《2013届新课标高中总复习(第1轮)生物(湖南专版)必修2 第12讲 从杂交育种到基因工程》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2013届新课标高中总复习(第1轮)生物(湖南专版)必修2 第12讲 从杂交育种到基因工程（46页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第12讲 从杂交育种到基因工程,（给定条件类实验）,一、几种育种方法的比较,续表,续表,【例1】能够使植物表达动物蛋白的育种方法是( )A单倍体育种 B杂交育种C基因工程育种 D多倍体育种,C,【解析】基因工程不仅能定向地改变生物的遗传性状，而且没有种间障碍，因此能够使植物表达动物蛋白的育种方法只能是基因工程育种。,【例2】两个亲本的基因型分别为AAbb和aaBB，这两对基因按自由组合定律遗传。要培育出基因型为aabb的新品种，最简捷的方法是( ) A人工诱变育种 B细胞工程育种 C单倍体育种 D杂交育种,D,【解析】杂交育种能将两亲本的两个不同优良性状集中于同一生物体上，并且是最简捷、常规的
2、育种方法。,二、基因工程的操作工具及基本步骤,(一)操作工具1基因的“剪刀”限制性核酸内切酶(简称限制酶)(1)分布：主要在微生物体内。(2)特性：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子。(3)实例： EcoR限制 酶能专一识 别GAATTC序 列，并在G和A之间将这段序列切开。,(4)切割结果：产生两个带有黏性末端的DNA片段。(5)作用：基因工程中重要的切割工具。在微生物体内能将外来的DNA切断，对自己的DNA无损害。2基因的“针线”DNA连接酶(1)催化对象：两个具有相同黏性末端的DNA片段。(2)催化位置：脱氧核糖与磷酸之间的缺口。(3)催化结果：形成重
3、组DNA。,3常用的运载体质粒,(二)操作步骤,(三)对概念的理解,【例3】下列各项中，a、b、c、d代表的物质正确的是( )Aa：质粒RNA Bb：DNA连接酶Cc：限制性核酸内切酶 Dd：外源基因,D,【解析】 a代表质粒DNA，b代表限制性核酸内切酶，c代表DNA连接酶，d代表外源基因。,【例4】下列有关基因工程技术的叙述，正确的是( )A重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体B所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列C选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快D只要目的基因进入受体细胞就能实现表达,C,【解析】微生物如细菌常被用做受体细胞的原因是其具有繁殖周期短、代
4、谢快、操作简单的特点。,1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。 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，亦可利用杂交后再单倍体育种。 (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。 4杂交育种选育的时间是从F2开始，原因是从F2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。 5微生
5、物常被用做受体细胞的原因是其具有繁殖周期短、代谢快、操作简单的特点。 动物受体细胞一般选用受精卵，植物受体细胞可以是体细胞，但需与植物组织培养技术相结合。,一、理论归纳,1概述 给定条件类实验指在已知实验目的及一些附加条件(实验材料用具等)下，利用已有知识来写出实验原理、设计实验方案。 2注意事项 (1)读懂实验题目，弄清设计要求 一个结论的证实，可通过许多不同的实验来证明，但设计方案的选择要根据题目的具体要求来确定，所以在把握实验目的之后，要细心地去弄清题目的设计要求。,如：鉴定高秆小麦是纯种还是杂种。若题目要求用最简易的方法，则只能用自交。 鉴定栗色雄马是否为纯种。试题中若要求在一个配种季
