第六章杂交育种与诱变育种　基因工程.ppt

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1、第6章 从杂交育种到基因工程第6章 从杂交育种到基因工程第第1、2节杂交育种与诱变育种基因节杂交育种与诱变育种基因工程及其应用工程及其应用 第6章 从杂交育种到基因工程第6章 从杂交育种到基因工程判断下列说法是否正确：判断下列说法是否正确：1人工诱变育种的优点可以提高突变率，加速育种工作的进程人工诱变育种的优点可以提高突变率，加速育种工作的进程()2人工诱变所引起的基因突变或染色体的变异都是有利的人工诱变所引起的基因突变或染色体的变异都是有利的()3基因工程育种中所用的工具酶有基因工程育种中所用的工具酶有3种种()4杂交育种一定需要时间长杂交育种一定需要时间长()5基因工程育种与杂交育种的原理

2、相同基因工程育种与杂交育种的原理相同()6抗虫棉能抗虫，也能抗病毒、细菌抗虫棉能抗虫，也能抗病毒、细菌()提示：提示：1.2.3.4.5.6.第6章 从杂交育种到基因工程一、杂交育种一、杂交育种1概念：概念：将两个或多个品种的优良性状集中在一起，进而获得新将两个或多个品种的优良性状集中在一起，进而获得新品种的方法品种的方法2原理：原理：3方法：方法：杂交杂交4目的：目的：培育动植物优良品种培育动植物优良品种5特点：特点：只能利用已有的基因重组，不能创造只能利用已有的基因重组，不能创造 ；育种过程；育种过程。基因重组基因重组新基因新基因缓慢缓慢第6章 从杂交育种到基因工程疑点扫描疑点扫描1.杂种

3、优势主要是利用杂种杂种优势主要是利用杂种F1的优良性状，并不要求的优良性状，并不要求遗传上的稳定。只能利用一次，后代出现性状分离，需年年购买种子，遗传上的稳定。只能利用一次，后代出现性状分离，需年年购买种子，如玉米。如玉米。二、诱变育种二、诱变育种1概念：概念：利用物理或化学因素处理生物，使生物发生利用物理或化学因素处理生物，使生物发生 。2原理：原理：3方法：方法：物理诱变、化学诱变物理诱变、化学诱变4特点：特点：提高突变率，缩短提高突变率，缩短；盲目性大。；盲目性大。疑点扫描疑点扫描2.诱变育种与杂交育种的最大的区别是诱变育种能创诱变育种与杂交育种的最大的区别是诱变育种能创造出新基因。造出

4、新基因。基因突变基因突变基因突变基因突变育种进程育种进程第6章 从杂交育种到基因工程三、基因工程及其应用三、基因工程及其应用1概念：概念：又叫又叫技术或技术或 技术。按照人们的技术。按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以，然后放到另，然后放到另一种生物的细胞里，一种生物的细胞里， 地改造生物的遗传性状。地改造生物的遗传性状。2原理：原理：不同生物间的不同生物间的。4步骤：步骤：提取提取 基因基因目的基因与目的基因与结合结合将目的将目的基因导入基因导入细胞细胞目的基因的目的基因的基因拼接基因拼接DNA重组重组修饰改造修饰改造定向定向基因重组基因

5、重组目的目的运载体运载体受体受体表达与检测表达与检测第6章 从杂交育种到基因工程第6章 从杂交育种到基因工程一、几种育种方法的比较一、几种育种方法的比较第6章 从杂交育种到基因工程名称名称原理原理方法方法优点优点缺点缺点应用应用诱变诱变育种育种基因基因突变突变物理：紫外物理：紫外线、线、射线、微射线、微重力、激光等重力、激光等处理、再筛选处理、再筛选化学：秋水化学：秋水仙素、硫酸二仙素、硫酸二乙酯处理，再乙酯处理，再筛选筛选提高变异频提高变异频率，加快育率，加快育种进程，大种进程，大幅度改良某幅度改良某些性状些性状有利变异有利变异少，工作少，工作量大，需量大，需要大量的要大量的供试材料供试材料

