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1、第24讲从杂交育种到基因工程1.生物变异在育种上的应用()2.转基因食品的安全()学生用书P168)一、杂交育种和诱变育种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，再经过选择和培育，获得新品种的方法。(2)原理：基因重组。(3)过程：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1F1自交获得F2鉴别、选择需要的类型。(4)优点：可以把多个品种的优良性状集中在一起。(5)缺点：获得新品种的周期长。(6)应用：根据需要培育理想类型。2诱变育种(1)概念：利用物理因素或化学因素来处理生物，使生物发生基因突变，从而获得优良变异类型的育种方法。(2)原理：基因突变。(3)过程：选择生
2、物诱发基因突变选择理想类型培育。(4)优点(5)缺点：诱发产生的突变，有利的个体往往不多，需处理大量材料。(6)应用：培育具有新性状的品种。诱变育种与杂交育种相比，最大的区别是什么？提示：二者最大的区别在于诱变育种能创造出新基因。二、基因工程1概念：基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术。通俗地说，就是按照人们的意愿，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，定向地改造生物的遗传性状。2原理：不同生物间的基因重组。3.4操作步骤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5应用(1)作物育种：利用基因工程的方法，获得高产、稳产和具有
3、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)药物研制：利用基因工程的方法，培育转基因生物，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。解惑)（1）DNA连接酶和DNA聚合酶都可形成磷酸二酯键。（2）操作工具有三种，但工具酶只有两种限制酶和DNA连接酶，另一种工具运载体的化学本质为DNA。1(必修2 P101基础题T3改编)利用60Co可进行诱变育种，有关说法错误的是()A利用60Co放出的射线照射种子时一般不选用干种子B若处理后的种子萌发后不具备新性状，即可抛弃C处理后只有少部分种子将发生基因突变D产生的新性状大多对生产不利答案：B2思
4、维诊断(1)判断下列有关生物育种的叙述在诱变育种和杂交育种过程中均可产生新的基因和新的基因型。()太空育种能按人的意愿定向产生所需优良性状。()培育无子西瓜是利用基因重组的原理。()若用AAbb和aaBB的植株培育出AABB的植株至少需用3年的时间。()花药离体培养可获得抗锈病高产小麦新品种。()(2)判断下列有关基因工程的叙述在所有的基因工程步骤中都涉及碱基互补配对。()没有限制酶就无法使用质粒运载体。()我国已经对转基因食品和转基因农产品强制实施了产品标识制度。()重组质粒中每个限制酶识别位点至少插入一个目的基因。()自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合到细菌DNA上属于基因
5、工程。()考点一以变异为基础，考查生物育种学生用书P1691五种育种方法的比较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变异染色体变异基因重组常用方式(1)选育纯种：杂交自交选优自交；(2)选育杂种：杂交杂交种辐射诱变、激光诱变、空间诱变花药离体培养，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，培育新品种育种程序甲品种乙品种F1F2人工选育性状稳定遗传的新品种生物新品种优点(1)使位于不同个体的优良性状集中到一个个体上；(2)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(1)明显缩短育种年限
6、；(2)所得品种为纯合子器官巨大，提高产量和营养成分打破物种界限，定向改变生物的性状缺点(1)育种时间长；(2)不能克服远缘杂交不亲和的障碍有利变异少，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(1)只适用于植物；(2)发育延迟，结实率低有可能引发生态危机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2.育种方式的选择(1)根据育种目的和提供的材料选择合适的育种方法集中不同亲本的优良性状：a.一般情况下，选择杂交育种，这也是最简捷的方法；b.需要
7、缩短育种年限(快速育种)时，选择单倍体育种。培育果实较大或植株较大或营养物质含量较高的新物种多倍体育种。提高变异频率，“改良”“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。若要培育隐性性状个体，可选择自交或杂交育种，只要出现该性状即可。实现定向改变现有性状基因工程育种。若培育的植物的生殖方式为营养繁殖(如马铃薯)，则不需要培育成纯种，只要出现该性状即可。(2)根据育种流程图来辨别育种方式杂交育种：涉及亲本的杂交和子代的自交。诱变育种：涉及诱变因素，产生的子代中会出现新的基因，但基因的总数不变。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数目加倍，形成纯合子。多倍
