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第六章 从杂交育种到基因工程,重温生物学术语，让你的答题更规范、更专业、更能打动阅卷老师！ 主要：选择育种，杂交育种，诱变育种，基因工程 次要：目的基因，基因的运载体，限制性核酸内切酶，DNA连接酶，受体细胞,读读教材基础,一、杂交育种和诱变育种,1诱变育种与杂交育种相比，最大的区别是什么？,二、基因工程及其应用 1概念的理解,2. 运载体和细胞膜上的载体相同吗？,一、物理因素或化学因素 基因突变 基因重组 基因突变 有性生殖 新基因 突变率 新基因 少 二、1.DNA重组 基因 分子 定向 2.限制酶 DNA连接酶 运载体 受体 3.运载体 受体细胞 检测与鉴定 4.育种 药物 环境,想一想 1. 提示：二者最大的区别在于诱变育种能产生新基因，从而创造出新性状。 2提示：不同；运载体是将外源基因导入受体细胞的专门运输工具，常用的运载体有质粒、动植物病毒、噬菌体等。细胞膜上的载体是位于细胞膜上的载体蛋白质，与控制物质进出细胞有关系。,1教材98页倒数第3自然段选择育种的缺点。 2教材100页第二自然段黑体字内容和教材100页最后自然段微生物诱变育种知识。 3教材102103页图63、图64、图65，更好地理解基因工程的三种工具。 4教材101页练习一中2杂交优势；教材106页练习一中2和二中1；教材108页自我检测一中判断题。,答案：基因工程 杂交 单倍体 限制酶 DNA连接 运载体 目的基因获取 与运载体结合 导入受体细胞 检测与鉴定,研研核心要点,1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。 2在所有育种方法中，最简捷、常规的育种方法杂交育种。,3根据不同育种需求选择不同的育种方法。 (1)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。 (2)要求快速育种，则运用单倍体育种。 (3)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。 (4)要求提高品种产量，提高营养物质含量，可运用多倍体育种。,师说一语破天机 本考点单科试卷多以选择题形式出现，而理综试卷多以非选择题形式综合考查各种育种的原理、方法及相互联系，往往作为压轴的高区分度试题拉开考生间距离，应特别重视，防止丢分。,选题典型中选秀 例1：下面为6种不同的育种方法。,据图回答下列问题。 (1)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F2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_。 (2)B常用的方法为_。 (3)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动的(而非休眠的)种子，原因是_。,(4)C、F过程最常用的药剂是_，其作用的原理是_。 (5)由G到H过程中涉及的生物技术有_和_。 (6)KLM这种育种方法的优越性表现在_。,破题分层揭秘密 (一)调动和运用知识解题 (1)杂交 从F2代开始发生性状分离 单倍体 明显缩短育种年限 (2)花药离体培养 (3)基因突变 X射线、紫外线、激光 亚硝酸、硫酸二乙酯、秋水仙素(理化因素需各说出一项) 种子萌动后进行细胞分裂，DNA在复制过程中可能由于某种因素的影响发生基因突变 (4)秋水仙素 在细胞分裂时，抑制纺锤体形成，引起染色体数目加倍 (5)基因工程(或DNA拼接技术或DNA重组技术或转基因技术) 植物组织培养 (6)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,2有关基因工程的相关提醒 (1)限制酶在第一步和第二步操作中都用到，且要求是同一种酶，目的是产生相同的黏性末端；第二步中两种工具酶都用到。 (2)质粒是最常用的运载体，不要把质粒和运载体等同，除此之外，噬菌体和动植物病毒也可作为运载体。运载体的化学本质为DNA，其基本单位为脱氧核苷酸。 (3)目的基因表达的标志：通过翻译合成相应的蛋白质。 (4)通过基因工程培育的抗虫棉，只能抗虫，不能抗病毒、细菌。