第23讲 杂交育种到基因工程(共48张PPT)

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,23,讲杂交育种到基因工程,返回目录,返回目录,1生物变异在育种上的应用,(),2,转基因食品的安全,(),考纲要求,第,23,讲杂交育种到基因工程,知 识 梳 理,一、杂交育种与诱变育种,1,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,F,1,F,1,_,获得,F,2,鉴别、选择需要的类型，优良品种。,(4),优点：可以把多个品种的优良性状集中在一起。,(5),应用：培育性状重组型优良品种。,返回目录,选择,培育,基因重组,杂交,自交或杂交,2,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：,a.,可以提高,_,，在较短时间内获得更多的优良变异类型。,b.,大幅度地改良某些性状。,(5),应用：培育具有新性状的品种。,返回目录,基因突变,基因突变,理想类型,突变频率,第,23,讲杂交育种到基因工程,导思：,早在一万年前，古人就开始驯化野生动物，栽培植物，你知道他们是怎样培育优良品种的吗？这种方法有哪些不足之处呢？,(,请翻阅教材必修,2 P98,“,杂交育种,”,),返回目录,第,23,讲杂交育种到基因工程,二、基因工程,1,基因工程的概念,基因工程又叫,_,或,DNA,重组技术，即按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，,_,，然后放到另一种生物的细胞里，,_,改造生物的遗传性状。,返回目录,第,23,讲杂交育种到基因工程,基因拼接技术,加以修饰改造,定向地,2,基因工程的操作工具,(1),基因的,“,剪刀,”,：,_,。,分布：主要在,_,。,特性：一种限制酶只能识别一种特定的,_,，并在特定的切点上切割,DNA,分子。,(2),基因的,“,针线,”,：,_,。用于连接,_,交替连接构成的,DNA,骨架上的缺口。,(3),基因的,“,运输工具,”,：运载体。常用的有质粒、,_,。,质粒是能够自主复制的,_,，存在于,_,、,_,等生物细胞中。,返回目录,第,23,讲杂交育种到基因工程,限制性核酸内切酶,微生物体内,核苷酸序列,DNA,连接酶,脱氧核糖和磷酸,噬菌体和动植物病毒,小型环状,DNA,分子,细菌,酵母菌,3,基本步骤：提取目的基因,_,将目的基因导入受体细胞,_,。,4,基因工程的应用,(1)_,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，如抗虫棉等。,(2)_,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、干扰素、乙肝疫苗等。,(3)_,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。,返回目录,第,23,讲杂交育种到基因工程,目的基因与运载体结合,目的基因的检测与鉴定,作物,药物,环境,网 络 构 建,返回目录,第,23,讲杂交育种到基因工程,基 础 自 测,判断正误，对的打,“,”,，错的打,“,”,。,1,2012,课标全国卷,限制酶必须具有的特点是特异性地识别和切割,DNA,。,(,),解析,一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点切割。,2,2012,浙江卷,用,射线照射后种植，就能获得符合人类需要的新性状。,(,),解析,用,射线照射可提高突变率，产生新的基因、新的性状，但由于突变是不定向的，所以不一定能获得符合人类需要的新性状。,返回目录,第,23,讲杂交育种到基因工程,3,2011,北京卷,利用,DNA,聚合酶将目的基因与质粒连接后导入受体细胞。,(,),解析,将目的基因与质粒进行连接的工具酶是,DNA,连接酶。