《2020年高考生物一轮复习课件：必修2 第6章 第1、2节 杂交育种与诱变育种、基因工程及其应用 .ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020年高考生物一轮复习课件：必修2 第6章 第1、2节 杂交育种与诱变育种、基因工程及其应用 .ppt（61页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、第6章,从杂交育种到基因工程,考纲导读,思维网络,第 1、2 节,杂交育种与诱变育种、,基因工程及其应用,考点一,各种育种方法, 考点梳理 一、杂交育种与诱变育种,1.杂交育种,交配,选择,基因重组,杂交,自交,F2,(1)概念：将两个或多个品种的优良性状通过_集 中在一起，再经过_和培育，获得新品种的方法。 (2)原理：_。 (3)方法：选择两个不同性状的亲本_ ， 得 F1_，得_鉴别、选择需要的类型。 (4)特点：只能利用已有基因的重组，育种过程缓慢。,2.诱变育种,基因突变,育种进程,(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)
2、原理：基因突变。 (3)方法：选择生物物理、化学方法诱变选择培育。 (4)特点：提高突变率、缩短_、大幅度改良 某些性状、盲目性大。,二、基因工程育种,DNA 重组,1.概念：又叫做基因拼接技术或_技术，即按 照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改 造，然后放到另一种生物的细胞里，_ 生物的 遗传性状。,定向地改造,基因工程概念的理解,基因,分子,定向,2.原理：不同生物间的_。 3.工具,(1)基因的“剪刀”：_ 。 (2)基因的“针线”：_。,(3)运载体：_、噬菌体、动植物病毒等。,4.步骤：_目的基因与运载体结合 将目的基因导入_目的基因的_。,DNA 连接酶,质粒,基
3、因重组,限制性核酸内切酶,抗虫棉,大肠杆菌,细菌,提取目的基因,受体细胞,检测与鉴定,三、各种育种方法的比较,(续表),(续表), 基础测评 ,1.下列关于育种方式的叙述，错误的是(,),A.诱变育种可产生新基因，大幅提高有利变异的比例 B.杂交育种的育种周期长，可以获得稳定遗传的个体 C.多倍体育种能得到营养物质含量高的品种 D.单倍体育种明显缩短育种年限，可迅速获得纯合品系 答案：A,2.提高作物质量或产量与多种育种技术有关，下列关于育,种的叙述，不正确的是(,),A.把两个小麦的优良性状结合在一起常用基因工程育种 B.要在短时间内获得杂交水稻新品种常采用单倍体育种 C.育种专家培育“太空
4、椒”利用了基因突变的原理 D.与普通植株相比，用多倍体育种方法获得的多倍体植株 往往营养物质含量增加 答案：A,考点二,设计遗传育种的实验, 考点梳理 1.思路分析 (1)常用的育种方式：杂交育种、单倍体育种、多倍体育种、 诱变育种、基因工程育种和细胞工程育种。 (2)设计实验的思路：明确育种目标和要求确定育种材料 分析育种材料的生物学性质选择育种的方式方法设计具 体的育种程序。 (3)一般的育种程序：选择亲本对亲本处理从子代中选 出符合要求的类型继续处理继续选择。,2.育种的一般操作步骤 (1)杂交育种的操作步骤 培育显性纯合子品种,植物：选取双亲(P)杂交( ) F1,F2 选出表现,型符
