高中生物第六章 從雜交育種到基因工程

1、高中生物第六章 從雜交育種到基因工程第1頁，共42頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)58分，星期四一、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(jìn)而(選擇和培育)獲得新品種方法2原理：3方法：雜交4目的：培育動植物優(yōu)良品種5特點(diǎn)：只能利用已有的基因重組，不能創(chuàng)造 ；育種過程。 6過程：選擇具有不同優(yōu)良性狀的親本通過 獲得F1， F1連續(xù) 或雜交，從中篩選獲得需要的類型?；蛑亟M新基因緩慢雜交自交第2頁，共42頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)58分，星期四雜交育種與雜種優(yōu)勢是一回事嗎？不是；雜交育種是在雜交后代眾多類型中選留符合育種目標(biāo)的個體進(jìn)一步培育，直至獲得穩(wěn)定遺傳的具有優(yōu)良性

2、狀的新品種；雜種優(yōu)勢主要是利用雜種F1的優(yōu)良性狀，并不要求遺傳上的穩(wěn)定。第3頁，共42頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)58分，星期四二、誘變育種1概念：利用物理、化學(xué)因素處理生物使生物發(fā)生 2原理：3方法：物理誘變、化學(xué)誘變4特點(diǎn)：提高突變率、縮短；盲目性大?；蛲蛔?基因突變 育種進(jìn)程第4頁，共42頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)58分，星期四誘變育種與雜交育種相比，最大的區(qū)別是什么？二者最大的區(qū)別在于誘變育種能創(chuàng)造出新基因。第5頁，共42頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)58分，星期四三、多倍體育種1原理：。2方法：用一定濃度的處理萌發(fā)的種子或幼苗。3特點(diǎn)：技術(shù)復(fù)雜，發(fā)育延遲，結(jié)實(shí)率低

3、，一般只適用于植物。4舉例：三倍體無子西瓜、八倍體小黑麥、四倍體水稻。染色體數(shù)目變異秋水仙素第6頁，共42頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)58分，星期四四、單倍體育種1原理：。2方法：(1)先將花藥離體培養(yǎng)，培養(yǎng)出單倍體植株；(2)將單倍體幼苗經(jīng)一定濃度的秋水仙素處理獲得純合子。3特點(diǎn)：，加快育種進(jìn)程。4舉例：用純種高稈抗病小麥與矮稈不抗病小麥快速培育矮稈抗病小麥。染色體變異(染色體組成倍地減少)明顯縮短育種年限第7頁，共42頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)58分，星期四五、基因工程育種1原理：不同生物間的。2工具：基因剪刀：、基因針線： 、運(yùn)載體：、。3步驟： 。 基因重組 限制酶 DN

4、A連接酶 質(zhì)粒噬菌體動植物病毒獲取目的基因目的基因與運(yùn)載體的結(jié)合目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因的表達(dá)和檢測第8頁，共42頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)58分，星期四 基因工程育種可按照人們的意愿定向培育新品種，且可突破生殖隔離，實(shí)現(xiàn)不同物種間的基因重組。第9頁，共42頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)58分，星期四運(yùn)載體和細(xì)胞膜上的載體相同嗎？不同：運(yùn)載體是將外源基因?qū)胧荏w細(xì)胞的專門運(yùn)輸工具，常用的運(yùn)載體有質(zhì)粒、動植物病毒、噬菌體等；載體是位于細(xì)胞膜上的載體蛋白質(zhì)，與控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞有關(guān)系。第10頁，共42頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)58分，星期四一、幾種育種方法的比較名稱原理方法優(yōu)

5、點(diǎn)缺點(diǎn)應(yīng)用雜交育種基因重組雜交自交篩選出符合要求的表現(xiàn)型，通過自交至不發(fā)生性狀分離為止使分散在同一物種或不同品種中的多個優(yōu)良性狀集中于同一個體上，即“集優(yōu)”(1)育種時間長(2)局限于同一種或親緣關(guān)系較近的個體用純種高稈抗病小麥與矮稈不抗病小麥培育矮稈抗病小麥第11頁，共42頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)58分，星期四名稱原理方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)應(yīng)用誘變育種基因突變(1)物理：紫外線、射線、微重力、激光等處理、再篩選(2)化學(xué)：秋水仙素、硫酸二乙酯處理，再篩選提高變異頻率，加快育種進(jìn)程，大幅度改良某些性狀有利變異少，工作量大，需要大量的供試材料高產(chǎn)青霉菌、“黑農(nóng)五號”大豆品種等的培育第12頁，共4

