高考生物一輪復(fù)習(xí) 44 從雜交育種到基因工程課件 新人教版必修2.ppt

對(duì)應(yīng)學(xué)生用書p146 兩個(gè)或多個(gè)品種的 優(yōu)良性狀通過交配 物理因素或化學(xué)因素 基因突變 基因重組 基因突變 有性生殖 射線 誘變劑 新基因 突變率 新基因 少 問題探究1 雜交育種能否應(yīng)用于微生物育種 試分析原因 提示 不能 雜交育種利用基因重組的原理 一般發(fā)生在有性生殖的減數(shù)分裂過程中 微生物一般不進(jìn)行減數(shù)分裂 故不用雜交育種 二 基因工程及其應(yīng)用1 概念的理解 dna重組 外 基因 分子 定向 基因產(chǎn)物 問題探究2 基因工程的原理是什么 有什么優(yōu)點(diǎn) 提示 1 基因工程的原理 基因重組 2 優(yōu)點(diǎn) 與雜交育種相比較明顯的優(yōu)點(diǎn) 克服遠(yuǎn)緣雜交不親合障礙 與誘變育種相比較明顯的優(yōu)點(diǎn) 定向改造生物性狀 目的性強(qiáng) 限制酶 dna連接酶 運(yùn)載體 目的 受體 運(yùn)載體 受體細(xì)胞 表達(dá)和檢測(cè) 育種 藥物 環(huán)境 答案 2 基因工程的工具酶包括限制酶 dna連接酶和運(yùn)載體 解析 運(yùn)載體不是工具酶 答案 3 限制酶 dna連接酶具有專一性 高效性等特點(diǎn) 答案 4 限制酶和dna連接酶的作用部位均為磷酸二酯鍵 答案 5 由于基因工程能定向改造生物的性狀 所以基因工程育種是最簡(jiǎn)單的育種方法 解析 雜交育種是最簡(jiǎn)單的育種方法 答案 6 誘變育種具有一定的方向性 能使生物產(chǎn)生優(yōu)良性狀 答案 二 選擇題7 利用外源基因在受體細(xì)胞中表達(dá) 可生產(chǎn)人類所需要的產(chǎn)品 下列選項(xiàng)中能說明目的基因完成了在受體細(xì)胞中表達(dá)的是 a 棉花二倍體細(xì)胞中檢測(cè)到細(xì)菌的抗蟲基因b 大腸桿菌中檢測(cè)到人胰島素基因及其mrnac 山羊乳腺細(xì)胞中檢測(cè)到人生長(zhǎng)激素dna序列d 酵母菌細(xì)胞中提到取人干擾素蛋白 解析 若能在受體細(xì)胞檢測(cè)到目的基因產(chǎn)物 則可表明目的基因完成了在受體細(xì)胞中的表達(dá) d選項(xiàng)表明人的干擾素基因已經(jīng)在受體細(xì)胞酵母菌中成功表達(dá) 答案 d 8 生物界廣泛存在著變異 人們研究并利用變異可以培育高產(chǎn) 優(yōu)質(zhì)的作物新品種 下列能產(chǎn)生新基因的育種方式是 a 雜交水稻之父 袁隆平通過雜交技術(shù)培育出高產(chǎn)的超級(jí)稻b 用x射線進(jìn)行大豆人工誘變育種 從誘變后代中選出抗病性強(qiáng)的優(yōu)良品種 c 通過雜交和人工染色體加倍技術(shù) 成功培育出抗逆能力強(qiáng)的八倍體小黑麥d 把合成 胡羅卜素的有關(guān)基因轉(zhuǎn)進(jìn)水稻 育成可預(yù)防人類va缺乏癥的轉(zhuǎn)基因水稻 解析 只有基因突變才能產(chǎn)生新基因 答案 b 9 以下說法正確的是 a 所有的限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列b 質(zhì)粒是基因工程中唯一的運(yùn)載體c 運(yùn)載體必須具備的條件之一是 具有一個(gè)至多個(gè)限制酶切點(diǎn) 以便與外源基因連接d dna連接酶使黏性末端的堿基之間形成氫鍵 解析 每一種限制酶只能識(shí)別一種 或者一類 特定的核苷酸序列 不同的限制酶所識(shí)別的序列不同 