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1、1,第 25 讲 从杂交育种到基因工程,2,一、杂交育种 1概念：将两个或多个品种的 通过交配集中在一起，再经过 ，获得新品种的方法。 2原理： 。 3过程：选择具有不同优良性状的亲本通过 获得F1，F1连续 或杂交，从中筛选获得需要的类型。,主干知识整合,优良性状,选择和培育,基因重组,杂交,自交,3,二、诱变育种 1概念：利用物理因素或 化学因素处理生物，使生物 发生 ，从而获 得优良变异类型的育种方法。 2原理： 。 3特点：可以 ，在较短时间内获得更多的优良变异类型。,基因突变,基因突变,提高突变率,4,三、基因工程 1概念：又叫 技术或 技术，是按照人们的意愿，把一种生物的 提取出来
2、，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里， 地改造生物的遗传性状。 2基本工具 (1)基因的剪刀： 。 (2)基因的针线： 。 (3)基因的运载体：常用的有 、噬菌体和 等。,基因拼接,DNA重组,某种基因,定向,DNA限制性内切酶,DNA连接酶,质粒,动植物病毒,5,3操作步骤 (1)提取 。 (2)目的基因与 结合。 (3)将目的基因导入 。 (4)目的基因的 。 4应用 基因工程主要在 、药物研制和 等方面取得了重大成就。,目的基因,运载体,受体细胞,检测和鉴定,作物育种,环境保护,6,考点一：,不同育种方法的比较,高频考点突破,7,8,【对位训练】 1(2011苏北四市二次联考)以下
3、培育原理相同的一组是 A太空椒和抗虫棉 B无子番茄和“番茄马铃薯” C高产优质杂交水稻和青霉素高产菌株 D无子西瓜和八倍体小黑麦,9,解析 太空椒、青霉素高产菌株属于人工诱变育种，原理是基因突变；番茄马铃薯利用了植物体细胞杂交的方法；高产优质杂交水稻利用了杂交育种方法，原理是基因重组；抗虫棉属于基因工程，原理是基因重组；无子番茄利用了生长素促进果实发育的原理；八倍体小黑麦和无子西瓜的原理都是染色体变异，属于多倍体育种。 答案 D,10,2(2012南京调研)将两个植株杂交，得到，将再做进一步处理，如下图所示，下列分析错误的是,11,A由到的育种过程依据的主要原理是基因突变 B由过程形成植株可知
4、，与为同一物种 C若的基因型为AaBbdd(三对等位基因的遗传符合自由组合定律)，则植株中能稳定遗传的个体占总数的1/4 D由到过程可能发生了突变和重组，可为生物进化提供原材料 解析 如果原植物为二倍体，则为二倍体，为四倍体，它们杂交形成的为三倍体，由于三倍体没有可育性，所以与是不同物种。 答案 B,12,一、操作工具 1基因的“剪刀”限制性核酸内切酶(简称限制酶) (1)分布：主要在微生物体内。 (2)特性：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。 (3)实例：EcoRI限制酶能专一识别GAATTC序列，并在G和A之间将这段序列切开。,考点二：,基因工程的操作
5、工具及基本步骤,13,(4)切割结果：产生两个带有黏性末端的DNA片段。 (5)作用：基因工程中重要的切割工具。在微生物体内能将外来的DNA切断，对自己的DNA无损害。,14,2基因的“针线”DNA连接酶 (1)催化对象：两个具有相同黏性末端的DNA片段。 (2)催化位置：脱氧核糖与磷酸之间的缺口。 (3)催化结果：形成重组DNA。 3常用的运载体质粒 (1)本质：小型环状DNA分子,15,二、操作步骤,16,【特别提醒】 微生物常被用做受体细胞的原因是其具有繁殖快、代谢快、目的基因产物多的特点。 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。,17,【对
6、位训练】 3通过DNA重组技术使原有基因得以改造的动物称为转基因动物。运用这一技术使羊奶中含有人体蛋白质，下图表示了这一技术的基本过程，在该过程中所用的基因“剪刀”能识别的序列和切点是GGATCC，请回答：,18,(1)从羊染色体中“剪下”羊蛋白质基因的酶是_。人体蛋白质基因“插入”后连接在羊体细胞染色体中时需要的酶是_。 (2)人体蛋白质基因之所以能“插入”到羊的染色体内，原因是_。 (3)将人体蛋白质基因导入羊体内并成功地表达，使羊产生新的性状。这种变异属于_，这里“成功地表达”的含义是_。 (4)你认为此类羊产生的奶安全可靠吗？理由是什么？,19,解析 本题主要考查基因工程的一般步骤、操
