幻灯片 1第六章 从杂交育种到基因工程 ---- 幻灯片 2重温生物学术语，让你的答题更规范、更专业、更能打动阅卷老师！ 主要：选择育种，杂交育种，诱变育种，基因工程 次要：目的基因，基因的运载体，限制性核酸内切酶，DNA连接酶，受体细胞 ---- 幻灯片 3---- 幻灯片 4 读读教材基础 ---- 幻灯片 5一、杂交育种和诱变育种 ---- 幻灯片 6 1．诱变育种与杂交育种相比，最大的区别是什么？ ---- 幻灯片 7二、基因工程及其应用 1．概念的理解 ---- 幻灯片 8---- 幻灯片 9---- 幻灯片 10 2. 运载体和细胞膜上的载体相同吗？ ---- 幻灯片 11 一、物理因素或化学因素 基因突变 基因重组 基因突变 有性生殖 新基因 突变率 新基因 少 二、1.DNA重组 基因 分子 定向 2.限制酶 DNA连接酶 运载体 受体 3.运载体 受体细胞 检测与鉴定 4.育种 药物 环境 ---- 幻灯片 12 [想一想]　1. 提示：二者最大的区别在于诱变育种能产生新基因，从而创造出新性状。 2．提示：不同；①运载体是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。②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。 ---- 幻灯片 131．教材98页倒数第3自然段——选择育种的缺点。 2．教材100页第二自然段黑体字内容和教材100页最后自然段微生物诱变育种知识。 3．教材102～103页图6－3、图6－4、图6－5，更好地理解基因工程的三种工具。 4．教材101页练习一中2——杂交优势；教材106页练习一中2和二中1；教材108页自我检测一中判断题。 ---- 幻灯片 14---- 幻灯片 15 答案：基因工程 杂交 单倍体 限制酶 DNA连接 运载体 目的基因获取 与运载体结合 导入受体细胞 检测与鉴定 ---- 幻灯片 16 研研核心要点 ---- 幻灯片 17---- 幻灯片 18---- 幻灯片 191．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。 ---- 幻灯片 203．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。 ---- 幻灯片 21[师说·一语破天机] 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。 ---- 幻灯片 22[选题·典型中选秀] 例1：下面为6种不同的育种方法。 ---- 幻灯片 23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________。A→B→C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在________。 (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________。 ---- 幻灯片 24 (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)K→L→M这种育种方法的优越性表现在________。 ---- 幻灯片 25[破题·分层揭秘密] (一)调动和运用知识解题 (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 ---- 幻灯片 26---- 幻灯片 27---- 幻灯片 282．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，目的是产生相同的黏性末端；第二步中两种工具酶都用到。 (2)质粒是最常用的运载体，不要把质粒和运载体等同，除此之外，噬菌体和动植物病毒也可作为运载体。运载体的化学本质为DNA，其基本单位为脱氧核苷酸。 (3)目的基因表达的标志：通过翻译合成相应的蛋白质。 (4)通过基因工程培育的抗虫棉，只能抗虫，不能抗病毒、细菌。 ---- 幻灯片 29容易混淆的DNA连接酶和DNA聚合酶 (1)DNA连接酶：在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键。 (2)DNA聚合酶：可将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。 (3)相同点：这两种酶都是蛋白质，可以形成两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键。 ---- 幻灯片 30[师说·一语破天机] 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。 ---- 幻灯片 31[选题·典型中选秀] 例2：如图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图，请据图作答。 ---- 幻灯片 32(1)图中基因工程的基本过程可以概括为“四步曲”：________；________；________；________。 (2)能否利用人的皮肤细胞来完成①过程？________，为什么？__________________________________ 。 (3)过程②必需的酶是________酶，过程③必需的酶是________酶。 (4)若A中共有a个碱基对，其中鸟嘌呤有b个，若③④⑤过程连续进行4次，至少需提供胸腺嘧啶________个。 (5)在利用AB获得C的过程中，常用________切割A和B，使它们产生________，再加入________，才可形成C。 ---- 幻灯片 33[破题·分层揭秘密] (一)明确解题思路 (2)图中①过程是从细胞中获取相应的mRNA，由于基因的选择性表达，人的皮肤细胞中的胰岛素基因不转录，不表达，因此不能形成胰岛素mRNA。 (3)从mRNA→DNA是逆转录的过程，需要逆转录酶。DNA分子的扩增需用解旋酶将双链DNA解旋为单链。 ---- 幻灯片 34(4)一个DNA分子中的鸟嘌呤(b个)和胸腺嘧啶之和占碱基总数(2a个)的一半，所以一个DNA分子片段中胸腺嘧啶数为(a－b)个。连续复制4次，共产生DNA分子24＝16个，由于复制方式为半保留复制，故需要提供的胸腺嘧啶数量为(a－b)×(16－1)＝15(a－b)。 (5)构建基因表达载体时需将目的基因与运载体用同一种限制酶切割，产生相同的黏性末端，才可以在DNA连接酶的作用下连接形成基因表达载体。 ---- 幻灯片 35(二)调动和运用知识解题 (1)提取目的基因 目的基因与运载体结合 将目的基因导入受体细胞 目的基因的检测与鉴定 (2)不能 皮肤细胞中的胰岛素基因未表达(或未转录)，不能形成胰岛素mRNA (3)逆转录 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连接酶 ---- 幻灯片 36 说说生物实验 ---- 幻灯片 37 【选题·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，控制两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上。现分别用杂交育种、单倍体育种和诱变育种来培育矮秆抗病品种，分析如下： ---- 幻灯片 38分析： (1)选择的品种抗病是显性，矮秆是隐性，杂交育种过程需要纯合亲本杂交，在F2获得矮秆抗病个体之后再连续自交。 (2)单倍体育种包含杂交、花药离体培养和秋水仙素加倍过程。 ---- 幻灯片 39(3)诱变育种需要利用射线处理。具体过程如下： ---- 幻灯片 40---- 幻灯片 41---- 幻灯片 42【备考·角度说】 No.1　角度：育种目标不同培育新品种的方法不同。 (1)集中不同亲本的优良性状——杂交育种 选择具有不同优良性状的个体作为亲本，经过杂交→自交过程，在F2中选择，如果选取显性个体，还需要连续自交。 (2)集中优良性状，又缩短育种年限——单倍体育种 选择具有不同优良性状的个体作为亲本，经过杂交获得F1，取F1的花药进行离体培养，形成单倍体幼苗，再用秋水仙素处理。 ---- 幻灯片 43 (3)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 用秋水仙素或低温处理萌发的种子或幼苗，使染色体加倍而形成多倍体。 (4)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)实现定向改变现有性状——基因工程育种 把目的基因导入受体细胞内，如果是动物方面的育种，需要导入受精卵；如果是植物方面的育种，导入体细胞，再经过植物组织培养即可。 ---- 幻灯片 44No.2　角度：拓展探究 [拓展]　(1)杂交育种由F1获得F2的方法是什么？F2矮秆抗病植株中不能稳定遗传的占多少？ [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。 ---- 幻灯片 45(2)三组方法中，最不容易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)单倍体育种为什么能明显缩短育种年限？ [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。 ---- 幻灯片 46 看看考场答卷 ---- 幻灯片 47---- 幻灯片 48---- 幻灯片 49---- 幻灯片 50 ---- 幻灯片 51←批注4 ---- 幻灯片 52 [一览·名师语录] 综合遗传、变异、育种等知识是高考题中很常见的一种考查形式，这类题目不但能考查相关基础知识，还能考查推理判断能力。