質(zhì)粒是常用的運(yùn)載體 但不是唯一的 dna連接酶連接的是兩個(gè)被限制酶切割的dna片段的切口 即斷開的磷酸二酯鍵 而不是堿基之間的氫鍵 答案 c 三 非選擇題10 水稻是湛江主要的糧食作物 改善水稻的遺傳性狀是育種工作者不斷努力的目標(biāo) 如圖表示水稻育種的一些途徑 請(qǐng)回答下列問題 1 以矮稈易感病 ddrr 和高稈抗病 ddrr 水稻為親本進(jìn)行雜交 得到f1 f1自交產(chǎn)生f2 f2中不能穩(wěn)定遺傳的占 選f2中的矮稈抗病的水稻植株進(jìn)行自交 子代中ddrr和ddrr的比例是 2 若要在較短時(shí)間內(nèi)獲得上述新品種水稻 可選圖中 填數(shù)字 途徑所用的方法 其中 途徑的常用方法是 3 科學(xué)工作者欲培育能產(chǎn)生人體蛋白的水稻新品種 應(yīng)該選擇圖中 填數(shù)字 表示的途徑最為合理可行 該技術(shù)手段主要包括的過程 提取目的基因 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 目的基因的檢測(cè)與鑒定 該育種方式所遵循的原理為 4 圖中 填數(shù)字 所表示的育種途徑具有典型的不定向性 答案 1 3 43 2 2 花藥離體培養(yǎng) 3 目的基因與運(yùn)載體結(jié)合 或構(gòu)建目的基因表達(dá)載體 基因重組 4 對(duì)應(yīng)學(xué)生用書p147 a 培育品種 的最簡(jiǎn)捷途徑是 b 通過 過程最不容易達(dá)到目的c 通過 過程的原理是染色體變異d 過程 常用一定濃度的秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗 解析 通過植物自交獲得符合要求的種子是最簡(jiǎn)便的方法 a正確 由 屬于基因突變 由于突變率很低 故通過 過程不易達(dá)到目的 b正確 過程是單倍體育種過程 其原理是染色體變異 c正確 過程 是通過花粉的離體培養(yǎng)獲得單倍體 不存在種子 d錯(cuò)誤 答案 d 1 誘變育種與雜交育種相比 前者能產(chǎn)生前所未有的新基因 創(chuàng)造變異新類型 后者不能產(chǎn)生新基因 只是實(shí)現(xiàn)原有基因的重新組合 2 在所有育種方法中 最簡(jiǎn)捷 常規(guī)的育種方法 雜交育種 3 雜交育種選育的時(shí)間是f2 原因是從f2開始發(fā)生性狀分離 選育后是否連續(xù)自交取決于所選優(yōu)良性狀是顯性還是隱性 4 雜交育種是通過雜交培育具有優(yōu)良性狀且能穩(wěn)定遺傳 純合子 的新品種 而雜種優(yōu)勢(shì)則是通過雜交獲得種子 一般不是純合子 在雜種后代上表現(xiàn)出多個(gè)優(yōu)良性狀 但只能用雜種一代 因?yàn)楹蟠鷷?huì)發(fā)生性狀分離 5 誘變育種盡管能提高突變率 但處理材料時(shí)仍然是未突變的遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于突變的個(gè)體 突變的不定向性和一般有害的特性決定了在突變的個(gè)體中有害仍多于有利 只是與自然突變相比較 二者都增多 6 雜交育種與雜種優(yōu)勢(shì)的區(qū)別 1 雜交育種是通過有性生殖 使不同的優(yōu)良性狀組合到后代的一個(gè)個(gè)體中 從而選育出優(yōu)良品種的方法 2 雜種優(yōu)勢(shì)是指基因型不同的個(gè)體雜交產(chǎn)生的雜交一代 在適應(yīng)能力等方面優(yōu)于兩個(gè)親本的現(xiàn)象 7 不同育種目的的雜交育種的基本步驟及特點(diǎn) 1 培育雜合子品種 