6、高产青霉高产青霉菌、菌、“黑黑农五号农五号”大豆品种大豆品种等的培育等的培育单倍单倍体育种体育种染色染色体变体变异异先将花药离先将花药离体培养，培养体培养，培养出单倍体植株出单倍体植株将单倍体幼将单倍体幼苗经一定浓度苗经一定浓度的秋水仙素处的秋水仙素处理获得纯合子理获得纯合子明显缩短育明显缩短育种年限，加种年限，加快育种进程快育种进程技术复杂技术复杂用纯种高用纯种高秆抗病小秆抗病小麦与矮秆麦与矮秆不抗病小不抗病小麦快速培麦快速培育矮秆抗育矮秆抗病小麦病小麦第6章 从杂交育种到基因工程名称名称原理原理方法方法优点优点缺点缺点应用应用多倍多倍体育种体育种染色染色体变体变异异用一定浓度的用一定浓度的

7、秋水仙素处理秋水仙素处理萌发的种子或萌发的种子或幼苗幼苗植物茎秆粗植物茎秆粗壮，叶片果壮，叶片果实种子均大，实种子均大，营养物质含营养物质含量提高量提高技术复杂，技术复杂，发育延迟，发育延迟，结实率低，结实率低，一般只适一般只适用于植物用于植物三倍体无三倍体无子西瓜、子西瓜、八倍体小八倍体小黑麦、四黑麦、四倍体水稻倍体水稻转基转基因育种因育种基因基因重组重组提取目的基因提取目的基因装入运载体装入运载体导入受体细导入受体细胞胞目的基因目的基因的检测与表达的检测与表达筛选出符合筛选出符合要求的新品种要求的新品种目的性强；目的性强；育种周期短；育种周期短；克服了远缘克服了远缘杂交不亲和杂交不亲和的障

8、碍的障碍技术复杂，技术复杂，安全性问安全性问题多题多转基因转基因“向日葵向日葵豆豆”；转；转基因抗虫基因抗虫棉棉第6章 从杂交育种到基因工程思维拓展思维拓展(1)杂种优势不同于杂交育种，杂种优势是杂交子一代杂种优势不同于杂交育种，杂种优势是杂交子一代所表现的优良性状。所表现的优良性状。(2)在所有育种方法中，最简捷、最常规的育种方法在所有育种方法中，最简捷、最常规的育种方法杂交育种。杂交育种。 第6章 从杂交育种到基因工程1下列有关育种的说法正确的是下列有关育种的说法正确的是()A杂交育种所依据的主要遗传学原理是染色体变异杂交育种所依据的主要遗传学原理是染色体变异B利用单倍体育种可以培育出无子

9、西瓜利用单倍体育种可以培育出无子西瓜C诱变育种可以定向地把两个或多个品种的优良性状集中在一起，诱变育种可以定向地把两个或多个品种的优良性状集中在一起，获得新的品种获得新的品种D目前人工诱导多倍体最有效的方法是用秋水仙素处理萌发的种目前人工诱导多倍体最有效的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗子或幼苗第6章 从杂交育种到基因工程解析：解析：本题考查各种育种方法的原理。杂交育种的原理是基因本题考查各种育种方法的原理。杂交育种的原理是基因重组；无子西瓜的培育原理是染色体变异重组；无子西瓜的培育原理是染色体变异(多倍体育种多倍体育种)。诱变育种的原。诱变育种的原理是基因突变，其变异是不定向的。杂交育种

