单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第七单元,生物变异、育种,和进化,第七单元生物变异、育种,第,24,课时,从杂交育种到基因工程,第 24 课时从杂交育种到基因工程,回扣基础,构建网络,回扣基础构建网络,基础导学,一、人杂交育种和诱变育种,判一判,1,杂交育种第一步杂交的目的是将两个亲本的优良性状集中到一个亲本上,()2,太空育种能按人的意愿定向产生优良性状,()3,杂交育种的范围只能在有性生殖的植物中,()4,诱变育种的优点之一是需大量处理实验材料,(),提示,此特点为缺点不是优点。,基础导学 一、人杂交育种和诱变育种 判一判,练一练,下列关于育种的叙述中，正确的是,(,)A,用物理因素诱变处理可提高突变率,B,诱变育种和杂交育种均可形成新的基因,C,三倍体植物不能由受精卵发育而来,D,诱变获得的突变体多数表现出优良性状,答案,A,解析,物理因素如射线可以提高基因突变率；杂交育种的原理是基因重组，并没有形成新的基因；三倍体是指由受精卵发育而来，体细胞中含有三个染色体组的个体，如三倍体无子西瓜；诱变育种的原理是基因突变，而基因突变是不定向的。,练一练下列关于育种的叙述中，正确的是(),二、,基因工程,1,基因工程工具包括、运载体，其中两种工具酶作用的化学键都是。,2,原理：。,3,步骤：目的基因的、与运载体结合、。,4,应用：，如抗虫棉；研制，如胰岛素等；环境保护，如超级细菌分解石油。,限制性核酸内切酶,DNA,连接酶,磷酸二酯键,基因重组,导入受体细胞,检测和鉴定,育种,药物,提取,名师点拨,基因工程操作水平,分子水平；操作环境,体外。操作工具有三种，但工具酶只有两种，另一种工具运载体的化学本质为,DNA,。,二、基因工程 1基因工程工具包括,想一想,与杂交育种、诱变育种相比，基因工程育种的优点分别是什么？,提示,与杂交育种相比较明显的优点：克服远缘杂交不亲和障碍。与诱变育种相比较明显的优点：定向改造生物性状，目的性强。,想一想与杂交育种、诱变育种相比，基因工程育种的,突破考点,提炼方法,突破考点提炼方法,1,某生物的基因型为,AaBB,，通过下列技术可以分别将它转变为以下基因型的生物：,AABB,；,aB,；,AaBBC,；,AAaaBBBB,。则以下排列正确的是,(,)A,诱变育种、转基因技术、花药离体培养、细胞融合,B,杂交育种、花药离体培养、转基因技术、多倍体育种,C,花药离体培养、诱变育种、多倍体育种、转基因技术,D,多倍体育种、花药离体培养、诱变育种、转基因技术,与实践相联系,几种常见育种方式的比较,典例引领,考点,1,解析,某生物的基因型为,AaBB,，可通过杂交育种获得基因型为,AABB,的生物；通过单倍体育种可获得基因型为,aB,的生物；通过转基因技术可获得基因型为,AaBBC,的生物；通过多倍体育种可获得基因型为,AAaaBBBB,的生物。,1某生物的基因型为AaBB，通过下列技术可以分别将,答案,B,排雷,要获得本物种没有的性状可通过诱变和基因工程，其中基因工程是有目的的改良。杂交育种是最简捷的育种方法，而单倍体育种是最快获得纯合子的方法，可缩短育种年限；要将两个亲本优良性状集中到一个亲本上用杂交育种或单倍体育种；要提高品种产量或营养物质含量可用多倍体育种。染色体加倍可以采用秋水仙素等方法使其加倍，也可以是细胞融合，但细胞融合可在两个不同物种之间进行。原核生物不能进行减数分裂，所以不能运用杂交育种，细菌的育种一般采用诱变育种。若实验植物为营养繁殖类如土豆、地瓜等，则只要出现所需性状即可，不需要培育出纯种。