学案25从杂交育种到基因工程.ppt

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1、高考总复习生物,必修2 遗传与进化第七单元 生物变异、育种和进化学案25从杂交育种到基因工程,基础回顾要点探究提能演练,栏目链接,一、杂交育种与诱变育种,基础回顾,1.杂交育种与诱变育种的比较。,两个或多个品种的优良性状通过交配,物理因素或化学因素,基因突变,具有不同优良性状,F1连续自交或杂交,正在分裂,基因突变,改良作物品质,农作物育种和微生物育种,基础回顾要点探究提能演练,栏目链接,基础回顾,2.生物育种原理、方法、实例。（连线）,答案：aecbd,基础回顾要点探究提能演练,栏目链接,二、基因工程,基础回顾,1.概念。基因工程又叫基因拼接技术或，是按照人们的意愿，把一种生物的提取出来，加

2、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。,DNA重组技术,某种基因,定向,限制性核酸内切酶,DNA连接酶,质粒,动植物病毒,基础回顾要点探究提能演练,栏目链接,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.基因工程的应用。（1），如抗虫棉。（2）研制，如胰岛素等。（3）环境保护，如转基因细菌分解石油。,基础回顾,目的基因,运载体,受体细胞,检测与鉴定,作物育种,药物,基础回顾要点探究提能演练,栏目链接,5.转基因生物和转基

3、因食品的安全性。对转基因生物和转基因食品的两种态度：（1）转基因生物和转基因食品不安全，要。（2）转基因生物和转基因食品是安全的，应该。解惑：（1）基因工程操作水平分子水平；操作环境体外。（2）操作工具有三种，但工具酶只有两种，另一种工具运载体的化学本质为DNA。,基础回顾,严格控制,大范围推广,基础回顾要点探究提能演练,栏目链接,基础回顾要点探究提能演练,栏目链接,考点1 几种常见育种方法的比较,要点探究,基础回顾要点探究提能演练,栏目链接,（续上表）,要点探究,基础回顾要点探究提能演练,栏目链接,归纳提炼（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

4、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。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。,要点探究,基础回顾要点探究提能演练,栏目链接,要求快速育种，则运用单倍体育种。要求大幅度改良某一品种，使之出现前所未有的性状，可利用诱变育种和杂交育种相结合的方法。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可以实现的现实；太空高辐射环境为动、植

5、物和微生物发生基因突变提供良好条件！,要点探究,基础回顾要点探究提能演练,栏目链接,【例】图甲是普通小麦由三种不同植物通过种间杂交的形成过程图；图乙是某实验小组利用普通小麦中的高秆抗病（TTRR）和矮秆易感病（ttrr）两个品种（两对性状独立遗传），通过三种不同途径培育矮秆抗病小麦品种的实验过程图解。下列说法正确的是（）,要点探究,基础回顾要点探究提能演练,栏目链接,A.图甲杂种一和杂种二与Y组中的花药离体培养不同，有2个染色体组，自然条件下可育B.X组中，F1自交后代F2中的矮秆抗病植株中能稳定遗传的占1/3，若要确定F2中获得的矮秆抗病植株是否符合要求，可采用测交法C.X、Y、Z三种方法中

6、，最不容易获得矮秆抗病小麦新品种的是ZD.通过Y组获得的矮秆抗病为纯合子,要点探究,基础回顾要点探究提能演练,栏目链接,解析：图甲，图中A、B、D表示的是染色体组，而不是基因。杂种一为异源二倍体，杂种二为异源三倍体，它们都不育，只有经过染色体数加倍才可育，因此、都是秋水仙素处理幼苗。图乙，X组为杂交育种，检测F2中符合要求的纯合子应用自交法，而不能用测交法；Y组为单倍体育种，矮秆抗病是花药离体培养得到的单倍体，由于没有用秋水仙素处理，故得不到纯合植株；Z组为诱变育种，由于基因突变的低频性和不定向性，不容易获得所需性状。答案：C,要点探究,基础回顾要点探究提能演练,栏目链接,常见失分探因：不能正

