人教版2017年高中生物第十二章從雜交育種到基因工程課件

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、雜交育種與誘變育種雜交育種誘變育種原理過程選擇

的親本通過雜交獲得F1，

，從中篩選獲得需要的類型利用射線和化合物等理化因素誘導分裂的細胞發(fā)生

，并選取需要的類型應用

，提高農(nóng)作物單位面積產(chǎn)量；培育優(yōu)良家畜、家禽主要用于基因重組基因突變具有不同優(yōu)良性狀F1連續(xù)自交基因突變改良作物品質農(nóng)作物和微生物二、基因工程1．基本工具(1)基因的剪刀是

。(2)基因的針線是

。(3)常用的運載體有

。限制性核酸內(nèi)切酶DNA連接酶質粒、噬菌體和動植物病毒等2．操作步驟(1)寫出基因工程的四個步驟：

→

→

→(2)第二步的操作用到什么工具？

。提取目的基因目的基因與運載體結合將目的基因導入受體細胞目的基因的表達與檢測限制酶和DNA連接酶(3)怎樣確認目的基因已被導入受體細胞？若受體細胞表現(xiàn)出運載體“標記基因”所控制的性狀，說明目的基因已被導入受體細胞。3．應用(1)作物育種：利用基因工程，獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具有優(yōu)良品質的農(nóng)作物，培育出具有各種

的作物新品種，如

。(2)藥物研制：利用基因工程，培育轉基因生物，利用轉基因生物生產(chǎn)出各種高質量、低成本的藥品，如

、

、乙肝疫苗等。(3)環(huán)境保護：如利用

降解有毒有害的化合物，吸收環(huán)境中的重金屬，分解泄漏的石油，處理工業(yè)廢水等?？鼓嫘钥瓜x棉胰島素干擾素轉基因細菌4．轉基因生物和轉基因食品的安全性2001年5月，我國國務院公布了《農(nóng)業(yè)轉基因生物安全管理條例》，對農(nóng)業(yè)轉基因生物的

、生產(chǎn)和加工、經(jīng)營和進出口等作了具體規(guī)定。研究和試驗考點一基因工程考情解讀高考中常涉及基因工程的簡單應用，轉基因生物及轉基因食品的安全性等知識，在2013年高考中仍會呈現(xiàn)。基因工程的基本工具的特點及操作步驟亦是常考點，不容忽視。[做一題][例1]

通過DNA重組技術使原有基因得以改造的動物稱為轉基因動物。運用這一技術可使羊奶中含有人體蛋白質，下圖表示了這一技術的基本過程，在該過程中所用的基因“剪刀”能識別的序列和切點是—G↓GATCC—，請回答：(1)從羊染色體中“剪下”羊蛋白質基因的酶是________。人體蛋白質基因“插入”后連接在羊體細胞染色體中需要的酶是______________。(2)人體蛋白質基因之所以能“插入”到羊的染色體內(nèi)，原因是___________________________________。(3)將人體蛋白質基因導入羊體內(nèi)并成功地表達，使羊產(chǎn)生新的性狀。這種變異屬于________，這里“成功地表達”的含義是________________________________。(4)你認為此類羊產(chǎn)生的奶安全可靠嗎？理由是什么？[解析]

本題主要考查基因工程的一般步驟、操作工具、應用以及轉基因技術的安全性等知識。(1)基因工程的基本操作中用到的工具酶是限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶。(2)不同生物的DNA分子的化學組成和空間結構相同，即都具有相同的物質基礎和結構基礎。(3)人體蛋白質基因導入羊體內(nèi)并成功地表達，使羊產(chǎn)生新的性狀，這是將一種基因導入另一種生物，變異類型屬于基因重組，目的基因成功表達的含義是人體蛋白質基因在羊體細胞內(nèi)通過轉錄、翻譯兩個過程控制合成人體蛋白質。(4)為開放性的題目，但要注意回答的理由要與觀點相對應。[答案]

(1)限制性核酸內(nèi)切酶DNA連接酶(2)人和羊DNA分子的空間結構、化學組成相同；有互補的堿基序列(答出其中一點即可)

(3)基因重組人體蛋白質基因在羊體細胞內(nèi)控制合成人體蛋白質(4)安全，因為目的基因導入受體細胞后沒有改變，控制合成的人體蛋白質成分沒有改變。(或不安全，因為目的基因導入受體細胞后，可能由于羊細胞中某些成分的影響，合成的蛋白質成分可能發(fā)生一定的改變。)[鏈一串]有關基因工程中的幾個問題歸納(1)限制性核酸內(nèi)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(nèi)切酶在第一步和第二步操作中都用到，且要求同一種酶，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。[通一類]1．(2011·煙臺質檢)以下說法正確的是 (

)A．所有的限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列B．質粒是基因工程中唯一的運載體C．運載體必須具備的條件之一是：具有一個至多個限制酶切點，以便與外源基因連接D．DNA連接酶使黏性末端的堿基之間形成氫鍵解析：每一種限制酶只能識別一種(或者一類)特定的核苷酸序列，不同的限制酶所識別的序列不同；質粒是常用的運載體，但不是唯一的。DNA連接酶連接的是兩個被限制酶切割的DNA片段的切口，即斷開的磷酸二酯鍵，而不是堿基之間的氫鍵。答案：C2．用基因工程技術可使大腸桿菌合成人的蛋白質，下列敘述不正確的是 (

