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1、第第23講講 從雜交育種到基因工程從雜交育種到基因工程u考綱要求 (1)生物變異在育種上的應(yīng)用() (2)轉(zhuǎn)基因食品的安全性()教材導(dǎo)學(xué)教材導(dǎo)學(xué) 一、雜交育種 1.概念 將兩個或多個品種的_通過交配集中在一起，再經(jīng)過_，獲得新品種的方法。 2.原理 _。 3.過程 選擇具有不同優(yōu)良性狀的親本通過_獲得F1，F(xiàn)1連續(xù)_或雜交，從中篩選獲得需要的類型。二、誘變育種1.概念利用物理因素或化學(xué)因素處理生物，使生物發(fā)生_，從而獲得優(yōu)良變異類型的育種方法。2.原理_。3.特點可以_，在較短時間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類型。三、基因工程1.概念又叫基因拼接技術(shù)或_，是按照人們的意愿，把一種生物的_提取出來，加以

2、修飾改造，然后放到另一種生物的細胞里，_地改造生物的遺傳性狀。2.基本工具(1)基因的剪刀：_。(2)基因的針線：_。(3)基因的運載體：常用的有_、噬菌體和_等。3.操作步驟(1)提取_。(2)目的基因與_結(jié)合。(3)將目的基因?qū)隷。(4)目的基因的_。4.應(yīng)用基因工程主要在_、藥物研制和_等方面取得了重大成就。自我校對一、1.優(yōu)良性狀 選擇和培育 2.基因重組 3.雜交 自交二、1.基因突變 2.基因突變 3.提高突變率三、1.DNA重組技術(shù) 某種基因 定向 2.(1)限制性核酸內(nèi)切酶(2)DNA連接酶 (3)質(zhì)粒 動植物病毒 3.(1)目的基因 (2)運載體 (3)受體細胞 (4)檢測

3、和鑒定 4.作物育種 環(huán)境保護u基礎(chǔ)自測 1.判斷下列有關(guān)育種的敘述的正誤。 (1)花藥離體培養(yǎng)可獲得抗銹病高產(chǎn)小麥新品種。 ( ) (2)采用誘變育種可改良缺乏某種抗病性的水稻品種。( ) (3)誘變育種和雜交育種均可形成新的基因。 ( ) (4)雜交育種第一步雜交的目的是將兩個親本的優(yōu)良基因集中到一個個體上。 ( )(5)太空育種能按人的意愿定向產(chǎn)生所需優(yōu)良性狀。( )(6)三倍體植物不能由受精卵發(fā)育而來。( )(7)雜交育種一定需要較長時間。( )(8)袁隆平培育的高產(chǎn)、抗逆性強的雜交水稻是基因突變的結(jié)果。( ) 【答案】 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8)2

4、.判斷下列有關(guān)基因工程的敘述的正誤。(1)限制酶只能用于切割目的基因。 ( )(2)DNA連接酶能將兩堿基間通過形成氫鍵連接起來。( )(3)載體的作用是攜帶目的基因?qū)胧荏w細胞中，使之穩(wěn)定存在并表達。 ( )(4)基因工程的操作工具酶有限制酶、DNA連接酶及運載體。 ( )(5)所有的基因工程步驟中均涉及堿基互補配對。( )(6)DNA連接酶和限制酶的作用部位均是磷酸二酯鍵。( ) 【答案】 (1) (2) (3) (4) (5) (6)考點突破考點突破考點一考點一 幾種常見育種方式的比較幾種常見育種方式的比較轉(zhuǎn)基因(DNA重組)技術(shù)，將目的基因?qū)肷矬w內(nèi)，培育新品種秋水仙素處理萌發(fā)的種子

