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1、第9讲转基因生物与育种,生物变异在育种上的应用()转基因食品的安全问题(),知识点一转基因生物和转基因食品,重组DNA技术 概念：指利用和基因工程的手段，将某种生物的基因转移到其他,生物物种中，使其出现原物种不具有的 的手段 操作步骤 获取目的基因：常用方法 从供体细胞直接提取利用等方法 体外重组DNA分子：目的基因载体重组DNA 重组DNA分子导入：方法有等,分子生物学,新性状,mRNA逆转录,受体细胞,显微注射,筛选和鉴定，筛选出能够表达所需遗传性状或所需产物的 转基因生物：由于的导入，引起原有遗传物质组成改变的生物 转基因食品 概念：用生产或制造的食品、食品原料以及食品添,加剂等风险：转
2、基因生物可能会影响或威胁到及生态环境,受体细胞,目的基因,转基因生物,生物多样性,想一想：DNA连接酶和DNA聚合酶有何不同？ 答案：(1)DNA连接酶是修复愈合DNA片段间单链上的缺口，使之形成磷酸二酯键。DNA聚合酶是DNA分子复制时，按模板链的要求， 逐个把脱氧核苷酸连接起来，形成DNA的子链。,知识点二杂交育种和诱变育种 1杂交育种 概念：将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过_和_，获得新品种的方法 原理：_,选择,培育,基因重组,过程：选择具有不同优良性状的亲本_，获得F1_鉴别、选择需要的类型 优点：可以把多个品种的优良性状集中在一起 缺点：获得新品种的周期_ 意义
3、：根据需要培育理想类型 应用：培育优良品种,杂交,F1自交,获得F2,长,2诱变育种 概念：利用物理因素或化学因素来处理生物，使生物发生_，从而获得优良变异类型的育种方法 原理：_ 过程：选择生物 培育 优点：（1）可以提高，在较短时间内获得更多的优良变异类型 (2)大幅度地改良某些性状,基因突变,基因突变,诱发基因突变,选择理想类型,突变频率,缺点：诱发产生的突变，有利的个体往往不多，需处理大量材料 意义：培育具有新性状的品种 应用：培育优良品种,比一比：(1)杂交育种与杂种优势是一回事吗？(2)诱变育种与杂交育种相比，最大的区别是什么？ 答案：(1)不是。两者都是将两个品种中的优良性状集中
4、到一个亲本上，但杂交育种培育成能稳定遗传的纯合体，杂种优势主要是利用杂种F1的优良性状，并不要求遗传学上的稳定；(2)二者最大的区别在于诱变育种能创造出新基因。,将人的生长激素基因与质粒(运载体)重组并导入细菌中，重组质粒大量克隆的同时，目的基因表达(如上图合成了人的生长激素),DNA重组技术(基因工程),动植物杂交育种比较(以获得基因型AAbb的个体为例),转基因技术及其安全性,高考地位：5年32考,(2012全国新课标卷、浙江卷、福建卷、江苏卷、海南卷，2011山东卷、浙江卷、四川卷、江苏卷、海南卷),1基因工程操作的基本步骤,提取目 的基因,目的基因 与运载体,将目的基因 导入受体细胞,
5、目的基因的 筛选与鉴定,图示如下：,微生物常被用做受体细胞的原因是其具有繁殖快、代谢快、目的产物多的特点。 动物受体细胞一般选用受精卵，植物受体细胞可以是体细胞，但需与植物组织培养技术相结合。,2转基因技术人为地增加了生物变异的范围，实现种间遗传物质的组合。转基因技术的针对性更强，效率更高，经济效益更明显。 3转基因技术可为作物高产、优质、抗病虫害和降低农药、化肥对环境的污染作出贡献。在转基因生物给人类带来巨大经济效益的同时，也可能带来如破坏生物多样性及生态环境、威胁人类健康等潜在危害，尤其人们最为关注的是转基因食品的安全性。,广义上讲基因工程技术原理也是基因重组，这种重组打破了种属的界限，使