5、合要求的个体,F3,选出稳定遗传的个体推,广种植。 动物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得 F1F1 雌雄个体交配获得 F2鉴别、选择需要的类型与隐性类 型测交，选择后代不发生性状分离的 F2 个体。,培育隐性纯合子品种,选取双亲(P) 杂交( ) F1,F2选出表现型符,合要求的个体种植推广。 培育杂合子品种 在农业生产上，可以将杂种一代作为种子直接利用，如水 稻、玉米等。其特点是利用杂种优势，品种高产、抗性强，但 种子只能种一年。培育基本步骤如下： 选取符合要求的纯种双亲(P)杂交( ) F1(即所需品 种)。,(2)单倍体育种的基本步骤,实例：用高秆抗病(DDTT)和矮秆不抗病(dd
6、tt)小麦品种，培,育矮秆抗病小麦的过程，如下图：,(3)多倍体育种的基本步骤：,正在萌发的种子或幼苗 着丝点分裂后的子染色体不分离,抑制纺锤体形成 细胞中染色体数目,加倍,多倍体植物。,实例：无子西瓜的培育。,(4)植物、动物育种的区别,实例：培育基因型为 AAbb 的个体。,(1)注意几种育种方法的处理时间：进行诱变育种时，处 理的时间是细胞分裂的间期；利用染色体变异育种时，在种 子萌发或幼苗期处理。,(2)基因工程育种与诱变育种相比，其优势在于定向改造生 物性状；与杂交育种相比，其优势在于克服远缘杂交不亲和的 障碍。单倍体育种与杂交育种相比，优势在于可明显缩短育种 年限。,(3)多倍体育
7、种可以采用秋水仙素等方法使其染色体数目 加倍，也可以利用细胞融合技术，但细胞融合可在两个物种之 间进行。, 基础测评 1.利用基因型为 aabb 与 AABB 的水稻作为亲本培育基因型,为 AAbb 的新品种，有关叙述不正确的是(,),A.利用 F1 的花药进行离体培养可获得该新品种 B.操作最简便的是杂交育种，能明显缩短育种年限的是单 倍体育种 C.诱变育种不能定向获得该新品种 D.若通过多倍体育种获得 AAAAbbbb 个体，和该新品种存 在生殖隔离 答案：A,2.图中甲、乙表示两个水稻品种，A、a 和 B、b 表示分别 位于两对同源染色体上的两对等位基因，表示培育水稻,新品种的过程，则下
8、列说法错误的是(,),A.过程简便，但培育周期长 B.过程常用的方法是花药离体培养 C.过程的育种原理是基因突变 D.和的变异都发生于有丝分裂间期 答案：D,考向 1,各种生物育种方法的比较,典例 1下图表示的是培育三倍体无子西瓜的两种方法，若 甲乙两图中二倍体西瓜植株的基因型均为 Aa，下列说法正确的,是(,),A.按照染色体组数目划分，乙图中会出现 4 种染色体组数,目不同的细胞,B.乙图中获得的三倍体西瓜植株中有两种基因型 C.甲图 a 过程常用的试剂是秋水仙素,D.甲图中获得的三倍体西瓜中 AAa 个体占 1/2,解析乙图中二倍体植株正常体细胞中有 2 个染色体组， 处于有丝分裂后期的
9、体细胞中有 4 个染色体组，二倍体植株产 生的配子中有 1 个染色体组。四倍体植株内处于有丝分裂后期 的体细胞中含 8 个染色体组。三倍体植株正常体细胞中含 3 个 染色体组，而处于有丝分裂后期的细胞中含 6 个染色体组。故 按照染色体组数目划分共有 6 种细胞。乙图中四倍体植株的基 因型为 AAaa，产生的配子有三种：AA、Aa、aa，二倍体植株 的基因型为 Aa，产生的配子有 A、a 两种，故产生的三倍体西 瓜植株的基因型有 AAA、AAa、Aaa、aaa 四种。甲图中 a 过程 为植物细胞杂交过程，常用的试剂是聚乙二醇。由于二倍体植 株的基因型为 Aa，其产生的花粉有 A 和 a 两种，
