2015届高三一轮复习课件2-4-3

杂交育种诱变育种概念将

集中在—起，再经过选择和培育，获得新品种的方法利用

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原理

.

.范围

的生物所有生物①两个或多个品种的优良性状通过交配②物理因素或化学因素③基因突变④基因重组⑤基因突变⑥有性生殖杂交育种诱变育种方法杂交→自交→选优→自交物理：

处理、化学：

处理特点a.不能产生

，原有基因的重新组合b.育种进程

.a.提高

，加快育种进程b.产生

、新性状，大幅改良性状c.盲目性大，有利变异

.⑦射线⑧诱变剂⑨新基因⑩缓慢⑪突变率⑫新基因⑬少1：杂交育种与杂种优势是一回事吗？提示：不是；①杂交育种是在杂交后代众多类型中选留符合育种目标的个体进一步培育，直至获得稳定遗传的具有优良性状的新品种(纯合子)。②杂种优势主要是利用杂种F1的优良性状，并不要求遗传上的稳定。名师点拨杂交育种只能将性状重新组合，产生新的性状组合，不能产生新的性状，但诱变育种则可以产生新的性状。看一看诱变育种与杂交育种相比，最大的区别是什么？提示：二者最大的区别在于诱变育种能创造出新基因。1．概念的理解基因工程别名基因拼接技术或

技术操作环境生物体体外操作对象操作水平DNA

水平基本过程剪切、拼接、导入、表达结果

改造生物的遗传性状，获得人类需要的⑭DNA重组⑮基因⑯分子⑰定向⑱基因产物3．步骤：提取目的基因→目的基因与

结合→将目的基因导入

→目的基因的

。运载体受体细胞检测与鉴定2：运载体和细胞膜上的载体相同吗？提示：不同；①运载体是将外源基因导入受体细胞的专门运输工具，常用的运载体有质粒、动植物病毒、噬菌体等。②细胞膜上的载体是位于细胞膜上的载体蛋白质，与控制物质进出细胞有关系。想一想DNA连接酶和DNA聚合酶有何不同？提示：DNA连接酶是修复愈合DNA片段间单链上的缺口，使之形成磷酸二酯键。DNA聚合酶是DNA分子复制时，按模板链的要求，逐个把脱氧核苷酸连接起来，形成DNA的子链。思一思怎样确认目的基因已被导入受体细胞？提示：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。项目杂交育种诱变育种单倍体育种多倍体育种基因工程育种原理基因重组基因突变染色体变异染色体变异基因重组常用方法①杂交→自交→选优→自交；②杂交→杂种辐射诱变等花药离体培养，然后用秋水仙素处理使其加倍，得到纯合体秋水仙素处理萌发的种子或幼苗将目的基因引入生物体细胞内，培育新品种优点方法简便，使不同个体的优良性状集中在一个个体上可提高变异频率或出现新的性状，加速育种进程明显缩短育种年限器官大，提高产量和营养成分定向改变生物的性状；克服远缘杂交不亲和的障碍项目杂交育种诱变育种单倍体育种多倍体育种基因工程育种缺点时间长，需及时发现优良性状有利变异少，需大量处理实验材料，具有不定向性①技术复杂；②成活率低适用于植物，在动物中难于开展有可能引起生态危机举例矮秆抗锈病小麦青霉素高产菌株、太空椒快速培育矮秆抗锈病小麦三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦产生人胰岛素的大肠杆菌、抗虫棉(1)杂交育种选育的时间是从F2开始，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)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。(3)基因工程育种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。[2010·湖北武汉模拟]下面为5种不同的育种方法。据图回答下列问题：(1)图中A至D方向所示的途径表示________育种方式，这种方法属常规育种，一般从F2开始选种，这是因为__________。A→B→C的途径表示________育种方式，这两种育种方式中后者的优越性主要表现在_______________________________。(2)B常用的方法为______________________________。(3)E方法所用的原理是_______________________，所用的方法如________、________(理化因素各一项)。育种时所需处理的种子应是萌发的(而非休眠的)种子，原因是_________________________________________________________程中，哪两个过程所使用的方法相同？_(填写字母)，具体使用的方法有________________________(至少回答两个)，其作用机理是____________________________________。(5)G过程原理是___________________________，H和I分别表示________和________过程。(6)上述A～I过程中，哪些过程作用前后没有改变作用对象的基因型？________(填写字母)。[思路点拨]

[解析]