5、或幼苗花藥離體培養(yǎng)，然后再使染色體數(shù)目加倍輻射誘變、激光誘變、空間誘變選育純種：雜交自交選優(yōu)自交選育雜種：雜交雜交種常用方法基因重組染色體變異染色體變異基因突變基因重組原理基因工程育種多倍體育種單倍體育種誘變育種雜交育種方式育種程序優(yōu)點使位于不同個體的優(yōu)良性狀集中到一個個體上操作簡便可以提高變異的頻率、加速育種進程且大幅度地改良某些性狀明顯縮短育種年限所得品種為純合子器官巨大，提高產(chǎn)量和營養(yǎng)成分打破物種界限，定向改變生物的性狀缺點育種時間長不能克服遠緣雜交不親和的障礙有利變異少，需大量處理實驗材料(有很大盲目性)技術(shù)復(fù)雜且需與雜交育種配合只適用于植物，發(fā)育延遲，結(jié)實率低有可能引發(fā)生態(tài)危機應(yīng)用用

6、純種高稈抗病小麥與矮稈不抗病小麥培育矮稈抗病小麥高產(chǎn)青霉菌用純種高稈抗病小麥與矮稈不抗病小麥快速培育矮稈抗病小麥三倍體無子西瓜、八倍體小黑麥轉(zhuǎn)基因“向日葵豆”、轉(zhuǎn)基因抗蟲棉【例1】 下圖甲、乙表示水稻兩個品種，A、a和B、b表示分別位于兩對同源染色體上的兩對等位基因，-表示培育水稻新品種的過程，則下列說法錯誤的是( )A.過程簡便，但培育周期長B.和的變異都發(fā)生于有絲分裂間期C.過程常用的方法是花藥離體培養(yǎng)D.過程與過程的育種原理相同【解析】 過程屬于雜交育種，雜交育種原理是基因重組，發(fā)生在減數(shù)分裂的過程中，該種育種方法操作簡便，但培育周期長。過程是單倍體育種，過程是多倍體育種，它們的原理相同

7、都是染色體變異?！敬鸢浮?B 【例2】 下面為5種不同的育種方法。據(jù)圖回答下列問題。(1)圖中A至D方向所示的途徑表示_育種方式，這種方法屬常規(guī)育種，一般從F2代開始選種，這是因為_。ABC的途徑表示_育種方式，這兩種育種方式中后者的優(yōu)越性主要表現(xiàn)在_ _。(2)B常用的方法為_。(3)E方法所用的原理是_，所用的方法如_、_處理。育種時所需處理的種子應(yīng)是萌動的(而非休眠的)種子，原因是_。(4)C、F過程最常用的藥劑是_，其作用的原理是_。(5)由G到H過程中涉及的生物技術(shù)有_和_。【答案】 (1)雜交 從F2代開始發(fā)生性狀分離 單倍體 明顯縮短育種年限(2)花藥離體培養(yǎng)(3)基因突變 X射

8、線、紫外線、激光 亞硝酸、硫酸二乙酯、秋水仙素(理化因素需各說出一項) 種子萌動后進行細胞分裂，DNA在復(fù)制過程中可能由于某種因素的影響易發(fā)生基因突變(4)秋水仙素 在細胞分裂時，抑制紡錘體形成，引起染色體數(shù)目加倍(5)基因工程(或DNA拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)或轉(zhuǎn)基因技術(shù)) 植物組織培養(yǎng)精要點撥 (1)誘變育種與雜交育種相比，前者能產(chǎn)生前所未有的新基因，創(chuàng)造變異新類型；后者不能產(chǎn)生新基因，只是實現(xiàn)原有基因的重新組合。 (2)雜交育種不一定都需要連續(xù)自交，若選育顯性優(yōu)良純種，則需要連續(xù)自交，直至性狀不再發(fā)生分離；若選育隱性優(yōu)良純種，則只要出現(xiàn)該性狀即可。一般情況下雜交育種育種年限較長，單倍體育