10、并且各占 1/2， 因此甲图中获得三倍体西瓜植株的基因型有两种：AAa、Aaa， 数目各占 1/2。,答案D,据不同育种目标选择不同育种方案,考向预测,1.下列育种过程的描述中，错误的是(,),A.植物通常选择萌发的种子或幼苗进行诱变育种 B.单倍体育种过程中秋水仙素作用于单倍体幼苗 C.杂交育种时应选择同物种的个体进行杂交 D.西瓜的四倍体植株接受二倍体植株花粉得到的果实为三 倍体无子西瓜,解析：由于萌发的种子或幼苗的细胞进行有丝分裂，DNA 分子进行复制，所以植物通常选择萌发的种子或幼苗进行诱变 育种，A 正确；单倍体育种过程中秋水仙素作用于单倍体幼苗， 抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成
11、，B 正确；由于不同物 种之间存在生殖隔离，所以杂交育种时应选择同物种的个体进 行杂交，C 正确；将西瓜二倍体花粉传到四倍体植株雌花上， 结出的果实为四倍体有子西瓜，该西瓜的种子种下去长出的植 株才结三倍体无子西瓜，D 错误。,答案：D,2.下图是利用野生猕猴桃种子(aa,2n58)为材料培育无籽,猕猴桃新品种(AAA)的过程，下列叙述错误的是(,),A.和都可用秋水仙素处理来实现 B.若是自交，则产生 AAAA 的概率为 1/16 C.AA 植株和 AAAA 植株是不同的物种 D.若是杂交，产生的 AAA 植株的体细胞中染色体数目为 87,解析：和都可用秋水仙素处理来完成染色体数目加倍， A
12、 正 确 ； 植 株 AAaa 减 数 分 裂 产 生 的 配 子 种 类 及 比 例 为 AAAaaa141，所以 AAaa 自交产生 AAAA 的概率 1/61/61/36，B 错误；二倍体 AA 与四倍体 AAAA 杂交产生 的 AAA 为不育的三倍体，因此 AA 植株和 AAAA 植株是不同 的物种，C 正确；该生物一个染色体组含有染色体 58229(条)， 所以三倍体植株体细胞中染色体为 29387(条)，D 正确。,答案：B,3.(2018 年山东菏泽期末)我国科学家对“神舟”飞船专为 西部大开发而搭载的红杉树种苗进行了研究比较，发现这些种 苗具有抗旱、抗寒和速生性能，试分析红杉树
13、种苗所发生的变,化和下列选项相似的是(,),A.利用基因工程获得各种抗逆性作物新品种 B.用 X 射线照射青霉菌使青霉菌的繁殖能力增强 C.用一定浓度的秋水仙素处理获得四倍体葡萄 D.用高产不抗病小麦与低产抗病小麦杂交得到高产抗病小 麦,解析：红杉树种苗所发生的变化为基因突变。利用基因工 程获得各种抗逆性作物新品种，其原理是基因重组，A 错误； 用 X 射线照射青霉菌使青霉菌的繁殖能力增强的原理是基因突 变，B 正确；用一定浓度的秋水仙素处理获得四倍体葡萄的原 理是染色体变异，C 错误；杂交得到高产抗病小麦品种的方式 是杂交育种，其原理是基因重组，D 错误。,答案：B,4.要用基因型为 AaB
14、B 的植物培育出以下基因型的品种： AaBb，AaBBC，AAaaBBBB，aB。则对应的育种方法,依次是(,),A.诱变育种、转基因技术、多倍体育种、花药离体培养 B.杂交育种、花药离体培养、转基因技术、多倍体育种 C.花药离体培养、诱变育种、多倍体育种、转基因技术 D.多倍体育种、花药离体培养、诱变育种、转基因技术,解析：用基因型为 AaBB 的植物培育出基因型为 AaBb 的 品种，可利用物理或化学方法处理材料，通过基因突变获得； 要获得基因型为 AaBBC 的品种，由于本物种没有 C 基因，所 以必须通过转基因技术；要获得基因型为 AAaaBBBB 的品种， 可通过植物体细胞杂交或多倍
15、体育种；要获得 aB 的品种，可利 用花药离体培养。,答案：A,5.研究人员将抗虫基因(SCK 基因)导入水稻，筛选出 SCK 基因成功整合到染色体上的抗虫植株(假定 SCK 基因都能正常 表达)。某些抗虫植株体细胞含两个 SCK 基因，假设这两个基 因在染色体上随机整合，出现如下图所示的三种情况。下列相,关说法正确的是(,),A. 甲图个体自交，F1 中抗虫植株和非抗虫植株的比例为,31,B.乙图个体与正常水稻进行杂交，子代中抗虫植株和非抗,虫植株的比例为 11,C.丙图个体减数分裂产生的配子有 1/2 含 SCK 基因,D. 丙图个体自交，F1 中抗虫植株和非抗虫植株的比例为,91,解析：