,答案B 排雷要获得本物种没有的性状可通,考点剖析,杂交育种,诱变育种,单倍体育种,多倍体育种,基因工程育种,细胞融合技术,细胞核移植技术,依据原理,基因重组,基因突变,染色体变异,染色体变异,基因重组,细胞膜流动,性、细胞全能性,细胞核的全能性,常用方法,杂交自交选优自交,辐射诱变，激光诱,变，作物空间技术育种,花药离体培养获得单倍体，再经秋水仙素或低温诱导处理,秋水仙素处理萌发的种子、幼苗,转基因,(DNA,重组,),技术将目的基因引入生物体内，培育新品种,让不同生物细胞原生质体融合，同种生物细胞可融合为多倍体,将具备所需性状的体细胞核移植到去核的卵细胞中,考点剖析杂交育种诱变育种单倍体育种多倍体育种基因工程育种细胞,优点,将不同个体的优良性状集中于一个个体上,可以提高变异的频,率，加速育种进程，大幅度地改良某些品种,可以明显地缩短育种年限,器官巨大，提高产量和营养成分,定向改变生物的性,状；克服远缘杂交不亲和的障碍,按照人们意愿改变细胞内遗传物质或获得细胞产品且克服了远缘杂交不亲和的障碍,可改良动物品种或保护濒危物种,缺点,时间,长，需及时发现优良品种,有利变异少，需大量处理实验材料,技术复杂且需与杂交配合,发育延迟，结实率低,有可能引起生态危机,技术难度高,技术要求高,举例,矮秆抗锈病小麦,青霉素高产菌株、太空椒,快速培育矮秆抗锈病小麦,三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦,产生人胰岛素的大肠杆菌、抗虫棉,白菜,甘蓝、番茄,马铃薯,克隆羊、鲤鲫移核鱼,优点将不同个体的优良性状集中于一个个体上可以提高变异的频可以,拓展提升,诱变育种与杂交育种相比，前者能产生前所未有的新基因，创造变异新类型；后者不能产生新基因，只是实现原有基因的重新组合。杂交育种选育的时间是,F,2,，原因是从,F,2,开始发生性状分离；选育后是否连续自交取决于所选优良性状是显性还是隐性。杂交育种与杂种优势不同：杂交育种是在杂交后代众多类型中选择符合育种目标的个体进一步培育，直至获得稳定遗传的具有优良性状的新品种；杂种优势主要是利用杂种,F,1,的优良性状，并不要求遗传上的稳定。杂交种与多倍体的比较：二者都可产生很多优良性状如茎秆粗壮、抗倒伏、产量提高、品质改良，但多倍体生长周期长，晚熟；而杂交种可早熟，故成熟期早晚可判定是多倍体还,拓展提升诱变育种与杂交育种相比，前者能产生前所未,是杂交种。诱变育种尽管能提高突变率，但处理材料时仍然是未突变的远远多于突变的个体；突变的不定向性和一般有害的特性，决定了在突变的个体中有害仍多于有利，只是与自然突变相比较，二者都增多。根据不同育种需求选择不同的育种方法 将两亲本的两个不同优良性状集中于同一生物体上，可利用杂交育种，亦可利用单倍体育种。要求快速育种，则运用单倍体育种。要求大幅度改良某一品种，使之出现前所未有的性状，可利用诱变育种和杂交育种相结合的方法。要求提高品种产量，提高营养物质含量，可运用多倍体育种。,是杂交种。诱变育种尽管能提高突变率，但处理材料时,对位训练,1,下面为,6,种不同的育种方法。,对位训练 1下面为6种不同的育种方法。,据图回答下列问题：图中,A,至,D,方向所示的途径表示育种方式，这种方法属常规育种，一般从,F,2,代开始选种，这是因为。,ABC,的途径表示育种方式，这两种育种方式中后者的优越性主要表现在。,B,常用的方法为。,E,方法所用的原理是，所用的方法如、。育种时所需处理的种子应是萌发的,(,而非休眠的,),种子，原因是。上述育种过程中，哪两个过程所使用的方法相同？,(,填写字母,),，具体使用的方法有,杂交,从,F,2,代开始发生,明显缩短育种年限,单倍体,性状分离,花药离体培养,基因突变,X,射线、紫,外线 激光、亚硝酸、硫酸二乙酯、秋水仙素,种子萌发后进,行细胞分裂，,DNA,在复制过程中可能由于某种因素的影响发生基,因突变,C,、,F,低温诱导和秋水仙素处理,据图回答下列问题：图中A至D方向所示的途,(,至少回答两个,),，其作用机理是。,G,过程原理是，,H,和,I,分别表示和过程。,KLM,育种方法的优越性表现在。上述,A,I,过程中，哪些过程作用前后没有改变作用对象的基因型？,(,填写字母,),。,抑制纺锤体形成，导致染色体,不能移向两极而加倍,基因重组 脱分化再分化,克服了远缘杂交不亲和的障,碍，大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围,H,、,I,(至少回答两个)，其作用机理是,解析,方法,1,应为杂交育种，它的可操作性最强，但育种周期最长；方法,2,为单倍体育种，其最大优点为明显缩短育种周期；方法,3,为诱变育种，这种方法获得新品种的速度最快，但因有利变异往往不多，需大量处理实验材料；方法,4,为多倍体育种，它可获得性状改良的多倍体；方法,5,为转基因技术即基因工程育种，它可定向改造生物性状获得新品种；方法,6,为细胞工程育种，它可克服远缘杂交不亲和的障碍，培育生物新品种。