,4,2010,江苏卷,如转基因植物的外源基因来源于自然界，则不存在安全性问题。,(,),解析,转基因植物存在一定的安全性，外源基因来源于自然界的也不例外。,返回目录,第,23,讲杂交育种到基因工程,5,大幅度改良某一品种，使之出现前所未有的性状，应采用杂交育种。,(,),解析,杂交育种只是将原有基因进行重新组合，不能大幅度改良某一品种，更不能产生前所未有的性状，所以不能仅采用杂交育种，而应该是杂交育种与诱变育种相结合。,6,基因工程与诱变育种都不能定向改变生物的遗传性状。,(,),解析,基因工程最大的优点是能够定向改变生物的遗传性状，而基因突变具有不定向性。,返回目录,第,23,讲杂交育种到基因工程,考点一几种常见育种方式的比较,返回目录,第,23,讲杂交育种到基因工程,杂交育种,诱变育种,单倍体,育种,多倍体,育种,基因工,程育种,原理,基因重组,基因突变,染色体数目变异,染色体数目变异,基因重组,常用方式,选育纯种：杂交,自交,选优,自交,选育杂种：纯合双亲杂交,杂交种,辐射诱变、激光诱变、空间诱变等处理萌发的种子或幼苗,花药离体培养，然后再使染色体数目加倍,秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,转基因,(DNA,重组,),技术将目的基因导入生物体内，培育新品种,返回目录,第,23,讲杂交育种到基因工程,返回目录,第,23,讲杂交育种到基因工程,杂交育种,诱变育种,单倍体,育种,多倍体,育种,基因工,程育种,优点,使位于不同个体的优良性状集中到一个个体上,操作简便,可以提高变异的频率、加速育种进程且大幅度地改良某些性状,明显缩短育种年限,所得品种一般为纯合子,器官巨大，提高产量和营养成分,打破物种间界限，定向改变生物的性状,返回目录,第,23,讲杂交育种到基因工程,杂交育种,诱变育种,单倍体,育种,多倍体,育种,基因工,程育种,缺点,育种时间长，杂种需年年制种,只能在同品种间进行,有利变异少，需大量处理实验材料,(,有很大盲目性,),技术复杂且需与杂交育种配合,只适用于植物，发育延迟，结实率低,技术复杂，安全性问题多，有可能引发生态危机,返回目录,第,23,讲杂交育种到基因工程,杂交育种,诱变育种,单倍体育种,多倍体育种,基因工,程育种,应用,用纯种高秆抗病小麦与矮秆不抗病小麦培育矮秆抗病小麦,高产青霉菌,用纯种高秆抗病小麦与矮秆不抗病小麦快速培育矮秆抗病小麦,三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦,转基因,“,向日葵豆,”,、转基因抗虫棉,拓展,：,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。,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，有害的个体多于有利的个体，只是与自然突变相比较，二者都有所增加。,返回目录,第,23,讲杂交育种到基因工程,例,1,2012,浙江卷,玉米的抗病和不抗病,(,基因为,A,、,a),、高秆和矮秆,(,基因为,B,、,b),是两对独立遗传的相对性状。现有不抗病矮秆玉米种子,(,甲,),，研究人员欲培育抗病高秆玉米，进行以下实验：,取适量的甲，用合适剂量的,射线照射后种植，在后代中观察到白化苗,4,株、抗病矮秆,1,株,(,乙,),和不抗病高秆,1,株,(,丙,),。将乙与丙杂交，,F,1,中出现抗病高秆、抗病矮秆、不抗病高秆和不抗病矮秆。选取,F,1,中抗病高秆植株上的花药进行离体培养获得幼苗，经秋水仙素处理后选出纯合二倍体的抗病高秆植株,(,丁,),。,另一实验表明，以甲和丁为亲本进行杂交，子一代均为抗病高秆。,返回目录,第,23,讲杂交育种到基因工程,请回答：,(1),对上述,1,株白化苗的研究发现，控制其叶绿素合成的基因缺失了一段,DNA,，因此该基因不能正常,_,，功能丧失，无法合成叶绿素，表明该白化苗的变异具有,_,的特点，该变异类型属于,_,。