2018屆高三生物一輪復(fù)習(xí)第7單元第3講從雜交育種到基因工程講義新人教版必修

1、從第三屆雜交育種到基因工程試驗(yàn)點(diǎn)1|5種常見育種方法的比較1 .雜交育種(1)原理：轉(zhuǎn)基因。(2)程序：植物：選擇具有不同優(yōu)良性狀的親本雜交，按F1F1自交F2鑒別，獲得必要的類型，在不發(fā)生性狀分離之前進(jìn)行自交。動物：選擇具有不同優(yōu)良性狀的親本雜交，選擇F1F1獲得雌雄個體雜交F2鑒別、篩選所需類型與隱性類型交叉、后代不發(fā)生性狀分離的f2個體。(3)優(yōu)點(diǎn)：操作簡便，可綜合多品種優(yōu)良性狀。(4)缺點(diǎn)：獲得新品種的周期長。(5)應(yīng)用：培育性狀重組型優(yōu)良品種。2 .誘變育種(1)原理：突變型基因。(2)過程：選擇生物誘發(fā)突變型基因選擇理想的類型培養(yǎng)。(3)優(yōu)勢可以提高突然變異頻率，在短時間內(nèi)得到更多

2、的優(yōu)良變異型。大幅改良某些性狀。(4)缺點(diǎn)：有利的變異個體不多，需要處理大量的材料。(5)應(yīng)用：培育具有新性狀的品種。3 .生物育種方法、實(shí)例(接線)a .雜交育種.高產(chǎn)青霉b .單倍體育種.京花1號小麥c .誘變育種.抗蟲棉多倍體育種iv .三倍體無子伊卡斯e .基因工程育種v .雜交水稻【提示】a-b-c-d-ive-1 .判斷以下生物育種方法及原理描述的正誤。(1)可以用誘導(dǎo)多倍體的方法克服遠(yuǎn)緣雜交不育，培育作物新型。 ()(2)將抗蟲小麥和低稈小麥雜交，通過轉(zhuǎn)基因獲得抗蟲低稈小麥的實(shí)踐活動包括基因工程技術(shù)。 （）【提示】這種育種方式是雜交育種，原理是轉(zhuǎn)基因，不含基因工程技術(shù)。(3)用6

3、0Co處理大豆種子后，篩選出一株雜合子抗病株連續(xù)幾代自交，其純抗病株的比例逐代下降。 （）【提示】雜合子正交，正交后代數(shù)增加，純合體逐代增加。(4)通過誘變育種可以得到青霉素高產(chǎn)菌株。 ()(5)育種專門人才在水田發(fā)現(xiàn)非常不常見的“一稈雙穗”株，鑒定該變異狀是由突變型基因引起的，將該株的水稻花粉體外培養(yǎng)可以得到穩(wěn)定遺傳高的制品系。 （）【提示】花粉離體培養(yǎng)得到的是單倍體幼苗，必須用秋水仙素處理單倍體幼苗，才能得到穩(wěn)定遺傳的純合體系統(tǒng)。(6)最簡單的育種方法是雜交育種，快速育種總是選擇單倍體育種。 ()2 .根據(jù)附圖回答以下問題：圖中的甲、乙表示水稻兩個品種，a、a和b、b分別表示位于兩組同源染

4、色體上的等位基因，表示水稻新品種的培育過程，請考慮。(1)圖中為單倍體育種。 (用序列號和箭頭表示)(2)圖中哪個標(biāo)簽條需要秋水仙堿處理？ 是怎么破嗎？在圖中，需要用秋水仙素處理單倍體幼苗，得到純合體的圖中，需要用秋水仙素處理發(fā)芽的種子和幼苗，誘導(dǎo)染色體加倍。(3)圖中、的育種原理分別為基因變異、染色體變異。(4)圖中最簡便的育種途徑為所示的雜交育種，最難達(dá)到育種目的的是變異育種。填表比較各種育種方法原理一般方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)舉個例子雜交育種基因改造交配欸自交欸挑種子欸自交使個體的優(yōu)良性狀集中在一個個體上操作簡單育種時間長僅限于親緣關(guān)系相近的個體矮稈抗生病的小麥誘變育種突變型基因輻射、激光、宇宙誘導(dǎo)

