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1、课时课时2424从杂交育种到从杂交育种到基因工程基因工程高三生物第一轮复习高三生物第一轮复习（一）（一）植物杂交育种的方法植物杂交育种的方法一、杂交育种一、杂交育种导学一导学一案例分析：案例分析： 某作物的高秆某作物的高秆(D)(D)对矮秆对矮秆(d)(d)为显性，抗病为显性，抗病(T)(T)对感病对感病(t)(t)为显性，为显性，D D、d d和和T T、t t是位于非同源染色是位于非同源染色体上的两对等位基因。今有高秆抗病和矮秆感病纯体上的两对等位基因。今有高秆抗病和矮秆感病纯种，若希望培育出矮秆抗病的纯种，如何操作？种，若希望培育出矮秆抗病的纯种，如何操作？ 请口述杂交过程。请口述杂交过
2、程。P高秆抗病高秆抗病X矮秆感病矮秆感病 DDTTDDTTddttddttF1DdTtDdTtX高秆抗病高秆抗病F2高秆抗病高秆抗病矮秆抗病矮秆抗病高秆感病高秆感病矮秆感病矮秆感病9：3：3：1ddTddTD D ttttD DT T方法一方法一杂交育种杂交育种从从F F2 2中选择矮抗病植株连续自交和选育，直至不再中选择矮抗病植株连续自交和选育，直至不再发生性状分离为止。发生性状分离为止。ddrrddrr秋水仙素处理单倍体幼苗秋水仙素处理单倍体幼苗花药离体培养花药离体培养筛选筛选P高秆抗病高秆抗病X矮秆感病矮秆感病DDTT DDTT XddttddttF1DdTtDdTt高秆抗病高秆抗病方法
3、二方法二单倍体育种单倍体育种单倍体单倍体 DT DT DtDt dTdT dtdtDDTTDDTTDDttDDtt ddTTddTT ddttddtt二倍体纯种二倍体纯种高秆抗病高秆抗病高秆感病高秆感病矮秆抗病矮秆抗病矮秆感病矮秆感病讨论讨论: :若从若从播种到收播种到收获种子需获种子需要一年要一年, ,则则培育出能培育出能稳定遗传稳定遗传的矮杆抗的矮杆抗病的品种病的品种至少需要至少需要几年几年? ?花药离体培养花药离体培养P高杆抗病高杆抗病 DDTT矮杆感病矮杆感病 ddttF1高杆抗病高杆抗病 DdTt配子配子DTDtdTdtDTDtdTdtDDTT DDtt ddTT ddtt纯合体纯合
4、体秋水仙素秋水仙素 需要的矮抗品种需要的矮抗品种单倍体育种单倍体育种第第1年年第第2年年P高杆抗病高杆抗病 DDTT矮杆感病矮杆感病 ddttF1高杆抗病高杆抗病 DdTtF2D_T_ D_tt ddT_ ddttddTT杂交育种杂交育种第第1年年第第2年年第第36年年 需要的矮抗品种需要的矮抗品种矮抗矮抗对比育种年限对比育种年限案例分析：案例分析：假设现有长毛立耳猫（假设现有长毛立耳猫（BBEEBBEE）和短毛折耳和短毛折耳猫（猫（bbeebbee），），你能否培育出能稳定遗传的长毛折耳猫你能否培育出能稳定遗传的长毛折耳猫？写出育种方案。（？写出育种方案。（B B、b b和和E E、e e自
5、由组合）自由组合）长毛折耳长毛折耳猫猫短毛折耳猫短毛折耳猫长毛立耳猫长毛立耳猫（二）（二）动物杂交育种的方法动物杂交育种的方法长毛立耳长毛立耳 短毛折耳短毛折耳BBEEbbee长毛立耳长毛立耳BbEe长毛立耳长毛立耳BbEe长立长立 长折长折 短立短立 短折短折BbeeBBeeBBeeBbeebbeebbee长折长折 短折短折长折长折长折长折 短折短折杂交杂交F1间交间交配配选择选择测交测交 F3长折长折 短折短折特别提醒特别提醒动物杂交动物杂交育种中纯育种中纯合子的获合子的获得不用通得不用通过逐代自过逐代自交，可改交，可改为测交。为测交。基因重组基因重组选育的目的性强，将不同个体的优良性状集
