杂交育种与诱变育种基因工程的应用

1、基因工程的应用,杂交育种与诱变育种,第1、2节 杂交育种与诱变育种 基因工程及其应用,高频考点突破,实验专题探究,第2节 生命活动的主要承担者蛋白质,基础自主梳理,命题视角剖析,即时达标训练,基础自主梳理,一、杂交育种 1概念：将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过_和_，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_，获得F1F1自交或杂交获得F2_需要的类型，优良品种。,选择,培育,基因重组,杂交,鉴别、选择,4优点：可以把多个品种的优良性状集中在一起。 5缺点：获得新品种的周期_。 6意义：根据需要培育理想类型。 思考感悟 1在杂交育种中，如果新品种是杂合子，如玉米、水稻应注意什么？如果新品种是纯合子，如小麦应该注意什么？ 【提示】 在杂交育种中，如果新品种是杂合子，每年都要育种。如果新品种是纯合子，要通过多代自交淘汰杂合子。,长,二、诱变育种 1概念：利用物理因素或化学因素来处理生物，使生物发生_，从而获得优良变异类型的育种方法。 2原理：_。 3过程：选择生物诱发基因突变选择_培育。 4优点 (1)可以提高_，在较短时间内获得更多的优良变

2、异类型。,基因突变,基因突变,理想类型,突变频率,(2)大幅度地改良某些性状。 5缺点：诱发产生的突变，_的个体往往不多，需处理大量材料。 6意义：培育具有新性状的品种。 7应用：培育优良品种。 三、基因工程 1概念：又叫基因拼接技术或_技术。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，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原理：不同生物间的_。,有利,DNA重组,定向,基因重组,3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_、噬菌体和动植物病毒等。 4操作步骤 提取_ 目的基因与_结合 将目的基因导入_ 目的基因的_,限制性核酸内切酶,DNA连接酶,质粒,目的基因,运载体,受体细胞,表达和检测,5应用 (1)作物育种：利用基因工程的方法，获得高产、稳产和具有优良品质的农作物，培育出具有各种抗逆性的作物新品种，如_等。 (2)药物研制：利用基因工程的方法，培养转基因生物，利用转基因生物生产出各种高质量、低成本的药品，如胰岛素、_、乙肝疫苗等。 (3)环境保护：如利用转基因细菌降解有毒有害的化合物

3、，吸收环境中的重金属，分解泄漏的石油，处理工业废水等。,抗虫棉,干扰素,思考感悟 2DNA连接酶与DNA聚合酶和DNA酶有什么不同？ 【提示】 DNA连接酶是连接的DNA片段。DNA聚合酶是在DNA复制时，将单个的脱氧核苷酸连接成DNA分子。DNA酶的作用是水解DNA。,高频考点突破,【易误警示】 杂种优势不同于杂交育种，杂种优势是杂交子一代所表现的优良性状。, http:/ http:/ ,即时应用(随学随练，轻松夺冠) 1(2011年深圳调研)如图表示某种农作物品种和培育出的几种方法，有关说法错误的是( ),A经过培育形成常用的方法是花药离体培养 B过程常用一定浓度的秋水仙素处理的幼苗 C由品种直接形成的过程必须经过基因突变 D由品种和培育能稳定遗传的品种的最快途径是IV 解析：选D。品种的基因型为AABB，品种的基因型为aabb，要培育出基因型为AAbb的品种最快的途径应为单倍体育种，所以应为途径，而途径获得的子代中既有纯合体又有杂合体，还需要不断的连续自交进行筛选才能获得需要的

4、品种。,【拓展深化】 传统意义上的基因重组：只能发生在进行有性生殖的同种生物之间；对基因重组使生物体性状发生变异这一现象来说，减数分裂形成不同类型配子是因，而受精作用产生不同性状的个体则是果。 基因重组分类： 分子水平的基因重组(如通过对DNA的剪切、拼接而实施的基因工程)； 染色体水平的基因重组(减数分裂过程中同源染色体上非姐妹染色单体交叉互换，以及非同源染色体自由组合下的基因重组)； 细胞水平的基因重组(如动物细胞融合技术以及植物体细胞杂交技术的大规模基因重组)。,即时应用(随学随练，轻松夺冠) 2(2010年高考浙江卷)在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作错误的是( ) A用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸 B用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体 C将重组DNA分子导入烟草原生质体 D用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞,解析：选A。构建重组DNA分子时，需用同种限制性核酸内切酶切割目的基因和载体，再用DNA连接酶连接形成重组DNA分子，而烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，所以A项错误。重组DNA分子形成后要导入受体细胞(若是植物细胞，则可导入其原

