人教版2017年高中生物第十二章从杂交育种到基因工程课件

第十二章高考成功方案第1步高考成功方案第2步高考成功方案第3步高考成功方案第4步一、杂交育种与诱变育种杂交育种诱变育种原理过程选择

的亲本通过杂交获得F1，

，从中筛选获得需要的类型利用射线和化合物等理化因素诱导分裂的细胞发生

，并选取需要的类型应用

，提高农作物单位面积产量；培育优良家畜、家禽主要用于基因重组基因突变具有不同优良性状F1连续自交基因突变改良作物品质农作物和微生物二、基因工程1．基本工具(1)基因的剪刀是

。(2)基因的针线是

。(3)常用的运载体有

。限制性核酸内切酶DNA连接酶质粒、噬菌体和动植物病毒等2．操作步骤(1)写出基因工程的四个步骤：

→

→

→(2)第二步的操作用到什么工具？

。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与检测限制酶和DNA连接酶(3)怎样确认目的基因已被导入受体细胞？若受体细胞表现出运载体“标记基因”所控制的性状，说明目的基因已被导入受体细胞。3．应用(1)作物育种：利用基因工程，获得高产、稳产和具有优良品质的农作物，培育出具有各种

的作物新品种，如

。(2)药物研制：利用基因工程，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

、

、乙肝疫苗等。(3)环境保护：如利用

降解有毒有害的化合物，吸收环境中的重金属，分解泄漏的石油，处理工业废水等。抗逆性抗虫棉胰岛素干扰素转基因细菌4．转基因生物和转基因食品的安全性2001年5月，我国国务院公布了《农业转基因生物安全管理条例》，对农业转基因生物的

、生产和加工、经营和进出口等作了具体规定。研究和试验考点一基因工程考情解读高考中常涉及基因工程的简单应用，转基因生物及转基因食品的安全性等知识，在2013年高考中仍会呈现。基因工程的基本工具的特点及操作步骤亦是常考点，不容忽视。[做一题][例1]

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。运用这一技术可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—G↓GATCC—，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”到羊的染色体内，原因是___________________________________。(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”的含义是________________________________。(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。)[链一串]有关基因工程中的几个问题归纳(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)限制性核酸内切酶在第一步和第二步操作中都用到，且要求同一种酶，目的是产生相同的黏性末端；第二步中两种工具酶都用到。(3)DNA酶即DNA水解酶，是将DNA水解的酶；DNA聚合酶是在DNA复制过程中，催化形成新DNA分子的酶，是将单个游离的脱氧核苷酸加到DNA片段上，需要模板；但DNA连接酶是将两个DNA片段的两个缺口同时连接，不需要模板，DNA聚合酶和DNA连接酶作用的化学键相同，都是磷酸二酯键。(4)质粒是最常用的运载体，不要把质粒同运载体等同，除此之外，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。(5)原核生物基因(如抗虫基因来自苏云金芽孢杆菌)可为真核生物(如棉花)提供目的基因。(6)基因工程可按照人们的意愿定向培育新品种，且可突破生殖隔离，实现不同物种间的基因重组。[通一类]1．(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D．DNA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：C2．用基因工程技术可使大肠杆菌合成人的蛋白质，下列叙述不正确的是 (

)A．常用相同的限制性内切酶处理目的基因和质粒B．可用含抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒C．DNA连接酶和RNA聚合酶是构建重组质粒必需的工具酶D．导入大肠杆菌中的目的基因不一定能成功表达.解析：构建重组质粒(重组DNA分子)必需的工具酶是DNA连接酶和限制性内切酶，RNA聚合酶的作用是催化合成RNA。答案：C考点二生物变异在育种中的应用考情解读

高考中通常以实验设计题、图解题形式考查生物育种的原理、流程、优缺点等，综合性强。预计2013年有可能与遗传规律、细胞增殖和分化等知识联系，与生产生活、最新科技成果等结合命制实验题目，对该考点进行考查。[做一题]

[例2]

(2012·安徽百校联考)下图为水稻的几种不同育种方法示意图，据图回答下列问题：(1)B常用的方法是______________，用到秋水仙素的过程有________(用图中字母表示)。(2)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)假设你想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____________；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)(4)现有三个水稻品种，①的基因型为aaBBDD，②的基因型为AAbbDD，③的基因型为AABBdd，三对等位基因分别位于三对同源染色体上。现运用杂交育种方法利用以上三个品种获得基因型为aabbdd的植株(用文字简要描述获得过程即可)：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[解析]

图中A过程代表杂交、D过程代表自交、B过程代表花药离体培养、C和F过程代表用秋水仙素使染色体加倍、E过程代表基因工程。其中基因工程可以在任何生物之间进行，该技术的原理为基因重组。如果选育的性状都是隐性性状，最简单的方法是杂交育种，因为隐性性状表现出来即为纯合，可稳定遗传，即A→D过程；如选育的性状都是显性性状，用杂交育种年限比较长，可明显缩短育种年限的育种方法是单倍体育种，即A→B→C过程。三个水稻品种，基因型均为“双显＋一隐”的组合方式。要利用杂交育种培育基因型为aabbdd的品种，可选择任意两个品种作亲本杂交得到杂交一代，然后杂交一代与剩下一个品种杂交得到杂交二代，杂交二代自交即可得到基因型为aabbdd的种子，由基因型为aabbdd的种子长成的植株即为符合要求的植株。[答案]

(1)花药离体培养C、F

(2)E基因重组(3)AD

ABC

(4)①与②杂交得到杂交一代，杂交一代与③杂交，得到杂交二代，杂交二代自交，可以得到基因型为aabbdd的种子，该种子可长成基因型为aabbdd的植株[链一串]各种育种方式的比较方法原理常用方法优点缺点代表实例杂交育种基因重组杂交操作简单，目标性强育种年限长矮秆抗病小麦诱变育种基因突变辐射诱变、激光诱变等提高突变率，加速育种进程有利变异少，需处理实验材料多高产青霉素菌株方法原理常用方法优点缺点代表实例多倍体育种染色体变异秋水仙素处理萌发的种子或幼苗操作简单，并可以在较短时间内获得新品种新品种发育迟缓、结实率低，在动物中无法开展无子西瓜、八倍体小黑麦单倍体育种染色体变异花药离体培养后，再用秋水仙素处理明显缩短育种年限技术复杂，需要与杂交育种配合“京花一号”

小麦方法原理常用方法优点缺点代表实例基因工程育种基因重组将一种生物特定的基因转移到另一种生物细胞中能定向改造生物的遗传性状有可能引发生态危机转基因抗虫棉[关键一点](1)在所有育种方法中，最简便、常规的育种方法是杂交育种，可以培育具有优良性状且能稳定遗传的新品种，防止后代发生性状分离，便于制种和推广。(2)杂交育种不一定都需要连续自交，若选育显性优良纯种，则需要连续自交，直至性状不再发生分离；若选育隐性优良纯种，则只要出现该性状即可。(3)杂种优势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，如杂交玉米的制种。[通一类]3．为获得纯合高蔓抗病番茄植株，采用了下图所示的方法。图中两对相对性状独立遗传，高蔓(A)、感病(B)是显性性状。据图分析回答：(1)过程①表示的育种方式是