《第12章 从杂交育种到基因工程》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第12章 从杂交育种到基因工程（81页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1诱变育种时突变的个体中有害个体多于 有利个体。 2诱变育种能产生前所未有的新基因，创 造变异新类型。 3杂交育种能将多个优良性状集中到同一 生物个体上。 4杂合子品种的种子只能种一年，需要年年制种。 5一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列并在特定的切 点上切割DNA分子。 6DNA连接酶的作用是在DNA片段之间的磷酸与脱氧核糖之 间形成磷酸二酯键。 7基因工程育种能定向改造生物性状。,一、杂交育种与诱变育种,基因重组,基因突变,具有不同优良性状,F1连续自交,基因突变,改良作物品质,农作物和微生物,想一想 诱变育种与杂交育种相比，最大的区别是什么？ 提示：二者最大的区别在于诱变育种能产生新
2、基因，从而创造出新性状。,二、基因工程及其应用 1概念的理解,DNA重组,基因,分子,定向,2基因操作的基本工具 (1)基因的“剪刀” 简称限制酶 分布：主要在 。 特性：一种限制酶只能识别一种特定的 ，并在 上切割DNA分子。 (2)基因的“针线” 。 作用：连接磷酸和脱氧核糖形成 。 (3)基因的运输工具 。 最常用的运载体是 ，还有噬菌体、动植物病毒等。,限制性核酸内切酶,微生物体内,核苷酸序列,特定的切点,DNA连接酶,磷酸二酯键,运载体,质粒,3基因操作的基本步骤 获取目的基因目的基因与 结合将目的基因导入 目的基因的 。 想一想 运载体和细胞膜上的载体相同吗？ 提示：不同。运载体是
3、将外源基因导入受体细胞的专门运输工具，常用的运载体有质粒、动植物病毒、噬菌体等。细胞膜上的载体是位于细胞膜上的载体蛋白质，与控制物质进出细胞有关系。,运载体,受体细胞,检测与表达,知识体系构建,诱变育种 单倍体育种 多倍体育种 基因重组 基因突变 染色体变异 染色体变异 限制性内切酶 DNA连接酶 目的基因获取目的基因与运载体结合目的基因导入受体细胞目的基因检测与鉴定,几种生物育种方法比较,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
4、(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：过程为脱分化，均需要植物激素来诱导。过程形成的再生植株如果是由花药壁(2n)细胞发育而来的，则为二倍体；如果是由花粉(n)细胞发育而来的，则为单倍体。过程属于单倍体育种，能明显缩短育种年限，并且通过该途径得到的低芥酸新品种(HHGG)全部能稳定遗传，故与其他两种途径相比，其育种效率最高。
5、在减数分裂过程中，同源染色体之间发生联会，而H基因和G基因所在的染色体为非同源染色体，减数分裂过程中不会发生联会。 答案：D,2(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，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
6、采用_的方法。,解析：(1)利用多倍体育种技术培育无子西瓜时，在二倍体西瓜的幼苗期，用秋水仙素处理得到四倍体植株，以其作母本，用二倍体植株作父本，两者杂交，把得到的种子种下去会长出三倍体植株；四倍体植株由二倍体植株经染色体加倍而来，体细胞中含有4n44条染色体，减数分裂产生的雌配子所含的染色体数目为体细胞的一半(22条)，二倍体植株产生的雄配子含11条染色体，两者结合形成含有33条染色体的受精卵。,(2)三倍体植物体细胞中的染色体含有三个染色体组，减数分裂时会发生联会紊乱，无法形成正常的配子。 (3)利用植物组织培养技术可以快速、大量繁殖植物。 答案：(1)雌蕊(或柱头) 22 33 (2)减
7、数 (3)组织培养,3(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3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中抗病高秆植物上的花药进行离体培养获得幼苗，经过秋水仙素处理后选出纯合二倍体的抗病高秆植株(丁)。,另一个实验表明：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
8、其叶绿素合成的基因缺失了一段DNA，因此基因不能正常_，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)基因中缺失了一段DNA，这属于基因突变。植物因基因突变而无法合成叶绿素，成为白化苗，体现了基因突变的有害性。(2)从育种过程看，除了
