【优化指导】2014高考生物总复习 第四单元 第三讲 从杂交育种到基因工程课件 新人教版必修2

1、,第四单元 细胞的生命历程,第三讲从杂交育种到基因工程,必修二,知识点一：杂交育种与诱变育种,不同优良性状,自交或杂交,自交或杂交,基因突变,改良作物品质,诱变育种,2.连线：,杂交育种缘何从后代开始选种？ 提示：由于亲本杂交后，F1代往往表现一致，至F2代方可出现性状分离，故杂交育种往往从F2代开始选种。,几种育种方法的比较,1某生物的基因型为AaBB，通过下列技术可以分别将它们转变为以下基因型的生物：AABB；aB；AaBBC；AAaaBBBB。则下列排列正确的是() A诱变育种、转基因技术、花药离体培养、细胞融合 B杂交育种、花药离体培养、转基因技术、多倍体育种 C花药离体培养、诱变育种

2、、多倍体育种、转基因技术 D多倍体育种、花药离体培养、诱变育种、转基因技术,解析：某生物的基因型为AaBB，可通过杂交育种获得基因型为AABB的生物；通过单倍体育种可获得基因型为aB的生物；通过转基因技术可获得基因型为AaBBC的生物；通过多倍体育种可获得基因型为AAaaBBBB的生物。 答案：B,2(2013浏阳模拟)农科所通过如下育种过程培育出了高品质的糯小麦，相关叙述正确的是(),A该育种过程中运用的遗传学原理是基因突变 B要获得yyRR，b过程需要进行不断的自交来提高纯合率 Ca、c过程都需要使用秋水仙素，都作用于萌发的种子 Da过程能提高突变率，明显缩短育种年限,解析：如图所示，a为

3、单倍体育种，b为杂交育种，c为多倍体育种。杂交育种的原理是基因重组，单倍体育种和多倍体育种的原理是染色体变异。将YyRr通过连续自交可以得到yyRR，以提高纯合率。c过程中秋水仙素作用于萌发的种子或幼苗，a过程能够缩短育种年限，但不能提高突变率。 答案：B,知识点二：基因工程 1概念：又叫基因拼接技术或 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， 地改造生物的遗传性状。 2原理：不同生物间的 。,DNA重组,定向,基因重组,3基本工具 (1)基因的剪刀： 。 (2)基因的针线： 。 (3)基因的运载体：常用的有 、噬菌体衍生物和

4、动植物病毒等。,限制性核酸内切酶,DNA连接酶,质粒,4操作步骤 提取_ 目的基因与 结合 将目的基因导入_ 目的基因的_,目的基因,运载体,受体细胞,表达和检测,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，培养转基因生物，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。,抗虫棉,干扰素,(3)环境保护：如利用转基因细菌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。,比较基因重组与基因工程,基因工程可使受体获得新的基因，表现出

5、新的性状，该技术可看作是一种广义的基因重组。,3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：具有一个或多个限制酶切点，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，互补的碱基之间通过氢键连接。 答案：C,4(2010浙江高考)在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作错误的是() A用限制性核酸内切酶切

6、割烟草花叶病毒的核酸 B用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体 C将重组DNA分子导入烟草原生质体 D用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞,解析：限制性核酸内切酶切割的是DNA，而烟草花叶病毒的遗传物质为RNA。 答案：A,(2012浙江高考)玉米的抗病和不抗病(基因为A、a)、高秆和矮秆(基因为B、b)是两对独立遗传的相对性状。现有不抗病矮秆玉米种子(甲)，研究人员欲培育抗病高秆玉米，进行以下实验：,取适量的甲，用合适剂量的射线照射后种植，在后代中观察到白化苗4株、抗病矮秆1株(乙)和不抗病高秆1株(丙)。将乙与丙杂交，F1中出现抗病高秆、抗病矮秆、不抗病高秆和不抗病矮秆。选取F1中抗

7、病高秆植株上的花药进行离体培养获得幼苗，经秋水仙素处理后选出纯合二倍体的抗病高秆植株(丁)。,另一实验表明，以甲和丁为亲本进行杂交，子一代均为抗病高秆。 请回答： (1)对上述1株白化苗的研究发现，控制其叶绿素合成的基因缺失了一段DNA，因此该基因不能正常_，功能丧失，无法合成叶绿素，表明该白化苗的变异具有_的特点，该变异类型属于_。,(2)上述培育抗病高秆玉米的实验运用了_，单倍体育种和杂交育种技术，其中杂交育种技术依据的原理是_。花药离体培养中，可通过诱导愈伤组织分化出芽、根获得再生植株，也可通过诱导分化成_获得再生植株。 (3)从基因组成看，乙与丙植株杂交的F1中抗病高秆植株能产生_种配