6、节里完成，则需将该马与多匹白色雌马进行交配。,(2)合理地设计操作过程 基本的实验方法选定以后，就要制定具体的操作细节，这些操作细节的设计要合理规范、切实可行。,二、演练,石刁柏(嫩茎俗称芦笋)是一种名贵蔬菜，为XY型性别决定的雌雄异株植物。野生型石刁柏叶窄，产量低。,在某野生种群中，发现生长着少数几株阔叶石刁柏(突变型)，雌株、雄株均有，雄株的产量高于雌株。,(1)若已证实阔叶为基因突变所致，有两种可能：一是显性突变(由隐性突变为显性)、二是隐性突变(由显性突变为隐性)，请设计一个简单实验方案加以判定(要求写出杂交组合、杂交结果，得出结论)。,选用多株阔叶突变型石刁柏雌、雄相交。若杂交后代,
7、出现了野生型，则为显性突变所致；若杂交后代仅出现,突变型，则为隐性突变所致,(2)若已证实阔叶为显性突变所致，突变基因可能位于常染色体上，还可能位于X染色体上。请设计一个简单实验方案加以判定(要求写出杂交组合，杂交结果，得出结论)。,选用多对野生型雌性植株与突变型雄性植株作亲本杂,交。若杂交后代野生型全为雄株，突变型全为雌株，,则这对基因位于X染色体上；若杂交后代，野生型和突,变型雌、雄均有，则这对基因位于常染色体上。,【解析】由题中提供的信息可知，阔叶是由基因突变所致，因此窄叶与阔叶是一对相对性状，它们的遗传符合孟德尔的基因分离规律。若想知道阔叶性状是显性性状还是隐性性状，可利用杂交的方法。
8、而解决突变基因是位于常染色体上还是位于X染色体上的问题时，要利用伴性遗传的特点。,1.(2010江苏)育种专家在稻田中发现一株十分罕见的“一秆双穗”植株，经鉴定该变异性状是由基因突变引起的。下列叙述正确的是( ) A这种现象是由显性基因突变成隐性基因引起的 B该变异株自交可产生这种变异性状的纯合个体 C观察细胞有丝分裂中期染色体形态可判断基因突变发生的位置 D将该株水稻的花粉离体培养后即可获得稳定遗传的高产品系,B,【解析】本题以突变实例为载体考查基因突变的特点、鉴别及应用等。因不知该突变体的基因型，故不能判断其变异为隐性还是显性突变引起，A项错误。若一秆双穗为隐性突变，则该植株为隐性纯合子，
9、则自交后仍为一秆双穗；若为显性突变，则该个体为杂合子，其自交后代一秆双穗纯合子比例为1/4，B项正确。基因突变为分子水平变异，在显微镜下观察不到，C项错误。花药离体培养后形成的植株中无同源染色体，不可育，D项错误。,2.(2010安徽)如图所示，科研小组用60Co照射棉花种子。诱变当代获得棕色(纤维颜色)新性状，诱变代获得低酚(棉酚含量)新性状。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(B、b)控制，两对基因独立遗传。,(1)两个新性状中，棕色是 性状，低酚是 性状。 (2)诱变当代中，棕色、高酚的棉花植株基因型是 白色、高酚的棉花植株基因型是 。,显性,隐性,AaBB
10、，,aaBb,(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一个单独的区域，从 的区域中得到纯合棕色、高酚植株。,不发,生性状分离(或全为棕色棉，或没有出现白色棉),请你利用该纯合子作为一个亲本，再从诱变代中选择另一个亲本，设计一方案，尽快选育出抗虫高产(棕色、低酚)的纯合棉花新品种(用遗传图解和必要的文字表示)。(作图如下),【解析】本题考查有关遗传、变异、育种相关知识。亲代棕色、高酚自交后代是棕色、高酚，白色、高酚，因此棕色是显性；亲代白色、高酚自交后代是白色、低酚，白色、高酚，因此低酚是隐性。诱变当代中，棕色、高酚