,(2),上述培育抗病高秆玉米的实验运用了,_,、单倍体育种和杂交育种技术，其中杂交育种技术依据的原理是,_,。,(3),从基因组成看，乙与丙植株杂交的,F,1,中抗病高秆植株能产生,_,种配子。,返回目录,第,23,讲杂交育种到基因工程,(4),请在方框内用遗传图解表示乙与丙植株杂交得到,F,1,的过程。,返回目录,第,23,讲杂交育种到基因工程,答案,(1),表达有害性基因突变,(2),诱变育种基因重组,(3)4,(4),如图,返回目录,第,23,讲杂交育种到基因工程,解析,本题考查遗传和变异，综合考查学生理解、分析、推理和应用能力。由于是该基因缺失了一段,DNA,，导致最终相应表达产物不能合成，说明表达,(,转录和翻译,),不能正常进行，发生在基因内部的变异属于基因突变。此变异对该生物来说不利于其生存，所以是有害突变,(,基因突变大多是有害的,),。用射线照射说明用了诱变育种，杂交育种的原理是基因重组。乙和丙得到的抗病高秆植株基因组成是,AaBb,，经过减数分裂得到的配子基因组成有：,AB,、,Ab,、,aB,、,ab,四种。遗传图解见答案。,返回目录,第,23,讲杂交育种到基因工程,点评,根据育种目的选择合适的育种方式,若要培育隐性性状个体，可用自交或杂交，只要出现该性状即可。有些植物如小麦、水稻等，杂交实验较难操作，其最简便的方法是自交。若要快速获得纯种，可用单倍体育种方法。若要提高营养物质含量，可用多倍体育种方法。若要培育原先没有的性状，可用诱变育种。若培育植物为营养繁殖，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。,返回目录,第,23,讲杂交育种到基因工程,探究：,如果要用最简便的方法获得纯合的抗病矮秆玉米种子，你怎样设计育种实验？最短需要几年？,最简便的方法是杂交育种法，第一年用乙为亲本进行自交；第二年将获得种子单独隔离种植，并选择抗病矮秆植株进行自交；第三年将每株自交所得种子再进行单独隔离种植，全部表现为抗病矮秆的个体即为纯合抗病矮秆，所得种子即为符合需要的种子。最短需要三年。,返回目录,第,23,讲杂交育种到基因工程,变,式题,1,2013,江淮联考,通过宇宙飞船搭载生物材料进行生命科学研究，不仅有助于揭示生命的本质，而且可以培育一些新品种。请依据所学知识回答相关问题。,(1),在飞船搭载的下列生物材料中，你认为一般不能用于育种研究的是,(,),A,小白鼠精液,B,棉花试管苗,C,萌发的纯合高秆水稻种子,D,根尖分生区,(2),请简述做出上述判断的理由：,_,_,。,返回目录,第,23,讲杂交育种到基因工程,(3),如图,7-23-1,表示在地面上培育棉花新品种的几种方法，其中与太空育种原理相同的是,_,。,返回目录,第,23,讲杂交育种到基因工程,图,7-23-1,(4),在上图,中，处理方法相同的是,_,。,过程与,过程相比，优点在于,_,_,。,(5),科学家培育出了抗旱的陆地棉新品种，而海岛棉从来没有出现过抗旱类型，有人打算也培养出抗旱的海岛棉品种，但是用海岛棉与抗旱的陆地棉进行了多次杂交，始终得不到子代，原因是,_,_,。,要想培养出抗旱的海岛棉品种，你认为可以采取下列哪种育种方法,(,),A,杂交育种,B,单倍体育种,C,多倍体育种,D,基因工程育种,返回目录,第,23,讲杂交育种到基因工程,(6),将,(1),中飞船搭载的水稻种子种植、培养，发现有个别矮秆植株出现，若此变异性状是基因突变的结果，请利用杂交实验鉴定该突变体是显性突变,(dD),还是隐性突变,(Dd),。,实验步骤：,_,。,结果预测及结论：如果,F,1,全为高秆，则可判断突变体为,_,突变；,如果,F,1,出现性状分离，或者,F,1,全为矮秆，则可判断突变体为,_,突变。,返回目录,第,23,讲杂交育种到基因工程,答案,(1)A,(2),精子不能再分裂，一般不会发生基因突变,(3),(4),和,能明显地缩短育种年