16、图甲所示基因型可看作 AA，而非转基因水稻基因 型可看作 aa，图乙所示基因型可看作 Aa(因两个 SCK 基因都在 一条染色体上)，图丙所示基因型可看作 AaBb(A，B 任一基因 都抗虫)，A 错误。则甲图个体自交，F1 中所有的个体都抗虫； 乙图个体(Aa)与正常水稻(aa)进行杂交，子代中抗虫植株和非抗 虫植株的比例为 11，B 正确；丙图个体减数分裂产生的配子 有 3/4 含 SCK 基因，C 错误；丙图个体自交，F1 中抗虫植株和 非抗虫植株的比例为 151，D 错误。,答案：B,考向 2,基因工程育种,典例 2玉米自交系(遗传稳定的育种材料)B 具有高产、抗 病等优良性质，但难以
17、直接培育成转基因植株，为使其获得抗 除草剂性状，需依次进行步骤、试验。 .获得抗除草剂转基因玉米自交系 A，技术路线如下图所 示。,(1)为防止酶切产物自身环化，构建表达载体需用 2 种限制 酶，选择的原则是_(单选)。 Ti 质粒内，每种限制酶只有一个切割位点 G 基因编码蛋白质的序列中，每种限制酶只有一个切割 位点 酶切后，G 基因形成的两个黏性末端序列不相同 酶切后，Ti 质粒形成的两个黏性末端序列相同,A.,B.,C.,D.,(2)下表是 4 种玉米自交系幼胚组织培养不同阶段的结果。 据表可知，细胞脱分化时使用的激素是_ ，自交系 _的幼胚最适合培养成愈伤组织作为转化受体。,(3)农杆
18、菌转化愈伤组织时，T-DNA 携带插入其内的片段转 移到受体细胞。筛选转化的愈伤组织，需使用含_ 的选择培养基。,解析(1)为防止酶切产物自身环化，构建表达载体需用 2 种限制酶，则质粒内每种限制酶只有一个切割位点，故正确； 含目的基因的 DNA 内每种限制酶也只有一个切割位点，目的 基因内不能有限制酶切割位点，故错误；为防止酶切产物自 身环化，酶切后的两个黏性末端序列应不同，故正确、错 误。故选 A。(2)细胞脱分化形成愈伤组织，由表中结果可知， 使用 2,4-D 时愈伤组织形成率最高。比较 4 个自交系，甲自交 系中芽的分化率比较低，丙自交系中根的诱导率比较低，丁自 交系中愈伤组织的形成率
19、比较低，乙自交系中愈伤组织形成率、 芽的分化率和根的诱导率都相对较高，故最适合培养成愈伤组 织作为转化受体。(3)试验的目的是获得抗除草剂转基因玉米自 交系 A，则筛选转化的愈伤组织，需使用含除草剂的选择培养 基。,答案(1)A (2)2,4-D 乙 (3)除草剂,考向预测 6.(2018 年浙江卷)将某种海鱼的抗冻基因导入西红柿细胞 中，培育成耐低温的西红柿新品种。这种导入外源基因的方法,属于(,),A.杂交育种 C.单倍体育种,B.转基因技术 D.多倍体育种,解析：转基因技术是指利用分子生物学和基因工程的手段， 将某生物的基因(海鱼)转移到其他生物物种(西红柿)中，使其出 现原物种不具有的
20、新性状的技术，B 正确。杂交育种是利用基 因重组原理，有目的地将两个或多个品种的优良性状组合在一 起，培育出更优良的新品种，利用单倍体作为中间环节产生具 有优良性状的可育纯合子的育种方法称为单倍体育种，利用物 理、化学因素来诱导多倍体的产生叫多倍体育种，A、C、D 不 符合题意。,答案：B,7.(2018 年山东枣庄一模)图示为抗虫棉的培育过程，请据,图回答：,(1)若利用相关的 mRNA 合成目的基因，需要利用的酶是 _。通过过程构建的结构 B，除了含有目的基因之外， 还必须有_。,(2)A 结构一般来源于_中，其作为基因 工程的工具，应具备的条件有_( 至少写两 条)。,(3)在抗虫棉培育