方法1为杂交育种，它的可操作性最强，但育种周期最长；方法2为单倍体育种，其最大优点为明显缩短育种周期；方法3为诱变育种，这种方法获得新品种的速度最快，但因有利变异往往不多，需大量处理实验材料；方法4为多倍体育种，它可获得性状改良的多倍体；方法5为转基因技术即基因工程育种，它可定向改造生物性状获得新品种。[答案]

(1)杂交'从F2开始发生性状分离'单倍体'明显缩短育种年限(2)花药离体培养(3)基因突变'X射线(或紫外线、激光)'亚硝酸(或硫酸二乙酯、秋水仙素)'种子萌发后进行细胞分裂，DNA在复制过程中可能由于某种因素的影响发生基因突变(4)C、F'低温处理和秋水仙素处理'抑制纺锤体形成，导致染色体不能移向两极而加倍(5)基因重组'脱分化'再分化'(6)H、I比较项目基因重组基因工程不同点概念在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合按照人们的意愿，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，定向地改造生物的遗传性状重组基因同一物种的不同基因不同物种间的不同基因是生物变异的来源之一，对生物进化有重要意义使人类有可能按自己的意愿直接定向地改变生物，培育出新品种相同点都实现了不同基因间的重新组合，都能使生物产生变异意义(1)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。(2)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。(3)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。[2012·山东临沂调研]基因工程是在现代生物学、化学和工程学基础上建立和发展起来的，并有赖于微生物学理论和技术的发展，现在基因工程在动植物育种上有广泛而重要的应用。基因工程基本操作流程如下图，请据图分析回答：(1)图中A是________，最常用的是________；在基因工程中，需要在________酶的作用下才能完成剪接过程。(2)在上述基因工程的操作过程中，可以遵循碱基互补配对原则的步骤有________(用图解中序号表示)。(3)不同种生物之间的基因移植成功，从分子水平分析，进行基因工程的主要理论依据是_____________________，也说明了生物共用一套________。(4)研究中发现，番茄体内的蛋白酶抑制剂对害虫的消化酶有抑制作用，导致害虫无法消化食物而被杀死，人们成功地将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉米体内，玉米获得了与番茄相似的抗虫性状，玉米这种变异的来源是_____________。(5)科学家在某种植物中找到了抗枯萎病的基因，并用基因工程的方法将该基因导入金茶花叶片细胞的染色体DNA上，经培养长成的植株具备了抗病性，这说明________。如果把该基因导入叶绿体DNA中，将来产生的配子中________(填“一定”或“不一定”)含有抗病基因。[解析]

(1)基因工程中需要的酶有：限制性核酸内切酶和DNA连接酶，很容易漏掉一种酶。(2)解题的关键点是“可以”遵循碱基互补配对原则的步骤。获取目的基因的方法主要有直接分离法和人工合成法，人工合成法包括mRNA逆转录和蛋白质氨基酸序列推测法，人工合成目的基因涉及碱基互补配对。另外，过程②拼接和过程④目的基因扩增和筛选也涉及碱基互补配对。(3)审题有两个方面：①基因移植成功，②分子水平分析。分子水平就是要求考虑DNA结构——都是双链结构，碱基都是按照相同的互补配对原则进行配对。外源基因能够在不同生物体细胞内表达，说明基因表达的过程中共用一套遗传密码子进行翻译，也说明基因表达都遵循中心法则。(5)植株具备了抗病性说明已经产生了相应的蛋白质，从而获得新的性状，即基因已经表达。叶绿体中的DNA遗传不遵循孟德尔定律，无法确定是否将目的基因传递给配子。[答案]

(1)运载体'质粒'限制性核酸内切酶和DNA连接(2)①②④(3)不同生物的DNA结构基因形式相同'遗传密码子(4)基因重组(5)目的基因(抗枯萎病的基因)已表达'不一定得分有道生物学专有名称表述要完整、准确。“限制性核酸内切酶”可以简称“限制酶”，但“DNA连接酶”不能简称为“连接酶”，另外“连接”二字不能错写为“链接”。几种育种方法的综合考查

常见育种方法的选用选择育种方式要根据育种目的和提供的材料选择合适的育种方法。比如培育无子西瓜，就选择多倍体育种；培育从没有过的优良性状的品种，则选择诱变育种；如果将两个个体的优良性状集中到一个个体，则可以选择杂交育种或单倍体育种，单倍体的育种进程更快；如果要克服远缘杂交不亲和的障碍，则可以选择基因工程育种和植物体细胞杂交技术。[2012·合肥一中高三考试]下图甲、乙表示水稻两个品种，A、a和B、b表示分别位于两对同源染色体上两对等位基因，①～⑦表示培育水稻新品种的过程，则下列说法错误的是(