5、等提高變異頻率，加快育種過程，大幅改良性狀有很大的盲目性，有利的變異少，需要大量處理實(shí)驗(yàn)材料青霉素高產(chǎn)菌株單倍體育種染色體畸變花藥離體培養(yǎng)，用秋水仙堿處理顯著縮短育種年限子均為純合體技術(shù)復(fù)雜，需要與雜交育種合作單倍體育種收獲得低莖抗病小麥多倍體育種染色體畸變用秋水仙堿處理發(fā)芽的種子和幼苗器官大，提高營養(yǎng)物質(zhì)含量只適用于植物，發(fā)育遲緩，結(jié)實(shí)率低三倍體沒有子伊卡斯育種基因改造把一種生物的特定基因轉(zhuǎn)移到另一種生物細(xì)胞球打破種子界限，定向改造生物的遺傳性狀技術(shù)復(fù)雜，生態(tài)安全問題多轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的培養(yǎng)視角1生物育種過程的分析與應(yīng)用(2017東北四校調(diào)查)黑龍江省農(nóng)科院正在通過下圖所示的育種過程培育高品質(zhì)的

6、玉米。 以下記述正確的是()a .在a過程中使用的遺傳學(xué)原理是轉(zhuǎn)基因B.a過程需要用秋水仙堿處理發(fā)芽的種子利用c.c過程，可以更快地獲得高品質(zhì)的玉米。D.b過程需要通過逐代自交來提高同質(zhì)結(jié)合率D a過程是單倍體育種，需要用秋水仙素處理育種過程中萌發(fā)的單倍體幼苗，育種原理是染色體變異，a、b錯的c過程是誘變育種，突變型基因是不定向的，不一定能夠在短時間內(nèi)得到高質(zhì)量的玉米，c錯的b過程是雜交育種，通過世代的自交純2.(2017山西四校聯(lián)考)野生獼猴桃為多年生富含VC的二倍體(2n=58 )小野果。 下圖為某科學(xué)課題組在以大量野生獼猴桃種子(aa )為實(shí)驗(yàn)材料培育無抗蟲獼猴桃種子新品種過程中的正確分

7、析()a .在此培養(yǎng)過程中使用和使不得藥物離體培養(yǎng)B.工藝應(yīng)使用秋水仙堿C.的親本不是同一種D.工藝中得到的個體為四倍體在C 圖中的過程中花藥可以離體培養(yǎng)，將染色體誘導(dǎo)為2倍得到AA的個體，a錯誤的秋水仙素和低溫誘導(dǎo)都可以使染色體數(shù)加倍，在引起b錯誤的親本中，AA為二倍體，AAAA為四倍體，不同種類，c在正確的工藝中向基因工程導(dǎo)入抗蟲基因，得到視角2生物育種方法的選擇3.(2017河南省百校聯(lián)盟質(zhì)量檢測)表明某植物三對相對性狀的調(diào)控基因及其所在染色體狀況。 現(xiàn)在各種具有顯性性狀的純合體，為了培育純隱性性狀的植株，在以下選擇的植株和對應(yīng)育種方法中，比較容易實(shí)行()花色(紅白為顯性)株高(高對低為

8、顯性)葉形(寬葉對窄葉是顯性的)控制基因阿、阿碳、碳d，d基因位置第3號染色體第一5號染色體第6號染色體a .紅花低莖狹葉株、白花高莖狹葉株、雜交育種b .紅花高莖狹葉植株、白花高莖狹葉植株、誘變育種c .紅花低莖窄葉植株、白花高莖窄葉植株、基因工程育種d紅花高莖狹葉植株、白花高莖狹葉植株、單倍體育種A 題意表明，以紅花低莖窄葉植株(AAccdd )、白花高莖窄葉(AAccdd )植株為親本，進(jìn)行雜交育種獲得純隱性性狀的植株(AAccdd )只需兩年，且方法比較簡單，a準(zhǔn)確。 由于誘變育種的利用原理是突變型基因，突變型基因具有不定向性，所以得到目標(biāo)株還不確定，時間長度也未知，這種方法是不可取的

9、，利用b錯誤基因工程技術(shù)育種技術(shù)復(fù)雜、題干“簡捷”、不符合c錯誤的單倍體育種比雜交育種時間較短根據(jù)育種目標(biāo)確定育種方法的方法育種目標(biāo)育種方案集中父母的優(yōu)良性狀單倍體育種(明顯縮短育種年限)雜交育種(時間長，但簡便)對原品系統(tǒng)進(jìn)行“方向性”改造基因工程及植物細(xì)胞工程(植物細(xì)胞球雜交)育種使原品種系產(chǎn)生新性狀(無中生有)誘變育種(能提高變異頻率，有望得到理想的性狀)使原生營養(yǎng)器官“增大”或“強(qiáng)化”多倍體育種試驗(yàn)點(diǎn)2|基因工程的操作工具和步驟1 .概念基因工程別名遺傳轉(zhuǎn)基因技術(shù)和DNA重組技術(shù)操作環(huán)境生物體外操作對象DNA分子操作等級DNA分子水平基本過程剪切、連接、引入、表現(xiàn)結(jié)果定向改造生物的遺傳