10、可以将两个或多个品种的理是基因突变，其变异是不定向的。杂交育种可以将两个或多个品种的优良性状集中在一起，获得新的品种。优良性状集中在一起，获得新的品种。答案：答案：D第6章 从杂交育种到基因工程2(2011徐州阶段测试徐州阶段测试)下图中，甲、乙表示水稻的两个品种，下图中，甲、乙表示水稻的两个品种，A、a和和B、b表示分别位于两对同源染色体上的两对等位基因，表示分别位于两对同源染色体上的两对等位基因，表示表示培育水稻新品种的过程，则下列说法错误的是培育水稻新品种的过程，则下列说法错误的是()A操作简便，但培育周期长操作简便，但培育周期长B和和的变异都发生于有丝分裂间期的变异都发生于有丝分裂间期

11、C过程常用的方法是花药离体培养过程常用的方法是花药离体培养D与与过程的育种原理不相同过程的育种原理不相同第6章 从杂交育种到基因工程解析：解析：本题考查杂交育种、诱变育种、多倍体育种、单倍体育本题考查杂交育种、诱变育种、多倍体育种、单倍体育种等的过程以及特点。种等的过程以及特点。过程是杂交育种，要获得过程是杂交育种，要获得AAbb品种，育品种，育种年限长，因为要连续自交纯化时间长。种年限长，因为要连续自交纯化时间长。过程发生了基因重组，发生过程发生了基因重组，发生在减数分裂过程中，在减数分裂过程中，过程发生了染色体变异，是由分裂期纺锤体形成过程发生了染色体变异，是由分裂期纺锤体形成受到抑制引起

12、的。受到抑制引起的。过程常用的方法是花药离体培养。根据图解可知过程常用的方法是花药离体培养。根据图解可知过程发生了基因突变，过程发生了基因突变，过程育种原理是基因重组，因为导入了外源基过程育种原理是基因重组，因为导入了外源基因因C。答案：答案：B第6章 从杂交育种到基因工程二、基因工程二、基因工程1基因工程的原理基因工程的原理(1)不同生物的不同生物的DNA分子具有相同结构。分子具有相同结构。(2)基因是控制生物性状的基本结构单位和功能单位。基因是控制生物性状的基本结构单位和功能单位。(3)各种生物共用一套遗传密码。各种生物共用一套遗传密码。2基因工程操作的工具基因工程操作的工具(1)限制性核

13、酸内切酶限制性核酸内切酶基因的基因的“剪刀剪刀”存在场所：主要是存在于微生物细胞中。存在场所：主要是存在于微生物细胞中。特性：一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列，特性：一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且能够在特定的切点上切割并且能够在特定的切点上切割DNA分子。分子。作用结果：得到平末端或黏性末端。作用结果：得到平末端或黏性末端。第6章 从杂交育种到基因工程(2)DNA连接酶连接酶基因的基因的“针线针线”作用：连接限制性核酸内切酶切开的断口。作用：连接限制性核酸内切酶切开的断口。常用的种类及来源：常用的种类及来源：(3)运载体运载体基因的运输工具基因的运输工具

14、作为运载体必须具备的条件：作为运载体必须具备的条件：能够在宿主细胞内复制并稳定地保存；能够在宿主细胞内复制并稳定地保存；含有多个限制酶切点，以便和外源基因相连；含有多个限制酶切点，以便和外源基因相连；含有标记基因，以便于筛选。含有标记基因，以便于筛选。分类分类不同点不同点Ecoli DNA连接酶连接酶T4DNA连接酶连接酶来源来源大肠杆菌大肠杆菌T4噬菌体噬菌体作用作用只连接黏性末端只连接黏性末端连接黏性末端、平末端连接黏性末端、平末端第6章 从杂交育种到基因工程思维拓展思维拓展(1)基因工程的三种工具中，限制性核酸内切酶、基因工程的三种工具中，限制性核酸内切酶、DNA连接酶是基因操作过程中的

