第1、2节 杂交育种与诱变育种、基因工程及其应用.ppt

体系概览,复习导引1．线索导引以育种在生产中的应用为线索，将育种与基因工程有机结合，在系统分析各种育种方式区别的基础上，注意如何选择最佳育种方案以达到生产要求2．重点关注(1)育种方式的区别利用表格比较各种育种方式的原理、过程、优点和缺点，全面、系统分析育种方式中的共同点和区别点2)育种方式的应用根据生产的实际需求，结合各种育种方式的优点，灵活、科学地安排实际过程，以满足现代农业生产的发展3．链接社会利用杂交育种、基因工程育种等方式，培育出具有优良生物性状的品种，大大提高经济效益、社会效益第1、2节　杂交育种与诱变育种、基因工程及其应用,知识排查,,,,,,双基自测1．有两种柑橘，一种果实大但含糖量不高，另一种果实小但含糖量较高，如果想要培育出果实大且含糖量高的品种，比较简单有效的方法是(　　)A．嫁接　　　　　　　　　 B．人工诱变C．杂交育种 D．组织培养答案：C解析：两个品种各具一种优良性状，要想使它们集中于一个个体上，据基因重组的原理，科学有效的方法是杂交育种；嫁接、组织培养属无性繁殖，能保持母本的一切性状，不能达到目的；人工诱变能产生新基因，产生新性状，但过程比较繁琐。

2．两个亲本的基因型分别为AAbb和aaBB，这两对基因按自由组合定律遗传要培育出基因型为aabb的新品种，最简捷的方法是(　　)A．人工诱变育种 B．细胞工程育种C．单倍体育种 D．杂交育种答案：D解析：人工诱变，后代产生的变异具有不定向性；单倍体育种、细胞融合不能产生基因重组；杂交育种是获得新品种最简捷的方法3．诱变育种与杂交育种的不同之处是(　　)①能大幅度改良某些性状　②能形成新基因　③能形成新基因型　④一般对个体生存有利A．①② B．①③C．②③ D．②④答案：A解析：诱变育种原理是基因突变，基因突变能产生新基因，出现前所未有的新性状；杂交育种原理是基因重组，基因重组是生物原有基因的重新组合，形成新基因型4．基因工程技术也称为DNA重组技术，其实施必须具备的四个必要条件是(　　)A．目的基因、限制酶、运载体、体细胞B．重组DNA、RNA聚合酶、内切酶、连接酶C．模板DNA、信使RNA、质粒、受体细胞D．工具酶、目的基因、运载体、受体细胞答案：D解析：基因工程必须用到限制酶、DNA连接酶等工具酶，需要将目的基因与运载体结合，并导入受体细胞A项中缺少DNA连接酶，B项无运载体，且缺少目的基因、受体细胞，C项无目的基因、工具酶。

5．下列有关质粒的叙述，正确的是(　　)A．质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器B．质粒是细菌细胞中能自主复制的小型环状DNA分子C．质粒只有在侵入宿主细胞后才能在宿主细胞内复制D．细菌质粒的复制过程一定是在宿主细胞外独立进行的答案：B解析：解答该题应从如下两个方面入手分析：(1)质粒是细菌细胞中能自主复制的小型的环状DNA分子，但它不是细胞器；(2)质粒是一种重要的运载体，通常利用质粒与目的基因结合，形成重组质粒，而后导入细菌细胞6．下列关于DNA连接酶的叙述，正确的是(　　)A．DNA连接酶连接的是两条链碱基对之间的氢键B．DNA连接酶连接的是有黏性末端的两条链主链上的磷酸和脱氧核糖C．DNA连接酶连接的是有黏性末端的两条链主链上的磷酸和核糖D．同一种DNA连接酶可以切出不同的黏性末端答案：B解析：DNA连接酶是基因工程中连接目的基因与运载体DNA分子之间缝隙的工具，实际上连接主链上的脱氧核糖和磷酸之间的磷酸二酯键7．下列关于育种的说法不正确的是(　　)A．利用花药离体培养烟草新品种的方法是单倍体育种B．将人胰岛素基因导入大肠杆菌细胞内的技术属于基因工程C．利用兰花的离体组织大规模培育兰花属于诱变育种D．无子西瓜的培育方法是多倍体育种答案：C解析：利用兰花的离体组织可以在短时间内获得大量性状相同的个体，原理是细胞的全能性，属于细胞工程育种。