6、2頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)58分，星期四名稱原理方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)應(yīng)用單倍體育種染色體變異(染色體組成倍地減少)(1)先將花藥離體培養(yǎng)，培養(yǎng)出單倍體植株(2)將單倍體幼苗經(jīng)一定濃度的秋水仙素處理獲得純合子明顯縮短育種年限，加快育種進(jìn)程技術(shù)復(fù)雜用純種高稈抗病小麥與矮稈不抗病小麥快速培育矮稈抗病小麥第13頁，共42頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)58分，星期四名稱原理方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)應(yīng)用多倍體育種染色體變異(染色體組成倍地增多)用一定濃度的秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗植物莖稈粗壯，葉片果實(shí)種子均大，營養(yǎng)物質(zhì)含量提高技術(shù)復(fù)雜，發(fā)育延遲，結(jié)實(shí)率低，一般只適用于植物三倍體無子西瓜、八倍體小黑麥、四倍體

7、水稻第14頁，共42頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)58分，星期四名稱原理方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)應(yīng)用轉(zhuǎn)基因育種異源DNA(基因)重組提取目的基因裝入運(yùn)載體導(dǎo)入受體細(xì)胞目的基因的檢測與表達(dá)篩選出符合要求的新品種目的性強(qiáng)；育種周期短；克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙技術(shù)復(fù)雜，安全性問題多轉(zhuǎn)基因“向日葵豆”；轉(zhuǎn)基因抗蟲棉第15頁，共42頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)58分，星期四太空育種：(1)太空育種主要是利用返回式衛(wèi)星和高空氣球所能達(dá)到的空間環(huán)境。通過強(qiáng)輻射、微重力和高真空等條件誘發(fā)植物種子的基因發(fā)生變異的作物育種技術(shù)。(2)太空的特殊條件能夠引起農(nóng)作物種子發(fā)生基因突變。它的特點(diǎn)是變異頻率高、幅度大，是一

8、條誘變育種的良好途徑。經(jīng)過太空遨游的農(nóng)作物種子返回地面后再種植，不僅植物明顯增高增粗，果型大，而且品質(zhì)也得到提高。第16頁，共42頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)58分，星期四(2009年高考上海卷)下列技術(shù)中不能獲得抗銹高產(chǎn)小麥新品種的是()A誘變育種B細(xì)胞融合C花藥離體培養(yǎng) D轉(zhuǎn)基因考點(diǎn)一、生物變異在育種上的應(yīng)用【答案】C第17頁，共42頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)58分，星期四要獲得本物種沒有的性狀可通過誘變和基因工程，其中基因工程是有目的的改良；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，可縮短育種的年限；染色體加倍可以是以秋水仙素等方法使其加倍，也可以是細(xì)胞融

9、合，但細(xì)胞融合可在兩個不同物種之間進(jìn)行。第18頁，共42頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)58分，星期四下列關(guān)于育種的敘述中，正確的是(雙選)A用物理因素誘變處理可提高突變率B誘變育種和雜交育種均可形成新的基因C三倍體植物能由受精卵發(fā)育而來D誘變獲得的突變體多數(shù)表現(xiàn)出優(yōu)良性狀【答案】AB第19頁，共42頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)58分，星期四育種的方法有雜交育種、單倍體育種、誘變育種、多倍體育種、基因工程育種等，下面對這五種育種的說法正確的是(雙選) ()A涉及的原理有：基因突變、基因重組、染色體變異B都不可能產(chǎn)生定向的可遺傳變異C都在細(xì)胞水平上進(jìn)行操作D誘變育種可通過產(chǎn)生新基因從而產(chǎn)

