定向地改造生物的遗传性状。上海新王牌【答案】(