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1、第第23讲讲 从杂交育种到基因工程从杂交育种到基因工程u考纲要求 (1)生物变异在育种上的应用() (2)转基因食品的安全性()教材导学教材导学 一、杂交育种 1.概念 将两个或多个品种的_通过交配集中在一起，再经过_，获得新品种的方法。 2.原理 _。 3.过程 选择具有不同优良性状的亲本通过_获得F1，F1连续_或杂交，从中筛选获得需要的类型。二、诱变育种1.概念利用物理因素或化学因素处理生物，使生物发生_，从而获得优良变异类型的育种方法。2.原理_。3.特点可以_，在较短时间内获得更多的优良变异类型。三、基因工程1.概念又叫基因拼接技术或_，是按照人们的意愿，把一种生物的_提取出来，加以
2、修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，_地改造生物的遗传性状。2.基本工具(1)基因的剪刀：_。(2)基因的针线：_。(3)基因的运载体：常用的有_、噬菌体和_等。3.操作步骤(1)提取_。(2)目的基因与_结合。(3)将目的基因导入_。(4)目的基因的_。4.应用基因工程主要在_、药物研制和_等方面取得了重大成就。自我校对一、1.优良性状 选择和培育 2.基因重组 3.杂交 自交二、1.基因突变 2.基因突变 3.提高突变率三、1.DNA重组技术 某种基因 定向 2.(1)限制性核酸内切酶(2)DNA连接酶 (3)质粒 动植物病毒 3.(1)目的基因 (2)运载体 (3)受体细胞 (4)检测
3、和鉴定 4.作物育种 环境保护u基础自测 1.判断下列有关育种的叙述的正误。 (1)花药离体培养可获得抗锈病高产小麦新品种。 ( ) (2)采用诱变育种可改良缺乏某种抗病性的水稻品种。( ) (3)诱变育种和杂交育种均可形成新的基因。 ( ) (4)杂交育种第一步杂交的目的是将两个亲本的优良基因集中到一个个体上。 ( )(5)太空育种能按人的意愿定向产生所需优良性状。( )(6)三倍体植物不能由受精卵发育而来。( )(7)杂交育种一定需要较长时间。( )(8)袁隆平培育的高产、抗逆性强的杂交水稻是基因突变的结果。( ) 【答案】 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8)2
4、.判断下列有关基因工程的叙述的正误。(1)限制酶只能用于切割目的基因。 ( )(2)DNA连接酶能将两碱基间通过形成氢键连接起来。( )(3)载体的作用是携带目的基因导入受体细胞中，使之稳定存在并表达。 ( )(4)基因工程的操作工具酶有限制酶、DNA连接酶及运载体。 ( )(5)所有的基因工程步骤中均涉及碱基互补配对。( )(6)DNA连接酶和限制酶的作用部位均是磷酸二酯键。( ) 【答案】 (1) (2) (3) (4) (5) (6)考点突破考点突破考点一考点一 几种常见育种方式的比较几种常见育种方式的比较转基因(DNA重组)技术，将目的基因导入生物体内，培育新品种秋水仙素处理萌发的种子
5、或幼苗花药离体培养，然后再使染色体数目加倍辐射诱变、激光诱变、空间诱变选育纯种：杂交自交选优自交选育杂种：杂交杂交种常用方法基因重组染色体变异染色体变异基因突变基因重组原理基因工程育种多倍体育种单倍体育种诱变育种杂交育种方式育种程序优点使位于不同个体的优良性状集中到一个个体上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明显缩短育种年限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育种时间长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只适用于植物，发育延迟，结实率低有可能引发生态危机应用用
6、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【例1】 下图甲、乙表示水稻两个品种，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，则下列说法错误的是( )A.过程简便，但培育周期长B.和的变异都发生于有丝分裂间期C.过程常用的方法是花药离体培养D.过程与过程的育种原理相同【解析】 过程属于杂交育种，杂交育种原理是基因重组，发生在减数分裂的过程中，该种育种方法操作简便，但培育周期长。过程是单倍体育种，过程是多倍体育种，它们的原理相同
7、都是染色体变异。【答案】 B 【例2】 下面为5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_、_处理。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_。【答案】 (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
8、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易发生基因突变(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) 植物组织培养精要点拨 (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)杂交育种不一定都需要连续自交，若选育显性优良纯种，则需要连续自交，直至性状不再发生分离；若选育隐性优良纯种，则只要出现该性状即可。一般情况下杂交育种育种年限较长，单倍体育