7、确判断生物育种的方法和过程（1）不能区分花药离体培养与单倍体育种的关系。单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理两个过程。花药离体培养只得到单倍体，只有经过秋水仙素处理才能得到纯合植株。（2）不明确杂交育种中纯合子的筛选方法。植物杂交育种一般用自交，动物杂交育种一般用测交。（3）此类问题还常因不能准确选择育种方法而出现失误，如“最简捷”的方法是杂交育种，明显缩短育种年限的是单倍体育种。,要点探究,基础回顾要点探究提能演练,栏目链接,1.现有两个小麦品种，一个纯种小麦性状是高秆（D），抗锈病（T）；另一个纯种小麦的性状是矮秆（d），易染锈病（t）。两对基因独立遗传，育种专家提出了如图所示的、两种

8、育种方法以获得小麦新品种。问：,要点探究,跟踪训练,基础回顾要点探究提能演练,栏目链接,(1)方法II依据的遗传学原理是_;要缩短育种年限，应选择的方法是_。（2）图中基因型为_。（3）（二）过程中。D和d的分离发生在_;（三）过程采用的方法为_;（四）过程最常用的化学药剂是_。（4）（五）过程产生的抗倒伏抗锈病植株中的纯合子占_；如果让F1按（五）、（六）过程自交一代，则中符合生产要求并能稳定遗传的个体占_。,要点探究,基因重组,方法,ddTT,减数第一次分裂(或减数第一次分裂后期),花药离体培养,秋水仙素,1/3,1/2,基础回顾要点探究提能演练,栏目链接,（5）如果方法I中（二）过程中掺

9、杂了一些花药壁细胞进去，由花药壁细胞经过（三）过程形成的植株一定是_（纯合子、杂合子）。,要点探究,杂合子,基础回顾要点探究提能演练,栏目链接,解析：(1)方法属于杂交育种，杂交育种的遗传学原理是基因重组；要缩短育种年限，应选择的方法是单倍体育种，获得的都是纯合的，自交后代不会发生性状分离。(2)根据配子情况，图中的基因型应该由dT加倍而来，为ddTT。(3)等位基因分离发生在减数第一次分裂后期，(三)过程采用的是花药的离体培养，属于单倍体育种；(四)过程是使用秋水仙素处理单倍体幼苗，抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成。(4)过程(五)是自交，其后代抗倒伏抗锈病的植株中，ddTTddTt12，

10、其中纯合子占1/3。让F1按(五)、(六)过程自交一代，即选出的抗倒伏抗锈病的植株再自交一次，由于ddTTddTt12，即ddTT占1/3、ddTt占2/3，其,要点探究,基础回顾要点探究提能演练,栏目链接,中1/3ddTT能稳定遗传，2/3ddTt自交产生ddTT的比例为2/31/41/6，则中符合生产要求并能稳定遗传的个体占1/31/61/2。(5)花药壁细胞的基因型是DdTt，所以经过(三)过程形成的植株基因型不变，一定是杂合子。,要点探究,基础回顾要点探究提能演练,栏目链接,考点2 基因工程的操作工具及基本步骤,要点探究,一、操作工具1.基因的“剪刀”限制性核酸内切酶（简称“限制酶”）

11、。（1）存在：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。,基础回顾要点探究提能演练,栏目链接,（4）切割结果：产生2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，能将外来的DNA切断，对自己的DNA无损害。2.基因的“针线”DNA连接酶。DNA连接酶的作用是在DNA分子连接过程中，通过形成磷酸二酯键黏合脱氧核糖和磷酸之间的缺口。如果把DNA分子看成梯子形，DNA连接酶的作用是把梯子的扶手连接起来。,要点探究,基础回顾要点探究提能演