,容易混淆的DNA连接酶和DNA聚合酶 (1)DNA连接酶：在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键。 (2)DNA聚合酶：可将单个的脱氧核苷酸加到已有的脱氧核苷酸序列上，形成磷酸二酯键。 (3)相同点：这两种酶都是蛋白质，可以形成两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键。,师说一语破天机 本考点必修内容侧重转基因技术的基本操作、工具及安全性，深入考查基因工程的原理、过程及其应用则是选修三的高考要求。,选题典型中选秀 例2：如图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图，请据图作答。,(1)图中基因工程的基本过程可以概括为“四步曲”：_；_；_；_。 (2)能否利用人的皮肤细胞来完成过程？_，为什么？_ 。 (3)过程必需的酶是_酶，过程必需的酶是_酶。 (4)若A中共有a个碱基对，其中鸟嘌呤有b个，若过程连续进行4次，至少需提供胸腺嘧啶_个。 (5)在利用AB获得C的过程中，常用_切割A和B，使它们产生_，再加入_，才可形成C。,破题分层揭秘密 (一)明确解题思路 (2)图中过程是从细胞中获取相应的mRNA，由于基因的选择性表达，人的皮肤细胞中的胰岛素基因不转录，不表达，因此不能形成胰岛素mRNA。 (3)从mRNADNA是逆转录的过程，需要逆转录酶。DNA分子的扩增需用解旋酶将双链DNA解旋为单链。,(4)一个DNA分子中的鸟嘌呤(b个)和胸腺嘧啶之和占碱基总数(2a个)的一半，所以一个DNA分子片段中胸腺嘧啶数为(ab)个。连续复制4次，共产生DNA分子2416个，由于复制方式为半保留复制，故需要提供的胸腺嘧啶数量为(ab)(161)15(ab)。 (5)构建基因表达载体时需将目的基因与运载体用同一种限制酶切割，产生相同的黏性末端，才可以在DNA连接酶的作用下连接形成基因表达载体。,(二)调动和运用知识解题 (1)提取目的基因 目的基因与运载体结合 将目的基因导入受体细胞 目的基因的检测与鉴定 (2)不能 皮肤细胞中的胰岛素基因未表达(或未转录)，不能形成胰岛素mRNA (3)逆转录 解旋 (4)15(ab) (5)同一种限制性核酸内切酶 相同的黏性末端 DNA连接酶,说说生物实验,【选题热考秀】 普通小麦中有高秆抗病(TTRR)和矮秆易感病(ttrr)两个品种，控制两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上。现分别用杂交育种、单倍体育种和诱变育种来培育矮秆抗病品种，分析如下：,分析： (1)选择的品种抗病是显性，矮秆是隐性，杂交育种过程需要纯合亲本杂交，在F2获得矮秆抗病个体之后再连续自交。 (2)单倍体育种包含杂交、花药离体培养和秋水仙素加倍过程。,(3)诱变育种需要利用射线处理。具体过程如下：,【备考角度说】 No.1 角度：育种目标不同培育新品种的方法不同。 (1)集中不同亲本的优良性状杂交育种 选择具有不同优良性状的个体作为亲本，经过杂交自交过程，在F2中选择，如果选取显性个体，还需要连续自交。 (2)集中优良性状，又缩短育种年限单倍体育种 选择具有不同优良性状的个体作为亲本，经过杂交获得F1，取F1的花药进行离体培养，形成单倍体幼苗，再用秋水仙素处理。,(3)获得较大果实或大型植株或提高营养物质含量多倍体育种 用秋水仙素或低温处理萌发的种子或幼苗，使染色体加倍而形成多倍体。 (4)提高变异频率，“改良”或“改造”或直接改变现有性状，获得当前不存在的基因或性状诱变育种。 (5)实现定向改变现有性状基因工程育种 把目的基因导入受体细胞内，如果是动物方面的育种，需要导入受精卵；如果是植物方面的育种，导入体细胞，再经过植物组织培养即可。,No.2 角度：拓展探究 拓展 (1)杂交育种由F1获得F2的方法是什么？F2矮秆抗病植株中不能稳定遗传的占多少？ 提示 自交。2/3。将F1高秆抗病类型自交，在F2中可获得高秆抗病、矮秆抗病、高秆易感病和矮秆易感病四种类型，从四种类型中选择矮秆抗病类型。,(2)三组方法中，最不容易获得矮秆抗病小麦品种的是什么方法？ 提示 诱变育种法。诱变育种具有突变率低且不定向等特点，所以最不易获得矮秆抗病品种。 (3)单倍体育种为什么能明显缩短育种年限？ 提示 单倍体育种培养的个体都是纯合子。