考点突破一、基因工程的操作工具1．基因的“剪刀”——限制性核酸内切酶(简称限制酶)(1)分布：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4)切割结果：产生两个带有黏性末端的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(1)催化对象：两个具有相同黏性末端的DNA片段2)催化位置：脱氧核糖与磷酸之间的缺口3)催化结果：形成重组DNA3．常用的运载体——质粒(1)本质：小型环状DNA分子2)作用：①作为运载工具，将目的基因送到宿主细胞中去；②用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制3)条件：①能在宿主细胞内稳定保存并大量复制；②有多个限制酶切点；③有标记基因典例1】下列有关基因工程中限制性内切酶的描述，错误的是(　　)A．一种限制性内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列B．限制性内切酶的活性受温度影响C．限制性内切酶能识别和切割RNAD．限制性内切酶可从原核生物中提取,解析：生物体内有能识别并切割特异性双链DNA序列的核酸内切酶，它是一种可以将外来的DNA切断的酶，即能够限制异源DNA的侵入并使之失去活力，但对自己的DNA却无损害作用，这样可以保护细胞原有的遗传信息。

由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的，故叫限制性内切酶(简称限制酶)限制性内切酶只能识别和切割DNA，不能识别和切割RNA答案：C,变式训练1－1 质粒是基因工程中最常用的运载体，下列有关质粒的说法正确的是(　　)A．质粒不仅存在于细菌中，某些病毒也具有B．细菌的基因只存在于质粒上C．质粒为小型环状DNA分子，存在于核(区)外的细胞质基质中D．质粒是基因工程中的重要工具酶之一,解析：质粒存在于许多细菌以及酵母菌等生物中，是细胞染色体外能够自主复制的很小的环状DNA分子，在病毒、动植物细胞中是不存在的，故A错误；细菌的基因除少部分在质粒上外，大部分在拟核中的DNA分子上，故B错误答案：C,变式训练1－2 DNA连接酶的主要功能是(　　)A．使DNA复制时母链与子链之间形成氢键B．使黏性末端碱基之间形成氢键C．将两条DNA末端之间的缝隙连接起来D．将碱基、脱氧核糖、磷酸之间的键连接起来解析：DNA连接酶催化DNA双链外侧磷酸和脱氧核糖之间形成磷酸二酯键，它与碱基之间的氢键无关答案：C,二、基因工程操作的基本步骤,【典例2】糖尿病是一种常见病，且发病率逐年增加，以致西方发达国家把它列为第三号“杀手”。

1)目前对糖尿病Ⅰ型的治疗，大多采用激素疗法，这种激素是(　　)A．甲状腺激素　　　　　　 B．胰岛素C．胰高血糖素 D．性激素,(2)这种治疗用的激素过去主要从动物(如猪、牛)中得到自遗传工程(又称基因工程)发展起来以后，人们开始采用这种高新技术生产，其操作的基本过程如下图所示：,①进行基因操作一般要经过的四个步骤是：　　　　　；　　　　　；　　　　　；　　　　　②合成胰岛素的遗传信息传递过程是　　　　　③图中的质粒存在于细菌细胞内，从其分子结构看，可确定它是一种　　　　　④细菌丙进行分裂后，其中被拼接的质粒也由1个变成2个，2个变成4个……质粒的这种增加方式在遗传学上称为　　　　　目的基因通过活动(即表达)后，能使细菌产生治疗糖尿病的激素这是因为基因具有控制　　　　　合成的功能⑤利用基因工程还能生产哪些药物？　　　　　解析：糖尿病Ⅰ型是由于胰岛B细胞受损，使体内胰岛素分泌过少而引起的，可用胰岛素治疗胰岛素的基因工程生产已成现实，就是将人胰岛素基因导入受体细胞，通过发酵获得，但科学技术是双刃剑，利用不好会造成危害答案：(1)B(2)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　目的基因的检测和表达　②　 ③DNA　④复制　蛋白质　⑤干扰素、白细胞介素、溶血栓剂、凝血因子等,变式训练2－1 在已知某小片段基因碱基序列的情况下，获得该基因的最佳方法是(　　)A．用mRNA为模板逆转录合成DNAB．以4种脱氧核苷酸为原料人工合成C．将供体DNA片段转入受体细胞中，再进一步筛选D．由蛋白质的氨基酸序列推测mRNA,解析：人工合成目的基因有两种方法：一是通过mRNA→单链DNA→双链DNA；二是根据蛋白质氨基酸序列→mRNA序列→推测出结构基因的核苷酸序列→通过化学方法人工合成。