)A．①→②过程简便，但培育周期长B．①和⑦的变异都发生于有丝分裂间期C．③过程常用的方法是花药离体培养D．⑥过程与⑦过程的育种原理相同[解析]

分析题图可知，①→②过程和①→④→⑤过程为杂交育种过程，但培养目标不同，前者是为了获得AAbb个体，后者是为了获得aaBB个体。杂交育种操作简便，但培育周期长；⑦过程是多倍体育种过程，⑦过程发生的染色体变异是由于秋水仙素抑制分裂前期纺锤体的形成而产生的；③⑥表示的是单倍体育种过程，其中③过程常用的方法是花药离体培养；单倍体育种和多倍体育种的原理都是染色体变异。[答案]

B限制性核酸内切酶的作用原理及应用限制性核酸内切酶能将外来的DNA切断，对自己的DNA却无损伤。它作用的部位在DNA分子内部特定的部位进行，切割的是双链DNA分子的脱氧核苷酸链上的两个磷酸二酯键，这些都是限制酶独特的识别和切割特性。已知某种限制性核酸内切酶在一线性DNA分子上有3个酶切位点，如图中箭头所指，如果该线性DNA分子在3个酶切位点上都被该酶切断，则会产生a、b、c、d四种不同长度的DNA片段。现有多个上述线性DNA分子，若在每个DNA分子上至少有1个酶切位点被该酶切断，则从理论上讲，经该酶切割后，这些线性DNA分子最多能产生长度不同的DNA片段种类数是

(

)A．3种 B．4种C．9种

D．12种[解析]

从这3个切点进行酶切，可得到片段种类有4种(即a、b、c、d)；从其中2个切点进行酶切，可得到不同于前面的片段种类有3种(即a＋b、b＋c、c＋d)；只有1个切点，得到不同于前面的片段种类有2种(即a＋b＋c、b＋c＋d)。故最多能产生片段种类数4＋3＋2＝9(种)。[答案]

C综合运用各种育种方法解决育种问题

关于育种方案的“选取”(1)单一性状类型：生物的优良性状是由某对基因控制的单一性状，其呈现方式、育种方法、原理及举例见下表：项目方式育种方法原理举例单一性状无→有基因工程基因重组能产生人胰岛素的大肠杆菌有→无诱变育种基因突变普通羊群中出现短腿安康羊不能产生高丝氨酸脱氢酶的菌种和高产青霉素菌株少→多多倍体育种染色体变异三倍体无子西瓜(2)两个或多个性状类型：两个或多个性状分散在不同的品种中，首先要实现控制不同性状的基因的重组，然后再选育出人们所需要的品种，这可以从不同的水平上加以分析：①个体水平上：运用杂交育种的方法实现控制不同优良性状的基因的重组。为了缩短育种年限，可采用单倍体育种的方法。②细胞水平上：利用植物体细胞杂交，从而实现遗传物质的重组。③分子水平上：应用转基因技术将控制优良性状的基因导入另一生物体内，从而实现基因重组。回答下列与育种有关的问题：在水稻中，有芒(A)对无芒(a)为显性，抗病(B)对不抗病(b)为显性。有两种不同的纯种水稻，一个品种无芒、不抗病，另一个品种有芒、抗病。这两对相对性状独立遗传。如图所示是培育无芒抗病类型的育种方法。(1)方法A的育种类型和原理分别是________，方法B的育种类型和原理分别是________。(2)f、g过程分别称为________、________，孟德尔遗传规律发生的细胞学基础所阐述的过程是上图中的________过程。(3)方法A的F2中符合要求的类型占无芒、抗病类型的比例是________，方法B培育成的无芒、抗病类型占全部幼苗的比例是________，方法A、B相比，B的突出优点是____________。(4)通常可采用________的方法，鉴定出其中的抗病植株。[解析]

本题考查了考生对杂交育种和单倍体育种的理解以及运用能力。(1)图A、B显示的分别是杂交育种和单倍体育种的过程，原理分别是基因重组和染色体变异。(2)a、b、c分别是“杂交、自交、再自交再选择”的过程；d、e、f、g分别是“杂交、减数分裂、花药离体培养、一定浓度的秋水仙素处理幼苗”的过程；孟德尔遗传规律发生的细胞学基础所阐述的过程是“减数分裂”。(3)方法A的F2中符合要求类型的基因型为aaBB，占表现型为无芒、抗病类型(aaB－)的比例为1/3；方法B由于是利用单倍体育种的方法培育新品种的过程，其无芒、抗病类型全是纯合子，占全部幼苗的比例就是占全部配子类型的比例，即1/4。单倍体育种的突出优点是能明显缩短育种年限。(4)鉴定抗病植株最简易的方法就是用相应的病原体去感染，然后观察现象。[答案]