花药离体培养形成单倍体，经秋水仙素处理后染色体数目加倍，获得的个体都是纯合子，所以单倍体育种能够明显缩短育种年限。,看看考场答卷,批注4,一览名师语录 综合遗传、变异、育种等知识是高考题中很常见的一种考查形式，这类题目不但能考查相关基础知识，还能考查推理判断能力。解答这类题目需具备各育种技术的过程、优缺点、变异的类型和特点等知识，以及熟练运用遗传定律解决实际问题的能力。另外需注意作遗传图解时必须写出亲代的表现型、基因型、杂交符号、产生的配子以及F1的基因型、表现型及比例。,审题抓关键词 信息1 可知该实验中运用了诱变育种技术。 信息2 可知运用了杂交育种技术。乙和丙的基因型分别为Aabb和aaBb，则F1中抗病高杆植株的基因型应为AaBb，经减数分裂可产生4种配子。 信息3 可知运用了单倍体育种技术。 信息4 因基因中DNA片段的缺失，使得基因结构改变，即基因突变，从而不能正常表达。植物不能合成叶绿素，则不能生存，所以体现了该变异有害性的特点。,答题名师批阅 批注1 审题不认真，导致答案与题干重复。 批注2 因“变异类型”与“育种方法”区分不清，导致错答。 批注3 基础知识掌握不牢、术语运用错误。 批注4 书写不规范，丢三落四，导致失分。,标准答案 (1)表达 有害性 基因突变 (2)诱变育种 基因重组 胚状体 (3)4 (4),随堂对点练习,1. 与杂交育种、单倍体育种、多倍体育种和基因工程育种相比，尽管人工诱变育种具有很大的盲目性，但是该育种方法的独特之处是( ) A可以将不同品种的优良性状集中到一个品种上 B育种周期短，加快育种的进程 C改变基因结构，创造前所未有的性状类型 D能够明显缩短育种年限，后代性状稳定快,答案：C 解析：只有诱变育种能够产生新的基因，可以大幅度地改良某些性状；将不同品种的优良性状集中到一个品种上，应该用杂交育种的方法；育种周期短，能够加快育种的进程，明显缩短育种年限，后代性状稳定快，应该用单倍体育种的方法。,2. 育种专家用高秆抗锈病水稻与矮秆不抗锈病水稻杂交，培育出了矮秆抗锈病水稻，与这种育种方式原理不相同的是( ) A基因工程 B肺炎双球菌转化 C三倍体无子西瓜的培育 D减数第一次分裂后期非同源染色体的自由组合,答案：C 解析：通过杂交让位于不同个体的优良性状集中到一个个体上，属于杂交育种，原理是基因重组。A、B、D都属于基因重组，C属于染色体变异。,3. 下列有关育种的叙述中，错误的是( ) A用于大田生产的优良品种不一定是纯合子 B通过植物组织培养技术培育脱毒苗，筛选培育抗病毒新品种 C杂交育种可用于家畜、家禽的育种 D为了避免对三倍体无子西瓜年年制种，可利用植物组织培养快速繁殖,答案：B 解析：通过植物组织培养技术培育的脱毒苗没有病毒，但不一定能抗病毒。,4. 诱变育种有很多突出优点，也存在一些缺点，下列分析正确的是( ) 结实率低，发育迟缓 提高变异频率，使后代变异性状较快稳定，因而加快育种进程 大幅度改良某些性状 茎秆粗壮，果实和种子大，营养物质含量高 有利个体不多，需要处理大量的材料 A B C D,答案：B 解析：结实率低、发育迟缓、茎秆粗壮、果实和种子大、营养物质含量高是多倍体的特点。,5. 基因工程是将目的基因通过一定过程，转入到受体细胞，经过受体细胞的分裂，使目的基因的遗传信息扩大，再进行表达，从而培养成工程生物或生产基因产品的技术。你认为支持基因工程技术的理论有( ) 遗传密码的通用性 不同基因可独立表达 不同基因表达互相影响 DNA作为遗传物质能够严格地自我复制 A B C D,答案：A 解析：转基因之所以在不同种生物间可以进行，是因为遗传密码的通用性，不同基因表达的独立性，DNA自我复制的严格性。,6. 如图表示某种农作物和两种品种分别培育出三种品种。根据上述过程，回答下列问题。,(1)用和培育所采用的方法称为_，方法称为_，所依据的原理是_。 (2)用培育出的常用方法是_，由培育成的过程中用化学药剂_处理的_，方法和合称为_育种，其优点是_。 (3)由培育出常用化学药剂_处理的_，形成的叫_，方法称为_育种，依据的原理是_。,答案：(1)杂交 自交 基因重组 (2)花药离体培养 秋水仙素 幼苗 单倍体 明显缩短育种年限 (3)秋水仙素 种子或幼苗 四倍体 多倍体 染色体变异,
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