必修2第6章(教育精品).ppt

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1、第6章从杂交育种到基因工程考考纲纲要求要求三年考情三年考情生物生物变变异在育种上的异在育种上的应应用用 20122012安徽安徽,2012,2012海南海南,2012,2012浙浙江江,2012,2012江江苏苏,2011,2011江江苏苏转转基因食品的安全基因食品的安全20122012江江苏苏,2011,2011安徽安徽,20102010福建福建,2010,2010江江苏苏考点考点 一一 五种育种方法的比五种育种方法的比较较 原理原理常用方式常用方式优优点点缺点缺点举举例例杂杂交交育育种种基因基因重重组组杂杂交交自交自交选选种种自交自交使不同个体使不同个体优优良性状集中在一良性状集中在一个个

2、体上个个体上操作操作简简便便育种育种时间长时间长局限于局限于亲缘亲缘关系关系较较近的个近的个体体矮矮秆秆抗抗病小麦病小麦诱诱变变育育种种基因基因突突变变辐辐射、激光、射、激光、空空间诱变间诱变等等提高提高变变异异频频率率,加速育种加速育种进进程程,大幅度改良性状大幅度改良性状有很大盲目性有很大盲目性,有利有利变变异少异少,需需大量大量处处理理实验实验材料材料青霉素青霉素高高产产菌菌株株原理原理常用方式常用方式优优点点缺点缺点举举例例单单倍倍体体育育种种染色染色体体变变异异花花药药离体培离体培养养,用秋水仙用秋水仙素素处处理理明明显缩显缩短育种短育种年限年限子代均子代均为纯为纯合合子子技技术术复

3、复杂杂,需与需与杂杂交育种配合交育种配合单单倍体倍体育种育种获获得矮得矮秆秆抗病小抗病小麦麦多多倍倍体体育育种种染色染色体体变变异异用秋水用秋水仙素仙素处处理萌理萌发发的种子的种子或幼苗或幼苗器官大器官大,提高提高营营养物养物质质含量含量只适用于植物只适用于植物,发发育延育延迟迟,结实结实率低率低三倍体三倍体无子西无子西瓜瓜基基因因工工程程育育种种基因基因重重组组将一种生物将一种生物的特定基因的特定基因转转移到另一移到另一种生物种生物细细胞胞中中打破物种界限打破物种界限,定向改造生物的定向改造生物的遗传遗传性状性状技技术术复复杂杂,生生态态安全安全问题较问题较多多转转基因基因抗虫棉抗虫棉的培育

4、的培育【高考警示高考警示】不同育种方法需注意的问题不同育种方法需注意的问题(1)(1)原核生物不能进行减数分裂原核生物不能进行减数分裂,所以不能运用杂交的方法进行所以不能运用杂交的方法进行育种育种,如细菌的育种一般采用的方法是诱变育种。如细菌的育种一般采用的方法是诱变育种。(2)(2)杂交育种不一定需要连续自交。若选育显性优良纯种杂交育种不一定需要连续自交。若选育显性优良纯种,需要需要连续自交筛选连续自交筛选,直至性状不再发生分离直至性状不再发生分离;若选育隐性优良纯种若选育隐性优良纯种,则只要出现该性状个体即可。则只要出现该性状个体即可。(3)(3)花药离体培养只是单倍体育种中的一个程序花药

5、离体培养只是单倍体育种中的一个程序,要想得到可育要想得到可育的品种的品种,一般还需要用秋水仙素处理单倍体使染色体加倍。一般还需要用秋水仙素处理单倍体使染色体加倍。(2013年年武武汉汉模模拟拟)太太空空育育种种是是将将农农作作物物种种子子搭搭载载于于返返回回式式地地面面卫卫星星，借借助助于于太太空空超超真真空空、微微重重力力及及宇宇宙宙射射线线等等地地面面无无法法模模拟拟的的环环境境变变化化，使使种种子子发发生生变变异异，从从而而选选择择出出对对人人类类有有益益的的物物种种类类型型。下下列列有有关叙述不正确的是关叙述不正确的是()A太空育种的原理主要是基因突太空育种的原理主要是基因突变变B太空

