最新复习从杂交育种到基因工程ppt课件.ppt
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1、一、杂交育种与诱变育种一、杂交育种与诱变育种1.1.杂交育种杂交育种(1)(1)含义:将含义:将_的优良性状通过交配集中在一的优良性状通过交配集中在一起,再经过起,再经过_,获得新品种的方法。,获得新品种的方法。(2)(2)育种原理:育种原理:_。(3)(3)方法:杂交方法:杂交_选种选种自交。自交。2.2.诱变育种诱变育种(1)(1)含义:利用物理因素或化学因素来处理生物,使生物发生含义:利用物理因素或化学因素来处理生物,使生物发生_。(2)(2)育种原理:育种原理: _。两个或多个品种两个或多个品种选择和培育选择和培育基因重组基因重组自交自交基因突变基因突变基因突变基因突变原理原理常用常用
2、方式方式优点优点缺点缺点举例举例多倍多倍体育体育种种基因基因工程工程育种育种染色染色体变体变异异基因基因重组重组用秋水仙用秋水仙素处理萌素处理萌发的种子发的种子或幼苗或幼苗将一种生物将一种生物的特定基因的特定基因转移到另一转移到另一种生物细胞种生物细胞中中器官大器官大, ,提提高营养物高营养物质含量质含量打破物种界打破物种界限限, ,定向改定向改造生物的遗造生物的遗传性状传性状只适用于只适用于植物植物, ,发发育延迟育延迟, ,结实率低结实率低三倍体三倍体无子西无子西瓜瓜转基因转基因抗虫棉抗虫棉的培育的培育技术复杂技术复杂, ,生态安全生态安全问题较多问题较多【技巧点拨台技巧点拨台】根据育种目
3、的选择育种方式根据育种目的选择育种方式(1)(1)若要培育隐性性状个体,可用自交或杂交,只要出现该性状若要培育隐性性状个体,可用自交或杂交,只要出现该性状即可。即可。(2)(2)有些植物如小麦、水稻等,杂交实验较难操作,其最简便的有些植物如小麦、水稻等,杂交实验较难操作,其最简便的方法是自交。方法是自交。(3)(3)若要快速获得纯种,可用单倍体育种方法。若要快速获得纯种,可用单倍体育种方法。(4)(4)若要提高营养物质含量,可用多倍体育种方法。若要提高营养物质含量,可用多倍体育种方法。(5)(5)若要培育原先没有的性状,可用诱变育种。若要培育原先没有的性状,可用诱变育种。(6)(6)若培育植物
4、为营养繁殖,如土豆、地瓜等,则只要出现所需若培育植物为营养繁殖,如土豆、地瓜等,则只要出现所需性状即可,不需要培育出纯种。性状即可,不需要培育出纯种。【典例训练典例训练1 1】下列有关育种说法正确的是下列有关育种说法正确的是( )( )A.A.用杂交的方法进行育种,用杂交的方法进行育种,F F1 1自交后代有可能筛选出符合人类自交后代有可能筛选出符合人类需要的优良品种需要的优良品种B.B.用辐射的方法进行诱变育种,诱变后的植株一定比诱变前的用辐射的方法进行诱变育种,诱变后的植株一定比诱变前的植株具备更多的优良性状植株具备更多的优良性状C.C.用基因型为用基因型为DdTtDdTt的植株进行单倍体
5、育种,所育的种自交后代的植株进行单倍体育种,所育的种自交后代约有约有1/41/4为纯合子为纯合子D.D.用基因型为用基因型为DdTtDdTt的植株进行多倍体育种,所育的种和原品种的植株进行多倍体育种,所育的种和原品种杂交一定能产生可育后代杂交一定能产生可育后代【解题指南解题指南】1.1.知识储备:知识储备:(1)(1)诱变育种具有不定向性。诱变育种具有不定向性。(2)(2)二倍体进行单倍体育种,形成的后代都是纯合子。二倍体进行单倍体育种,形成的后代都是纯合子。2.2.考查实质:诱变育种、单倍体育种、杂交育种和多倍体育种考查实质:诱变育种、单倍体育种、杂交育种和多倍体育种的操作程序及特点。的操作
6、程序及特点。【解析解析】选选A A。考查生物育种的方式。诱变育种的原理是基因突。考查生物育种的方式。诱变育种的原理是基因突变,而基因突变具有不定向性,所以诱变后的植株在性状上也变,而基因突变具有不定向性,所以诱变后的植株在性状上也具有不确定性;单倍体育种得到的个体都是纯合子,其自交后具有不确定性;单倍体育种得到的个体都是纯合子,其自交后代也都为纯合子;用基因型为代也都为纯合子;用基因型为DdTtDdTt的植株进行多倍体育种,得的植株进行多倍体育种,得到的个体为到的个体为DDddTTtt(DDddTTtt(四倍体四倍体) ),DDddTTtt(DDddTTtt(四倍体四倍体) )和原品种和原品种