10、性狀，得到人類所需的優(yōu)良性狀2 .原理不同生物之間的轉(zhuǎn)基因。3 .工具剪刀和針線(圖)基因的“剪刀”:限制性核酸內(nèi)切斷酶催化劑，圖a?；虻摹搬樉€”: DNA連接酶，圖b。(2)基因的“運(yùn)輸手段”:運(yùn)輸運(yùn)載體，常用質(zhì)粒、噬菌體、動植物細(xì)小病毒等。4 .基本步驟5 .應(yīng)用程序(1)抗蟲棉等育種。(2)胰島素等藥物開發(fā)。(3)轉(zhuǎn)基因細(xì)菌分解石油等環(huán)境保護(hù)。6 .轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食物的安全性“兩種態(tài)度”(1)轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食物不安全，必須嚴(yán)格控制(2)轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食物安全，應(yīng)廣泛普及。1 .確定以下關(guān)于基因工程原理的描述的正誤。(1)為了達(dá)到相應(yīng)的目的，“篩選帶有鏈霉素抗性基因的接納體”

11、必須通過分子檢驗(yàn)。 （）【提示】根據(jù)接納體在鏈霉素中是否含有耐受力進(jìn)行篩選，不需要分子檢查。(2)運(yùn)載體質(zhì)粒通常以抗生素合成基因作為篩選標(biāo)記基因。 （）運(yùn)載體質(zhì)粒上的抗生素抗性基因可作為標(biāo)識牌基因供重組DNA鑒定和選擇，而非抗生素合成基因。(3)轉(zhuǎn)基因作物一旦被動物吃掉，目的基因就會轉(zhuǎn)移到動物體細(xì)胞球。 （）【提示】動物吃轉(zhuǎn)基因植物后，其消化系統(tǒng)可以將植物基因分解成小分子物質(zhì)，基因不能轉(zhuǎn)移到動物體細(xì)胞球。(4)將人干擾素基因重組質(zhì)粒導(dǎo)入大腸菌群，獲得產(chǎn)生人干擾素的菌株屬于基因工程。 ()(5)DNA連接酶和限制酶催化劑是基因工程常用的兩種工具酶催化劑。 ()(6)自然段天然存在的噬菌體自身感染

12、細(xì)菌后，其DNA與細(xì)菌DNA整合就是基因工程。 （）【提示】因?yàn)榛蚬こ淌侨藶檫M(jìn)行的，噬菌體感染細(xì)菌不是任何人的原因，所以不屬于基因工程。(7)沒有限制酶催化劑就不能使用質(zhì)粒運(yùn)送運(yùn)載體。 ()2 .按圖填補(bǔ)。下圖為利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)人類胰島素的操作過程示意圖，請根據(jù)圖的化學(xué)基進(jìn)行回答。(1)圖中基因工程的基本過程可以概括為“四步曲”:提取目的基因的目的基因檢測和鑒定將與運(yùn)輸運(yùn)載體結(jié)合的目的基因引入接納體細(xì)胞球的目的基因。(2)能否利用人體皮膚細(xì)胞球完成過程？ 不，為什么？ 皮膚細(xì)胞球中的胰島素基因未表達(dá)(或未轉(zhuǎn)錄)，不能形成胰島素mRNA。(3)工藝必備酶催化劑是反轉(zhuǎn)錄酶。(4)在利用a、b

13、得到c的過程中，用限制性核酸內(nèi)切酶催化劑切斷b，產(chǎn)生一定的粘性末端，通過加入DNA連接酶可以形成c。1 .基因工程操作工具(1)限制性核酸內(nèi)切酶催化劑(簡稱為限制性酶催化劑)。分布：主要在微生物體內(nèi)。特性：一個限制酶催化劑只能識別一個特定的核苷酸序列，在特定的接點(diǎn)切斷DNA分子。實(shí)例： EcoR限制酶催化劑特異識別GAATTC序列，在g和a之間切開該序列。切斷結(jié)果：生成具有粘性末端或平末端的2個DNA片段。作用：基因工程中重要的切割工具可以切割外來的DNA，不損傷自身的DNA。(2)DNA連接酶催化對象：具有相同粘性末端或平末端的2個DNA片斷。催化位置：脫氧核糖與磷酸之間的間隙。催化結(jié)果：形

