高考生物一輪復習 第23講 從雜交育種到基因工程課件.ppt

輕輕松松讀教材提綱挈領學要點 01回扣教材夯實基礎 一 雜交育種1 概念 將兩個或多個品種的優(yōu)良性狀集中在一起 進而獲得新品種的方法 2 原理 3 方法 雜交 4 目的 培育動植物優(yōu)良品種 5 特點 只能利用已有的基因重組 不能創(chuàng)造 育種過程 二 誘變育種1 概念 利用物理因素或化學因素來處理生物 使生物發(fā)生 從而獲得優(yōu)良變異類型的育種方法 2 原理 3 過程 選擇生物 誘發(fā)基因突變 選擇 培育 4 優(yōu)點 1 可以提高 在較短時間內獲得更多的優(yōu)良變異類型 2 大幅度地改良某些性狀 5 缺點 誘發(fā)產(chǎn)生的突變 的個體往往不多 需處理大量材料 思維判斷1 雜交育種需要時間都是很長的 2 基因工程育種與雜交育種的原理相同 3 人工誘變育種的優(yōu)點可以提高突變率 加速育種工作的進程 4 人工誘變所引起的基因突變或染色體的變異都是有利的 5 基因工程育種中所用的工具酶有3種 答案 1 2 3 4 5 考點分類抓基礎點點擊破我能行 02整合考點破解疑難 總結提升育種方法的分析 1 雜交育種是最簡捷的方法 而單倍體育種是最快獲得純合子的方法 可縮短育種年限 2 原核生物不能進行減數(shù)分裂 所以不能運用雜交的方法進行育種 如細菌的育種一般采用誘變育種 應用訓練1 2012 天津理綜 芥酸會降低菜籽油的品質 油菜有兩對獨立遺傳的等位基因 h和h g和g 控制菜籽的芥酸含量 下圖是獲得低芥酸油菜新品種 hhgg 的技術路線 已知油菜單個花藥由花藥壁 2n 及大量花粉 n 等組分組成 這些組分的細胞都具有全能性 據(jù)圖分析 下列敘述錯誤的是 a 兩過程均需要植物激素來誘導細胞脫分化b 與 過程相比 過程可能會產(chǎn)生二倍體再生植株c 圖中三種途徑中 利用花粉培養(yǎng)篩選低芥酸植株 hhgg 的效率最高d f1減數(shù)分裂時 h基因所在染色體會與g基因所在染色體發(fā)生聯(lián)會 解析 通過分析比較三種不同育種過程的本質快速解答 過程均為植物組織培養(yǎng)中的脫分化 均需要利用植物激素來誘導 a項正確 兩親本雜交使h基因和g基因集中到一個生物個體中 可通過雜交育種的方法獲得雙顯性性狀個體 但要獲得hhgg純合子需要h g 個體連續(xù)多年自交 育種效率不高 根據(jù)自由組合定律推知 f1產(chǎn)生的花粉有hg hg hg hg四種 花藥離體培養(yǎng)獲得的再生單倍體植株也是四種 使用秋水仙素處理后可根據(jù)性狀直接篩選獲得純合的hhgg植株 其效率最高 f1花藥離體培養(yǎng)所得的再生植株中 除hg hg hg hg四種單倍體植株外 還可能有花藥壁細胞組織培養(yǎng)獲得的hhgg二倍體植株 因而其育種效率較花粉離體培養(yǎng)低 b c兩項正確 分析題干得出 h基因和g基因位于兩對同源染色體上 減數(shù)分裂時非同源染色體不發(fā)生聯(lián)會 d項錯誤 答案 d 總結提升 1 限制性核酸內切酶和dna連接酶的作用部位都是脫氧核苷酸之間形成的磷酸二酯鍵 不是氫鍵 只是一個切開 一個連接 2 限制性核酸內切酶在第一步和第二步操作中都用到 且一般要求同一種酶 目的是產(chǎn)生相同的黏性末端 第二步中兩種工具酶都用到 3 dna酶即dna水解酶 是將dna水解的酶 dna聚合酶是在dna復制過程中 催化形成新dna分子的酶 是將單個游離的脫氧核苷酸加到dna片段上 需要模板 但dna連接酶是將兩個dna片段的兩個缺口同時連接 不需要模板 dna聚合酶和dna連接酶作用的化學鍵相同 都是磷酸二酯鍵 4 質粒是最常用的運載體 不要把質粒同運載體等同 除此之外 噬菌體和動植物病毒也可作為運載體 運載體的化學本質為dna 其基本單位為脫氧核苷酸 5 原核生物基因 如抗蟲基因來自蘇云金芽孢桿菌 可為真核生物 如棉花 提供目的基因 6 基因工程可按照人們的意愿定向培育新品種 且可突破生殖隔離 實現(xiàn)不同物種間的基因重組 應用訓練2 采用基因工程的方法培育抗蟲棉 下列導入目的基因的做法正確的是 將毒素蛋白注射到棉受精卵中 將編碼毒素蛋白的dna序列注射到棉受精卵中 將編碼毒素蛋白的dna序列與質粒重組 導入細菌 用該細菌感染棉的體細胞 再進行組織培養(yǎng) 將編碼毒素蛋白的dna序列與細菌質粒重組 注射到棉的子房并進入受精卵a b c d 解析 