)A．常用相同的限制性內(nèi)切酶處理目的基因和質粒B．可用含抗生素的培養(yǎng)基檢測大腸桿菌中是否導入了重組質粒C．DNA連接酶和RNA聚合酶是構建重組質粒必需的工具酶D．導入大腸桿菌中的目的基因不一定能成功表達.解析：構建重組質粒(重組DNA分子)必需的工具酶是DNA連接酶和限制性內(nèi)切酶，RNA聚合酶的作用是催化合成RNA。答案：C考點二生物變異在育種中的應用考情解讀

高考中通常以實驗設計題、圖解題形式考查生物育種的原理、流程、優(yōu)缺點等，綜合性強。預計2013年有可能與遺傳規(guī)律、細胞增殖和分化等知識聯(lián)系，與生產(chǎn)生活、最新科技成果等結合命制實驗題目，對該考點進行考查。[做一題]

[例2]

(2012·安徽百校聯(lián)考)下圖為水稻的幾種不同育種方法示意圖，據(jù)圖回答下列問題：(1)B常用的方法是______________，用到秋水仙素的過程有________(用圖中字母表示)。(2)打破物種界限的育種方法是________(用圖中的字母表示)，該方法所運用的原理是____________________。(3)假設你想培育一個穩(wěn)定遺傳的水稻品種，它的性狀都是由隱性基因控制的，其最簡單的育種方法是____________；如果都是由顯性基因控制的，為縮短育種時間常采用的方法是________。(用圖中的字母表示)(4)現(xiàn)有三個水稻品種，①的基因型為aaBBDD，②的基因型為AAbbDD，③的基因型為AABBdd，三對等位基因分別位于三對同源染色體上?，F(xiàn)運用雜交育種方法利用以上三個品種獲得基因型為aabbdd的植株(用文字簡要描述獲得過程即可)：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[解析]

圖中A過程代表雜交、D過程代表自交、B過程代表花藥離體培養(yǎng)、C和F過程代表用秋水仙素使染色體加倍、E過程代表基因工程。其中基因工程可以在任何生物之間進行，該技術的原理為基因重組。如果選育的性狀都是隱性性狀，最簡單的方法是雜交育種，因為隱性性狀表現(xiàn)出來即為純合，可穩(wěn)定遺傳，即A→D過程；如選育的性狀都是顯性性狀，用雜交育種年限比較長，可明顯縮短育種年限的育種方法是單倍體育種，即A→B→C過程。三個水稻品種，基因型均為“雙顯＋一隱”的組合方式。要利用雜交育種培育基因型為aabbdd的品種，可選擇任意兩個品種作親本雜交得到雜交一代，然后雜交一代與剩下一個品種雜交得到雜交二代，雜交二代自交即可得到基因型為aabbdd的種子，由基因型為aabbdd的種子長成的植株即為符合要求的植株。[答案]

(1)花藥離體培養(yǎng)C、F

(2)E基因重組(3)AD

ABC

(4)①與②雜交得到雜交一代，雜交一代與③雜交，得到雜交二代，雜交二代自交，可以得到基因型為aabbdd的種子，該種子可長成基因型為aabbdd的植株[鏈一串]各種育種方式的比較方法原理常用方法優(yōu)點缺點代表實例雜交育種基因重組雜交操作簡單，目標性強育種年限長矮稈抗病小麥誘變育種基因突變輻射誘變、激光誘變等提高突變率，加速育種進程有利變異少，需處理實驗材料多高產(chǎn)青霉素菌株方法原理常用方法優(yōu)點缺點代表實例多倍體育種染色體變異秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗操作簡單，并可以在較短時間內(nèi)獲得新品種新品種發(fā)育遲緩、結實率低，在動物中無法開展無子西瓜、八倍體小黑麥單倍體育種染色體變異花藥離體培養(yǎng)后，再用秋水仙素處理明顯縮短育種年限技術復雜，需要與雜交育種配合“京花一號”

小麥方法原理常用方法優(yōu)點缺點代表實例基因工程育種基因重組將一種生物特定的基因轉移到另一種生物細胞中能定向改造生物的遺傳性狀有可能引發(fā)生態(tài)危機轉基因抗蟲棉[關鍵一點](1)在所有育種方法中，最簡便、常規(guī)的育種方法是雜交育種，可以培育具有優(yōu)良性狀且能穩(wěn)定遺傳的新品種，防止后代發(fā)生性狀分離，便于制種和推廣。(2)雜交育種不一定都需要連續(xù)自交，若選育顯性優(yōu)良純種，則需要連續(xù)自交，直至性狀不再發(fā)生分離；若選育隱性優(yōu)良純種，則只要出現(xiàn)該性狀即可。(3)雜種優(yōu)勢是通過雜交獲得種子，一般不是純合子，在雜種后代上表現(xiàn)出多個優(yōu)良性狀，但只能用雜種一代，因為后代會發(fā)生性狀分離，如雜交玉米的制種。[通一類]3．為獲得純合高蔓抗病番茄植株，采用了下圖所示的方法。圖中兩對相對性狀獨立遺傳，高蔓(A)、感病(B)是顯性性狀。據(jù)圖分析回答：(1)過程①表示的育種方式是