XXXX届高考生物一轮复习精讲课件第七单元第23讲从杂交育种到基因工程

XXXX届高考生物一轮复习精讲课件第七单元第23讲从杂交育种到基因工程考纲点击考情示例生物变异在育种上的应用Ⅱ

201325、四川5、大纲全国5、浙江32

2012天津2、海南25、江苏28、浙江32转基因食品的安全Ⅰ

2013152015高考导航1．诱变育种和杂交育种均可形成新基因(

)分析：诱变育种的原理是基因突变，基因突变产生了新的基因，故创造出变异新类型，杂交育种的原理是基因重组，没有产生新的基因，只是实现原有基因的重新组合。2．花药离体培养技术也能培育获得抗锈高产小麦新品种(

)分析：花药离体培养只能得到单倍体植株，必须经过秋水仙素处理使染色体数目加倍，才可能获得高产新品种。××3．若用AAbb和aaBB的植株培育出AABB的植株至少需用3年的时间(

)分析：至少需用4年。4．太空育种能按人的意愿定向产生优良性状(

)分析：太空育种利用基因突变的原理。基因突变具有不定向性，产生的有害个体多于有利个体。5．在所有的基因工程步骤中都涉及碱基互补配对(

)分析：将重组DNA导入受体细胞中，这一步骤中没有涉及碱基互补配对。×××6．自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后，其DNA整合到细菌DNA上属于基因工程(

)分析：基因工程是在人为作用下进行的，噬菌体感染细菌无人为因素，所以不属于基因工程。7．可用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸，进行构建抗除草剂的转基因烟草(

)分析：限制性核酸内切酶可以用来切割获取抗除草剂基因片段，而不能切割烟草花叶病毒的核酸RNA。××一、杂交育种和诱变育种1．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________和________，获得新品种的方法。(2)原理：_____________。(3)过程：选择具有不同优良性状的亲本→________，获得F1→_________→_________→鉴别、选择需要的类型。(4)优点：可以把多个品种的优良性状集中在一起；缺点：获得新品种的周期______。(5)应用：根据需要培育理想类型。选择培育基因重组杂交F1自交获得F2长2．诱变育种(1)概念：利用物理因素或化学因素来处理生物，使生物发生____________，从而获得优良变异类型的育种方法。(2)原理：_____________。(3)过程：选择生物→_______________→_______________→培育。基因突变基因突变诱发基因突变选择理想类型突变频率(1)杂交育种与杂种优势是一回事吗？(2)诱变育种与杂交育种相比，最大的区别是什么？提示：(1)不是。两者都是将两个品种中的优良性状集中到一个亲本上，但杂交育种培育成能稳定遗传的纯合子，杂种优势主要是利用杂种F1的优良性状，并不要求遗传学上的稳定。(2)二者最大的区别在于诱变育种能创造出新基因。二、基因工程1．概念基因工程又叫______________或DNA重组技术。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，________地改造生物的__________。2．原理不同生物间的__________。基因拼接技术定向遗传性状基因重组限制性核酸内切酶DNA连接酶质粒噬菌体动植物病毒目的基因运载体受体细胞检测与鉴定5．应用(1)作物育种：利用基因工程的方法，获得高产、稳产和具有优良品质的农作物，培育出具有各种抗逆性的作物新品种，如________等。(2)药物研制：利用基因工程的方法，培育转基因生物，利用转基因生物生产出各种高质量、低成本的药品，如胰岛素、________、乙肝疫苗等。解惑(1)DNA连接酶和DNA聚合酶都可形成磷酸二酯键。(2)操作工具有三种，但工具酶只有两种——限制酶和DNA连接酶，另一种工具——运载体的化学本质为DNA。抗虫棉干扰素1．无子西瓜的培育、高产青霉素菌株的产生、杂交育种所依据的原理分别是(

)①基因突变②基因分离③基因重组④染色体变异A．③②①

B．④①②C．①③④ D．④①③解析：无子西瓜的培育利用了染色体变异的原理，属于多倍体育种。高产青霉素菌株的产生属于人工诱变育种，原理是基因突变。杂交育种的原理是基因重组。D2．有一种塑料在乳酸菌的作用下能迅速分解为无毒物质，可以降解，不至于对环境造成严重的“白色污染”。培育专门“吃”这种塑料的细菌能手的方法是(