6、条件下太空条件下产产生的生的变变异是不定向的异是不定向的C太太空空育育种种可可以以缩缩短短育育种种周周期期，但但从从太太空空搭搭载载回回来来以以后后，在在地地面上要面上要进进行不少于四代的培育，才可能培育出行不少于四代的培育，才可能培育出优优良性状品种良性状品种D不可能不可能发发生染色体生染色体变变异异产产生新物种生新物种D4将将二二倍倍体体玉玉米米的的幼幼苗苗用用秋秋水水仙仙素素处处理理，待待其其长长成成后后用用其其花花药药进进行行离离体体培养得到了新的植株，下列有关新植株的叙述正确的一培养得到了新的植株，下列有关新植株的叙述正确的一组组是是()是是单单倍倍体体体体细细胞胞内内没没有有同同源

7、源染染色色体体不不能能形形成成可可育育的的配配子子体体细细胞胞内内有有同同源源染染色色体体能能形形成成可可育育的的配配子子可可能能是是纯纯合合子子也也有有可可能能是是杂杂合子合子一定是一定是纯纯合子合子 是二倍体是二倍体ABC D B【变变式式训练训练】如如图图表示以某种作物中的表示以某种作物中的和和两个品种分两个品种分别别培培育出育出三个新品种的三个新品种的过过程程,相关叙述正确的是相关叙述正确的是()A.A.用用和和培育成培育成的的过过程中所采用的方法程中所采用的方法和和分分别别称称为杂为杂交和交和测测交交B.B.用用培育出培育出常用的方法常用的方法是花是花药药离体培养离体培养C.C.培育

8、出培育出常用的是化学或物理的方法常用的是化学或物理的方法进进行行诱变处诱变处理理D.D.图图中培育出中培育出所依据的原理是基因突所依据的原理是基因突变变和基因重和基因重组组B5普通小麦中有高普通小麦中有高秆秆抗病抗病(TTRR)和矮和矮秆秆易感病易感病(ttrr)两个品种，两个品种，控制两控制两对对性状的基因分性状的基因分别别位于两位于两对对同源染色体上。同源染色体上。实验实验小小组组利用不同利用不同的方法的方法进进行了如下三行了如下三组实验组实验：(1)B组组所运用的育种方法所运用的育种方法为为 _ ，F2中能中能稳稳定定遗传遗传的矮的矮秆秆抗病抗病植株所占比例植株所占比例为为_。单倍体育种

9、单倍体育种0请请分析回答下列分析回答下列问题问题。(2)最最不不容容易易获获得得矮矮秆秆抗抗病病小小麦麦新新品品种种的的方方法法是是_组组，原原因因是是_。(3)A组组育育种种方方法法的的原原理理是是_，F2所所得得矮矮秆秆抗抗病病植植株株中中能能稳稳定定遗传遗传的占的占_。(4)在在遗遗传传学学上上把把控控制制相相同同性性状状的的某某对对染染色色体体缺缺失失一一条条染染色色体体的的个个体称体称为单为单体，体，单单体与正常个体之体与正常个体之间间，差，差别别极其微小，可以极其微小，可以进进行交配。行交配。CC组所运用的方法为诱变育种，基因突变是不定向的，组所运用的方法为诱变育种，基因突变是不定

10、向的，而且突变频率比较低而且突变频率比较低基因重组基因重组1/3普普通通小小麦麦为为异异源源六六倍倍体体，其其染染色色体体组组成成可可表表示示为为AABBDD(A、B、D表表示示染染色色体体组组)，体体细细胞胞内内染染色色体体数数为为42，已已分分离离得得到到21种种不不同同染染色色体体的的野野生生型型单单体体，应应用用单单体体可可把把新新发发现现的的隐隐性性基基因因定定位位在在特特定定的的染染色色体体上上。现现有有一一小小麦麦隐隐性性突突变变纯纯合合子子，请请设设计计实实验验确确定定基基因因在在哪哪对对染染色色体上。体上。实验实验步步骤骤：_；_。实验结实验结果及果及结论结论：若若_ _ ，

11、说说明基因位于明基因位于该单该单体所缺少的那条染色体上。体所缺少的那条染色体上。若若_，说说明基因不位于明基因不位于该单该单体所缺少的那条染色体上。体所缺少的那条染色体上。将小麦隐性突变纯合子与将小麦隐性突变纯合子与21种野生型小麦单体逐一杂交，得种野生型小麦单体逐一杂交，得F1观察统计观察统计F1的表现型及比例的表现型及比例F1出现隐性突变型，而且这种突变型与野生型的比例为出现隐性突变型，而且这种突变型与野生型的比例为1 1F1全为野生型全为野生型考点考点 二二 基因工程的操作工具及基本步基因工程的操作工具及基本步骤骤 1.1.基因工程操作工具基因工程操作工具(1)(1)限制性核酸内切限制性