8、体育种：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。基因工程育种：与原有生物相比，出现了新的基因。 (2016山东实验中学期中)普通小麦中有高秆抗病(TTRR)和矮秆易感病(ttrr)两个品种，控制两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。实验小组利用不同的方法进行了如下三组实验：请分析回答：(1)A组由F1获得F2的方法是_，F2矮秆抗病植株中不能稳定遗传的占_。(2)、三类矮秆抗病植株中，最可能产生不育配子的是_类。(3)A、B、C三组方法中，最不容易获得矮秆抗病小麦品种的是_组，原因是_。(4)通过矮秆抗病获得矮秆抗病小麦新品种的方法是_。获得的矮秆抗病植株中能稳定遗传的占_。解析本题侧重于对诱变育种
9、、杂交育种和单倍体育种的比较。(1)杂交育种是具有两对相对性状的纯合子杂交得F1，F1再自交得F2，在F2中出现所需的类型，若是显性性状还需连续自交直至不发生性状分离为止。F2中矮秆抗病有1ttRR、2ttRr，其中不能稳定遗传的(ttRr)占2/3。(2)花药离体培养得到的是单倍体植株，不能进行正常的减数分裂，所以不能产生正常的配子。(3)基因突变的频率较低，而且是不定向的。(4)单倍体育种是先通过花药离体培养获得单倍体，再用秋水仙素(或低温)处理单倍体幼苗，诱导染色体数目加倍，得到的个体一定是纯合子。答案(1)自交2/3(2)(3)C基因突变的频率极低且不定向(4)秋水仙素(或低温)诱导染
10、色体数目加倍100%1.欲利用TTrr和ttRR的亲代个体选育出双隐性状的优良植株个体如何培育？大约需几年？_2.下列哪些过程属于单倍体育种？需经几年完成？每一年完成哪些过程？_提示：1.两亲本个体杂交，只要在F2中出现该性状即可。3年。2。2年。第一年完成过程，第二年完成过程。模型法分析育种过程1育种程序图的识别(1)首先要识别图解中各字母表示的处理方法：A杂交，D自交，B花药离体培养，C秋水仙素处理，E诱变处理，F秋水仙素处理，G转基因技术，H脱分化，I再分化，J包裹人工种皮。这是识别各种育种方法的主要依据。(2)根据以上分析可以判断：“亲本新品种”为杂交育种，“亲本新品种”为单倍体育种，
11、“种子或幼苗新品种”为诱变育种，“种子或幼苗新品种”为多倍体育种，“植物细胞新细胞愈伤组织胚状体人工种子新品种”为基因工程育种。2基于个体基因型的育种图解识别根据基因型的变化可以判断：“aabbAABBAaBbAAbb”为杂交育种，“aabbAABBAaBbAbAAbb”为单倍体育种，“AABBAaBB”为诱变育种，“aabbAABBAaBbAAaaBBbb”为多倍体育种。植物育种1(2016广东中山二模)如图为利用玉米(基因型为BbTt)进行实验的流程示意图。下列分析正确的是()AT与B、b的自由组合发生在过程B植株B为纯合子的概率为1/4C过程为单倍体育种D过程可发生基因突变、染色体变异解
12、析：选D。选项A，自由组合发生在减数分裂过程中，即非同源染色体上的非等位基因自由组合，而据植株D只有3种基因型可判断，这两对等位基因位于同一对同源染色体上，不可能发生T与B、b的自由组合，A错误；选项B，植株B是通过单倍体育种获得的，都是纯合子，因此概率为1，B错误；选项C，过程获得的是单倍体幼苗，而单倍体育种过程还包括利用秋水仙素处理获得植株B的过程，C错误；选项D，将幼苗培育成植株C的过程中只存在有丝分裂，可能发生基因突变，还可能发生染色体数目或者结构的改变，即染色体变异，D正确。2(2016安徽宿州一模)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
13、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：选A。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，最不容易达到目的，D正确。误区1误认为杂交育种一定需要连续自交点拨若选育显性优良纯种，需要连续自交筛选；若选育隐性优良纯种，则只要出现该性状个体即可。误区2混淆“最简便”与“最快速”点拨“最简便”应为“易操作”，“最快速”则未必简便，如用单倍体育种获得有显性性状的纯合子，可明显缩短育种年限，但其技术含量却较高。 误区3误认为花药离体培养就是单倍体育种点拨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。 微生物育种3(2014高考江苏卷)下图是高产糖化酶菌株的育种过程，有关叙述错误的是 ()出发菌株选出50株选出5株多轮重复筛选A通过上图筛选过程获得的高产菌株未必能作为生产菌株BX 射线处理既可以引起基因突变也可能导致染色体变异C上图筛选高产菌株的过程是定向选择过程D每轮诱变相关基因的突变率都会明显提高解析：选D。A项，图示育种过程为诱变育种，因未进行酶活性检测等，故该过程获得的高产菌株不一定符合生产要