雜種優(yōu)勢(shì)的利用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上 可以將雜種一代作為種子直接利用 如水稻 玉米等 基本步驟 選取雙親p 雜交 f1 特點(diǎn) 高產(chǎn) 優(yōu)質(zhì) 抗性強(qiáng) 但種子只能種一年 2 培育純合子品種 培育隱性純合子品種的基本步驟選取雙親p 雜交 f1 自交 f2 選出表現(xiàn)型符合要求的個(gè)體種植推廣 培育雙顯純合子或隱 顯純合子品種的基本步驟選取雙親p 雜交 f1 自交 f2 選出表現(xiàn)型符合要求的個(gè)體自交 f3 選出穩(wěn)定遺傳的個(gè)體推廣種植 特點(diǎn) 操作簡(jiǎn)單 但需要的時(shí)間較長(zhǎng) 解析 脫毒即使其無毒 不一定能抗毒 答案 b 2 誘變育種有很多突出優(yōu)點(diǎn) 也存在一些缺點(diǎn) 下列分析正確的是 結(jié)實(shí)率低 發(fā)育遲緩 提高變異頻率 使后代變異性狀較快穩(wěn)定 因而加快育種進(jìn)程 大幅度改良某些性狀 莖稈粗壯 果實(shí)種子大 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量高 有利個(gè)體不多 需要處理大量的材料 a b c d 解析 結(jié)實(shí)率低 發(fā)育遲緩 莖稈粗壯 果實(shí)種子大 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量高是多倍體的特點(diǎn) 答案 b 3 在實(shí)驗(yàn)田中偶然出現(xiàn)了一株抗旱 抗鹽的玉米 設(shè)想利用該植株培育能穩(wěn)定遺傳的抗旱 抗鹽水稻品種 用到的育種方法和技術(shù)應(yīng)有 誘變育種 單倍體育種 轉(zhuǎn)基因技術(shù) 組織培養(yǎng)技術(shù)a b c d 解析 題干中強(qiáng)調(diào)玉米植株中出現(xiàn)了抗性基因 要使水稻植株中含有該抗性基因 必須利用轉(zhuǎn)基因技術(shù) 將抗性基因轉(zhuǎn)入后進(jìn)行組織培養(yǎng)獲得的植株為雜合子 需要對(duì)其進(jìn)行單倍體育種才能獲得穩(wěn)定遺傳的抗性水稻品種 答案 b 1 基因工程的原理 1 不同生物的dna分子具有相同結(jié)構(gòu) 2 基因是控制生物性狀的基本結(jié)構(gòu)單位和功能單位 3 各種生物共用一套遺傳密碼 2 基因工程操作的工具 1 限制性核酸內(nèi)切酶 基因的 剪刀 存在場(chǎng)所 主要是存在于微生物細(xì)胞中 特性 一種限制性核酸內(nèi)切酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列 并且能夠在特定的切點(diǎn)上切割dna分子 作用結(jié)果 得到黏性末端 2 dna連接酶 基因的 針線 作用 連接限制性核酸內(nèi)切酶切開的斷口 常用的種類及來源 3 運(yùn)載體 基因的運(yùn)輸工具作為運(yùn)載體必須具備的條件 能夠在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定地保存 含有多個(gè)限制酶切點(diǎn) 以便和外源基因相連 含有標(biāo)記基因 以便于篩選 3 基因工程與基因重組 1 從羊染色體中 剪下 羊蛋白質(zhì)基因的酶是 人體蛋白質(zhì)基因 插入 后連接在羊體細(xì)胞染色體中需要的酶是 2 人體蛋白質(zhì)基因之所以能 插入 到羊的染色體內(nèi) 原因是 3 將人體蛋白質(zhì)基因?qū)胙蝮w內(nèi)并成功地表達(dá) 使羊產(chǎn)生新的性狀 