12、核酸内切酶酶(简简称限制称限制酶酶):):分布分布:主要在微生物体内。主要在微生物体内。特性特性:一种限制一种限制酶酶只能只能识别识别一种特定的核苷酸序列一种特定的核苷酸序列,并在特定并在特定的切点上切割的切点上切割DNADNA分子。分子。实实例例:EcoREcoR限制限制酶酶能能专专一一识别识别GAATTCGAATTC序列序列,并在并在G G和和A A之之间间将将这这段序列切开。段序列切开。切割切割结结果果:产产生两个生两个带带有黏性末端的有黏性末端的DNADNA片段。片段。作用作用:基因工程中重要的切割工具基因工程中重要的切割工具,能将外来的能将外来的DNADNA切断切断,对对自己自己的的

13、DNADNA无无损损害。害。(2)DNA(2)DNA连连接接酶酶:催化催化对对象象:两个具有相同黏性末端的两个具有相同黏性末端的DNADNA片段。片段。催化位置催化位置:脱氧核糖与磷酸之脱氧核糖与磷酸之间间的缺口。的缺口。催化催化结结果果:形成重形成重组组DNADNA。(3)(3)常用的运常用的运载载体体质质粒粒:本本质质:小型小型环环状状DNADNA分子。分子。作用作用:a.a.作作为为运运载载工具工具,将目的基因运送到受体将目的基因运送到受体细细胞中去胞中去;b.b.用它在受体用它在受体细细胞内胞内对对目的基因目的基因进进行大量复制。行大量复制。条件条件:a.a.能在受体能在受体细细胞内胞

14、内稳稳定保存并大量复制定保存并大量复制;b.b.有多个限制有多个限制酶酶切点切点;c.c.有有标记标记基因。基因。2.2.对对基因工程步基因工程步骤骤的五点的五点说说明明(1)(1)限制限制酶酶和和DNADNA连连接接酶酶的作用部位都是脱氧核苷酸之的作用部位都是脱氧核苷酸之间间的磷酸的磷酸二二酯键酯键,只是前者切开只是前者切开,后者后者连连接。接。(2)(2)要想从要想从DNADNA上切下某个基因上切下某个基因,应应切切2 2个切口个切口,产产生生4 4个黏性末端。个黏性末端。(3)(3)获获取目的基因、切割运取目的基因、切割运载载体需要用同一种限制体需要用同一种限制酶酶,目的是目的是产产生相

15、同的黏性末端。生相同的黏性末端。(4)(4)将目的基因将目的基因导导入受体入受体细细胞胞,没有涉及碱基互没有涉及碱基互补补配配对对。(5)(5)动动物一般用受精卵作物一般用受精卵作为为受体受体细细胞胞;植物一般用体植物一般用体细细胞作胞作为为受受体体细细胞胞,再通再通过过植物植物组织组织培养方式形成新个体培养方式形成新个体;微生物常用不致微生物常用不致病的大病的大肠肠杆菌作杆菌作为为受体受体细细胞。胞。【拓展延伸拓展延伸】与与DNADNA有关酶的作用有关酶的作用(1)DNA(1)DNA酶酶:即即DNADNA水解酶水解酶,可以将可以将DNADNA水解成脱氧核苷酸。水解成脱氧核苷酸。(2)DNA(

16、2)DNA聚合酶聚合酶:在在DNADNA复制的过程中复制的过程中,连接单个游离的脱氧核苷连接单个游离的脱氧核苷酸到酸到DNADNA片段上片段上,需要模板。需要模板。(3)DNA(3)DNA连接酶连接酶:连接两个连接两个DNADNA片段片段,形成磷酸二酯键形成磷酸二酯键,不需要模板。不需要模板。(4)(4)解旋酶解旋酶:在在DNADNA复制时复制时,破坏氢键破坏氢键,使使DNADNA双链打开。双链打开。(5)(5)限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶:破坏脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键。破坏脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键。典例典例2下列关于基因工程中有关基因操作的名下列关于基因工程中有关基因操作的名词词及及