9、种则可在杂交育种的基础上进行改良，即对杂交所得的F1进行单倍体育种，大大缩短育种年限。(3)单倍体育种不是获得单倍体，而是以单倍体为跳板快速培育并选择纯合子。(4)单倍体育种和多倍体育种都用到秋水仙素，但前者是作用于单倍体幼苗，后者则作用于萌发的种子或幼苗。考点二考点二 基因工程基因工程 【例3】 (2010江苏)下列关于转基因植物的叙述，正确的是( ) A.转入到油菜的抗除草剂基因，可能通过花粉传入环境中 B.转抗虫基因的植物，不会导致昆虫群体抗性基因频率增加 C.动物的生长激素基因转入植物后不能表达 D.如转基因植物的外源基因来源于自然界，则不存在安全性问题【解析】 抗除草剂基因导入到油菜
10、的染色体后则可以通过花粉传入环境中；转抗虫基因的植物可杀死无抗性昆虫，对昆虫的抗性具有选择作用，所以会导致昆虫群体抗性基因频率增加；转基因技术打破了生殖隔离，动物的生长激素基因转入植物后可以表达；来源于自然界的目的基因导入植物体后，可能破坏原有的基因结构，具有不确定性，外源基因也可能通过花粉传播，使其他植物成为“超级植物”等，所以转基因技术存在着安全性问题。【答案】 A课堂练习课堂练习1.教材原话填空。(1)诱变育种时突变的个体中有害个体_有利个体。(2)诱变育种能产生前所未有的_，创造变异新类型。(3)杂交育种能将多个_集中到同一生物个体上。(4)诱变育种是利用_因素(如X射线、射线、紫外线
11、、激光等)或_因素(如亚硝酸、硫酸二乙酯等)来处理生物，使生物发生基因突变，获得新品种的方法。(5)杂合子品种的种子只能种_，需要年年制种。(6)一种限制酶只能识别一种特定的_并在特定的切点上切割DNA分子。(7)DNA连接酶的作用是在DNA片段之间的_与_之间形成_键。(8)基因工程育种_定向改造生物性状。答案 (1)多于(2)新基因(3)优良性状(4)物理 化学(5)一年(6)核苷酸序列(7)磷酸 脱氧核糖 磷酸二酯(8)能2.下列关于育种的说法中正确的是( )A.基因突变可发生在任何生物DNA复制过程中，此现象可用于诱变育种B.诱变育种和杂交育种均可产生新的基因和新的基因型C.三倍体植物
12、不能由受精卵发育而来，可通过植物组织培养方法获得D.普通小麦花粉中有三个染色体组，由其发育来的个体是三倍体解析 任何生物DNA复制时出现基因中的碱基对的增添、缺失或替换，都属于基因突变；杂交育种不能产生新的基因；三倍体植物可以由四倍体与二倍体植株杂交形成的受精卵发育而来，也可通过植物组织培养方法获得；由花粉发育来的植株是单倍体。答案 A3.已知西瓜的染色体数目2n=22，根据下图所示的西瓜育种流程，判断有关叙述错误的是( )A.图中试剂分别是秋水仙素和生长素(或生长素类似物)B.培育无子西瓜A的育种方法所依据的原理是基因重组C.过程中形成单倍体植株所采用的方法是花药离体培养D.选用品种乙的花粉
13、刺激三倍体植株的目的是促使子房产生生长素解析 培育无子西瓜A的育种方法所依据的原理是染色体变异答案 B4.下图是利用玉米(2N=20)的幼苗芽尖细胞(基因型BbTt)进行实验的流程示意图。下列分析不正确的是( )A.基因重组发生在图中过程，过程中能够在显微镜下看到染色单体的时期是前期和中期B.秋水仙素用于培育多倍体的原理是其能够抑制纺锤体的形成C.植株A为二倍体，其体细胞内最多有4个染色体组；植株C属于单倍体，其发育起点为配子D.利用幼苗2进行育种的最大优点是明显缩短育种年限，植株B纯合的概率为25%解析 图中为花药的形成，减数分裂过程会发生基因重组；过程为有丝分裂，染色体在间期复制，结果1条
14、染色体含2条染色单体，染色单体在后期分离，后期无染色单体，故A项正确。秋水仙素用于培育多倍体的原理是其能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，引起染色体数目加倍，故B项正确。植株A为二倍体，其体细胞进行有丝分裂，后期染色体组加倍，最多有4个染色体组；植株C由配子直接发育而来，为单倍体，故C项正确。利用幼苗2进行多倍体育种的最大优点是明显缩短育种年限，得到的个体全部为纯合子，故D项错。答案 D5.对图中a、b、c、d代表的结构和物质描述正确的是( )A.a为质粒RNA B.b为限制性内切酶C.c为RNA聚合酶 D.d为外源基因解析 a为质粒DNA，b为限制性内切酶把质粒切开，c为DNA
15、连接酶把外源基因和质粒连接到一起。答案 D6.下图为水稻的几种不同育种方法示意图，据图回答下列问题：(1)B常用的方法是_，用到秋水仙素的过程有_(用图中字母表示)。(2)打破物种界限的育种方法是_(用图中的字母表示)，该方法所运用的原理是_。(3)假设你想培育一个稳定遗传的水稻品种，它的性状都是由隐性基因控制的，其最简单的育种方法是_；如果都是由显性基因控制的，为缩短育种时间常采用的方法是_(用图中的字母表示)。解析 图中A过程代表杂交、D过程代表自交、B过程代表花药离体培养、C和F过程代表用秋水仙素使染色体加倍、E过程代表基因工程。其中基因工程可以在任何生物之间进行，该技术的原理为基因重组。如果选育的性状都是隐性性状，最简单的方法是杂交育种，因为隐性性状表现出来即为纯合，可稳定遗传，即AD过程；如选育的性状都是显性性状，用杂交育种年限比较长，可明显缩短育种年限的育种方法是单倍体育种，即ABC过程。答案 (1)花药离体培养 C、F(2)E 基因重组(3)AD ABC