21、过程中，发现目的基因已经插入到染色体 DNA，但棉花却没有表现出抗虫性状，这时我们一般要采用 _技术和_技术来检测目的基 因是否进行了转录和翻译。,(4)当抗虫棉培育成功后，其后代可能会发生性状分离，若,要尽快获得纯种抗虫棉，请设计一个最佳方案。,解析：(1)若利用相关的 mRNA 合成目的基因，则需要逆转 录过程，所以需要利用的酶是逆转录酶。通过过程构建的结 构 B 是基因表达载体，除了含有目的基因之外，还必须有启动 子、终止子和标记基因。(2)A 结构是质粒，一般来源于细菌中， 其作为基因工程的工具，应具备的条件：有多个限制酶切位点； 有标记基因；有复制原点(能稳定复制和表达)。(3)在抗
22、虫棉培 育过程中，发现目的基因已经插入到染色体 DNA，但棉花却没 有表现出抗虫性状，这时我们一般要采用分子杂交技术检测目 的基因是否转录出了 mRNA，用抗原抗体杂交技术来检测目 的基因是否翻译成蛋白质。(4)转基因抗虫棉一般相当于显性杂 合子，单倍体育种可缩短育种时间。所以要尽快获得纯种抗虫 棉，最佳方案就是：首先对培育成功的抗虫棉进行花药离体培 养，然后对单倍体幼苗进行秋水仙素处理，从中选择可育的具 有抗虫性状的个体，即为我们所需要的纯合子。,答案：(1)逆转录酶,启动子、终止子和标记基因,(2)细菌 有多个限制酶切位点；有标记基因；有复制原点,(3)分子杂交,抗原抗体杂交,(4)首先对
23、培育成功的抗虫棉进行花药离体培养，然后对单 倍体幼苗进行秋水仙素处理，从中选择可育的具有抗虫性状的 个体，即为我们所需要的纯合子。,考向 3,育种方式的选择,典例 3如图表示利用某种农作物品种和培育出的,几种方法，据图分析错误的是(,),A.过程是用秋水仙素处理正在萌发的种子 B.培育品种的最简捷的途径是 C.通过过程育种的原理是染色体变 异 D. 通过过程育种最不容易达到目 的,解析ab 为单倍体，没有种子，过程是用秋水仙素处 理幼苗，A 错误；为杂交育种，培育品种的最简捷的 途径是杂交育种，B 正确；过程为单倍体育种，其育种 的原理是染色体变异，C 正确；过程为诱变育种，由于 变异是不定向
24、的，最不容易达到目的，D 正确。,答案A,生物育种中的两个易混点,(1)混淆“最简便”与“最快”。,“最简便”着重于技术含量应为“易操作”如杂交育种， 虽然年限长，但农民自己可简单操作，但“最快速”则未必简 便，如单倍体育种可明显缩短育种年限，但其技术含量却较高， 例如花粉培养成幼苗的技术就很复杂。 (2)不能正确掌握单倍体育种的过程。,单倍体育种主要包括杂交、花药离体培养、秋水仙素处理 和筛选四个过程，不能简单认为花药离体培养就是单倍体育种 的全部。,考向预测 8.现有高秆不抗病(Bbcc)和矮秆抗病(bbCc)两种作物品种， 为了达到长期培育高秆抗病(BbCc)杂交种的目的，下列有关快,速
25、育种方案的叙述中，正确的是(,),A.每年让高秆不抗病(Bbcc)和矮秆抗病(bbCc)杂交就可以 达到目的 B.利用诱变育种技术可以达到快速育种的目的 C.制备纯合的亲本对长期培育杂交种是必要的 D.只要使用单倍体育种技术就能实现快速育种的目的,解析：为了达到长期培育高秆抗病(BbCc)杂交种的目的， 就必须先培育出 BBcc 和 bbCC 的纯合子，利用单倍体育种或连 续自交的方法可以获得上述纯合子。,答案：C,9.(2018 年辽宁丹东五校联考)为获得纯合高蔓抗病番茄植 株，采用了下图所示的方法，图中两对相对性状独立遗传。据,图分析，不正确的是(,),A.过程的自交代数越多，纯合高蔓抗病