10、生新性狀考點(diǎn)二、育種方法的設(shè)計及應(yīng)用【答案】AD第20頁，共42頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)58分，星期四如圖是植物育種方式的簡要概括圖，請據(jù)圖回答：第21頁，共42頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)58分，星期四(1)表示的育種方法稱為_，這種育種方式的目的是_；同上述育種方式比較，育種方式的優(yōu)越性主要表現(xiàn)在_。雜交育種將兩個或多個品種的優(yōu)良性狀通過交配集中在一起明顯縮短育種年限第22頁，共42頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)58分，星期四(2)方法所運(yùn)用的原理是_。過程11常用_處理萌發(fā)的種子或幼苗。(3)過程13使用的生物技術(shù)是_，該育種方式的最大優(yōu)點(diǎn)是_?；蛲蛔兦锼伤?或低

11、溫)轉(zhuǎn)基因技術(shù) 按照人們的意愿直接定向改變生物性狀(目的性強(qiáng)、育種周期短、克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙)第23頁，共42頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)58分，星期四材料一：野生香蕉是二倍體，通常有大量的硬子，無法食用。但在大約1萬年前的東南亞，人們發(fā)現(xiàn)一種很少見的香蕉品種，這種香蕉無子，可食，是世界上第一種可食用的香蕉，后來人們發(fā)現(xiàn)這種無子香蕉是三倍體。材料二：由于一種變異的致命真菌引起的香蕉葉斑病正在全球蔓延，香蕉可能在5年左右瀕臨滅絕。蕉農(nóng)目前通過大量噴灑化學(xué)藥劑來解決問題。在世界許多香蕉農(nóng)場，每年多次噴灑殺菌劑，此舉使香蕉成為世界上噴灑農(nóng)藥量最大的食物之一。但大量噴灑農(nóng)藥也恐怕未能阻止真

12、菌進(jìn)一步散播。材料三：生物學(xué)家們正在努力尋找能抵抗這種真菌的野生香蕉，以便培育出新的香蕉品種。第24頁，共42頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)58分，星期四閱讀以上材料，回答下列問題：(1)無子、可食香蕉的變異可能來自于_。(2)試分析為什么噴灑農(nóng)藥也不能有效地阻止真菌進(jìn)一步散播？_。(3)假若生物學(xué)家找到了攜帶該真菌抗性基因的野生香蕉，如何培育出符合要求的無子香蕉？(請你簡要寫出育種思路)第25頁，共42頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)58分，星期四【答案】(1)染色體變異 (2)通過農(nóng)藥的選擇會使真菌的抗藥性增強(qiáng)，使農(nóng)藥殺滅真菌的效果降低(3)方案一：秋水仙素處理該二倍體野生香蕉的幼苗

13、，獲得四倍體香蕉，作母本，并與二倍體野生香蕉雜交，獲得三倍體香蕉，然后從中選育出抗病的品種。方案二：用基因工程的方法從該野生香蕉細(xì)胞中獲取抗病基因，與運(yùn)載體質(zhì)粒結(jié)合形成重組質(zhì)粒，然后導(dǎo)入原有的三倍體香蕉體細(xì)胞中，利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)培育出抗病的香蕉新品種。第26頁，共42頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)58分，星期四1要將基因型為AaBB的生物，培育出以下基因型的生物：AaBb；AaBBC；AAaaBBBB；aB。則對應(yīng)的育種方法依次是()A誘變育種、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、細(xì)胞融合、花藥離體培養(yǎng)B雜交育種、花藥離體培養(yǎng)、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、多倍體育種C花藥離體培養(yǎng)、誘變育種、多倍體育種、轉(zhuǎn)基因技術(shù)D多倍體育種

14、、花藥離體培養(yǎng)、誘變育種、轉(zhuǎn)基因技術(shù)【答案】A第27頁，共42頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)58分，星期四2某科技活動小組將二倍體番茄植株的花粉進(jìn)行組織培養(yǎng)得到幼苗A，用秋水仙素處理幼苗A得到植株B，據(jù)此下列分析錯誤的是 ()A植株B自花傳粉，產(chǎn)生的后代能穩(wěn)定遺傳B植株B的染色體在體細(xì)胞增殖時，不發(fā)生聯(lián)會現(xiàn)象C幼苗A是自養(yǎng)型生物，因此由花粉到幼苗A所用培養(yǎng)基不需添加有機(jī)物D若培養(yǎng)幼苗A至性成熟，其細(xì)胞能進(jìn)行正常的有絲分裂，但不能進(jìn)行正常的減數(shù)分裂C第28頁，共42頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)58分，星期四3兩個親本的基因型分別為AAbb和aaBB，這兩對基因按自由組合定律遺傳，要培育