)A．杂交育种 B．诱变育种C．单倍体育种 D．多倍体育种解析：细菌的生殖方式是无性生殖，其他三个选项都是不行的。诱变育种是在特殊条件下，对生物进行处理，使之发生基因突变。B3．以基因型为RRYY和rryy的二倍体植株为亲本，欲培育出基因型为RRrrYYyy的植株，下列方法可行的是(

)①F1不断自交②以秋水仙素处理F1

③利用F1的花粉进行离体培养④运用植物体细胞杂交技术培育A．②或③

B．③或④C．①或② D．②或④解析：以基因型为RRYY和rryy的二倍体植株为亲本，培育出基因型为RRrrYYyy的四倍体植株，染色体组的数目成倍增加，可用秋水仙素处理F1或用植物体细胞杂交技术处理。而用F1的花粉进行离体培养，会使染色体组的数目成倍减少。D4．基因工程是将目的基因通过一定过程，转入到受体细胞，经过受体细胞的分裂，使目的基因的遗传信息扩大，再进行表达，从而培养成工程生物或生产基因产品的技术。你认为支持基因工程技术的理论有(

)①遗传密码的通用性②不同基因可独立表达③不同基因表达互相影响④DNA作为遗传物质能够严格地自我复制A．①②④ B．②③④C．①③ D．①④解析：转基因之所以在不同种生物间可以进行，是因为遗传密码的通用性，不同基因表达的独立性，DNA自我复制的严格性。A五种育种方法的比较名称原理方法优点缺点应用杂交育种基因重组培育纯合子品种：杂交→自交→筛选使分散在同一物种不同品种中的多个优良性状集中于同一个体上(1)育种时间一般比较长(2)局限于同种或亲缘关系较近的个体(3)需及时发现优良品种用纯种高秆抗病小麦与矮秆不抗病小麦培育矮秆抗病小麦名称原理方法优点缺点应用杂交育种基因重组使分散在同一物种不同品种中的多个优良性状集中于同一个体上年年制种杂交水稻、杂交玉米等名称原理方法优点缺点应用诱变育种基因突变诱变因素处理后筛选提高变异频率，加快育种进程，大幅度改良某些性状盲目性大，有利变异少，工作量大，需要大量的供试材料高产青霉菌名称原理方法优点缺点应用单倍体育种染色体变异杂交↓F1↓花药离体培养↓秋水仙素加倍↓幼苗↓选育明显缩短育种年限，子代均为纯合子，加速育种进程技术复杂用纯种高秆抗病小麦与矮秆不抗病小麦快速培育矮秆抗病小麦名称原理方法优点缺点应用多倍体育种染色体数目变异用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗操作简单，能较快获得所需品种所获品种发育延迟，结实率低，一般只适用于植物三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦名称原理方法优点缺点应用基因工程育种基因重组提取目的基因→目的基因与运载体结合→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定→筛选获得优良个体(1)目的性强，育种周期短；(2)克服了远缘杂交不亲和的障碍技术复杂，安全性问题多，有可能引起生态危机转基因“向日葵豆”、转基因抗虫棉