9、单倍体育种、杂交育种外，还有诱变育种。杂交育种的原理是基因重组，可以有目的地将两个或多个优良性状“组合”在一起，培育出更优良的新品种。通过植物组织培养获得新植株的途径有两条，一是通过调节营养物质和生长调节剂的适当配比，从愈伤组织中诱导出芽和根的顶端分生组织，并可由此再生出新的植株；二是将含有愈伤组织培养物的试管放在摇床上，通过液体悬浮培养分散成单细胞，在适宜的培养基,中，这种单细胞可发育成胚状体，胚状体继续发育，可以形成植株。(3)由于甲植株表现为不抗病矮秆，丁植株表现为抗病高秆，其后代全表现为抗病高秆，故抗病对不抗病为显性，高秆对矮秆为显性。由乙植株与丙植株杂交后代的表现型可推知，乙植株和丙
10、植株都是杂合子，基因型分别是Aabb、aaBb，后代抗病高秆的基因型是AaBb，产生AB、Ab、aB、ab 4种配子。(4)书写遗传图解时应注意写出亲本的基因型和表现型、配子、后代的基因型和表现型及其比例和各种符号。,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)遗传图解如下,几种遗传育种的方法比较,原理,常用方式,优点,缺点,举例,杂交育种,基因重组,杂交 自交 选种 自交,使不同个体优良性状集中在一个个体上 操作简便,育种时间长 局限于亲缘关系较近的个体,矮秆抗病小麦,原理,常用方式,优点,缺点,举例,诱变育种,基因突变,辐射、激光、空间诱变等,提高
11、变异频率，加速育种进程，大幅度改良性状,有很大盲目性，有利变异少，需大量处理实验材料,青霉素高产菌株,单倍体育种,染色体变异,花药离体培养，用秋水仙素处理,明显缩短育种年限 子代均为纯合子,技术复杂，需与杂交育种配合,单倍体育种获得矮秆抗病小麦,原理,常用方式,优点,缺点,举例,多倍体育种,染色体变异,用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,器官大，提高营养物质含量,只适用于植物，发育延迟，结实率低,三倍体无子西瓜,基因工程育种,基因重组,将一种生物的特定基因转移到另一种生物细胞中,打破物种界限，定向改造生物的遗传性状,技术复杂，生态安全问题较多,转基因抗虫棉的培育,高考地位,本考点知识自身难度不大，
12、 关键是与遗传定律结合解决相关生物育种知识时，难度加大，在高考命题中属于高频考点之一,命题角度,(1)以选择题形式考查不同育种方式的优点，如典 例1； (2)结合社会科技发展，考查生物育种方式及过程 等相关知识，如典例2。,典例1 农业生产上常常需要进行作物育种，以保证正常的农业生产活动。下列有关作物育种方法的叙述，正确的是 ( ) A作物育种中最简捷的方法是杂交育种和单倍体育种 B只有单倍体育种能明显缩短育种年限 C采用克隆的方法培育作物品种能保持亲本的优良性状 D体细胞中染色体组数为奇数的作物品种都是经花药培养得来的,解析 杂交育种时间长、工作量大；单倍体育种与杂交育种相比，能明显缩短育种
13、年限，但不是缩短育种年限的唯一方法；克隆是无性生殖，能保持亲本的优良性状；三倍体无子西瓜的体细胞中染色体组数为奇数，但其并不是经花药培养得来的。 答案 C,典例2 育种专家利用搭乘“神舟”五号飞船遨游太空的“彩色小麦”种子，培育出了具有保健作用的优质小麦品种。请回答下列问题： (1)将“彩色小麦”种子送入太空，太空中的空间辐射强度远大于地面，它不仅诱发细胞内基因_，而且引发DNA链断裂或染色体_，从而使小麦的遗传物质发生改变。 (2)育种专家送上太空的种子的基因型都是纯合的，回收后为什么还要进一步选育才能得到纯合子？_ _。,(3)他们选育的方法是先自交后杂交再自交，其目的分别是_ _。 (4
14、)由于转基因食品存在安全问题，有些人对太空食品的安全性很是担心，请你列出一条理由，解释有些人的担心是多余的_。,解析 由于太空环境中存在高能离子辐射，还有微重力、宇宙磁场、超真空等特殊的情况，所以可使小麦种子发生在地面上不可模拟的变化，这些太空环境因素往往会引起染色体变异、基因突变等，所以回收后的种子的后代会发生性状分离，需要进一步选育，选育的方法是先自交，以获得单株具有优良性状的纯种，然后杂交，以获得具有多个优良性状的植株，杂交后还要连续自交，以得到能够稳定遗传的、具有多种优良性状的品种。太空育种并没有将外源基因导入作物中，太空育种的原理是基因突变，这种变异和自然界植物的自然变异是一样的。,答案 (1)突变 变异 (2)因为遗传物质发生改变，后代会发生性状分离 (3)自交的目的是获得单株具有优良性状的纯种，杂交是将具有不同优良性状的纯种小麦杂交，以获得具有多种优良性状的小麦，再自交的目的是获得能够稳定遗传的、具有多种优良性状的小麦 (4)太空育种只是作物本身的基因发生改变，没有外源基因的导入(其他合理答案也可),基因工程及育种,1(2012浙江高考)天然的玫瑰没有蓝色花