7、作工具、应用以及转基因技术的安全性等知识。(1)基因工程的基本操作中用到的工具酶是限制性核酸内切酶、DNA连接酶。(2)不同生物的DNA分子的化学组成和空间结构相同，即都具有相同的物质基础和结构基础。(3)人体蛋白质基因导入羊体内并成功地表达，使羊产生新的性状，这是将一种基因导入另一种生物，变异类型属于基因重组，目的基因成功表达的含义是人体蛋白质基因在羊体细胞内通过转录、翻译两个过程控制合成人体蛋白质。(4)为开放性的题目，但要注意回答的理由要与观点相对应。,20,答案 (1)限制性核酸内切酶 DNA连接酶 (2)人和羊DNA分子的空间结构、化学组成相同；有互补的碱基序列(答出其中一点即可)
8、(3)基因重组 人体蛋白质基因在羊体细胞内控制合成人体蛋白质 (4)安全，因为目的基因导入受体细胞后没有改变，控制合成的人体蛋白质成分没有改变。(或不安全，因为目的基因导入受体细胞后，可能由于羊细胞中某些成分的影响，合成的蛋白质成分可能发生一定的改变),21,1审题流程：在题干中寻找供选品种在设问中挖掘育种条件(如最短时间、病毒感染等)明确目的品种。 2反推流程：根据目的品种的表现型写出相应的基因型反思是否存在更好的育种方法确定育种的亲本及育种方法。,答题技能培养,方法体验,育种类试题的解题策略,22,【典例】(2011高考安徽卷)如图所示，科研小组用60Co照射棉花种子，诱变当代获得棕色(纤
9、维颜色)新性状，诱变1代获得低酚(棉酚含量)新性状。已知棉花的纤维颜色由一对基因(A、a)控制，棉酚含量由另一对基因(B、b)控制，两对基因独立遗传。,23,(1)两个新性状中，棕色是_性状，低酚是_性状。 (2)诱变当代中，棕色、高酚的棉花植株基因型是_，白色、高酚的棉花植株基因型是_。 (3)棕色棉抗虫能力强，低酚棉产量高。为获得抗虫高产棉花新品种，研究人员将诱变1代中棕色、高酚植株自交，每株自交后代种植在一个单独的区域，从_的区域中得到纯合棕色、高酚植株。请你利用该纯合体作为一个亲本，再从诱变1代中选择另一个亲本，设计一方案，尽快选育出抗虫高产(棕色、低酚)的纯合棉花新品种(用遗传图解和
10、必要的文字表示)。,24,【解析】 (1)因为诱变当代中的棕色、高酚性状个体自交发生性状分离，出现白色、高酚性状，故棕色为显性性状，白色为隐性性状；白色、高酚性状个体自交也发生性状分离，出现白色、低酚性状，故高酚为显性性状，低酚为隐性性状。 (2)根据显隐性关系以及诱变1代的性状表现，可以推断诱变当代中的棕色、高酚的棉花植株基因型为AaBB。而白色、高酚的棉花植株基因型为aaBb。,25,(3)由题意知，纯合棕色、高酚植株的基因型是AABB，需要培育的类型是棕色、低酚植株，其基因型是AAbb，则另一个亲本的基因型是aabb，最快的育种方法是单倍体育种。即由以上两个亲本杂交得到F1，取F1的花粉
11、进行花药离体培养得到单倍体幼苗，再用秋水仙素处理单倍体幼苗，从其后代中选出棕色、低酚性状的植株就是所要选育的新品种。,26,【答案】 (1)显性 隐性 (2)AaBB aaBb (3)不发生性状分离(或全为棕色棉，或没有出现白色棉) 如图,27,【典例1】(2011潍坊模拟)在试验田中偶然出现了一株抗旱、抗盐的玉米，设想利用该植株培育能稳定遗传的抗旱、抗盐水稻品种，用到的育种方法和技术应有 诱变育种 单倍体育种 转基因技术 组织培养技术 A B C D,易误警示,一、选择新品种的育种方法不恰当,28,【尝试解答】 _ 【解析】 抗旱、抗盐基因导入植物的体细胞，经过植物组织培养形成的新个体是杂合
12、子，需要 经过单倍体育种，才能变成稳定遗传的纯合子。,B,29,【纠错笔记】 育种方法的选择 根据育种目标的不同而培育新品种的方法，总结如下： (1)欲集中不同亲本的优良性状杂交育种； (2)欲既集中优良性状，又缩短育种年限单倍体育种； (3)欲获得较大果实或大型植株或提高营养物质含量多倍体育种； (4)欲提高变异频率，“改良”或“改造”或直接改变现有性状，获得当前不存在的基因或性状诱变育种； (5)欲实现定向改变现有性状基因工程育种。,30,【典例2】下列有关基因工程的相关叙述中，正确的是 A基因治疗就是去除生物体细胞中有缺陷的突变基因 B运载体上抗性基因的存在有利于对目的基因是否表达进行检
13、测 C在基因工程操作中，必须用同种限制性核酸内切酶剪切目的基因和质粒 D转基因技术造成的变异，实质上相当于人为的基因重组，但却产生了定向变异,二、基因工程中的一些观点模糊,31,【尝试解答】 _ 【解析】 基因治疗是将外源正常基因通过基因转移技术将其插入病人适当的受体细胞中，使外源基因制造的产物治疗某种疾病。运载体上抗性的基因存在有利于检测运载体是否导入受体细胞。一般用同种限制性核酸内切酶剪切目的基因和质粒，但也有两种不同的限制酶产生相同黏性末端，如GATTCG和ATTC。通过转基因技术实现基因重组，可以定向改变生物的性状。,D,32,【纠错笔记】 基因治疗的原理是基因重组，与基因突变不同；注意运载体上抗性基因的作用；获得目的基因不一定只用一种限制酶。,
