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1、第六章 从杂杂交育种到基因工程 重温生物学术语术语 让让你的答题题更规规范 更专业专业 更能打 动阅动阅 卷老师师 主要 选择选择 育种 杂杂交育种 诱变诱变 育种 基因工程 次要 目的基因 基因的运载载体 限制性核酸内切酶 DNA连连接酶 受体细细胞 第1 2节节 杂杂交育种与诱变诱变 育种 基因工程及其应应用 读读 教材基础 一 杂交育种和诱变育种 杂杂交育种诱变诱变 育种 概念 将两个或多个品种的优优良性 状通过过交配集中在一起 再 经过选择经过选择 和培育 获获得新 品种的方法 利用 来处处理生物 使生物发发生 从而获获得优优良变变异类类型的育种 方法 原理 范围围 的生物 所有生物
2、方法杂杂交 自交 选优选优 自交物理射线处线处 理 化学诱变剂处诱变剂处 理 特点 不能产产生 原 有基因性状的重新组组合 育种进进程缓缓慢 提高 加快育种进进程 产产生 新性状 大幅改良性状 盲目性大 有利变变异 1 诱变育种与杂交育种相比 最大的区别是什么 二 基因工程及其应用 1 概念的理解 基因工程别别名基因拼接技术术或 技术术 操作环环境 生物体体外 操作对对象 操作水平 DNA 水平 基本过过程 剪切 拼接 导导入 表达 结结果 改造 生物的遗传遗传 性状 获获 得人类类需要的基因产产物 2 运载体和细胞膜上的载体相同吗 一 物理因素或化学因素 基因突变变 基因重组组 基因突变变
3、有性生殖 新基因 突变变率 新基因 少 二 1 DNA重组组 基因 分子 定向 2 限制酶 DNA连连接酶 运载载体 受体 3 运载载体 受体细细胞 检测检测 与鉴鉴定 4 育种 药药物 环环境 想一想 1 提示 二者最大的区别别在于诱变诱变 育种能产产生 新基因 从而创创造出新性状 2 提示 不同 运载载体是将外源基因导导入受体细细胞的 专门专门 运输输工具 常用的运载载体有质质粒 动动植物病毒 噬菌体 等 细细胞膜上的载载体是位于细细胞膜上的载载体蛋白质质 与控 制物质进质进 出细细胞有关系 1 教材98页页倒数第3自然段 选择选择 育种的缺点 2 教材100页页第二自然段黑体字内容和教材
4、100页页最后自 然段微生物诱变诱变 育种知识识 3 教材102 103页图页图 6 3 图图6 4 图图6 5 更好地 理解基因工程的三种工具 4 教材101页练习页练习 一中2 杂杂交优势优势 教材106页练习页练习 一中2和二中1 教材108页页自我检测检测 一中判断题题 答案 基因工程 杂杂交 单单倍体 限制酶 DNA连连接 运载载体 目的基因获获取 与运载载体结结合 导导入受体细细胞 检测检测 与鉴鉴定 研研核心要点 原理常用方式优优点缺点举举例 杂杂交 育种 基因 重组组 杂杂交 自交 选选种 自交 使不同个体优优 良性状集中在一 个个体上 操作简简便 育种时间长时间长 局限于亲缘
5、亲缘 关系 较较近的个体 矮秆抗 病小麦 诱变诱变 育种 基因 突变变 辐辐射 激光 空间诱变间诱变 等 提高变变异频频率 加速育种进进程 大幅度改良性状 有很大盲目性 有利 变变异少 需大量处处 理实验实验 材料 青霉素 高产产菌 株 原理常用方式优优点缺点举举例 单单倍体 育种 染色 体变变 异 花药药离体培养 用秋水仙素处处理 明显缩显缩 短 育种年限 子代均为为 纯纯合子 技术术复杂杂 需与杂杂交育 种配合 单单倍体育 种获获得矮 秆抗病小 麦 多倍 体育种 染色 体变变 异 用秋水仙素处处理 萌发发的种子或幼 苗 器官大 提 高营营养物质质 含量 只适用于植物 发发育延迟迟 结实结实
