高考生物总复习 第6章第1、2节杂交育种与诱变育种 必修2.ppt

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F1 F1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 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2 DNA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 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I V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 ddTT 1 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 DTddTT 3 减数分裂第一次分裂后期花药离体培养秋水仙素 4 1 31 2 5 DDtt Ddtt ddtt 1 2 1 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 H J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 和植物组织培养技术 解析 1 杂交育种的原理是基因重组 通过杂交使不同亲本的优良性状集于一体 对于显性基因控制的性状 再通过连续自交 直到不发生性状分离才能获得生产需要的新品种 2 因为缺乏抗旱性状的小麦品种没有抗旱基因 植株通过减数分裂产生的雄配子中不存在抗旱基因 因此用花药离体培养方法直接处理没有抗旱基因的亲本不会达到目的 3 G表示转基因技术 H J表示植物组织培养技术 育种方法的选择 2010年高考安徽卷 如下图所示 科研小组用60Co照射棉花种子 诱变当代获得棕色 纤维颜色 新性状 诱变1代获得低酚 棉酚含量 新性状 已知棉花的纤维颜色由一对基因 A a 控制 棉酚含量由另一对基因 B b 控制 两对基因独立遗传 1 两个新性状中 棕色是 性状 低酚是 性状 2 诱变当代中 棕色 高酚的棉花植株基因型是 白色 高酚的棉花植株基因型是 3 棕色棉抗虫能力强 低酚棉产量高 为获得抗虫高产棉花新品种 研究人员将诱变1代中棕色 高酚植株自交 每株自交后代种植在一个单独的区域 从 的区域中得到纯合棕色 高酚植株 请你利用该纯合体作为一个亲本 再从诱变l代中选择另一个亲本 设计一方案 尽快选育出抗虫高产 棕色 低酚 的纯合棉花新品种 用遗传图解和必要的文字表示 尝试解答 1 显性隐性 2 AaBBaaBb 3 不发生性状分离 或全为棕色棉 或没有出现白色棉 解析 1 因为诱变当代中的棕色 高酚性状个体自交发生性状分离 出现白色 高酚性状 故棕色为显性性状 白色为隐性性状 白色 高酚性状个体自交也发生性状分离 出现白色 低酚性状 故高酚为显性性状 低酚为隐性性状 2 根据显隐性关系以及诱变1代的性状表现 可以推断诱变当代中的棕色 高酚的棉花植株基因型为AaBB 而白色 高酚的棉花植株基因型为aaBb 3 由题意知 纯合棕色 高酚植株的基因型是AABB 需要培育的类型是棕色 低酚植株 其基因型是AAbb 则另一个亲本的基因型是aabb 最快的育种方法是单倍体育种 即由以上两个亲本杂交得到F1 取F1的花粉进行花药离体培养得到单倍体幼苗 再用秋水仙素处理单倍体幼苗 从其后代中选出棕色 低酚性状的植株就是所要选育的新品种 对基因工程中一些观点说法辨析不清 1 限制性核酸内切酶和DNA连接酶的作用部位都是脱氧核苷酸之间形成的磷酸二酯键 不是氢键 只是一个切开 一个连接 2 DNA酶即DNA水解酶 是将DNA水解的酶 DNA聚合酶是在DNA复制过程中 催化形成新DNA分子的酶 是将单个游离的脱氧核苷酸加到DNA片段上 需要模板 但DNA连接酶是将两个DNA片段的两个缺口同时连接 不需要模板 两者作用的化学键相同 都是磷酸二酯键 3 限制酶在第一步和第二步操作中都用到 且要求用同一种酶 目的是产生相同的黏性末端 第二步中两种工具酶都用到 4 受体细胞动物一般用受精卵 植物若用体细胞则通过组织培养的方式形成新个体 5 抗虫棉只能抗虫 不能抗病毒 细菌 自我挑战DNA连接酶和限制酶分别作用于图中的 A B C D 尝试解答 B 解析 两种酶都作用于核苷酸之间形成的磷酸二酯键 而非氢键等其他化学键 高考热点集训 6 生物育种 1 2011年北京东城区期末测试 用高秆抗锈病 DDTT 和矮秆不抗锈病 ddtt 的二倍体水稻品种进行育种时 方法一是杂交得到F1 F1再自交得到F2 然后选育所需类型 方法二是用F1的花药进行离体培养 再用秋水仙素处理幼苗得到相应植株 下列叙述正确的是 A 方法一所得F2中重组类型 纯合子各占3 8 1 4B。