8、子。 (4)请用遗传图解表示乙与丙植株杂交得到F1的过程。,解析：(1)由题意知：白化苗的出现是由于其控制叶绿素合成的基因缺失了一段DNA，导致植株的叶绿素基因不能正常表达，不能合成叶绿素，使光合作用不能进行，所以这种变异属于有害变异。基因中缺失DNA片段属于基因突变。,(2)在上述育种过程中，用合适剂量的射线照射，导致植株的基因型发生改变，其育种方法为诱变育种；花药离体培养、用秋水仙素诱导染色体数目加倍，为单倍体育种；利用不同表现型的植株杂交得到多种优良性状组合到一起的类型，为杂交育种，其育种原理是基因重组。花药离体培养是植物组织培养技术的应用，这种技术手段的途径有二：一是通过愈伤组织分化出

9、芽和根，形成再生植株；二是诱导分化成胚状体，再获得再生植株。,(3)乙为抗病矮秆(A_bb)、丙为不抗病高秆(aaB_)，结合其杂交得到的F1有抗病高秆(A_B_)、抗病矮秆(A_bb)、不抗病高秆(aaB_)、不抗病矮秆(aabb)四种表现型，可确定乙、丙的基因型分别为Aabb、aaBb，因此，F1中抗病高秆个体的基因型为AaBb，该种个体能够产生Ab、aB、AB和ab4种配子。(4)根据乙、丙的基因型可以写出杂交产生子一代的过程，但应注意亲代、配子、基因型和表现型及其比例。,答案：(1)表达有害性基因突变(2)诱变育种基因重组胚状体(3)4(4)如图所示,(1)基因工程育种可按照人们的意愿

10、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。 (2)杂种优势不同于杂交育种，杂种优势是杂交子一代所表现的优良性状。,(2010浙江高考)在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作错误的是 A用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸 B用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体 C将重组DNA分子导入烟草原生质体 D用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞,解析：限制性核酸内切酶切割的是DNA，而烟草花叶病毒的遗传物质为RNA；目的基因与载体的连接由DNA连接酶催化连接；受体细胞为植物细胞，所以可以是烟草原生质体；目的基因为抗除草剂基因，所以筛选的时候应该用含除草剂的培

11、养基筛选转基因细胞。 答案：A,基因工程操作步骤图解,(1)微生物常做受体细胞的原因是因其繁殖速度快、代谢旺盛、目的产物多。 (2)目的基因表达的标志：通过转录翻译合成出相应的蛋白质。 (3)只有第三步将目的基因导入受体细胞不涉及到碱基互补配对。,1生物育种方法的选择 (1)若要培育隐性性状个体，则可用自交或杂交的方法，只要出现该性状即可稳定遗传。 (2)有些植物如小麦、水稻等，杂交实验较难操作，则最简便的方法是自交。 (3)若要快速获得纯种，则最好采用单倍体育种方法。 (4)若实验植物为营养繁殖类如马铃薯等，则只要出现所需性状即可，不需要培育出纯种。 (5)若要培育原先没有的性状，则可用诱变

12、育种。,2.几种育种方法分析 (1)杂交育种是最简捷的方法，而单倍体育种是最快获得纯合子的方法，可缩短育种年限。 (2)让染色体加倍可以用秋水仙素等进行处理，也可采用细胞融合的方法，且细胞融合能在两个不同物种之间进行。 (3)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。,下面为6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代开始选种，这是因为_。ABC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

13、用的方法如_、_。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_。 (4)上述育种过程中，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)KLM育种方法的优越性表现在_ _。 (7)上述AI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)。,解析：方法1应为杂交育种，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

14、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；方法6为细胞工程育种，它可克服远缘杂交不亲和的障碍，培育生物新品种。,答案：(1)杂交从F2代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、紫外线、激光、亚硝酸、硫酸二乙酯、秋水仙素(理化因素需各说出一项)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低温诱导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)克服了远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围(7)H、I,育种方法的归

15、纳,1(2012天津高考)芥酸会降低菜籽油的品质。油菜有两对独立遗传的等位基因(H和h，G和g)控制菜籽的芥酸含量，下图是获得低芥酸油菜新品种(HHGG)的技术路线。已知油菜单个花药由花药壁(2n)及大量花粉(n)等组分组成，这些组分的细胞都具有全能性。,据图分析，下列叙述错误的是 A、两过程均需要植物激素来诱导细胞脱分化 B与过程相比，过程可能会产生二倍体再生植株 C图中三种途径中，利用花粉培养筛选低芥酸植株(HHGG)的效率最高 DF1减数分裂时，H基因所在染色体会与G基因所在染色体发生联会,解析：本题主要考查杂交育种、单倍体育种及减数分裂的特点等知识。通过杂交方法可将不同个体的优良性状的