這種變異屬于 這里 成功地表達(dá) 的含義是 4 你認(rèn)為此類羊產(chǎn)生的奶安全可靠嗎 理由是什么 解析 本題主要考查基因工程的一般步驟 操作工具 應(yīng)用以及轉(zhuǎn)基因技術(shù)的安全性等知識(shí) 1 基因工程的基本操作中用到的工具酶是限制性核酸內(nèi)切酶 dna連接酶 2 不同生物的dna分子的化學(xué)組成和空間結(jié)構(gòu)相同 即都具有相同的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ) 3 人體蛋白質(zhì)基因?qū)胙蝮w內(nèi)并成功地表達(dá) 使羊產(chǎn)生新的性狀 這是將一種基因?qū)肓硪环N生物 變異類型屬于基因重組 目的基因成功表達(dá)的含義是人體蛋白質(zhì)基因在羊體細(xì)胞內(nèi)通過轉(zhuǎn)錄 翻譯兩個(gè)過程控制合成人體蛋白質(zhì) 4 為開放性的題目 但要注意回答的理由要與觀點(diǎn)相對(duì)應(yīng) 答案 1 限制性核酸內(nèi)切酶dna連接酶 2 人和羊dna分子的空間結(jié)構(gòu) 化學(xué)組成相同 有互補(bǔ)的堿基序列 答出其中一點(diǎn)即可 3 基因重組人體蛋白質(zhì)基因在羊體細(xì)胞內(nèi)控制合成人體蛋白質(zhì) 4 安全 因?yàn)槟康幕驅(qū)胧荏w細(xì)胞后沒有改變 控制合成的人體蛋白質(zhì)成分沒有改變 或不安全 因?yàn)槟康幕驅(qū)胧荏w細(xì)胞后 可能由于羊細(xì)胞中某些成分的影響 合成的蛋白質(zhì)成分可能發(fā)生一定的改變 1 基因工程的三種工具中 限制性核酸內(nèi)切酶 dna連接酶是基因操作過程中的酶工具 化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì) 但它們的功能不同 前者切割磷酸二酯鍵 后者連接磷酸二酯鍵 而運(yùn)載體可能是質(zhì)?；虿《?2 限制性核酸內(nèi)切酶 dna連接酶都是一類酶 不是一種酶 3 dna連接酶與dna聚合酶的不同 dna聚合酶只能將單個(gè)核苷酸加到已有的核酸片段的3 末端的羥基上 而dna連接酶是在兩個(gè)dna片段之間形成磷酸二酯鍵 不是在單個(gè)核苷酸與dna片段之間形成磷酸二酯鍵 dna聚合酶是以一條dna鏈為模板 將單個(gè)核苷酸通過磷酸二酯鍵形成一條與模板鏈互補(bǔ)的dna鏈 而dna連接酶是將dna雙鏈上的兩個(gè)缺口同時(shí)連接起來 因此dna連接酶不需要模板 4 基因重組發(fā)生于有性生殖中 不能打破生殖隔離 而基因工程則可實(shí)現(xiàn)異種生物的基因轉(zhuǎn)移 5 基因工程可使受體獲得新的基因 表現(xiàn)出新的性狀 該技術(shù)可看作是一種廣義的基因重組 6 轉(zhuǎn)基因動(dòng) 植物的培育 因其細(xì)胞全能性不同 外源基因的受體細(xì)胞也不同 培育轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的受體細(xì)胞一般為受精卵 培育轉(zhuǎn)基因植物的受體細(xì)胞可用生殖細(xì)胞 也可用體細(xì)胞 基因工程常需與其他工程技術(shù)配合 才能實(shí)現(xiàn)目的 解析 限制性內(nèi)切酶作用的底物為dna 答案 c 2 2011 湖州模擬 科學(xué)家用納米技術(shù)制造出一種 生物導(dǎo)彈 可以攜帶dna分子 把它注射入組織中 可以通過細(xì)胞的胞吞作用的方式進(jìn)入細(xì)胞內(nèi) dna被釋放出來 進(jìn)入到細(xì)胞核內(nèi) 最終整合到細(xì)胞染色體中 