在已知基因碱基序列的情况下，合成目的基因的最佳方法就是以4种脱氧核苷酸为原料，进行化学合成(第二种方法)答案：B,变式训练2－2 下列有关基因工程技术的叙述正确的是(　　)A．重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体B．所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列C．选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快D．只要目的基因进入受体细胞就能实现表达解析：基因操作的工具酶是限制酶、连接酶，运载体是基因的运载工具，不是工具酶每种限制酶都只能识别特定的核苷酸序列，而并非同一种核苷酸序列目的基因进入受体细胞后，受体细胞表现出特定的性状，才能说明目的基因完成了表达选择受体细胞的重要条件就是能够快速繁殖答案：C,三、几种育种方法的比较,特别提醒：杂交育种与杂种优势的区别：①杂交育种是通过有性生殖，使不同的优良性状组合到后代的一个个体中，从而选育出优良品种的方法②杂种优势是指基因型不同的个体杂交产生的杂交一代，在适应能力上优于两个亲本的现象典例3】假设A、b代表玉米的优良基因，这两种基因是自由组合的现有AABB、aabb两个品种，为培育出优良品种AAbb，可采用的方法如下图所示1)由品种AABB、aabb经过①②③过程培育出新品种的育种方法称为　　　　　。

若经过②过程产生的子代总数为1552株，则其中基因型为AAbb的植株理论上有　　　　　株基因型为Aabb的类型经过过程③，子代中AAbb与aabb的数量比是　　　　　2)过程⑤常采用　　　　　由AaBb得到Ab个体与“过程①②③”的育种方法相比，“过程⑤⑥”育种的优势是　　　　　3)过程④在完成目的基因与运载体的结合时，必须用到的工具酶是　　　　　与“过程⑦”的育种方法相比，“过程④”育种的优势是　　　　　思路点拨：由图可以获得如下信息：经过①基因发生了重组，推测可能发生了基因的自由组合，经过②③得到AAbb的纯合子，然后结合题干中两种基因是自由组合的，可以确定①②③过程培育出新品种的育种方法通过④导入了新的基因，可以确定其育种方法是基因工程育种解析：AABB、aabb经过①②③过程培育出新品种的育种方式是杂交育种，经过②过程产生的子代总数为1552株，其中基因型为AAbb的植株理论上占总数的1/16，共97株过程⑤为单倍体育种，常采用花药离体培养法由AaBb得到Ab个体与杂交育种方法相比，单倍体育种可明显缩短育种年限过程④为基因工程育种，必须用到的工具酶有限制性核酸内切酶、DNA连接酶，与过程⑦的诱变育种相比，基因工程育种的优势是能定向地改造生物的遗传性状。

答案：(1)杂交育种　97　1∶1(2)花药离体培养法　明显缩短了育种年限(3)限制性核酸内切酶(限制酶)、DNA连接酶　定向地改造生物的遗传性状,互动探究：上述育种方法中哪些可以增加某一物种中原来没有的新基因？提示：诱变育种和基因工程育种变式训练3－1 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，下面对这五种育种的说法正确的是(　　)A．涉及的原理有：基因突变、基因重组、染色体变异B．都不可能产生定向的可遗传变异C．都在细胞水平上进行操作D．都不能通过产生新基因从而产生新性状解析：杂交育种的原理是基因重组，单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，多倍体育种的原理是染色体变异，基因工程育种的原理是基因重组答案：A,。