12、练,栏目链接,3.常用的运载体质粒。（1）本质：小型环状DNA分子。（2）作用：作为运载工具，将目的基因送到宿主细胞中去。用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。（3）作为运载体应具备的条件：能在宿主细胞内稳定保存并大量复制。有多个限制酶切点。有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。,要点探究,基础回顾要点探究提能演练,栏目链接,要点探究,基础回顾要点探究提能演练,栏目链接,归纳提炼（1）限制性核酸内切酶和DNA连接酶的作用部位都是脱氧核苷酸之间形成的磷酸二酯键（不是氢键），只是一个切开，一个连接。（2）质粒是最常用的运载体，不要把质粒等同于运载体，除此之外，噬菌体的衍生物和动植物病毒也可作为运

13、载体。运载体的化学本质为DNA，其基本单位为脱氧核苷酸。（3）要想从DNA上切下某个基因，应切2个切口，产生4个黏性末端。,要点探究,基础回顾要点探究提能演练,栏目链接,（4）原核生物基因（如抗虫基因来自苏云金芽孢杆菌）可为真核生物（如棉花）提供目的基因。（5）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。（6）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。（7）抗虫棉只能抗虫，不能抗病毒、细菌。（8）对基因操作是否成功不但要在分子水平上鉴定还要在个体水平上鉴定。,要点探究,基础回顾要点探究提能演练,栏目链接,（9）目的基因指要

14、表达的基因，标记基因指运载体上且用于鉴定筛选的基因。（10）目的基因表达的标志：通过转录、翻译产生相应的蛋白质。,要点探究,基础回顾要点探究提能演练,栏目链接,【例】下图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化。图中依次表示限制性核酸内切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是（）A.B.C.D.,要点探究,基础回顾要点探究提能演练,栏目链接,解析：限制性核酸内切酶的作用是切割磷酸二酯键()，DNA聚合酶的作用是在有模板的条件下催化合成DNA子链，形成新的DNA分子()，DNA连接酶的作用是连接磷酸二酯键，即将2个DNA分子末端的缺口缝合起来()，解旋酶的作用是使双链DNA解旋(

15、)。答案：C,要点探究,基础回顾要点探究提能演练,栏目链接,要点探究,2.chIL基因是蓝细菌拟核DNA上控制叶绿素合成的基因。为研究该基因对叶绿素合成的控制，需要构建缺失chIL基因的变异株。构建过程如下图所示，下列叙述不正确的是（）,跟踪训练,C,基础回顾要点探究提能演练,栏目链接,A.chIL基因的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸B.过程应使用不同的限制性核酸内切酶C.构建的基因表达载体中应含有起始密码子和终止密码子D.若操作成功，可用含红霉素的培养基筛选出所需变异株,要点探究,解析：据图分析：基因本质是DNA，A正确。是chIL是基因重组，是红霉素抗性基因和质粒重组，并且破坏chIL基因，

16、B正确。构建的基因表达载体中应含有启动子和终止子，C错误。若操作成功，蓝细菌含红霉素抗性基因，同时无chIL基因，D正确。,基础回顾要点探究提能演练,栏目链接,名师点睛（1）几种酶的比较。,要点探究,基础回顾要点探究提能演练,栏目链接,（2）限制性酶与DNA连接酶的关系。限制酶不切割自身DNA的原因是：原核生物中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰。DNA连接酶起作用时不需要模板。DNA聚合酶起作用时需要模板。,要点探究,基础回顾要点探究提能演练,栏目链接,网络概览,要点探究,基础回顾要点探究提能演练,栏目链接,基础回顾要点探究提能演练,栏目链接,提能演练,1.下列实践活动包含基因工程技术