6、人类利用生物，创造经济价值和社会价值的自由度更大了。,本考点必修内容侧重转基因技术的基本操作、工具及安全性，深入考查基因工程的原理、过程及其应用则是选修三的高考要求。从历年高考命题来看，全国卷及各省市卷都有具体要求和较固定的命题模式(有的为必考，有的为选考)。备考时应按本省市具体高考要求有的放矢的进行复习和训练。,【典例1】 (2012全国新课标，40)根据基因工程的有关知识，回答下列问题。 (1)限制性内切酶切割DNA分子后产生的片段，其末端类型有_和_。 (2)质粒运载体用EcoR 切割后产生的片段如下： AATT CG GCTTAA 为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用E
7、coR 切割外，还可用另一种限制性内切酶切割，该酶必须具有的特点是_。,(3)按其来源不同，基因工程中所使用的DNA连接酶有两类，即_DNA连接酶和_DNA连接酶。 (4)反转录作用的模板是_，产物是_。 若要在体外获得大量反转录产物，常采用_技术。 (5)基因工程中除质粒外，_和_也可作为运载体。 (6)若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是_。,解析此题考查基因工程应用的相关知识。(1)DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有黏性末端和平末端两种类型。(2)为使运载体与目的基因相连，应使二者被切割后产生的末端相同，故用另一种限制酶切割产
8、生的末端必须与EcoR 切割产生的末端相同。(3)根据酶的来源不同，DNA连接酶分为Ecoli DNA连接酶和T4DNA连接酶。(4)以RNA为模板，合成DNA的过程称为逆转录，若要体外获得大量DNA分子，可以使用PCR技术。(5)在基因工程中，通常利用质粒作为运载体，另外噬菌体和动植物病毒也可作为运载体。(6)大肠杆菌作为受体细胞时，常用Ca2处理，使之成为能吸收周围环境中DNA分子的感受态细胞。,答案(1)黏性末端平末端(2)切割产生的DNA片段末端与EcoR 切割产生的相同(其他合理答案也行)(3)大肠杆菌(Ecoli)T4(4)mRNA(或RNA)cDNA(或DNA)PCR(5)噬菌体
9、动植物病毒 (6)未处理的大肠杆菌吸收质粒(外源DNA)的能力极弱,【训练1】 中国农业科学院的科学家继成功培育出了抗棉铃虫转基因抗虫棉后，又成功培育出了抗虫烟草、抗虫玉米、抗虫水稻等多种农作物，下列属于转基因抗虫作物的推广意义的是() 使危害农作物的害虫灭绝农药用量减少作物产量明显提高环境污染降低农业生产成本降低 A B C D,解析抗虫作物的推广能提高作物本身的抗虫能力，减少农药用量，减轻农药对环境的污染，也减少购买农药的费用。中产量可能有所提高，但不一定明显提高，如种子作物结实率高低与抗虫性状无直接对应关系。 答案D,【训练2】 (2010江苏生物，18)下列关于转基因植物的叙述，正确的
10、是()。 A转入到油菜的抗除草剂基因，可能通过花粉传入环境中 B转抗虫基因的植物，不会导致昆虫群体抗性基因频率增加 C动物的生长激素基因转入植物后不能表达 D如转基因植物的外源基因来源于自然界，则不存在安全性问题,解析抗除草剂基因导入到油菜的染色体后则可以通过花粉传入环境中；转抗虫基因的植物可杀死无抗性昆虫，对昆虫的抗性具有选择作用，所以会导致昆虫群体抗性基因频率增加；转基因技术打破了生殖隔离，动物的生长激素基因转入植物后可以表达；来源于自然界的目的基因导入植物体后，可能破坏原有的基因结构，具有不确定性，外源基因也可能通过花粉传播，使其他植物成为“超级植物”等，所以转基因技术存在着安全性问题。