11、的棉花植株的基因型是AaBB，白色、高酚的棉花植株基因型是aaBb，纯合体后代不发生性状分离，因此应从不发生性状分离(或全为棕色棉或没有出现白色棉)的区域中选择出纯合棕色、高酚植株。育种时间短应选择单倍体育种方案。,3.(2009广东)为了快速培育抗某种除草剂的水稻，育种工作者综合应用了多种育种方法，过程如下。请回答问题。(1)从对该种除草剂敏感的二倍水稻植株上取花药离体培养，诱导成_幼苗。(2)用射线照射上述幼苗，目的是_；然后用该除草剂喷洒其幼叶，结果大部分叶片变黄，仅有个别幼叶的小片组织保持绿色，表明这部分组织具有_。,单倍体,诱发基因突变,抗该除草剂的能力,(3)取该部分绿色组织再进行
12、组织培养，诱导植株再生后，用秋水仙素处理幼苗，使染色体_，获得纯合_，移栽到大田后，在苗期喷洒该除草剂鉴定其抗性。(4)对抗性的遗传基础做进一步研究，可以选用抗性植株与_杂交，如果 _，表明抗性是隐性性状。F1自交，若F2的性状分离比为15(敏感)1(抗性)，初步推测_。,加倍,二倍体,(纯合)敏感型植株,F1都是敏感型,该抗性植株中有两个基因发生了突变,【解析】本题考查了单倍体育种、诱变育种等知识，同时考查了多倍体育种的方法和遗传规律的应用。花药离体培养是单倍体育种的基本手段，射线激光有诱发突变的能力，而且体细胞突变必须经过无性繁殖才能保留该突变性状，所以需要经过组织培养，为了获得可育的植株
13、，需用秋水仙素使染色体加倍，获得的是纯合子，通过与敏感型植株杂交，子一代表现出来的性状是显性，子二代出现性状分离，分离比是151，不符合分离定律，可以用自由组合定律来解释，只有两对基因都隐性时才表现为抗性。所以初步推测该抗性植株中两个基因发生了突变。,4.(2011湖南省长沙市一中高三第七次月考)要将基因型为AaBB的生物，培育出以下基因型的生物：AaBb；AaBBC；AAaaBBBB；aB。应采用的育种方法依次是( ) 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
14、养、诱变育种、转基因技术,A,【解析】基因型为AaBB的生物要培育出AaBb的植物，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AaBBC的生物，由于本物种没有C基因，所以必须通过转基因技术；要获得AAaaBBBB的生物，可通过多倍体育种；要获得aB的生物，可利用花药离体培养获得。,5.(2011黑龙江省虎林高中密山一中高三第三次联考)育种的方法有杂交育种、单倍体育种、诱变育种、多倍体育种、基因工程育种等，下面对这五种育种的说法正确的是( ) A涉及的原理有：基因突变或基因重组或染色体变异等 B都不可能产生定向的可遗传变异 C都在分子水平上进行操作 D都可以通过产生新基因从而产生新性
15、状,A,【解析】基因工程育种可以说是定向的变异；杂交育种并不是在分子水平上操作的；诱变育种可以产生新基因，其他方式不能。,6.(原创)通过基因工程得到了具有某种目的基因的动物(二倍体)，但是检测发现该个体仅具有一个目的基因，因此不能稳定遗传。为了最快得到能稳定遗传的抗虫植株品系，可以采用的比较简便的方法是( )A单倍体育种 B多倍体育种C杂交育种 D基因工程,C,【解析】杂交育种符合要求，通过杂交可以得到具有目的基因的纯合子；单倍体和多倍体育种在动物中一般不会采用；而基因工程相对比较繁琐，技术难度也大。,7.(2010湖南省高三“十二校联考”第一次考试)现有两个小麦品种，一个纯种小麦性状是高秆
16、(D)，抗锈病(T)；另一个纯种小麦的性状是矮秆(d)，易染锈病(t)。两对基因独立遗传。育种专家提出了如下图所示的、两种育种方法以获得小麦新品种。问：,(1)要缩短育种年限，应选择的方法是 ，依据的变异原理是 ；另一种方法的育种原理是 。 (2)图中和基因组成分别为 和 。 (3)(二)过程中，D和d的分离发生在 ；(三)过程采用的方法称为 ；(四)过程最常用的化学药剂是 。 (4)(五)过程产生的抗倒伏抗锈病植株中的纯合子占 ；如果让F1按(五)、(六)过程连续自交2代，则中符合生产要求的个体中，能稳定遗传的个体占 。 (5)如将方法中获得的、植株杂交，再让所得到的后代自交，则后代的基因型比例为 。,