,解析方法1应为杂交育种，它的可操作性最强，但育种周,2,(,2011,四川卷，,5,),北极比目鱼中有抗冻基因，其编码的抗冻蛋白具有,11,个氨基酸的重复序列，该序列重复次数越多，抗冻能力越强。下图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图，有关叙述正确的是,(,),借图突破难点,基因工程操作工具和步骤,典例引领,考点,2,A,过程获取的目的基因，可用于基因工程和比目鱼基因组测序,2(2011四川卷，5)北极比目鱼中有抗冻基因，,解析,因为一种氨基酸可能对应多种密码子、真核生物体内的基因含有内含子等因素，导致逆转录合成的目的基因与原基因有较大的差异，所以人工合成的目的基因不能用于比目鱼基因组测序，,A,选项错误；抗冻蛋白的,11,个氨基酸的重复序列重复次数越多，抗冻能力越强，并不是抗冻基因的编码区重复次数越多抗冻能力越强，抗冻基因编码区依次相连形成的新基因已不是原来的抗冻基因，因此不能得到抗冻性增强的抗冻蛋,B,将多个抗冻基因编码区依次相连成能表达的新基因，不能得到抗冻性增强的抗冻蛋白,C,过程构成的重组质粒缺乏标记基因，需要转入农杆菌才能进行筛选,D,应用,DNA,探针技术，可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达,解析因为一种氨基酸可能对应多种密码子、真核生物体内,白，,B,选项正确；农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞的最常用方法，不是为了筛选含有标记基因的质粒，,C,选项错误；应用,DNA,探针技术，可以检测转基因植物中目的基因的存在，但不能完成对目的基因表达的检测，,D,选项错误。,答案,B,排雷,用限制酶切割,DNA,分子时，被破坏的是,DNA,链中的磷酸二酯键,(,即连接相邻两个脱氧核苷酸形成的化学键,),。黏性末端是指双链,DNA,分子被限制酶切开后，切口处的两个末端伸出的由若干特定核苷酸组成的单链。在基因工程的四个操作步骤中，只有第三步将目的基因导入受体细胞不需碱基互补配对，其余三个步骤都涉及碱基互补配对。原核生物繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少，有利于目的基因的复制与表达，因此常采用大肠杆菌等原核生物作为受体细胞。,白，B选项正确；农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞的最常用,考点剖析,1,基因工程操作工具 基因的“剪刀”,限制性核酸内切酶,(,简称限制酶,),分布：主要在微生物体内。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。实例：,Eco,R,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。,考点剖析 1基因工程操作工具 基因的“剪刀,切割结果：产生两个带有黏性末端的,DNA,片段。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。基因的“针线”,DNA,连接酶 催化对象：两个具有相同黏性末端的,DNA,片段。催化位置：脱氧核糖与磷酸之间的缺口。催化结果：形成重组,DNA,。常用的运载体,质粒 本质：小型环状,DNA,分子。作用,a,作为运载工具，将目的基因运送到宿主细胞中去；,b,用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。,切割结果：产生两个带有黏性末端的DNA片段。,条件,a,能在宿主细胞内稳定保存并大量复制；,b,有多个限制酶切点；,c,有标记基因。,2,基因工程操作步骤图解,条件 a能在宿主细胞内稳定保存并大量复制,提醒,第一步和第二步需要限制酶，且要求用同一种，目的是产