從基因工程操作的基本步驟可知 提取目的基因后 要與運載體結合形成重組dna分子才能再導入到受體細胞中 答案 c 高端突破巧思維攻艱克難攀高峰 03探究命題剖解實驗 導例 2012 山東抽樣 下圖表示番茄植株 hhrr 作為實驗材料培育新品種的途徑 請據(jù)圖分析回答 1 通過途徑2 3獲得幼苗的過程都應用了植株組織培養(yǎng)技術 該技術依據(jù)的生物學原理是 2 要盡快獲得穩(wěn)定遺傳的優(yōu)良品種應采用途徑 該過程中秋水仙素的作用機理是 3 品種a與途徑3中幼苗基因型相同的概率為 品種c的基因型是 4 品種c與b是否為同一個物種 原因是 5 途徑4依據(jù)的原理是 此途徑與雜交育種相比 最突出的優(yōu)點是 解析 1 通過途徑2和3 植物由細胞發(fā)育成了個體 幼苗 體現(xiàn)了細胞的全能性 2 二倍體植株通過單倍體育種獲得的個體都是純合子 育種時間短 且穩(wěn)定 該過程要使用秋水仙素 其作用是抑制細胞分裂時形成紡錘體 3 通過途徑3獲得的幼苗的基因型與母本一樣 為hhrr 通過途徑1雜交育種獲得的個體中hhrr占個體總體的1 4 正常體細胞加倍后其基因型由hhrr hhhhrrrr 4 品種c屬于四倍體 品種b是二倍體 不屬于同一物種 因為它們的雜交后代是三倍體 不能繁殖后代 5 途徑4的處理手段是用 射線處理 屬于誘變育種 其原理是基因突變 這種方法雖然突變率低 但能夠產(chǎn)生新基因 是進一步育種的基礎 答案 1 植物細胞的全能性 2 2抑制細胞分裂時形成紡錘體 3 1 4hhhhrrrr 4 否存在生殖隔離 5 基因突變能夠產(chǎn)生新基因 方法規(guī)律 育種目的及方法的選擇 1 育種的目的 育種的根本目的是培育具有優(yōu)良性狀 抗逆性好 生活力強 產(chǎn)量高 品質優(yōu)良 的新品種 以便更好地為人類服務 從基因組成上看 目標基因型可能是純合體 可防止后代發(fā)生性狀分離 便于制種和推廣 也有可能是雜合體 即利用雜種優(yōu)勢的原理 如雜交水稻的培育 玉米的制種等 2 不同需求的育種方法 若要培育隱性性狀個體 則可用自交或雜交 只要出現(xiàn)該性狀即可 有些植物如小麥 水稻等 雜交實驗較難操作 則最簡便的方法是自交 若要快速獲得純種 則用單倍體育種方法 若實驗植物為營養(yǎng)繁殖類如土豆 地瓜等 則只要出現(xiàn)所需性狀即可 不需要培育出純種 若要培育原先沒有的性狀 則可用誘變育種 提高營養(yǎng)物質含量可運用多倍體育種 將兩個親本的不同優(yōu)良性狀集中在一起 可利用雜交育種 若要定向地改造生物性狀 則可用基因工程育種 在實際育種過程中 并非單一地運用某種育種方式 而是根據(jù)需要選擇多種育種方式綜合運用 應用解題 傳統(tǒng)的農(nóng)作物育種方法一般是雜交育種 如圖為抗旱小麥的幾種不同育種方法示意圖 據(jù)圖回答下列問題 1 圖中a至d方向所示的途徑表示 育種方式 其育種原理是 2 若改良缺乏抗旱性狀的小麥品種 不宜直接采用 的方法進行育種 但可選用圖中a至b途徑 再通過此方法達到育種目的 3 由g h j過程涉及的生物工程技術有 解析 1 雜交育種的原理是基因重組 通過雜交使不同親本的優(yōu)良性狀集于一體 對于顯性基因控制的性狀 再通過連續(xù)自交 直到不發(fā)生性狀分離才能獲得生產(chǎn)需要的新品種 2 因為缺乏抗旱性狀的小麥品種沒有抗旱基因 植株通過減數(shù)分裂產(chǎn)生的雄配子中不存在抗旱基因 因此用花藥離體培養(yǎng)方法直接處理沒有抗旱基因的親本不會達到目的 3 g表示轉基因技術 h j表示植物組織培養(yǎng)技術 答案 1 雜交基因重組 2 單倍體育種 3 基因工程 或基因拼接技術或dna重組技術或轉基因技術 和植物組織培養(yǎng)技術 理論指導 此部分命題有時適當設計一些有關科技前沿的問題 但一般是以材料信息題形式出現(xiàn)的 這就要求考生具有縝密的邏輯推理能力 典例分析 基因芯片的測序原理是dna分子雜交測序方法 即通過與一組已知序列的核酸探針雜交進行核酸序列測定的方法 先在一塊基因芯片表面固定序列已知的八核苷酸的探針 當溶液中帶有熒光標記的靶核酸序列與基因芯片上對應位置的核酸探針產(chǎn)生互補配對時 通過確定熒光強度最強的探針位置 獲得一組序列完全互補的探針序列 據(jù)此可重組出靶核酸的序列tatgcaatctag 過程見圖 若靶核酸序列與八核苷酸的探針雜交