7、(DdTt)(DdTt)杂交后代为三倍体,三倍体不可育。杂交后代为三倍体,三倍体不可育。【互动探究互动探究】(1)(1)用杂交的方法进行育种,选取杂交种从哪一代开始选择?用杂交的方法进行育种,选取杂交种从哪一代开始选择?提示:提示:F F1 1。分析:分析:选取杂交种是利用杂种优势,纯合个体杂交,选取杂交种是利用杂种优势,纯合个体杂交,F F1 1是杂合是杂合子,应该从子,应该从F F1 1中选择。中选择。(2)(2)基因型为基因型为DdTtDdTt的植株利用的植株利用C C项和项和D D项的育种方式,所培育的子项的育种方式,所培育的子代中纯合子各占多少?代中纯合子各占多少?提示:提示:100
8、%100%,0 0。分析:分析:C C项育种方式是单倍体育种,经过花药离体培养形成单倍项育种方式是单倍体育种,经过花药离体培养形成单倍体,再经秋水仙素处理加倍,所培育的都是纯合子;体,再经秋水仙素处理加倍,所培育的都是纯合子;D D项育种方项育种方式是多倍体育种,利用秋水仙素或者低温处理,子代的基因型式是多倍体育种,利用秋水仙素或者低温处理,子代的基因型是是DDddTTttDDddTTtt,均为杂合子。,均为杂合子。【变式备选变式备选】某植物的基因型为某植物的基因型为AaBBAaBB,通过下列技术可以分别,通过下列技术可以分别将它转变为以下基因型的植物:将它转变为以下基因型的植物:AABB A
9、ABB aBaBAaBBC AaBBC AAaaBBBBAAaaBBBB则以下排列正确的是则以下排列正确的是( )( )A.A.诱变育种、转基因技术、花药离体培养、细胞融合诱变育种、转基因技术、花药离体培养、细胞融合B.B.杂交育种、花药离体培养、转基因技术、多倍体育种杂交育种、花药离体培养、转基因技术、多倍体育种C.C.花药离体培养、诱变育种、多倍体育种、转基因技术花药离体培养、诱变育种、多倍体育种、转基因技术D.D.多倍体育种、花药离体培养、诱变育种、转基因技术多倍体育种、花药离体培养、诱变育种、转基因技术【解析解析】选选B B。由于某植物的基因型为。由于某植物的基因型为AaBBAaBB,
10、通过,通过AaBBAaBB与与A_B_A_B_杂杂交,则可获得基因型为交,则可获得基因型为AABBAABB的植物;选取的植物;选取AaBBAaBB的花粉进行离体的花粉进行离体培养,则获得基因型为培养,则获得基因型为aBaB的单倍体;将外源基因的单倍体;将外源基因C C导入植物的某导入植物的某个细胞中,经组织培养获得基因型为个细胞中,经组织培养获得基因型为AaBBCAaBBC的植物;将植物的植物;将植物AaBBAaBB用秋水仙素处理,则获得基因型为用秋水仙素处理,则获得基因型为AAaaBBBBAAaaBBBB的四倍体植物。的四倍体植物。 基因工程育种基因工程育种1.1.基因工程的操作步骤基因工程
11、的操作步骤2.2.有关基因工程的相关提醒有关基因工程的相关提醒(1)(1)限制酶在第一步和第二步操作中都用到,且要求同一种酶,限制酶在第一步和第二步操作中都用到,且要求同一种酶,目的是产生相同的黏性末端;第二步中两种工具酶都用到。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)(2)质粒是最常用的运载体,不要把质粒和运载体等同,除此之质粒是最常用的运载体,不要把质粒和运载体等同,除此之处,噬菌体和动植物病毒也可作为运载体。运载体的化学本质处,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为DNADNA,其基本单位为脱氧核苷酸。,其基本单位为脱氧核苷酸。(3)(3)目的基因表达的