11、 答案A,(2012天津卷、海南卷、浙江卷、江苏卷，2011四川卷、福建卷，2010安徽卷、四川卷),几种常见育种方式的比较,高考地位：5年19考,人工诱导染 色体数目加倍,秋水仙素,人工选育,导入,培育,1诱变育种与杂交育种相比，前者能产生前所未有的新基因，创造变异新类型；后者不能产生新基因，只是实现原有基因的重新组合。 2在所有育种方法中，最简捷、常规的育种方法杂交育种。,3根据不同育种需求选择不同的育种方法。 (1)将两亲本的两个不同优良性状集中于同一生物体上，可利用杂交育种，亦可利用单倍体育种。 (2)要求快速育种，则运用单倍体育种。 (3)要求大幅度改良某一品种，使之出现前所未有的性
12、状，可利用诱变育种和杂交育种相结合的方法。 (4)要求提高品种产量，提高营养物质含量，可运用多倍体育种。,4随着我国航天技术的日趋成熟，太空育种正在兴起，有两个优势：太空失重、真空状态，将很多在地球重力场中无法完成的育种实验变为容易实现的现实；太空高辐射环境为动、植物、微生物发生基因突变提供良好条件！,本考点单科试卷多以选择题形式出现，而理综试卷多以非选择题形式综合考查各种育种的原理、方法及相互联系，往往作为压轴的高区分度试题拉开考生间距离，应特别重视，防止丢分。,【典例2】 下图表示以番茄植株(HhRr)为实验材料培育新品种的途径。请据图分析回答：,(1)途径2、3中获得幼苗的过程都应用了植
13、物组织培养技术，该技术依据的生物学原理是_。 (2)要尽快获得稳定遗传的优良品种应采用途径_，该过程中秋水仙素的作用机理是_。 (3)品种A与途径3中幼苗基因型相同的概率为_，品种C的基因型是_。 (4)品种C与B是否为同一个物种？_，原因是_。 (5)途径4依据的原理是_，此途径与杂交育种相比，最突出的优点是_。,解析图解中途径1为种子繁殖，途径2为单倍体育种，途径3为多倍体育种，途径4为诱变育种。花药离体培养的生物学原理是植物细胞的全能性，单倍体育种能明显缩短育种年限，秋水仙素的作用机理是抑制纺锤体的形成，品种C和品种B不是同一物种，因为它们存在生殖隔离。 答案(1)植物细胞的全能性 (2
14、)2抑制细胞分裂时纺锤体的形成 (3)HHhhRRrr (4)否存在生殖隔离 (5)基因突变能够产生新基因,【训练3】 (经典题)下面为6种不同的育种方法。,据图回答下列问题。 (1)图中A至D方向所示的途径表示_育种方式，这种方法属常规育种，一般从F2代开始选种，这是因为_。ABC的途径表示_育种方式，这两种育种方式中后者的优越性主要表现_。 (2)B常用的方法为_。 (3)E方法所用的原理是_，所用的方法如_、_。育种时所需处理的种子应是萌动的(而非休眠的)种子，原因是_。,(4)C、F过程最常用的药剂是_，其作用的原理是_。 (5)由G到H过程中涉及的生物技术有_和_。 (6)KLM这种育种方法的优越性表现在_。,答案(1)杂交从F2代开始发生性状分离单倍体明显缩短育种年限(2)花药离体培养(3)基因突变X射线、紫外线、激光亚硝酸、硫酸二乙酯、秋水仙素(理化因素需各说出一项)种子萌动后进行细胞分裂，DNA在复制过程中可能由于某种因素的影响发生基因突变(4)秋水仙素在细胞分裂时，抑制纺锤体形成，引起染色体数目加倍(5)基因工程(或DNA拼接技术或DNA重组技术或转基因技术)植物组织培养(6)克服了远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围,题后反思(1)杂交育种选育的时间是从F2代开始，原因是从F2开始发生性状分离；选育后是