6、中到一个选育的目的性强，将不同个体的优良性状集中到一个个体上个体上。育种周期长育种周期长原理：原理： 方法方法： 优点：优点：缺点：缺点：概念：概念：杂交杂交自交自交选优选优自交（测交）自交（测交）杂交育种是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中杂交育种是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。在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。（三）杂交育种（三）杂交育种应用：应用： 杂交水稻杂交水稻中国荷斯坦牛中国荷斯坦牛中中国国黄黄牛牛荷荷斯斯坦坦牛牛中国荷斯坦牛：中国荷斯坦牛： 荷斯坦荷斯坦弗里生弗里生牛与我国黄牛杂交选育后逐渐形成牛与我国黄牛杂交选育
7、后逐渐形成的优良种。的优良种。 泌乳期可达泌乳期可达305305天，年产乳量可天，年产乳量可达达6300kg6300kg以上，产奶量为世界奶牛以上，产奶量为世界奶牛之冠之冠 。（四）杂交育种的应用（四）杂交育种的应用杂交育种与杂种优势的含义？杂交育种与杂种优势的含义？杂交育种与杂种优势的含义？杂交育种与杂种优势的含义？ 不同：不同：不同：不同：杂交育种是在杂交后代众多类型中选杂交育种是在杂交后代众多类型中选杂交育种是在杂交后代众多类型中选杂交育种是在杂交后代众多类型中选择符合育种目标的个体进一步培育，直至获得择符合育种目标的个体进一步培育，直至获得择符合育种目标的个体进一步培育，直至获得择符合
8、育种目标的个体进一步培育，直至获得稳定遗传的具有优良性状的新品种；稳定遗传的具有优良性状的新品种；稳定遗传的具有优良性状的新品种；稳定遗传的具有优良性状的新品种； 杂种优势主要是利用杂种杂种优势主要是利用杂种杂种优势主要是利用杂种杂种优势主要是利用杂种F F F F1 1 1 1的优良性的优良性的优良性的优良性状，并不要求遗传上的稳定。状，并不要求遗传上的稳定。状，并不要求遗传上的稳定。状，并不要求遗传上的稳定。二、二、诱变育种诱变育种导学一导学一 能能提高突变率，提高突变率，产生产生新基因新基因和新的性状，和新的性状，加速育种加速育种进程。在进程。在较短时间较短时间内获得更多的符合人类需要的
9、优良内获得更多的符合人类需要的优良变异类型。变异类型。 利用物理因素（如利用物理因素（如X X射线，紫外线，激光等）或化射线，紫外线，激光等）或化学因素（如亚硝酸等）处理生物，使生物发生基因突学因素（如亚硝酸等）处理生物，使生物发生基因突变。变。基因突变基因突变3 3、方法：、方法：1 1、概念：、概念：2 2、原理：、原理：4 4、优点：、优点：物理、化学方法处理生物，再选择符合要求物理、化学方法处理生物，再选择符合要求的变异类型的变异类型 基因工程基因工程（geneengineering），又叫做基因），又叫做基因拼接技术或拼接技术或DNA重组技术。重组技术。通俗地说，就是按照人们的通俗地
10、说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞然后放到另一种生物的细胞里，里，定向地定向地改造生物的遗传性状。改造生物的遗传性状。1、基因工程的概念、基因工程的概念三、三、基因工程基因工程考点考点72722 2、基因工程最基本的工具、基因工程最基本的工具基因的基因的“剪刀剪刀”-限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶（简称限制酶）（简称限制酶）EcoR限制酶限制酶的作用的作用 特别提醒特别提醒 一种限制酶只一种限制酶只能识别一种特定能识别一种特定的脱氧核苷酸序的脱氧核苷酸序列，并在特定的列，并在特定的切点