14、成重組DNA。(3)常用搬運(yùn)運(yùn)載體質(zhì)粒本質(zhì)：小型環(huán)狀DNA分子。作用：a .作為運(yùn)營商，將目的基因運(yùn)送到接納體細(xì)胞球b .用它在接納體細(xì)胞球內(nèi)大量復(fù)制目的基因。條件：a .可在接納體細(xì)胞球內(nèi)穩(wěn)定儲存，大量復(fù)制b .有多個限制酶催化劑接點(diǎn)有標(biāo)記基因。2 .對基因工程步驟的5點(diǎn)進(jìn)行說明(1)限制性酶催化劑與DNA連接酶的作用位點(diǎn)均為脫氧核苷酸之間的磷酸二酯類化合物結(jié)合，前者切開，后者連接。(2)從DNA中切除某個基因，切除2個切口，生成4個粘性末端。(3)獲得目的基因，切斷運(yùn)載體需要相同的限制酶催化劑，以產(chǎn)生相同的粘性末端為目的。(4)將目的基因?qū)虢蛹{體細(xì)胞球，不參與鹽化學(xué)基互補(bǔ)對。(5)動物一

15、般以受精卵為接納體細(xì)胞球的植物一般以體細(xì)胞球?yàn)榻蛹{體細(xì)胞球，采用植物組織培養(yǎng)方式形成新個體的微生物常以不致病性的大腸桿菌為受體細(xì)胞。從視點(diǎn)調(diào)查基因工程的原理和應(yīng)用為了提高油菜籽的含量，研究者試圖將酶催化劑d基因與葉綠體膜上的轉(zhuǎn)波特酒肽基因結(jié)合，導(dǎo)入油菜細(xì)胞球中，獲得轉(zhuǎn)基因油菜品種。(1)外來基因引入接納體細(xì)胞球，常用的職業(yè)是：(2)獲得轉(zhuǎn)波特酒基因所需的3種限制酶催化劑(Cla、Sac、Xba)的接點(diǎn)如圖所示。在酶催化劑中處理兩個酶催化劑d基因和轉(zhuǎn)波特酒肽基因時，會出現(xiàn)(3)將上述融合基因插入圖中所示的Ti質(zhì)粒的T-DNA中，建構(gòu) 將得到的農(nóng)桿菌接種到含有_的固體平板中培養(yǎng)含有融合基因的單菌落

16、，用液體培養(yǎng)基振動培養(yǎng)，即可得到用于感受態(tài)的感染液。(4)切割油菜葉進(jìn)入染液時，該過程的目的是：(1)外來基因引入接納體細(xì)胞球，目前常用的載體有質(zhì)粒、噬菌體、動植物細(xì)小病毒等。(2)由于切割酶催化劑d基因和轉(zhuǎn)波特酒肽基因的限制酶催化劑是相同的clai限制酶催化劑，處理兩基因時用clai限制酶催化劑切割，然后用DNA連接酶連接，得到a、d末端連接的融合基因。(3)將上述融合基因插入圖中所示的Ti質(zhì)粒的T-DNA中，建構(gòu)表達(dá)運(yùn)載體重組質(zhì)粒，導(dǎo)入農(nóng)桿菌中。 將得到的農(nóng)桿菌接種含抗四環(huán)素的固體平板，培養(yǎng)單菌落，用液體培養(yǎng)基振蕩培養(yǎng)，即可得到用于感受態(tài)的感染液。(4)將油菜葉切取放入染液的過程目的是利用農(nóng)桿菌將融合基因?qū)胗筒思?xì)胞球，進(jìn)一步篩選得到轉(zhuǎn)基因油菜細(xì)胞球，該細(xì)胞球可以利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)培育轉(zhuǎn)基因油菜植株。(1)質(zhì)粒、噬菌體和動植物細(xì)小病毒；(2)Cla DNA結(jié)合A D (3)基因表達(dá)運(yùn)載體(或重組質(zhì)粒)的抗四環(huán)素；(4)利用農(nóng)桿菌將融合基因?qū)胗筒思?xì)胞球植物組織培養(yǎng)中真題檢查|感化高考淬火試驗(yàn)?zāi)芰?.(