15、酶工具，化学本质是蛋白质。但它们的功能连接酶是基因操作过程中的酶工具，化学本质是蛋白质。但它们的功能不同，前者切割磷酸二酯键，后者连接磷酸二酯键，而运载体可能是质不同，前者切割磷酸二酯键，后者连接磷酸二酯键，而运载体可能是质粒或病毒。粒或病毒。(2)限制性核酸内切酶、限制性核酸内切酶、DNA连接酶都是一类酶，不是一种酶。连接酶都是一类酶，不是一种酶。 第6章 从杂交育种到基因工程3(2011怀化模拟怀化模拟)质粒是基因工程中最常用的运载体，它存在于质粒是基因工程中最常用的运载体，它存在于许多细菌体内。质粒上有标记基因如右图所示，通过标记基因可以推知许多细菌体内。质粒上有标记基因如右图所示，通过

16、标记基因可以推知外源基因外源基因(目的基因目的基因)是否转移成功。外源基因插入的位置不同，细菌在是否转移成功。外源基因插入的位置不同，细菌在培养基上的生长情况也不同，下表是外源基因的插入位置培养基上的生长情况也不同，下表是外源基因的插入位置(插入点有插入点有a、b、c)，请根据表中提供细菌的生长情况，推测，请根据表中提供细菌的生长情况，推测三种重组后细菌的外三种重组后细菌的外源基因插入点，正确的一组是源基因插入点，正确的一组是()第6章 从杂交育种到基因工程A.是是c；是是b；是是aB是是a和和b；是是a；是是bC是是a和和b；是是b；是是a D是是c；是是a；是是b答案：答案：A 细菌在含青

17、霉素培养基上的细菌在含青霉素培养基上的生长情况生长情况细菌在含四环素培养基上的细菌在含四环素培养基上的生长情况生长情况能生长能生长能生长能生长能生长能生长不能生长不能生长不能生长不能生长能生长能生长第6章 从杂交育种到基因工程第6章 从杂交育种到基因工程(2009天津卷天津卷)为获得纯合高蔓抗病番茄植株，采用了下图所示为获得纯合高蔓抗病番茄植株，采用了下图所示的方法：的方法：图中两对相对性状独立遗传。据图分析，不正确的是图中两对相对性状独立遗传。据图分析，不正确的是()A过程过程的自交代数越多，纯合高蔓抗病植株的比例越高的自交代数越多，纯合高蔓抗病植株的比例越高B过程过程可以任取一植株的适宜花

18、药作培养材料可以任取一植株的适宜花药作培养材料C过程过程包括脱分化和再分化两个过程包括脱分化和再分化两个过程D图中筛选过程不改变抗病基因频率图中筛选过程不改变抗病基因频率第6章 从杂交育种到基因工程自主解答自主解答_D_第6章 从杂交育种到基因工程(1)根据不同育种需求选择不同的育种方法根据不同育种需求选择不同的育种方法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。交育种，亦可利用单倍体育种。要求快速育种，则运用单倍体育种。要求快速育种，则运用单倍体育种。要求大幅度改良某一品种，使之出现前所未有的性状，可

19、利用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。诱变育种和杂交育种相结合的方法。要求提高品种产量，提高营养物质含量，可运用多倍体育种。要求提高品种产量，提高营养物质含量，可运用多倍体育种。(2)杂交育种选育的时间是从杂交育种选育的时间是从F2代开始，原因是从代开始，原因是从F2开始发生性状开始发生性状分离；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。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。第6章 从杂交育种到基因工程1(2011威海质检威海质检)下图为利用纯合高秆下图为利用纯合高秆(D)抗病抗病(E)小麦和纯合矮小麦和纯合矮秆