17、的是（）A.水稻F1花药经培养和染色体加倍，获得基因型纯合新品种B.抗虫小麦与矮秆小麦杂交，通过基因重组获得抗虫矮秆小麦C.将含抗病基因的重组DNA导入玉米细胞，经组织培养获得抗病植株D.用射线照射大豆使其基因结构发生改变，获得种子性状发生变异的大豆,C,基础回顾要点探究提能演练,栏目链接,高分秘笈,解析：A项属于单倍体育种，原理是染色体变异；B项属于杂交育种，原理是基因重组；C项属于基因工程，原理是基因重组；D项属于诱变育种，原理是基因突变。选C。,基础回顾要点探究提能演练,栏目链接,高分秘笈,2.某种极具观赏价值的兰科珍稀花卉很难获得成熟种子。为尽快推广种植，可应用多种技术获得大量优质苗，

18、下列技术中不能选用的是（）A.利用茎段扦插诱导生根技术快速育苗B.采用花粉粒组织培养获得单倍体苗C.采集幼芽嫁接到合适的其他种类植物体上D.采用幼叶、茎尖等部位的组织进行组织培养,B,基础回顾要点探究提能演练,栏目链接,高分秘笈,解析：茎段扦插、幼芽嫁接、植物组织培养都是无性繁殖，可以大量快速得到与原有性状相同的个体，A、C、D均可选用；采用花粉粒离体培养可获得单倍体幼苗，但由于花粉粒为雄配子，发育来的单倍体植株会发生性状分离，不能保持亲代的优良性状，B错误。,基础回顾要点探究提能演练,栏目链接,提能演练,3.现有小麦种质资源包括：高产、感病；低产、抗病；高产、晚熟等品种。为满足不同地区及不同

19、环境条件下的栽培需求，育种专家要培育3类品种：a.高产、抗病；b.高产、早熟；c.高产、抗旱。下述育种方法可行的是()A利用、品种间杂交筛选获得aB对品种进行染色体加倍处理筛选获得bCa、b的培育可采用诱变育种方法，c不可以D用转基因技术将外源抗旱基因导入中获得c,D,基础回顾要点探究提能演练,栏目链接,高分秘笈,解析：欲获得a，应利用和品种间进行杂交筛选，A错误；染色体加倍后结实率降低，欲获得b应对进行诱变育种，B错误；诱变育种可以产生新基因，因此a、b、c都可以通过诱变育种获得，C错误；基因工程可定向改造生物的性状，获得c可通过基因工程实现，D正确。,基础回顾要点探究提能演练,栏目链接,高

20、分秘笈,4.（2014新课标卷）现有两个纯合的某作物品种：抗病高杆（易倒伏）和感病矮杆（抗倒伏）品种。已知抗病对感病为显性，高杆对矮杆为显性，但对于控制这两对相对性状的基因所知甚少。回答下列问题：（1）在育种实践中，若利用这两个品种进行杂交育种，一般来说，育种目的是获得具有优良性状的新品种。（2）杂交育种前，为了确定F2代的种植规模，需要正确的预测杂交结果。若按照孟德尔遗传定律来预测杂交结果，需要满足3个条件：条件之一是抗病与感病这对相对性状受一对等位基因控制，且符合分离定律；其余两个条件是_；_。,抗病矮杆,高杆与矮杆这对相对性状受一对等位基因控制，且符合分离定律,控制这两对相对性状基因位于

21、非同源染色体上,基础回顾要点探究提能演练,栏目链接,提能演练,（3）为了确定控制上述这两对性状的基因是否满足上述3个条件，可用测交实验来进行检验。请简要写出该测交实验的过程。_。,将纯合抗病高秆与感病矮秆植株杂交，产生F1，让F1与感病矮秆杂交,基础回顾要点探究提能演练,栏目链接,高分秘笈,解析：(1)杂交育种的目的是获得多种优良性状于一身的纯合新品种，从题意知，抗病与矮杆(抗倒伏)为优良性状。(2)孟德尔遗传定律研究的是真核生物细胞核基因的遗传特点，故控制相对性状的等位基因应位于细胞核。两对基因分别位于两对同源染色体上，才遵循基因的自由组合定律。(3)测交是指用杂合子和隐性纯合子杂交，而题干无杂合子，故应先杂交得到杂合子，然后再进行测交实验。,基础回顾要点探究提能演练,栏目链接,