6、 率低 三倍体无 子西 瓜 基因 工程 育种 基因 重组组 将一种生物的特 定基因转转移到另 一种生物细细胞中 打破物种界 限 定向改 造生物的遗遗 传传性状 技术术复杂杂 生态态安全问问 题较题较 多 转转基因抗 虫棉 的培育 1 诱变诱变 育种与杂杂交育种相比 前者能产产生前所未有 的新基因 创创造变变异新类类型 后者不能产产生新基因 只是 实现实现 原有基因的重新组组合 2 在所有育种方法中 最简简捷 常规规的育种方法 杂杂交育种 3 根据不同育种需求选择选择 不同的育种方法 1 将两亲亲本的两个不同优优良性状集中于同一生物体上 可利用杂杂交育种 亦可利用单单倍体育种 2 要求快速育种
7、则则运用单单倍体育种 3 要求大幅度改良某一品种 使之出现现前所未有的性 状 可利用诱变诱变 育种和杂杂交育种相结结合的方法 4 要求提高品种产产量 提高营营养物质质含量 可运用多 倍体育种 师说师说 一语语破天机 本考点单单科试试卷多以选择题选择题 形式出现现 而理综试综试 卷多以 非选择题选择题 形式综综合考查查各种育种的原理 方法及相互联联系 往往作为压轴为压轴 的高区分度试题试题 拉开考生间间距离 应应特别别重视视 防止丢丢分 选题选题 典型中选选秀 例1 下面为为6种不同的育种方法 据图图回答下列问题问题 1 图图中A至D方向所示的途径表示 育种方式 这这 种方法属常规规育种 一般从
8、F2代开始选选种 这这是因为为 A B C的途径表示 育种方式 这这两种 育种方式中后者的优优越性主要表现现在 2 B常用的方法为为 3 E方法所用的原理是 所用的方法如 育种时时所需处处理的种子应应是萌动动的 而非休眠的 种子 原因是 4 C F过过程最常用的药剂药剂 是 其作用的原理是 5 由G到H过过程中涉及的生物技术术有 和 6 K L M这这种育种方法的优优越性表现现在 破题题 分层层揭秘密 一 调动调动 和运用知识识解题题 1 杂杂交 从F2代开始发发生性状分离 单单倍体 明显缩显缩 短育 种年限 2 花药药离体培养 3 基因突变变 X射线线 紫外线线 激光 亚亚硝酸 硫酸二乙酯酯
9、 秋水仙素 理化因素需各说说出一项项 种 子萌动动后进进行细细胞分裂 DNA在复制过过程中可能由于某种因 素的影响发发生基因突变变 4 秋水仙素 在细细胞分裂时时 抑制纺纺 锤锤体形成 引起染色体数目加倍 5 基因工程 或DNA拼接技 术术或DNA重组组技术术或转转基因技术术 植物组织组织 培养 6 克服了 远缘杂远缘杂 交不亲亲和的障碍 大大扩扩展了可用于杂杂交的亲亲本组组合 范围围 2 有关基因工程的相关提醒 1 限制酶在第一步和第二步操作中都用到 且要求是同一 种酶 目的是产产生相同的黏性末端 第二步中两种工具酶都用 到 2 质质粒是最常用的运载载体 不要把质质粒和运载载体等同 除此之外
10、 噬菌体和动动植物病毒也可作为为运载载体 运载载体的化 学本质为质为 DNA 其基本单单位为为脱氧核苷酸 3 目的基因表达的标标志 通过过翻译译合成相应应的蛋白质质 4 通过过基因工程培育的抗虫棉 只能抗虫 不能抗病毒 细细菌 容易混淆的DNA连连接酶和DNA聚合酶 1 DNA连连接酶 在两个DNA片段之间间形成磷酸二酯酯 键键 2 DNA聚合酶 可将单单个的脱氧核苷酸加到已有的脱 氧核苷酸序列上 形成磷酸二酯键酯键 3 相同点 这这两种酶都是蛋白质质 可以形成两个脱氧 核苷酸之间间的磷酸二酯键酯键 师说师说 一语语破天机 本考点必修内容侧侧重转转基因技术术的基本操作 工具及安全 性 深入考查
11、查基因工程的原理 过过程及其应应用则则是选选修三的 高考要求 选题选题 典型中选选秀 例2 如图图是利用基因工程技术术生产产人胰岛岛素的操作过过程 示意图图 请请据图图作答 1 图图中基因工程的基本过过程可以概括为为 四步曲 2 能否利用人的皮肤细细胞来完成 过过程 为为 什么 3 过过程 必需的酶是 酶 过过程 必需的酶是 酶 4 若A中共有a个碱基对对 其中鸟鸟嘌呤有b个 若 过过 程连续进连续进 行4次 至少需提供胸腺嘧啶嘧啶 个 5 在利用AB获获得C的过过程中 常用 切割A和B 使它们产们产 生 再加入 才可形成C 破题题 分层层揭秘密 一 明确解题题思路 2 图图中 过过程是从细细