16、基因集中到同一个个体中；通过单倍体育种可大大缩短育种年限。分析题图可知，、两过程均为细胞脱分化的过程，均需要植物激素来诱导，故A正确；由于花药由花药壁(2n)和大量花粉(n)等组分组成，由花药壁培养成的再生植株可能为二倍体，故B正确；利用花粉培养成的再生植株为单倍体，再用秋水仙素处理，使其染色体数目加倍，成为可育的纯合子，大大缩短了育种年限，故C正确；,由于H基因所在的染色体与G基因所在的染色体不是一对同源染色体，因此，在减数分裂过程中，二者不会发生联会现象，故D错误。 答案：D,2(2010江苏高考)下列关于转基因植物的叙述，正确的是() A转入到油菜的抗除草剂基因，可能通过花粉传入环境中

17、B转抗虫基因的植物，不会导致昆虫群体抗性基因频率增加 C动物的生长激素基因转入植物后不能表达 D如转基因植物的外源基因来源于自然界，则不存在安全性问题,解析：转基因的抗虫植物在长期栽培过程中，会导致以该植物为食物来源的昆虫的抗性基因频率增加。动物和植物共用一套遗传密码，因此转入植物体内的动物生长激素基因也可能进行表达。转基因植物的外源基因来源于自然界，也可能存在食物安全、生物安全和环境安全等安全性问题。 答案：A,3(2012海南高考)无子西瓜是由二倍体(2n22)与同源四倍体杂交后形成的三倍体。回答下列问题： (1)杂交时选用四倍体植株作母本，用二倍体植株作父本，取其花粉涂在四倍体植株的_上

18、，授粉后套袋。四倍体植株上产生的雌配子含有_条染色体，该雌配子与二倍体植株上产生的雄配子结合，形成含有_条染色体的合子。,(2)上述杂交获得的种子可发育为三倍体植株。该植株会产生无子果实，该果实无子的原因是三倍体的细胞不能进行正常的_分裂。 (3)为了在短期内大量繁殖三倍体植株，理论上可以采用_的方法。,解析：(1)在三倍体无子西瓜培育过程中以四倍体植株为母本，授以二倍体植株花粉可获得三倍体西瓜种子(胚)。四倍体植株上产生的雌配子含有22条染色体，二倍体产生的雄配子含11条染色体，则合子中含有三个染色体组，33条染色体。(2)三倍体西瓜无子的原因是：三倍体的细胞含有三个染色体组，在减数分裂时，

19、染色体联会紊乱，不能产生正常的生殖细胞。(3)由于三倍体植株不能进行有性繁殖，故可采用组织培养等无性生殖方式繁殖。 答案：(1)雌蕊(或柱头)2233(2)减数(3)组织培养,4(2012江苏高考)科学家将培育的异源多倍体的抗叶锈病基因转移到普通小麦中，育成了抗叶锈病的小麦，育种过程见图。图中A、B、C、D表示4个不同的染色体组，每组有7条染色体，C染色体组中含携带抗病基因的染色体。请回答下列问题：,(1)异源多倍体是由两种植物AABB与CC远缘杂交形成的后代，经_方法培育而成，还可用植物细胞工程中_方法进行培育。 (2)杂交后代染色体组的组成为_，进行减数分裂时形成_个四分体，体细胞中含有_

20、条染色体。 (3)杂交后代中C组的染色体减数分裂时易丢失，这是因为减数分裂时这些染色体_。,(4)为使杂交后代的抗病基因稳定遗传，常用射线照射花粉，使含抗病基因的染色体片段转接到小麦染色体上，这种变异称为_。 解析：此题考查多倍体及多倍体育种相关的知识。(1)异源多倍体AABBCC是由两种植物AABB与CC远缘杂交产生的后代ABC，再经过秋水仙素诱导染色体数目加倍形成。在生产中还可由AABB细胞与CC细胞通过诱导融合产生。(2)亲本AABBCC和AABBDD杂交，杂交后代的基因组成为AABBCD。,杂交后代体细胞中染色体数目为7642条，该个体减数分裂时，由于C、D组染色体无同源染色体配对，因

21、此只形成7214个四分体。(3)C组染色体由于无同源染色体配对，故减数分裂时易丢失。(4)射线照射有可能引起C组携带抗病基因的染色体片段裂断，而后又重接到普通小麦的A或B组染色体上，这种变异称为易位，属于染色体结构变异。,答案：(1)秋水仙素诱导染色体数目加倍植物体细胞杂交 (2)AABBCD1442(3)无同源染色体配对 (4)染色体结构变异,5(2010安徽高考).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

22、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)。,.草莓生产上传统的繁殖方式易将所感染病毒传播给后代，导致产量降低、品质变差。运用微型繁殖技术可以培育出无病毒幼苗。草莓微型繁殖的基本过程如下：,请回答： (1)微型繁殖培育无病毒草莓苗时，一般选取_作为外植体，其依据是_。 (2)在过程中，常用的MS培养基主要成分包括大量元素、微量元素和_，在配制好的培养基中，常常需要添加_，有利于外植体启动细胞分裂形成愈伤组织，接种后25