20、秆(d)易染病易染病(e)小麦快速培育纯合优良小麦品种矮秆抗病小麦小麦快速培育纯合优良小麦品种矮秆抗病小麦(ddEE)的示的示意图，下列有关此图的叙述错误的是意图，下列有关此图的叙述错误的是()A图中进行图中进行过程的主要目的是让控制不同优良性状的基因组合过程的主要目的是让控制不同优良性状的基因组合到一起到一起第6章 从杂交育种到基因工程B过程中发生了非同源染色体的自由组合过程中发生了非同源染色体的自由组合C实施实施过程依据的主要生物学原理是细胞增殖过程依据的主要生物学原理是细胞增殖D过程的实施中通常用一定浓度的秋水仙素过程的实施中通常用一定浓度的秋水仙素解析：解析：本题考查杂交育种与单倍体育

21、种的过程、原理以及秋水本题考查杂交育种与单倍体育种的过程、原理以及秋水仙素的作用。单倍体育种常常要先进行杂交育种，主要目的是让控制不仙素的作用。单倍体育种常常要先进行杂交育种，主要目的是让控制不同优良性状的基因组合到一起，便于以后的花药离体培养获得新的优良同优良性状的基因组合到一起，便于以后的花药离体培养获得新的优良性状。性状。过程是减数分裂产生配子的过程，在减数第一次分裂后期发生过程是减数分裂产生配子的过程，在减数第一次分裂后期发生了非同源染色体的自由组合。单倍体育种一般用一定浓度的秋水仙素处了非同源染色体的自由组合。单倍体育种一般用一定浓度的秋水仙素处理单倍体幼苗使其染色体加倍。理单倍体幼

22、苗使其染色体加倍。过程是配子细胞增殖分化发育成单倍过程是配子细胞增殖分化发育成单倍体的过程，其原理是细胞的全能性。体的过程，其原理是细胞的全能性。答案：答案：C第6章 从杂交育种到基因工程(2010浙江卷浙江卷)在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作错误的是程中，下列操作错误的是()A用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸B用用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体C将重组将重组DNA分子导入原生质体分子导入原生质体D用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞

23、用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞第6章 从杂交育种到基因工程解题思路解题思路答案：答案：A选项选项 正误正误判断理由判断理由A烟草花叶病毒与此题没有关系烟草花叶病毒与此题没有关系B用限制性核酸内切酶切割含目的基因的用限制性核酸内切酶切割含目的基因的DNA分子分子(除草剂除草剂基因基因)和运载体和运载体(质粒质粒)C重组重组DNA分子导入受体细胞分子导入受体细胞D用相应的试剂和病原体筛选转基因细胞；用植物组织培用相应的试剂和病原体筛选转基因细胞；用植物组织培养技术培养抗除草剂的转基因烟草养技术培养抗除草剂的转基因烟草第6章 从杂交育种到基因工程2上海医学研究所成功培育出第一头携带人白蛋白基因

24、的转基因上海医学研究所成功培育出第一头携带人白蛋白基因的转基因牛。他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动牛。他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高了物乳汁中的药物蛋白含量提高了30多倍。以下与此有关的叙述中，正确多倍。以下与此有关的叙述中，正确的是的是()A“转基因动物转基因动物”是指体细胞中出现了新基因的动物是指体细胞中出现了新基因的动物B“提高基因表达水平提高基因表达水平”是指设法使牛的乳腺细胞中含有更多的是指设法使牛的乳腺细胞中含有更多的人白蛋白基因人白蛋白基因C只在转基因牛乳汁中才能获取人白蛋白，是因为人白蛋白基因只在转

25、基因牛乳汁中才能获取人白蛋白，是因为人白蛋白基因只在牛乳腺细胞中是纯合的只在牛乳腺细胞中是纯合的第6章 从杂交育种到基因工程D转基因牛的肌肉细胞中也有人白蛋白基因，但不发生转录、翻转基因牛的肌肉细胞中也有人白蛋白基因，但不发生转录、翻译，故不合成人白蛋白译，故不合成人白蛋白答案：答案：D 第6章 从杂交育种到基因工程第6章 从杂交育种到基因工程1(2011合肥模拟合肥模拟)诱变育种有很多突出优点，也存在一些缺点，诱变育种有很多突出优点，也存在一些缺点，下列分析正确的是下列分析正确的是()结实率低，发育迟缓结实率低，发育迟缓提高变异频率，使后代变异性状较快提高变异频率，使后代变异性状较快稳定，因