12、胞中获获取相应应的mRNA 由于基因 的选择选择 性表达 人的皮肤细细胞中的胰岛岛素基因不转录转录 不表 达 因此不能形成胰岛岛素mRNA 3 从mRNA DNA是逆转录转录 的过过程 需要逆转录转录 酶 DNA分子的扩扩增需用解旋酶将双链链DNA解旋为单链为单链 4 一个DNA分子中的鸟鸟嘌呤 b个 和胸腺嘧啶嘧啶 之和占碱基 总总数 2a个 的一半 所以一个DNA分子片段中胸腺嘧啶嘧啶 数为为 a b 个 连续连续 复制4次 共产产生DNA分子24 16个 由于复制 方式为为半保留复制 故需要提供的胸腺嘧啶嘧啶 数量为为 a b 16 1 15 a b 5 构建基因表达载载体时时需将目的基
13、因与运载载体用同一种 限制酶切割 产产生相同的黏性末端 才可以在DNA连连接酶的作 用下连连接形成基因表达载载体 二 调动调动 和运用知识识解题题 1 提取目的基因 目的基因与运载载体结结合 将目的基因导导 入受体细细胞 目的基因的检测检测 与鉴鉴定 2 不能 皮肤细细胞中的胰岛岛素基因未表达 或未转录转录 不 能形成胰岛岛素mRNA 3 逆转录转录 解旋 4 15 a b 5 同一种限制性核酸内切酶 相同的黏性末端 DNA连连接 酶 说说 生物实验 选题选题 热热考秀 普通小麦中有高秆抗病 TTRR 和矮秆易感病 ttrr 两个品种 控制两对对相对对性状的基因分别别位于两对对同源染色体上 现
14、现 分别别用杂杂交育种 单单倍体育种和诱变诱变 育种来培育矮秆抗病品 种 分析如下 分析 1 选择选择 的品种抗病是显显性 矮秆是隐隐性 杂杂交育种过过程 需要纯纯合亲亲本杂杂交 在F2获获得矮秆抗病个体之后再连续连续 自交 2 单单倍体育种包含杂杂交 花药药离体培养和秋水仙素加倍 过过程 3 诱变诱变 育种需要利用射线处线处 理 具体过过程如下 备备考 角度说说 No 1 角度 育种目标标不同培育新品种的方法不同 1 集中不同亲亲本的优优良性状 杂杂交育种 选择选择 具有不同优优良性状的个体作为亲为亲 本 经过杂经过杂 交 自 交过过程 在F2中选择选择 如果选选取显显性个体 还还需要连续连
15、续 自交 2 集中优优良性状 又缩缩短育种年限 单单倍体育种 选择选择 具有不同优优良性状的个体作为亲为亲 本 经过杂经过杂 交获获得 F1 取F1的花药进药进 行离体培养 形成单单倍体幼苗 再用秋水仙 素处处理 3 获获得较较大果实实或大型植株或提高营营养物质质含量 多 倍体育种 用秋水仙素或低温处处理萌发发的种子或幼苗 使染色体加倍 而形成多倍体 4 提高变变异频频率 改良 或 改造 或直接改变现变现 有性状 获获得当前不存在的基因或性状 诱变诱变 育种 5 实现实现 定向改变现变现 有性状 基因工程育种 把目的基因导导入受体细细胞内 如果是动动物方面的育种 需 要导导入受精卵 如果是植物
16、方面的育种 导导入体细细胞 再经经 过过植物组织组织 培养即可 No 2 角度 拓展探究 拓展 1 杂杂交育种由F1获获得F2的方法是什么 F2矮秆抗 病植株中不能稳稳定遗传遗传 的占多少 提示 自交 2 3 将F1高秆抗病类型自交 在F2中可获 得高秆抗病 矮秆抗病 高秆易感病和矮秆易感病四种类型 从四种类型中选择矮秆抗病类型 2 三组组方法中 最不容易获获得矮秆抗病小麦品种的是什么 方法 提示 诱变育种法 诱变育种具有突变率低且不定向等 特点 所以最不易获得矮秆抗病品种 3 单单倍体育种为为什么能明显缩显缩 短育种年限 提示 单倍体育种培养的个体都是纯合子 花药离体培 养形成单倍体 经秋水仙素处理后染色体数目加倍 获得的个 体都是纯合子 所以单倍体育种能够明显缩短育种年限 看看考场答卷 批注4 一览览 名师语录师语录 综综合遗传遗传 变变异 育种等知识识是高考题题中很常见见的一种 考查查形式 这类题这类题 目不但能考查查相关基础础知识识 还还能考查查推 理判断能力 解答这类题这类题 目需具备备各育种技术术的过过程 优优缺 点 变变异的类类型和特点等知识识 以及熟练练运用遗传遗传 定