普通小麦中有高秆抗病(TTRR)和矮秆易感病(ttrr)两个品种，控制两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。实验小组利用不同的方法进行了如下三组实验：请分析回答：(1)A组由F1获得F2的方法是________，F2矮秆抗病植株中不能稳定遗传的占_____。(2)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类矮秆抗病植株中，最可能产生不育配子的是______类。(3)A、B、C三组方法中，最不容易获得矮秆抗病小麦品种的是______组，原因是_____________________________。(4)通过矮秆抗病Ⅱ获得矮秆抗病小麦新品种的方法是________________________________。获得的矮秆抗病植株中能稳定遗传的占________。自交2/3ⅡC基因突变的频率极低且不定向秋水仙素(或低温)诱导染色体加倍100%(5)在一块高秆(纯合体)小麦田中，发现了一株矮秆小麦。请设计实验方案探究该矮秆性状出现的可能原因(简要写出所用方法、结果和结论)。____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。将矮秆小麦与高秆小麦杂交；如果子一代为高秆，子二代高秆∶矮秆＝3∶1(或出现性状分离)，则矮秆性状是基因突变造成的；否则，矮秆性状是环境引起的。或将矮秆小麦与高秆小麦种植在相同环境条件下，如果两者未出现明显差异，则矮秆性状由环境引起，否则，矮秆性状是基因突变的结果[解析]本题侧重于对诱变育种、杂交育种和单倍体育种的比较。(1)杂交育种是具有两对相对性状的纯合子杂交得F1，F1再自交得F2，在F2中出现所需的类型,若是显性性状还需连续自交直至不发生性状分离为止。F2中矮秆抗病有1ttRR、2ttRr，其中不能稳定遗传的(ttRr)占2/3。(2)花药离体培养得到的是单倍体植株，不能进行正常的减数分裂，所以不能产生正常的配子。(3)基因突变的频率较低，而且是不定向的。(4)单倍体育种是先通过花药离体培养获得单倍体,再用秋水仙素处理单倍体幼苗，诱导染色体加倍，得到的个体一定是纯合体。(5)高秆(纯合体)小麦田中，发现了一株矮秆小麦，可能有两个原因：基因突变或环境因素的影响。前者引起的变异是能遗传的；仅环境影响引起的变异是不能遗传的，仍是高秆基因。因是探究实验，结果和结论要分别考虑这两种情况。方法探究——————————————(打开思维之窗！)育种方法的选择及注意事项1．育种程序图的识别2．根据育种目的选择育种方式(1)若要培育隐性性状个体，可用自交或杂交，只要出现该性状即可。(2)有些植物如小麦、水稻等，杂交实验较难操作，其最简便的方法是自交。(3)若要快速获得纯种，可用单倍体育种方法。(4)若要提高营养物质含量，可用多倍体育种方法。(5)若要培育原先没有的性状，可用诱变育种。(6)若培育植物为营养繁殖，如土豆、地瓜等，则只要出现所需性状即可，不需要培育出纯种。3．注意事项(1)原核生物不能进行减数分裂，所以不能运用杂交的方法进行育种，如细菌的育种一般采用的方法是诱变育种。(2)杂交育种不一定需要连续自交。若选育显性优良纯种，需要连续自交筛选，直至性状不再发生分离；若选育隐性优良纯种，则只要出现该性状个体即可。(3)花药离体培养只是单倍体育种中的一个程序，要想得到可育的品种，一般还需要用秋水仙素处理单倍体使染色体加倍。CA．过程①⑧育种方法运用的原理是基因突变，最大优点是能提高突变率，在短时间内获得更多的优良变异类型B．过程⑤使用的试剂是秋水仙素，它可作用于正在分裂的细胞，抑制纺锤体的形成C．过程②③④育种方法运用的原理是基因重组，基因型aaB_的类型经④后，子代中aaBB所占比例是5/6D．过程②⑥⑦应用了单倍体育种的方法，最大的优点是明显缩短育种年限[思维导图][尝试解答]

________[解析]①⑧是诱变育种。②③④是杂交育种，原理是基因重组，基因型aaB_的类型中aaBB占1/3，aaBb占2/3，经过自交后，子代中aaBB所占比例是1/2，故C项错误。——生物变异在育种上的应用案例分析信息1：由亲本→F1→F2…→Fn→新品种，即逐代淘汰不需