26、植株的比例越高 B.过程可以取任一植株的适宜花药作培养材料 C.图中筛选过程不改变抗病基因频率 D.过程包括脱分化和再分化两个过程,解析：是连续自交、汰劣留良的过程，所以自交代数越 多，纯合高蔓抗病植株的比例越高，A 正确；过程为花药离 体培养，因 F1 各植株的基因型都相同，所以，可以任取一植株 的适宜花药作培养材料，B 正确；图中各种筛选过程均为人工 选择的过程，基因频率发生了改变，C 错误；过程采用的是 植物组织培养技术，该项技术包括脱分化和再分化两个过程， D 正确。 答案：C,考向 4,生物育种过程的分析及应用,典例 4粮食问题是当今举世瞩目的迫切问题之一。改善农 作物的遗传性状、提
27、高粮食产量是科学工作者不断努力的目标，,下图是遗传育种的一些途径。下列有关分析，错误的是(,),A. 若要 在较短时间内获得图示 新品种小麦，可选图 中,EFG 的育种方法,B.HI、JK 都必须用到与 G 过程相同的技术操作 C.F1F2 的育种原理是基因重组,D.图中的遗传育种途径，AB 所表示的方法具有典型的不,定向性,解析单倍体育种最大的优点是能缩短育种年限，较短时 间得到新品种纯合子，A 正确；JK 涉及多倍体育种，需要用 秋水仙素诱导染色体数目加倍；HI 是植物体细胞杂交，不需 要用秋水仙素诱导染色体数目加倍，B 错误；F1F2 是杂交育 种，原理是基因重组，C 正确；AB 是诱变
28、育种，原理是基因 突变，具有不定向性，D 正确。,答案B,根据育种流程图来辨别育种方式,(1)杂交育种：涉及亲本的杂交和子代的自交。,(2)诱变育种：涉及诱变因子，产生的子代中会出现新的基,因，但基因的总数不变。,(3)单倍体育种：常用方法为花药离体培养，然后人工诱导,染色体加倍，形成纯合子。,(4)多倍体育种：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。 (5)基因工程育种：与原有生物相比，出现了新的基因。,考向预测,10.如图表示培育小麦的几种育种方式，纯种高秆抗锈病植 株基因型为 DDRR，纯种矮秆不抗锈病植株基因型为 ddrr，两 对基因分别位于两对同源染色体上。据图回答下列问题：,(1)图中植株
29、 A 培育的方法是_，将亲本杂交的 目的是_。自交的目的是_ _。,(2)植株 B 的培育运用的原理是_。,(3)植株 C 需要染色体加倍的原因是_， 诱导染色体加倍的最常用的方法是_。 (4)植株 E 培育方法的原理是_，该育种方法,和基因工程育种一样，都可以_。,解析：(1)植株 A 的培育方法是杂交育种，第一步需要杂交， 将相关的基因集中到 F1 上，但 F1 未表现出所需性状，自交的目 的就是通过基因重组，在 F2 中出现所需性状(矮秆抗病)植株。 (2)植株 B 的培育方法是诱变育种，其原理是基因突变。(3)植株 C 是单倍体，由于细胞中的染色体组为一个，所以不能正常进 行减数分裂，个体不可育，为了使单倍体获得可育性，用秋水 仙素处理单倍体幼苗，抑制了纺锤体的形成，从而导致染色体 数目加倍。(4)从题图中可以看出，植株 E 的培育方法是利用了 细胞工程中的植物体细胞杂交技术，其原理是染色体数目变异。 该育种方法和基因工程育种一样，都可以克服远缘杂交不亲和 的障碍。,答案：(1)杂交育种,将位于两个亲本中的矮秆基因和抗病,基因集中到 F1 上,通过基因重组使 F2 中出现矮秆抗病植株,(2)基因突变 (3)植株 C 体细胞中只有一个染色体组，不能进行减数分裂,产生配子(不可育),利用秋水仙素处理幼苗 C,(4)染色体数目变异,克服远缘杂交不亲和的障碍,