高考生物總復習第三單元生物的變異育種和進化第4講從雜交育種到基因工程全國公開課一等獎百校聯(lián)賽示范課賽

第三單元生物變異、育種和進化必修二第四講從雜交育種到基因工程第1頁考綱要求全國卷五年考題考點命題1.生物變異在育種上應用Ⅱ2．轉基因食品安全Ⅰ卷ⅡT29卷ⅠT32卷ⅠT40各種育種方式原理操作方法和優(yōu)缺點一直是高考重點和熱點第2頁1考點2課末總結第3頁1．雜交育種(1)含義：將兩個或多個品種優(yōu)良性狀經過__________集中在一起，再經過選擇和培育，取得新品種方法。(2)育種原理：__________。(3)方法：雜交→__________→選種→自交。考點幾個常見育種方式比較及基因工程交配基因重組自交第4頁2．誘變育種(1)含義：利用_____________________來處理生物，使生物發(fā)生__________。(2)育種原理：__________。物理原因或化學原因基因突變基因突變第5頁3．生物育種原理、方法、實例(連線)第6頁4．基因工程及其應用(1)基因工程概念①別名：_________________或_________________。②操作對象：__________。③操作過程：把一個生物__________提取出來，加以修飾改造，然后放到另一個生物__________里。④操作目標：__________地改造生物遺傳性狀。(2)原理不一樣生物之間__________?；蚱唇蛹夹gDNA重組技術基因某種基因細胞定向基因重組第7頁限制性核酸內切酶DNA連接酶運載體質粒育種藥品第8頁判斷以下說法正誤。(1)花藥離體培養(yǎng)可取得抗銹病高產小麥新品種。(

)(2)采取誘變育種可改良缺乏某種抗病性水稻品種。(

)(3)誘變育種和雜交育種均可形成新基因。(

)(4)雜交育種第一步雜交目標是將兩個親本優(yōu)良基因集中到一個個體上。(

)(5)太空育種能按人意愿定向產生所需優(yōu)良性狀。(

)(6)沒有限制酶就無法使用質粒和運載體(

)(7)重組質粒中每個限制酶識別位點最少插入一個目標基因。(

)×√×√×√×第9頁1．下列圖甲、乙表示水稻兩個品種，A、a和B、b表示分別位于兩對同源染色體上兩對等位基因，①～⑥表示培育水稻新品種過程，請思索：第10頁(1)圖中哪種路徑為單倍體育種？圖中③～⑤過程表示單倍體育種。(2)圖中哪一標號處需用秋水仙素處理？應怎樣處理？圖示⑤處需用秋水仙素處理單倍體幼苗，從而取得純合子，⑥處需用秋水仙素處理萌發(fā)種子或幼苗，以誘導染色體加倍。(3)④、⑥育種原理分別是？④育種原理為基因突變，⑥原理為染色體變異。第11頁(4)圖中最簡便及最難以到達育種目標育種路徑分別是？圖中最簡便育種路徑為①～②過程所表示雜交育種，但育種周期較長；最難以到達育種目標路徑為誘變育種。2．基因操作基本工具中有幾個工具酶？[提醒]有2種工具酶：限制酶和DNA連接酶。運載體實質上是一個核酸；“工具”不一樣于“工具酶”。第12頁1．生物育種方式比較(見表)第13頁名稱原理方法優(yōu)點缺點應用誘變育種基因突變①物理：紫外線、α射線、微重力、激光等處理，再篩選②化學：秋水仙素、硫酸二乙酯處理，再篩選提升變異頻率，加緊育種進程，大幅度改良一些性狀有利變異少，工作量大，需要大量處理供試材料高產青霉菌、“黑農五號”大豆品種等培育單倍體育種染色體變異①先將花藥離體培養(yǎng)，培養(yǎng)出單倍體植株②將單倍體幼苗經一定濃度秋水仙素處理取得純合子顯著縮短育種年限，加緊育種進程技術復雜用純種高稈抗病小麥與矮稈不抗病小麥快速培育矮稈抗病小麥第14頁名稱原理方法優(yōu)點缺點應用多倍體育種染色體變異用一定濃度秋水仙素處理萌發(fā)種子或幼苗植物莖稈粗壯，葉片、果實、種子均大，營養(yǎng)物質含量提升技術復雜，發(fā)育延遲，堅固率低，普通只適適用于植物三倍體無子西瓜、八倍體小黑麥、四倍體水稻基因工程育種基因重組提取目標基因→目標基因與運載體結合→將目標基因導入受體細胞→目標基因檢測與判定→篩選出符合要求新品種目標性強；育種周期短；克服了遠緣雜交不親和障礙技術復雜，安全性問題多轉基因“向日葵豆”；轉基因抗蟲棉第15頁[高考警示]不一樣育種方法需注意問題(1)誘變育種：多用于植物和微生物。原核生物不能進行減數(shù)分裂，所以不能利用雜交方法進行育種，如細菌育種普通采取方法是誘變育種。誘變育種與雜交育種相比，前者能產生前所未有新基因，創(chuàng)造變異新類型；后者不能產生新基因，只是實現(xiàn)原有基因重新組合。(2)雜交育種：不一定需要連續(xù)自交。若選育顯性優(yōu)良純種，需要連續(xù)自交篩選，直至性狀不再發(fā)生分離；若選育隱性優(yōu)良純種，則只要出現(xiàn)該性狀個體即可。(3)花藥離體培養(yǎng)≠單倍體育種：花藥離體培養(yǎng)只是其中一個程序，要想得到可育品種，普通還需要用秋水仙素處理單倍體使染色體數(shù)目加倍。第16頁2．基因重組與基因工程比較比較項目基因重組基因工程不一樣點概念在生物體進行有性生殖過程中，控制不一樣性狀基因重新組合按照人們意愿，把一個生物某種基因提取出來，加以修飾改造，然后放到另一個生物細胞里，定向地改造生物遺傳性狀重組基因同一物種不一樣基因不一樣物種間不一樣基因繁殖方式有性生殖無性生殖意義是生物變異起源之一，對生物進化有主要意義使人類有可能按自己意愿直接定向地改造生物，培育出新品種相同點都實現(xiàn)了不一樣基因間重新組合，都能使生物產生變異第17頁3.基因工程操作工具(1)限制性核酸內切酶——基因“剪刀”①存在場所：主要是存在于微生物細胞中。②特征：一個限制性核酸內切酶只能識別一個特定核苷酸序列，而且能夠在特定切點上切割DNA分子。③作用結果：得到平末端或黏性末端。(2)DNA連接酶——基因“針線”①作用：連接限制性核酸內切酶切開斷口。第18頁②慣用種類及起源：(3)運載體——基因運輸工具作為運載體必須具備條件：①能夠在宿主細胞內復制并穩(wěn)定地保留。②含有多個限制酶切點，方便和外源基因相連。③含有標識基因，方便于篩選。④對受體細胞無害。第19頁B第20頁A．基因重組發(fā)生在圖中②過程，過程③中能夠在顯微鏡下看到染色單體時期是前期和中期B．秋水仙素用于培育多倍體原理是其能夠抑制著絲點分裂C．植株A為二倍體，其體細胞內最多有4個染色體組；植株C屬于單倍體，其發(fā)育起點為配子D．利用幼苗2進行育種最大優(yōu)點是顯著縮短育種年限，植株B純合概率為100%第21頁[解析]