12、标志:通过翻译合成相应的蛋白质。目的基因表达的标志:通过翻译合成相应的蛋白质。(4)(4)通过基因工程培育的抗虫棉,只能抗虫,不能抗病毒、细菌。通过基因工程培育的抗虫棉,只能抗虫,不能抗病毒、细菌。限制性内切酶限制性内切酶(EcoREcoR)作用过作用过程程DNA连接酶的作用过程连接酶的作用过程?如何让大肠杆菌生产人胰岛素?如何让大肠杆菌生产人胰岛素?【高考警示钟高考警示钟】容易混淆的容易混淆的DNADNA连接酶和连接酶和DNADNA聚合酶聚合酶(1)DNA(1)DNA连接酶:在两个连接酶:在两个DNADNA片段之间形成磷酸二酯键。片段之间形成磷酸二酯键。(2)DNA(2)DNA聚合酶:可将单
13、个的脱氧核苷酸加到已有的脱氧核苷酸聚合酶: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。序列上,形成磷酸二酯键。(3)(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。间的磷酸二酯键。【典例训练典例训练2 2】20082008年诺贝尔化学奖授予了年诺贝尔化学奖授予了“发现和发展了水母发现和发展了水母绿色荧光蛋白绿色荧光蛋白”的三位科学家。将绿色荧光蛋白基因的片段与的三位科学家。将绿色荧光蛋白基因的片段与目的基因连接起来组成一个融合基因,再将该融合基因转入真目的基因连接起来组成一个融合基因,再将该融合基
14、因转入真核生物细胞内,表达出的蛋白质就会带有绿色荧光。绿色荧光核生物细胞内,表达出的蛋白质就会带有绿色荧光。绿色荧光蛋白在该研究中的主要作用是蛋白在该研究中的主要作用是( )( )A A追踪目的基因在细胞内的复制过程追踪目的基因在细胞内的复制过程B B追踪目的基因插入到染色体上的位置追踪目的基因插入到染色体上的位置C C追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布D D追踪目的基因编码的蛋白质的空间结构追踪目的基因编码的蛋白质的空间结构【解析解析】选选C C。将绿色荧光蛋白基因的片段与目的基因连接起来组。将绿色荧光蛋白基因的片段与目的基因连接起来组成一个融合基因
15、,将该融合基因转入真核生物细胞内,表达出的成一个融合基因,将该融合基因转入真核生物细胞内,表达出的蛋白质带有绿色荧光,从而可以追踪目的基因编码的蛋白质在细蛋白质带有绿色荧光,从而可以追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布。故胞内的分布。故C C正确。正确。【互动探究互动探究】(1 1)将绿色荧光蛋白基因的片段与目的基因融合)将绿色荧光蛋白基因的片段与目的基因融合的过程,需要哪些工具?的过程,需要哪些工具?提示:提示:限制性核酸内切酶和限制性核酸内切酶和DNADNA连接酶。连接酶。分析:分析:将两个将两个DNADNA片段连接起来时,需要有相同的黏性末端,然片段连接起来时,需要有相同的黏性末端,然
16、后再用后再用DNADNA连接酶将其连接起来。连接酶将其连接起来。(2 2)将该融合基因转入真核生物细胞时,需要哪种工具?)将该融合基因转入真核生物细胞时,需要哪种工具?提示:提示:运载体。运载体。分析:分析:需将融合基因与运载体构建成重组质粒后,再转入真核需将融合基因与运载体构建成重组质粒后,再转入真核生物细胞。生物细胞。【变式备选变式备选】下列有关基因工程的相关叙述中,正确的是下列有关基因工程的相关叙述中,正确的是 ( )A.A.基因治疗就是去除生物体细胞中有缺陷的突变基因基因治疗就是去除生物体细胞中有缺陷的突变基因B.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运载体上抗性基因
17、的存在有利于对目的基因是否表达进行检测测C.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基因和质粒D.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却产生了定向变异【解析解析】选选D D。基因治疗是将外源正常基因通过转基因技术插入。基因治疗是将外源正常基因通过转基因技术插入病人适当的受体细胞中,用外源基因制造的产物治疗某种疾病。病人适当的受体细胞中,用外源基因制造的产物治疗某种疾病。运载体上抗性基因的存在有利于检测运载体是否导入受体细胞。运载体