5、生质体)，若导入的受体细胞是体细胞，经组织培养可获得转基因植物。目的基因为抗除草剂基因，所以未成功导入目的基因的细胞不具有抗除草剂的能力，可用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞。,实验专题探究,杂交育种实验 1培育杂合子品种杂种优势的利用 在农业生产上，可以将杂种一代作为种子直接利用，如水稻、玉米等。 (1)基本步骤：选取双亲P(、)杂交F1。 (2)特点：高产、优质、抗性强，但种子只能种一年。,2培育纯合子品种 (1)培育隐性纯合子品种的基本步骤 选取双亲P(、)杂交F1自交F2选出表现型符合要求的个体种植推广。 (2)培育双显纯合子或一隐一显杂合子品种的基本步骤 选取双亲P(、)杂交F1自交F2选出表现型符合要求的个体自交F3选出稳定遗传的个体推广种植。 (3)特点：操作简单，但需要的时间较长。,实战演练(专项提能，小试牛刀) 现有两个小麦品种，一个纯种小麦的性状是高秆(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、两种育种方法以获得小麦新品种。问：,(1)要缩短育种年限，应选择的方法是_，依据的原理是_；另一种方

6、法的育种原理是_。 (2)图中和基因组成分别为_和_。 (3)(二)过程中，D和d的分离发生在_；,(三)过程采用的方法称为_；(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)过程连续自交2代，则中符合生产要求的能稳定遗传的个体占_。 (5)如将方法中获得的植株杂交，再让所得到的后代自交，则后代的基因型比例为_。,解析：图中(一)过程属于杂交过程，作用是把矮秆和抗病性状组合到一个植株上。图中(二)是F1种下后，开花时产生花粉(雄配子)的过程中要进行减数分裂，两对等位基因自由组合后产生4种配子(DT、Dt、dT、dt)。根据图中可知，的基因型是DT，的基因型是dT。图中(三)是培养单倍体的过程，一般用花药离体培养的方法获得单倍体植株。图中(四)是诱导染色体增倍的过程，常用的方法是用秋水仙素处理单倍体幼苗，经诱导后长成的植物体一定是纯合子，仔细分析图，可得出图中的对应的基因型是DDtt、ddTT和ddtt。属于单倍体育种，是杂交育种。,图中(五)过程是指F1自交的过程，其后代中的矮秆抗锈病植株的表现型虽符合要求，但其中能稳

7、定遗传的纯合子只有1/3，还有2/3是杂合子，不能稳定遗传，其基因型是ddTT(1/3)和ddTt(2/3)。如果再让其自交一代，各种基因型比例的计算方法是：ddTT自交后代仍是ddTT，占总数1/3；ddTt自交后代中的基因及其比例是：ddTT(1/4)、ddTt(2/4)、ddtt(1/4)，占总数2/3。所以计算总结果是：ddTT1/3(1/4)(2/3)1/2，ddTt(2/4)(2/3)1/3，ddtt(1/4)(2/3)1/6，其中ddTT符合生产要求。,题中第(5)小题的计算方法是：的基因型分别是DDtt和ddtt，因为两个体中的第二对基因都是tt，不论是自交还是杂交，对后代基因型的比例都没有影响，所以只要考虑DD和dd就可以了。 答案：(1) 染色体变异 基因重组 (2)DT ddTT (3)减数分裂第一次分裂后期 花药离体培养 秋水仙素 (4)1/3 1/2 (5)DDttDdttddtt121,命题视角剖析,几种育种方法的比较 传统的农作物育种方法一般是杂交育种，如图为抗旱小麦的几种不同育种方法示意图。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，其育种原理是_。 (2)若改良缺乏抗旱性状的小麦品种，不宜直接采用_的方法进行育种，但可选用图中A至B途径，再通过此方法达到育种目的。 (3)由G、HJ过程涉及的生物工程技术有_。,【思路点拨】 解决此类问题要抓好以下关键点： 关键点 (1)根据图中信息正确判断育种的基本方法和基本原理； (2)掌握染色体变异和基因突变的判断方法。 【尝试解答】 (1)杂交 基因重组 (2)单倍体育种 (3)基因工程(或基因拼接技术或DNA重组技术或转基因技术)和植

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