要的性状个体，最终选择出稳定遗传的新品种。推知：图中A→D为杂交育种；优点是操作简单，缺点是育种年限长；其原理为基因重组。信息2：由亲本→F1→单倍体幼苗→纯合子→新品种，即通过对单倍体的处理和选择直接得到新品种。推知：图中A→B→C为单倍体育种；其中B为花药离体培养，C是秋水仙素处理幼苗,优点是能明显缩短育种年限；其原理为染色体变异。信息3：由种子或幼苗→具有外源基因的种子或幼苗→新品种，即将外源基因导入种子或幼苗的细胞中，通过培养得到新品种。推知：图中E为基因工程育种；特点是能够打破物种的界限，突破生殖隔离；依据的原理是基因重组。信息4：由种子或幼苗→染色体组加倍的种子或幼苗→新品种，即通过对种子和幼苗的处理得到多倍体，选择后得到新品种。推知：图中F为多倍体育种；特点是器官大，营养物质含量高，但发育延迟，结实率低；其原理为染色体变异。信息5：新品种基因型为aabbdd，即都是隐性基因。推知：生物一旦表现出隐性性状，即为纯合体，因此，获得基因型为aabbdd的新品种最简单的育种方法是杂交育种。[典例]下图为水稻的几种不同育种方法示意图，据图回答：(1)B过程常用的方法是________________；可能用到秋水仙素的过程有________(用图中字母表示)。(2)可以打破物种界限的育种方法是________(用图中的字母表示)，该方法所运用的原理是_______________。(3)假设要培育一个稳定遗传的水稻品种，它的性状都是由隐性基因控制的，其最简单的育种方法是________(用图中的字母表示)；如果都是由显性基因控制的，为缩短育种时间常采用的方法是____________(用图中的字母表示)。花药离体培养C、FE基因重组A、DA、B、C(4)现有三个水稻品种：Ⅰ.的基因型为aaBBDD，Ⅱ.的基因型为AAbbDD，Ⅲ.的基因型为AABBdd。这三对等位基因分别位于三对同源染色体上。现通过杂交育种方法利用以上三个品种获得基因型为aabbdd的植株〈信息5〉(用文字简要描述获得过程即可)：___________________________________________________________________________________________________。Ⅰ与Ⅱ杂交得到杂交一代，杂交一代与Ⅲ杂交得到杂交二代，杂交二代自交得到基因型为aabbdd的植株序号错答展示错因分析①“花粉离体培养”不能准确使用生物学术语，将“花药离体培养”误认为“花粉离体培养”②“单倍体育种和多倍体育种”不能准确理解题干要求，漏答了多倍体育种的秋水仙素处理过程③“基因工程育种”不能按题干要求答题，没有用图中字母表示；混淆各种生物育种的原理序号错答展示错因分析④“杂交育种”没有正确辨析“最简单”与“缩短育种年限”的区别；不明确单倍体育种的完整程序，误认为只有“花药离体培养”和“秋水仙素处理”两个阶段，而漏掉了杂交阶段⑤“A、B”或“A、C”⑥漏掉“杂交二代自交”不得分不能正确描述杂交育种的完整程序，要培育纯合子，应先杂交，再自交杂交育种，单倍体育种，诱变育种，多倍体育种，基因重组，基因突变，染色体变异，花药离体培养，秋水仙素处理，单倍体植株，大大缩短育种年限，基因突变频率低且不定向。易错点1混淆“最简便”与“最快”[点拨]

“最简便”着重于技术含量应为“易操作”如杂交育种，虽然年限长，但农民自己可简单操作，但“最快速”则未必简便如单倍体育种可明显缩短育种年限，但其技术含量却较高，单就花粉培养成幼苗已很难实现。易错点2混淆无子西瓜培育过程中父本与母本的选择与处理[点拨]

(1)无子西瓜的培育过程中，两次传粉的目的：第一次传粉是为了杂交得到三倍体种子，第二次传粉是为了刺激子房发育成果实。(2)如果以二倍体西瓜为母本，四倍体西瓜为父本，也能得到三倍体种子，但这种三倍体种子结的西瓜，因珠被发育成厚硬的种皮，故达不到“无子”的目的。(3)用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗使之成为四倍体时，处理的对象应是“幼苗或萌发的种子”。因为萌发的种子和幼苗具有分生能力，细胞进行有丝分裂，秋水仙素处理后可达到使产生的新细胞染色体数目加倍的目的。易错点3对基因工程中一些观点、说法辨析不清[点拨]

(1)限制性核酸内切酶和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)DNA酶即DNA水