2019高考生物一輪總復習 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課件 新人教版必修2.ppt

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第三單元生物的變異 育種和進化 必修二 第四講從雜交育種到基因工程 1 雜交育種 1 含義 將兩個或多個品種的優(yōu)良性狀通過 集中在一起 再經過選擇和培育 獲得新品種的方法 2 育種原理 3 方法 雜交 選種 自交 考點幾種常見育種方式的比較及基因工程 交配 基因重組 自交 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 物理因素或化學因素 基因突變 基因突變 3 生物育種原理 方法 實例 連線 4 基因工程及其應用 1 基因工程的概念 別名 或 操作對象 操作過程 把一種生物的 提取出來 加以修飾改造 然后放到另一種生物的 里 操作目的 地改造生物的遺傳性狀 2 原理不同生物之間的 基因拼接技術 DNA重組技術 基因 某種基因 細胞 定向 基因重組 限制性核酸內切酶 DNA連接酶 運載體 質粒 育種 藥物 判斷下列說法的正誤 1 花藥離體培養(yǎng)可獲得抗銹病高產小麥新品種 2 采用誘變育種可改良缺乏某種抗病性的水稻品種 3 誘變育種和雜交育種均可形成新的基因 4 雜交育種第一步雜交的目的是將兩個親本的優(yōu)良基因集中到一個個體上 5 太空育種能按人的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至少插入一個目的基因 1 下圖甲 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的兩對等位基因 表示培育水稻新品種的過程 請思考 1 圖中哪種途徑為單倍體育種 圖中 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 應如何處理 圖示 處需用秋水仙素處理單倍體幼苗 從而獲得純合子 處需用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗 以誘導染色體加倍 3 的育種原理分別是 的育種原理為基因突變 的原理為染色體變異 4 圖中最簡便及最難以達到育種目標的育種途徑分別是 圖中最簡便的育種途徑為 過程所示的雜交育種 但育種周期較長 最難以達到育種目標的途徑為誘變育種 2 基因操作的基本工具中有幾種工具酶 提示 有2種工具酶 限制酶和DNA連接酶 運載體實質上是一種核酸 工具 不同于 工具酶 1 生物育種方式的比較 見表 高考警示 不同育種方法需注意的問題 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 所以不能運用雜交的方法進行育種 如細菌的育種一般采用的方法是誘變育種 誘變育種與雜交育種相比 前者能產生前所未有的新基因 創(chuàng)造變異新類型 后者不能產生新基因 只是實現(xiàn)原有基因的重新組合 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)只是其中的一個程序 要想得到可育的品種 一般還需要用秋水仙素處理單倍體使染色體數(shù)目加倍 2 基因重組與基因工程的比較 3 基因工程操作的工具 1 限制性核酸內切酶 基因的 剪刀 存在場所 主要是存在于微生物細胞中 特性 一種限制性核酸內切酶只能識別一種特定的核苷酸序列 并且能夠在特定的切點上切割DNA分子 作用結果 得到平末端或黏性末端 2 DNA連接酶 基因的 針線 作用 連接限制性核酸內切酶切開的斷口 常用的種類及來源 3 運載體 基因的運輸工具作為運載體必須具備的條件 能夠在宿主細胞內復制并穩(wěn)定地保存 含有多個限制酶切點 以便和外源基因相連 含有標記基因 以便于篩選 對受體細胞無害 B A 基因重組發(fā)生在圖中 過程 過程 中能夠在顯微鏡下看到染色單體的時期是前期和中期B 秋水仙素用于培育多倍體的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進行育種的最大優(yōu)點是明顯縮短育種年限 植株B純合的概率為100 解析 圖中 為花藥的形成 該減數(shù)分裂過程會發(fā)生基因重組 過程 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的原理是其能夠抑制紡錘體的形成 導致染色體不能移向細胞兩極 引起染色體數(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進行育種的最大優(yōu)點是明顯縮短育種年限 得到的個體全部為純合子 故D項正確 育種方案的選取原則 技巧點撥 變式訓練 D C A 由 到 的育種過程中 應用的主要原理是染色體變異B 由 到 過程其原理是基因突變C 若 的基因型為AaBbdd 則 植株中能穩(wěn)定遺傳的個體占總數(shù)的100 D 由 到 過程中可能發(fā)生的突變和基因重組為生物進化提供原材料 解析 由 到 的育種過程中 得到的 中染色體數(shù) 1 2 中的染色體數(shù) 1 2 中的染色體數(shù) 故應用的主要原理是染色體變異 圖中 過程屬于誘變育種 其應用的原理是基因突變 若 的基因型有AaBbdd 則 植株中能穩(wěn)定遺傳的個體的基因型有AABBdd AAbbdd aaBBdd aabbdd 占總數(shù)的4 16 1 4 故C錯誤 由 到 的減數(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 課末總結 思維導圖 探究高考 明確考向 遺傳 2 在選擇育種方法時 需要判斷該變異株的變異類型 如果變異株是個別基因的突變體 則可采用育種方法 使早熟基因逐漸 培育成新品種1 為了加快這一進程 還可以采集變異株的 進行處理 獲得高度純合的后代 選育成新品種2 這種方法稱為 育種 3 如果該早熟植株屬于染色體組變異株 可以推測該變異株減數(shù)分裂中染色體有多種聯(lián)會方式 由此造成不規(guī)則的 產生染色體數(shù)目不等 生活力很低的 因而得不到足量的種子 即使得到少量后代 早熟性狀也很難穩(wěn)定遺傳 這種情況下 可考慮選擇育種方法 其不足之處是需要不斷制備 成本較高 純合 花藥 單倍體 染色體分離 配子 組培苗 4 新品種1與新品種3均具有早熟性狀 但其他性狀有差異 這是因為新品種1選育過程中基因發(fā)生了多次 產生的多種基因型中只有一部分在選育過程中保留下來 解析 1 生物的可遺傳性狀是由基因控制的 培育得到的新品種 與原種控制相關性狀的遺傳物質 基因 可能有所差異 因而可根據(jù)變異株中的遺傳物質是否發(fā)生變化來判斷變異株是否具有育種價值 2 連續(xù)自交過程中早熟基因逐漸純合 培育成新品種1 可先通過花藥離體培養(yǎng) 再用秋水仙素處理單倍體幼苗 從而獲得高度純合的后代 這種方法屬于單倍體育種 重組 3 若是染色體組數(shù)目改變引起的變異 則在減數(shù)分裂過程中同源染色體配對會發(fā)生紊亂 不規(guī)則的染色體分離導致產生染色體數(shù)目不等 生活力低的異常配子 只有極少數(shù)配子正常 故只得到極少量的種子 育種方法 需首先經植物組織培養(yǎng)獲得柑橘苗 而植物組織培養(yǎng)技術操作復雜 成本較高 4 育種方法 需連續(xù)自交 每次減數(shù)分裂時與早熟性狀相關的基因和其他性狀相關的基因都會發(fā)生基因重組 產生多種基因型 經選育只有一部分基因型保留下來 植物組織培養(yǎng)過程中不進行減數(shù)分裂 無基因重組發(fā)生