18、上抗性基因的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的黏性末端,如种不同的限制酶产生相同的黏性末端,如GATTCG GATTCG 和和ATTCATTC。通过转基因技术实现基因重组,可以定向改造生物的性状。通过转基因技术实现基因重组,可以定向改造生物的性状。正确理解基因重组与基因工程间的关系正确理解基因重组与基因工程间的关系比较项目比较项目基因重组基因重组基因工程基因工程不不同同点点重组重组基因基因同一物种的不同基因同一物种的不同基因一般是不同物种间的不同一般是不同物种
19、间的不同基因基因意义意义是生物变异的来源之是生物变异的来源之一,对生物进化有重一,对生物进化有重要意义要意义使人类有可能按自己的意使人类有可能按自己的意愿直接定向地改造生物的愿直接定向地改造生物的遗传性状,培育出新品种遗传性状,培育出新品种相同点相同点都实现了不同基因间的重新组合,都能使生物产都实现了不同基因间的重新组合,都能使生物产生变异生变异育种的方法有杂交育种、单倍体育种、诱变育种、多倍体育种、育种的方法有杂交育种、单倍体育种、诱变育种、多倍体育种、基因工程育种等,下面对这五种育种方式的说法正确的基因工程育种等,下面对这五种育种方式的说法正确的是是( )( )A.A.涉及的原理有基因突变
20、、基因重组、染色体变异涉及的原理有基因突变、基因重组、染色体变异B.B.都不可能产生定向的可遗传变异都不可能产生定向的可遗传变异C.C.都在细胞水平上进行操作都在细胞水平上进行操作D.D.都不能通过产生新基因而产生新性状都不能通过产生新基因而产生新性状【解题指南解题指南】1.1.考查实质:不同育种方法的原理及相关操作。考查实质:不同育种方法的原理及相关操作。2.2.知识储备:杂交育种和基因工程育种的原理是基因重组,单知识储备:杂交育种和基因工程育种的原理是基因重组,单倍体育种和多倍体育种的原理是染色体变异,诱变育种的原理倍体育种和多倍体育种的原理是染色体变异,诱变育种的原理是基因突变。是基因突
21、变。【解析解析】选选A A。杂交育种原理是基因重组,单倍体育种原理是染色。杂交育种原理是基因重组,单倍体育种原理是染色体变异,诱变育种原理是基因突变,多倍体育种原理是染色体变体变异,诱变育种原理是基因突变,多倍体育种原理是染色体变异,基因工程育种原理是基因重组。基因工程育种可产生定向的异,基因工程育种原理是基因重组。基因工程育种可产生定向的可遗传变异;杂交育种、诱变育种、多倍体育种都是个体水平上可遗传变异;杂交育种、诱变育种、多倍体育种都是个体水平上的操作,而单倍体育种的花药离体培养属细胞水平的操作,基因的操作,而单倍体育种的花药离体培养属细胞水平的操作,基因工程育种属分子水平上的操作;诱变育
22、种可以产生新基因,进而工程育种属分子水平上的操作;诱变育种可以产生新基因,进而形成新性状。形成新性状。 提示信息在补充完善型实验中的应用提示信息在补充完善型实验中的应用 验证某基因对性状的控制验证某基因对性状的控制【案例案例】番茄番茄(2n=24)(2n=24)的正常植株的正常植株(A)(A)对矮生植株对矮生植株(a)(a)为显性,为显性,红果红果(B)(B)对黄果对黄果(b)(b)为显性,两对基因独立遗传。请回答下列问为显性,两对基因独立遗传。请回答下列问题:题:(1)(1)现有基因型现有基因型AaBBAaBB与与aaBbaaBb的番茄杂交,其后代的基因型有的番茄杂交,其后代的基因型有_种,
23、种,_基因型的植株自交产生的矮生黄果植株比例最高,自基因型的植株自交产生的矮生黄果植株比例最高,自交后代的表现型及比例为交后代的表现型及比例为_。(2)(2)在在AAAAaaaa杂交中,若杂交中,若A A基因所在的同源染色体在减数第基因所在的同源染色体在减数第一次分裂时不分离,产生的雌配子染色体数目为一次分裂时不分离,产生的雌配子染色体数目为_,这种,这种情况下杂交后代的株高表现型可能是情况下杂交后代的株高表现型可能是_。(3)(3)假设两种纯合突变体假设两种纯合突变体X X和和Y Y都是由控制株高的都是由控制株高的A A基因突变产生基因突变产生的,检测突变基因转录的的,检测突变基因转录的mR
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