17、对应对应的内容，的内容，正确的正确的组组合是合是()C【变变式式训练训练】(2012(2012郑郑州四校州四校联联考考)人人们试图们试图利用基因工程的利用基因工程的方法方法,用乙种生物生用乙种生物生产产甲种生物的一种蛋白甲种生物的一种蛋白质质。生。生产产流程是流程是:甲甲种生物的蛋白种生物的蛋白质质 mRNA mRNA 目的基因目的基因 与与质质粒粒DNADNA重重组组 导导入乙种生物的入乙种生物的细细胞中胞中 获获得甲种生物的蛋白得甲种生物的蛋白质质。下列。下列说说法正确的是法正确的是()A.A.过过程需要的程需要的酶酶是逆是逆转录转录酶酶,原料是原料是A A、U U、G G、C CB.B.

18、过过程要用限制程要用限制酶酶切断切断质质粒粒DNA,DNA,再用再用DNADNA连连接接酶酶将目的基因将目的基因与与质质粒粒连连接在一起接在一起C.C.如果受体如果受体细细胞是胞是细细菌菌,可以可以选选用枯草杆菌、炭疽杆菌等用枯草杆菌、炭疽杆菌等D.D.过过程中用的原料不含程中用的原料不含A A、U U、G G、C CB【拓展延伸拓展延伸】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同一物种的不同基因基因一般是不同物种间的不同基因一般是不同物种间的不同基因意义意义是生物变异的来是

19、生物变异的来源之一源之一,对生物对生物进化有重要意义进化有重要意义使人类有可能按自己的意愿直使人类有可能按自己的意愿直接定向地改造生物的遗传性状接定向地改造生物的遗传性状,培育出新品种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实现了不同基因间的重新组合,都能使生物产生都能使生物产生变异变异【方法归纳方法归纳】育种目的不同育种目的不同,选择育种方法也不同选择育种方法也不同,具体分析如具体分析如下下:(1)(1)将同一物种两亲本的性状集中到同一生物体上将同一物种两亲本的性状集中到同一生物体上,可利用杂交可利用杂交育种育种,这是最简便的育种方法。这是最简便的育种方法。(2)(2)将两物种

20、的优良性状集中在一起将两物种的优良性状集中在一起,可用基因工程可用基因工程,也可用细也可用细胞杂交。胞杂交。(3)(3)若要快速获得纯种若要快速获得纯种,可用单倍体育种方法。可用单倍体育种方法。(4)(4)若要提高营养物质含量若要提高营养物质含量,可用多倍体育种方法。可用多倍体育种方法。(5)(5)若要培育原物种没有的性状若要培育原物种没有的性状,可用诱变育种和基因工程可用诱变育种和基因工程,其其中基因工程是有目的地改良。中基因工程是有目的地改良。(6)(6)若培育植物为营养繁殖若培育植物为营养繁殖,如土豆、地瓜等如土豆、地瓜等,则只要出现所需则只要出现所需性状即可性状即可,不需要培育出纯种。

21、不需要培育出纯种。1 1(2013(2013年年广广东东揭揭阳阳模模拟拟)下下列列有有关关育育种种的的叙叙述述正正确确的的是是()A A诱变诱变育种可以定向地改育种可以定向地改变变生物的性状生物的性状B B通通过杂过杂交育种所交育种所获获得的新品种均需要从得的新品种均需要从F F3 3开始开始选选取取C C多多倍倍体体育育种种中中，低低温温处处理理与与秋秋水水仙仙素素诱诱导导的的作作用用机机理相似理相似D D花花药药离体培养所离体培养所获获得的新个体即得的新个体即为纯为纯合体合体答案：答案：C【变变式式训练训练】育种的方法有育种的方法有杂杂交育种、交育种、单单倍体育种、倍体育种、诱变诱变育育种、多倍体育种、基因工程育种等。下面种、多倍体育种、基因工程育种等。下面对这对这五种育种方式的五种育种方式的说说法正确的是法正确的是()A.A.涉及的原理有基因突涉及的原理有基因突变变、基因重、基因重组组、染色体、染色体变变异异B.B.都不可能都不可能产产生定向的可生定向的可遗传变遗传变异异C.C.都在都在细细胞水平上胞水平上进进行操作行操作D.D.都不能通都不能通过产过产生新基因而生新基因而产产生新性状生新性状A