解答这类题目需具备各育种技术的过程、优缺点、变异的类型和特点等知识，以及熟练运用遗传定律解决实际问题的能力。另外需注意作遗传图解时必须写出亲代的表现型、基因型、杂交符号、产生的配子以及F1的基因型、表现型及比例。 ---- 幻灯片 53 [审题·抓关键词] 信息1　可知该实验中运用了诱变育种技术。 信息2　可知运用了杂交育种技术。乙和丙的基因型分别为Aabb和aaBb，则F1中抗病高杆植株的基因型应为AaBb，经减数分裂可产生4种配子。 信息3　可知运用了单倍体育种技术。 信息4　因基因中DNA片段的缺失，使得基因结构改变，即基因突变，从而不能正常表达。植物不能合成叶绿素，则不能生存，所以体现了该变异有害性的特点。 ---- 幻灯片 54 [答题·名师批阅] 批注1　审题不认真，导致答案与题干重复。 批注2　因“变异类型”与“育种方法”区分不清，导致错答。 批注3　基础知识掌握不牢、术语运用错误。 批注4　书写不规范，丢三落四，导致失分。 ---- 幻灯片 55[标准答案]　 (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) ---- 幻灯片 56 随堂对点练习 ---- 幻灯片 57 1. 与杂交育种、单倍体育种、多倍体育种和基因工程育种相比，尽管人工诱变育种具有很大的盲目性，但是该育种方法的独特之处是(　　) A．可以将不同品种的优良性状集中到一个品种上 B．育种周期短，加快育种的进程 C．改变基因结构，创造前所未有的性状类型 D．能够明显缩短育种年限，后代性状稳定快 ---- 幻灯片 58 答案：C 解析：只有诱变育种能够产生新的基因，可以大幅度地改良某些性状；将不同品种的优良性状集中到一个品种上，应该用杂交育种的方法；育种周期短，能够加快育种的进程，明显缩短育种年限，后代性状稳定快，应该用单倍体育种的方法。 ---- 幻灯片 592. 育种专家用高秆抗锈病水稻与矮秆不抗锈病水稻杂交，培育出了矮秆抗锈病水稻，与这种育种方式原理不相同的是(　　) A．基因工程 B．肺炎双球菌转化 C．三倍体无子西瓜的培育 D．减数第一次分裂后期非同源染色体的自由组合 ---- 幻灯片 60 答案：C 解析：通过杂交让位于不同个体的优良性状集中到一个个体上，属于杂交育种，原理是基因重组。A、B、D都属于基因重组，C属于染色体变异。 ---- 幻灯片 61 3. 下列有关育种的叙述中，错误的是(　　) A．用于大田生产的优良品种不一定是纯合子 B．通过植物组织培养技术培育脱毒苗，筛选培育抗病毒新品种 C．杂交育种可用于家畜、家禽的育种 D．为了避免对三倍体无子西瓜年年制种，可利用植物组织培养快速繁殖 ---- 幻灯片 62 答案：B 解析：通过植物组织培养技术培育的脱毒苗没有病毒，但不一定能抗病毒。 ---- 幻灯片 634. 诱变育种有很多突出优点，也存在一些缺点，下列分析正确的是(　　) ①结实率低，发育迟缓　②提高变异频率，使后代变异性状较快稳定，因而加快育种进程　③大幅度改良某些性状　④茎秆粗壮，果实和种子大，营养物质含量高　⑤有利个体不多，需要处理大量的材料 A．①④　　　　　　　　　 B．②③⑤ C．①④⑤ D．①②④ ---- 幻灯片 64 答案：B 解析：结实率低、发育迟缓、茎秆粗壮、果实和种子大、营养物质含量高是多倍体的特点。 ---- 幻灯片 655. 基因工程是将目的基因通过一定过程，转入到受体细胞，经过受体细胞的分裂，使目的基因的遗传信息扩大，再进行表达，从而培养成工程生物或生产基因产品的技术。你认为支持基因工程技术的理论有(　　) ①遗传密码的通用性　②不同基因可独立表达　③不同基因表达互相影响　④DNA作为遗传物质能够严格地自我复制 A．①②④ B．②③④ C．①③ D．①④ ---- 幻灯片 66 答案：A 解析：转基因之所以在不同种生物间可以进行，是因为遗传密码的通用性，不同基因表达的独立性，DNA自我复制的严格性。 ---- 幻灯片 676. 如图表示某种农作物①和②两种品种分别培育出④⑤⑥三种品种。根据上述过程，回答下列问题。 ---- 幻灯片 68(1)用①和②培育⑤所采用的方法Ⅰ称为________，方法Ⅱ称为________，所依据的原理是________。 (2)用③培育出④的常用方法Ⅲ是________，由④培育成⑤的过程中用化学药剂________处理④的________，方法Ⅲ和Ⅴ合称为________育种，其优点是________。 (3)由③培育出⑥常用化学药剂________处理③的________，形成的⑥叫________，方法Ⅳ称为________育种，依据的原理是________。 ---- 幻灯片 69 答案：(1)杂交 自交 基因重组 (2)花药离体培养 秋水仙素 幼苗 单倍体 明显缩短育种年限 (3)秋水仙素 种子或幼苗 四倍体 多倍体 染色体变异 ---- 幻灯片 70----
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