(1)杂交育种、基因重组'单倍体育种、染色体变异'(2)花药离体培养'一定浓度的秋水仙素处理幼苗'减数分裂(或e)'(3)1/3'1/4'能明显缩短育种年限'(4)病原体感染1．[2011·四川理综，31Ⅱ，14分]小麦的染色体数为42条。下图表示小麦的三个纯种品系的部分染色体及基因组成：Ⅰ、Ⅱ表示染色体，A为矮秆基因，B为抗矮黄病基因，E为抗条斑病基因，均为显性。乙品系和丙品系由普通小麦与近缘种偃麦草杂交后，经多代选育而来(图中黑色部分是来自偃麦草的染色体片段)。(1)乙、丙品系在培育过程中发生了染色体的________变异。该现象如在自然条件下发生，可为________提供原材料。(2)甲与乙杂交所得到的F1自交，所有染色体正常联会，则基因A与a可随________的分开而分离。F1自交所得F2中有________种基因型，其中仅表现抗矮黄病的基因型有________种。(3)甲与丙杂交所得到的F1自交，减数分裂中Ⅰ甲与Ⅰ丙因差异较大不能正常配对，而其它染色体正常配对，可观察到________个四分体；该减数分裂正常完成，可产生________种基因型的配子，配子中最多含有________条染色体。(4)让(2)中F1与(3)中F1杂交，若各种配子的形成机会和可育性相等，产生的种子均发育正常，则后代植株同时表现三种性状的几率为________。解析：(1)分析题干信息及甲、乙、丙三图，乙、丙品系发生了染色体的结构变异，而突变(包括基因突变和染色体变异)和基因重组为生物进化提供原材料。(2)甲、乙、丙三纯种品系各表现一种显性性状，甲与乙杂交得到的F1基因型应为AaBb，减数分裂时等位基因A、a随同源染色体的分开而分离；F1自交所得F2有9种基因型(AABB、AABb、AaBB、AaBb、AAbb、Aabb、aaBB、aaBb、aabb)，其中仅表现抗矮黄病的基因型有2种(aaBB、aaBb)。

答案：(1)结构

生物进化

(2)同源染色体

92(3)20422(4)3/162．[2010·安徽]如图所示，科研小组用60Co照射棉花种子，诱变当代获得棕色(纤维颜色)新性状，诱变1代获得低酚(棉酚含量)新性状。已知棉花的纤维颜色由一对基因(A、a)控制，棉酚含量由另一对基因(B、b)控制，两对基因独立遗传。(1)两个新性状中，棕色是________性状，低酚是________性状。(2)诱变当代中，棕色、高酚的棉花植株基因型是________，白色、高酚的棉花植株基因型是________。(3)棕色棉抗虫能力强，低酚棉产量高，为获得抗虫高产棉花新品种，研究人员将诱变1代中棕色、高酚植株自交，每株自交后代种植在一个单独的区域，从________的区域中得到纯合棕色、高酚植株。请你利用该纯合体作为一个亲本，再从诱变1代中选择另一个亲本，设计一方案，尽快选育出抗虫高产(棕色、低酚)的纯合棉花新品种(用遗传图解和必要的文字表示)。解析：本题考查生物性状显隐性的判断，以及诱变育种和单倍体育种等知识，意在考查考生的综合分析能力和语言表达能力。(1)从诱变当代棕色、高酚个体自交，后代出现棕色和白色，说明棕色为显性；从诱变当代白色、高酚个体自交，后代出现低酚和高酚性状，说明低酚为隐性。(2)从诱变当代个体自交后代的表现型即可判断出棕色、高酚的棉花植株的基因型为AaBB；白色、高酚的棉花植株的基因型为aaBb。(3)依题意，要尽快获得纯合的棕色低酚植株(AAbb)，结合已知纯合体AABB，只要从诱变子代中选取白色低酚(aabb)个体，并利用单倍体育种的方法即可。在书写遗传图解时，需要标明表现型、基因型，同时注明必要的文字如花药离体培养、秋水仙素处理等。答案：(1)显性'隐性(2)AaBB'aaBb(3)不发生性状分离或全为棕色棉或没有出现白色棉1．[2012·银川一中第三次月考]育种的方法有杂交育种、单倍体育种、诱变育种、多倍体育种、基因工程育种等，下面对这五种育种的说法正确的是

(

)A．涉及的原理有：基因突变、基因重组、染色体变异B．都不可能产生定向的可遗传变异C．都在细胞水平上进行操作D．都不能通过产生新基因从而产生新