圖中②為花藥形成，該減數(shù)分裂過程會發(fā)生基因重組；過程③為有絲分裂，染色體在間期復制，結果1條染色體含2條染色單體，染色單體在后期分離，后期無染色單體，故A項正確。秋水仙素用于培育多倍體原理是其能夠抑制紡錘體形成，造成染色體不能移向細胞兩極，引發(fā)染色體數(shù)目加倍，故B項錯誤。植株A為二倍體，其體細胞進行有絲分裂，后期染色體組加倍，最多有4個染色體組；植株C由配子直接發(fā)育而來，為單倍體，故C項正確。利用幼苗2進行育種最大優(yōu)點是顯著縮短育種年限，得到個體全部為純合子，故D項正確。第22頁育種方案選取標準技巧點撥育種目標育種方案集中雙親優(yōu)良性狀單倍體育種(顯著縮短育種年限)雜交育種(耗時較長，但簡便易行)使原品系實施“定向”改造基因工程及植物細胞工程(植物體細胞雜交)育種讓原品系產生新性狀(無中生有)誘變育種(可提升變異頻率，期望取得理想性狀)使原品系營養(yǎng)器官“增大”或“加強”多倍體育種第23頁〔變式訓練〕D第24頁C第25頁A．由⑤×⑥到⑧育種過程中，應用主要原理是染色體變異B．由③到④過程其原理是基因突變C．若③基因型為AaBbdd，則⑩植株中能穩(wěn)定遺傳個體占總數(shù)100%D．由③到⑦過程中可能發(fā)生突變和基因重組為生物進化提供原材料第26頁[解析]

由⑤×⑥到⑧育種過程中，得到⑧中染色體數(shù)＝(1/2)×⑤中染色體數(shù)＋(1/2)×⑥中染色體數(shù)，故應用主要原理是染色體變異；圖中③→④過程屬于誘變育種，其應用原理是基因突變；若③基因型有AaBbdd，則⑩植株中能穩(wěn)定遺傳個體基因型有AABBdd、AAbbdd、aaBBdd、aabbdd，占總數(shù)4/16＝1/4，故C錯誤；由③到⑦減數(shù)分裂過程中可能會發(fā)生基因重組，在間期DNA復制時可能會發(fā)生基因突變，分裂全過程中都可能發(fā)生染色體變異，基因突變和染色體變異統(tǒng)稱為突變，突變和基因重組為生物進化提供原材料。第27頁課末總結

〔思維導圖〕

第28頁〔探究高考·明確考向〕遺傳第29頁(2)在選擇育種方法時，需要判斷該變異株變異類型。假如變異株是個別基因突變體，則可采取育種方法①，使早熟基因逐步__________，培育成新品種1。為了加緊這一進程，還能夠采集變異株__________進行處理，取得高度純合后代，選育成新品種2，這種方法稱為__________育種。(3)假如該早熟植株屬于染色體組變異株，能夠推測該變異株減數(shù)分裂中染色體有各種聯(lián)會方式，由此造成不規(guī)則____________，產生染色體數(shù)目不等、生活力很低__________，因而得不到足量種子。即使得到少許后代，早熟性狀也極難穩(wěn)定遺傳。這種情況下，可考慮選擇育種方法③，其不足之處是需要不停制備__________，成本較高。純合花藥單倍體染色體分離配子組培苗第30頁(4)新品種1與新品種3均含有早熟性狀，但其它性狀有差異，這是因為新品種1選育過程中基因發(fā)生了屢次__________，產生各種基因型中只有一部分在選育過程中保留下來。[解析]

(1)生物可遺傳性狀是由基因控制，培育得到新品種，與原種控制相關性狀遺傳物質(基因)可能有所差異，因而可依據(jù)變異株中遺傳物質是否發(fā)生改變來判斷變異株是否含有育種價值。(2)連續(xù)自交過程中早熟基因逐步純合，培育成新品種1?？上冉涍^花藥離體培養(yǎng)，再用秋水仙素處理單倍體幼苗，從而取得高度純合后代，這種方法屬于單倍體育種。重組第31頁(3)若是染色體組