11、上切割切点上切割DNADNA分子分子基因的基因的“针线针线”-DNA连接连接酶酶基因的运载体基因的运载体-质粒、噬菌体和动植物病毒质粒、噬菌体和动植物病毒大肠杆菌大肠杆菌质粒质粒特别提醒特别提醒质粒存在于许多质粒存在于许多细菌以及酵母菌细菌以及酵母菌等生物中，是拟等生物中，是拟核或细胞核外能核或细胞核外能够自主复制的很够自主复制的很小的环状小的环状DNADNA分分子子3、基因工程操作基本步骤导导学学二二杂交育种杂交育种诱变育种诱变育种多倍体多倍体育种育种单倍体单倍体育种育种基因工程育基因工程育种种处处理理原原理理优优点点缺缺点点杂交和杂交和自交自交物理或化学诱物理或化学诱变因素处理变因素处理秋
12、水仙秋水仙素或低温素或低温花药离体培花药离体培养，秋水仙养，秋水仙素素,低温处理低温处理基因重组基因重组基因突变基因突变染色体变异染色体变异可以集中两可以集中两个亲体的优个亲体的优良性状良性状育种年限育种年限缩短，改缩短，改良某些性状良某些性状果大，茎秆果大，茎秆粗，营养物粗，营养物丰富丰富缩短育种缩短育种年限年限育种时间长育种时间长多害少利，需多害少利，需大量处理大量处理发育迟，发育迟，结实低结实低技术复杂，技术复杂，需与杂交需与杂交配合配合育种方式比较育种方式比较考点考点7272转基因转基因基因重组基因重组定向改变生物定向改变生物性状，克服远性状，克服远源杂交不亲和源杂交不亲和有可能引起有
13、可能引起生态危机生态危机（1）要获得本物种没有的性状可通过诱变育种和基因工程）要获得本物种没有的性状可通过诱变育种和基因工程育种，要将两个亲本的优良性状集中到一个亲本上用杂交育育种，要将两个亲本的优良性状集中到一个亲本上用杂交育种，明显缩短育种时间用单倍体育种，要提高营养物质含量种，明显缩短育种时间用单倍体育种，要提高营养物质含量用多倍体育种。用多倍体育种。（2）原核生物不进行减数分裂，所以不能用杂交育种，细菌）原核生物不进行减数分裂，所以不能用杂交育种，细菌育种一般用诱变育种。育种一般用诱变育种。（3）若实验植物为营养繁殖类如土豆等，只要出现所需性状）若实验植物为营养繁殖类如土豆等，只要出现
14、所需性状即可，不必培育出纯种。即可，不必培育出纯种。（4）杂交种与多倍体都可有多种优良性状，而成熟时间不同）杂交种与多倍体都可有多种优良性状，而成熟时间不同故成熟早晚可判断是多倍体还是杂交种。故成熟早晚可判断是多倍体还是杂交种。1.(20071.(2007山东山东) ) 杂交玉米的种植面积越来越大，农民杂交玉米的种植面积越来越大，农民需要每年购买玉米杂交种子，不能自留种子来年再需要每年购买玉米杂交种子，不能自留种子来年再种的原因是种的原因是 A A自留种子种子发芽率低自留种子种子发芽率低 B B杂交种都具有杂种优势杂交种都具有杂种优势 C C自留种子容易患病虫害自留种子容易患病虫害 D D杂交种的有性繁殖后代会发生性状分离杂交种的有性繁殖后代会发生性状分离高考链接高考链接D2.2.（1010浙江卷）在用基因工程技术构建抗除草剂的浙江卷）在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作错误的是转基因烟草过程中，下列操作错误的是A.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.B.用用DNADNA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.C.将重组将重组DNADNA分子导入原生质体分子导入原生质体D.D.用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞A