26、而加快育种进程稳定，因而加快育种进程大幅度改良某些性状大幅度改良某些性状茎秆粗壮，果实茎秆粗壮，果实种子大，营养物质含量高种子大，营养物质含量高有利个体不多，需要大量的材料有利个体不多，需要大量的材料ABC D解析：解析：结实率低、发育迟缓、茎秆粗壮、果实种子大、营养物结实率低、发育迟缓、茎秆粗壮、果实种子大、营养物质含量高是多倍体育种的特点。质含量高是多倍体育种的特点。答案：答案：B第6章 从杂交育种到基因工程2与杂交育种、单倍体育种、多倍体育种和基因工程育种相比，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尽管人工诱变育

27、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，后代性状稳定快能够明显缩短育种年限，后代性状稳定快答案：答案：C第6章 从杂交育种到基因工程3(2011金华模拟金华模拟)下列关于基因工程技术的叙述中，错误的是下列关于基因工程技术的叙述中，错误的是()A实现了物种间的实现了物种间的DNA重组重组B全过程都在细胞外进行全过程都在细胞外进行C可定向地改造生物的遗传性状

28、可定向地改造生物的遗传性状D可能通过对天然基因库的影响对生物圈的稳态带来不利可能通过对天然基因库的影响对生物圈的稳态带来不利答案：答案：B第6章 从杂交育种到基因工程答案：答案：B 第6章 从杂交育种到基因工程答案：答案：B 第6章 从杂交育种到基因工程6(2010安徽卷安徽卷)如下图所示，科研小组用如下图所示，科研小组用60Co照射棉花种子。诱照射棉花种子。诱变当代获得棕色变当代获得棕色(纤维颜色纤维颜色)新性状，诱变新性状，诱变代获得低酚代获得低酚(棉酚含量棉酚含量)新性状。新性状。已知棉花的纤维颜色由一对基因已知棉花的纤维颜色由一对基因(A、a)控制，棉酚含量由另一对基因控制，棉酚含量由

29、另一对基因(B、b)控制，两对基因独立遗传。控制，两对基因独立遗传。第6章 从杂交育种到基因工程(1)两个新性状中，棕色是两个新性状中，棕色是_性状，低酚是性状，低酚是_性状。性状。(2)诱变当代中，棕色、高酚的棉花植株基因型是诱变当代中，棕色、高酚的棉花植株基因型是_，白色、，白色、高酚的棉花植株基因型是高酚的棉花植株基因型是_。(3)棕色棉抗虫能力强，低酚棉产量高。为获得抗虫高产棉花新品棕色棉抗虫能力强，低酚棉产量高。为获得抗虫高产棉花新品种，研究人员将诱变种，研究人员将诱变代中棕色、高酚植株自交。每株自交后代种植在代中棕色、高酚植株自交。每株自交后代种植在一个单独的区域，从一个单独的区域，从_的区域中得到纯合棕色、高酚的区域中得到纯合棕色、高酚植株。请你利用该纯合体作为一个亲本，再从诱变植株。请你利用该纯合体作为一个亲本，再从诱变代中选择另一个亲代中选择另一个亲本，设计一方案，尽快选育出抗虫高产本，设计一方案，尽快选育出抗虫高产(棕色、低酚棕色、低酚)的纯合棉花新品种的纯合棉花新品种(用遗传图解和必要的文字表示用遗传图解和必要的文字表示)。第6章 从杂交育种到基因工程答案：答案：(1)显性隐性显性隐性(2)AaBBaaBb(3)不发生性状分离不发生性状分离(或全为棕色棉，或没有出现白色棉或全为棕色棉，或没有出现白色棉)第6章 从杂交育种到基因工程练规范、练技能、练速度