15、出基因型為aabb的新品種，最簡捷的方法是 ()A單倍體育種B雜交育種C人工誘變育種 D細(xì)胞工程育種B第29頁，共42頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)58分，星期四二、基因工程1基因工程的概念理解基因工程別名操作對象操作水平原理操作環(huán)境結(jié)果(目的)基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)基因DNA分子水平基因重組生物體外定向地改造生物的遺傳性狀第30頁，共42頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)58分，星期四2.基因工程的基本工具基因剪刀：限制性核酸內(nèi)切酶(一種限制酶只能識別并切割一種特定的脫氧核苷酸序列，產(chǎn)生兩個黏性末端)基因針線：DNA連接酶將由同一種限制酶切割后的黏性末端(堿基互補(bǔ))的脫氧核糖和磷酸

16、連接起來基因的運(yùn)載體常用的有質(zhì)粒、噬菌體、動植物病毒等。(質(zhì)粒是存在于細(xì)菌及酵母菌等生物中，細(xì)胞染色體外能夠自我復(fù)制的環(huán)狀DNA分子)第31頁，共42頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)58分，星期四3基因工程的基本步驟第32頁，共42頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)58分，星期四第33頁，共42頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)58分，星期四4基因工程的應(yīng)用(1)作物育種：轉(zhuǎn)基因抗蟲棉、耐貯存的番茄，耐鹽堿的棉花，抗除草劑的玉米、油菜、大豆等；抗蟲基因作物的使用，不僅減少了農(nóng)藥的用量，大大降低了生產(chǎn)成本，而且還減少了農(nóng)藥對環(huán)境的污染。(2)藥物研制：胰島素、干擾素、白細(xì)胞介素、溶血栓劑、凝血

17、因子，以及預(yù)防乙肝、霍亂、傷寒、瘧疾等疫苗；基因工程生產(chǎn)藥品的優(yōu)點(diǎn)是效率高、成本低、品質(zhì)好。第34頁，共42頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)58分，星期四5轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的安全性有兩種觀點(diǎn)，一種觀點(diǎn)是轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品不安全，要嚴(yán)格控制；另一種觀點(diǎn)是轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品是安全的，應(yīng)該大范圍推廣。第35頁，共42頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)58分，星期四3下列對基因工程的四大操作步驟的理解有錯誤的一項(xiàng)是()A限制性內(nèi)切酶主要存在于微生物體內(nèi)，識別位點(diǎn)具有特異性BDNA連接酶是作用于斷裂開的兩個脫氧核苷酸之間的化學(xué)鍵C運(yùn)載體和目的基因之間的連接必須要暴露出相同的黏性末端D在目

18、的基因的檢測與表達(dá)過程中只能使用含青霉素的選擇培養(yǎng)基D第36頁，共42頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)58分，星期四4質(zhì)粒是基因工程中最常用的運(yùn)載體，它存在于許多細(xì)菌體內(nèi)。質(zhì)粒上有標(biāo)記基因如右圖所示，通過標(biāo)記基因可以推知外源基因(目的基因)是否轉(zhuǎn)移成功。外源基因插入的位置不同，細(xì)菌在培養(yǎng)基上的生長情況也不同，下表是外源基因插入位置(插入點(diǎn)有a、b、c，a為抗氨芐青霉素基因，b為抗四環(huán)素基因)，請根據(jù)表中提供細(xì)菌的生長情況，推測三種重組后細(xì)菌的外源基因插入點(diǎn)正確的一組是)第37頁，共42頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)58分，星期四A. 是c，是b，是aB是a和b，是a，是bC是a和b，是b，是aD是c，是a，是b細(xì)菌在含氨芐青霉素培養(yǎng)基上的生長情況細(xì)菌在含四環(huán)素培養(yǎng)基上的生長情況能生長能生長能生長不能生長不能生長能生長【答案】A第38頁，共42頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)58分，星期四(2009年安徽卷)2008年諾貝爾化學(xué)獎授予了“發(fā)現(xiàn)和發(fā)展了水母綠色熒光蛋白”的