成為細(xì)胞基因組的一部分 dna整合到細(xì)胞染色體中的過程 屬于 a 基因突變b 基因重組c 基因互換d 染色體變異 解析 該過程屬于人工基因重組 答案 b 3 100年來 果蠅作為經(jīng)典模式生物在遺傳學(xué)研究中備受重視 請(qǐng)根據(jù)以下信息回答問題 黑體殘翅果蠅與灰體長(zhǎng)翅果蠅雜交 f1全為灰體長(zhǎng)翅 用f1雄果蠅進(jìn)行測(cè)交 測(cè)交后代只出現(xiàn)灰體長(zhǎng)翅200只 黑體殘翅198只 如果用橫線 表示相關(guān)染色體 用a a和b b分別表示體色和翅長(zhǎng)的基因 用點(diǎn) 表示基因位置 親本雌雄果蠅的基因型可分別用圖表示為 和 f1雄果蠅產(chǎn)生的配子的基因組成圖示為 錯(cuò)因分析 本題易錯(cuò)選b選項(xiàng) 本題問的是轉(zhuǎn)基因抗蟲棉培育是否成功 而考生在審題時(shí)常把它當(dāng)成基因工程操作步驟的第四步 目的基因的檢測(cè)和表達(dá)來回答 正確解答 要檢驗(yàn)導(dǎo)入了蘇云金桿菌抗蟲基因的棉花植株是否培育成功 需要做抗蟲的接種實(shí)驗(yàn) 以確定棉花是否有抗蟲的性狀出現(xiàn) 如果有抗蟲的性狀出現(xiàn) 則說明抗蟲棉培育成功了 選c 解析 太空育種的基本原理是基因突變 基因突變屬于可遺傳的變異 基因突變的頻率低且是不定向的 故不一定會(huì)出現(xiàn)我們需要的新品種 花瓣的紫色是由于液泡中含有花青素 而不是含有紫色蛋白 故不能從太空花的紫色花瓣中提取紫色蛋白用作染料 答案 c 不同育種方法的變異類型 來源及其應(yīng)用不同的育種方法利用的變異來源有一定差別 有些育種方法的變異來源可能有幾種 常考的幾種育種方法的育種步驟與原理進(jìn)行對(duì)比 可促進(jìn)相應(yīng)內(nèi)容的理解與掌握 避免解題錯(cuò)誤 1 雜交育種 選擇育種材料 具有所需優(yōu)良性狀的不同品種 雜交形成所需優(yōu)良性狀基因組合的雜合子 自交 篩選獲得多種優(yōu)良性狀的新品種 變異類型為基因重組 發(fā)生的時(shí)間是減數(shù)第一次分裂后期 2 誘變育種 選擇育種材料 具有某些優(yōu)良性狀 但部分性狀需要改良 通過理化因素誘變 自交多代獲得發(fā)育后的新品種 變異類型是基因突變 主要發(fā)生在dna復(fù)制時(shí) 3 基因工程育種 選擇育種材料 待改良的品種及目的基因來源 通過基因工程將目的基因?qū)氪牧计贩N的細(xì)胞 培育獲得符合要求的新品種 變異類型為基因重組 4 單倍體育種 通過雜交 誘變或基因工程獲得需要純化的雜合子 花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體幼苗 利用秋水仙素處理幼苗使染色體數(shù)目加倍得到純合植株 篩選得到所需的純合植株 變異類型為基因重組 或人工誘變 和染色體變異 c 將基因型為aabb的個(gè)體人工誘變可獲得基因型為aabb的個(gè)體 則等位基因的產(chǎn)生來源于基因突變d 多倍體育種獲得的基因型為aaaabbbb的個(gè)體比基因型為aabb的個(gè)體可表達(dá)出更多的蛋白質(zhì) 解析 本題以水稻育種為話題 通過不同的育種方法 利用相同的育種材料獲得了幾種基因組成不同的品種 實(shí)際上考查了不同育種方法的育種原理 利用基因型為aabb與aabb的水稻品種通過雜交育種獲得基因型為aabb的個(gè)體 利用的是基因重組 該變異發(fā)生的時(shí)間在減數(shù)第一次分裂后期 而不是減數(shù)第二次分裂后期 利用基因型為aabb與aabb的水稻品種通過單倍體育種獲得基因型為aabb的個(gè)體 需要