9、種則可在雜交育種的基礎(chǔ)上進行改良，即對雜交所得的F1進行單倍體育種，大大縮短育種年限。(3)單倍體育種不是獲得單倍體，而是以單倍體為跳板快速培育并選擇純合子。(4)單倍體育種和多倍體育種都用到秋水仙素，但前者是作用于單倍體幼苗，后者則作用于萌發(fā)的種子或幼苗?？键c二考點二 基因工程基因工程 【例3】 (2010江蘇)下列關(guān)于轉(zhuǎn)基因植物的敘述，正確的是( ) A.轉(zhuǎn)入到油菜的抗除草劑基因，可能通過花粉傳入環(huán)境中 B.轉(zhuǎn)抗蟲基因的植物，不會導(dǎo)致昆蟲群體抗性基因頻率增加 C.動物的生長激素基因轉(zhuǎn)入植物后不能表達 D.如轉(zhuǎn)基因植物的外源基因來源于自然界，則不存在安全性問題【解析】 抗除草劑基因?qū)氲接筒?/p>

10、的染色體后則可以通過花粉傳入環(huán)境中；轉(zhuǎn)抗蟲基因的植物可殺死無抗性昆蟲，對昆蟲的抗性具有選擇作用，所以會導(dǎo)致昆蟲群體抗性基因頻率增加；轉(zhuǎn)基因技術(shù)打破了生殖隔離，動物的生長激素基因轉(zhuǎn)入植物后可以表達；來源于自然界的目的基因?qū)胫参矬w后，可能破壞原有的基因結(jié)構(gòu)，具有不確定性，外源基因也可能通過花粉傳播，使其他植物成為“超級植物”等，所以轉(zhuǎn)基因技術(shù)存在著安全性問題?！敬鸢浮?A課堂練習(xí)課堂練習(xí)1.教材原話填空。(1)誘變育種時突變的個體中有害個體_有利個體。(2)誘變育種能產(chǎn)生前所未有的_，創(chuàng)造變異新類型。(3)雜交育種能將多個_集中到同一生物個體上。(4)誘變育種是利用_因素(如X射線、射線、紫外線

11、、激光等)或_因素(如亞硝酸、硫酸二乙酯等)來處理生物，使生物發(fā)生基因突變，獲得新品種的方法。(5)雜合子品種的種子只能種_，需要年年制種。(6)一種限制酶只能識別一種特定的_并在特定的切點上切割DNA分子。(7)DNA連接酶的作用是在DNA片段之間的_與_之間形成_鍵。(8)基因工程育種_定向改造生物性狀。答案 (1)多于(2)新基因(3)優(yōu)良性狀(4)物理 化學(xué)(5)一年(6)核苷酸序列(7)磷酸 脫氧核糖 磷酸二酯(8)能2.下列關(guān)于育種的說法中正確的是( )A.基因突變可發(fā)生在任何生物DNA復(fù)制過程中，此現(xiàn)象可用于誘變育種B.誘變育種和雜交育種均可產(chǎn)生新的基因和新的基因型C.三倍體植物

12、不能由受精卵發(fā)育而來，可通過植物組織培養(yǎng)方法獲得D.普通小麥花粉中有三個染色體組，由其發(fā)育來的個體是三倍體解析 任何生物DNA復(fù)制時出現(xiàn)基因中的堿基對的增添、缺失或替換，都屬于基因突變；雜交育種不能產(chǎn)生新的基因；三倍體植物可以由四倍體與二倍體植株雜交形成的受精卵發(fā)育而來，也可通過植物組織培養(yǎng)方法獲得；由花粉發(fā)育來的植株是單倍體。答案 A3.已知西瓜的染色體數(shù)目2n=22，根據(jù)下圖所示的西瓜育種流程，判斷有關(guān)敘述錯誤的是( )A.圖中試劑分別是秋水仙素和生長素(或生長素類似物)B.培育無子西瓜A的育種方法所依據(jù)的原理是基因重組C.過程中形成單倍體植株所采用的方法是花藥離體培養(yǎng)D.選用品種乙的花粉

13、刺激三倍體植株的目的是促使子房產(chǎn)生生長素解析 培育無子西瓜A的育種方法所依據(jù)的原理是染色體變異答案 B4.下圖是利用玉米(2N=20)的幼苗芽尖細胞(基因型BbTt)進行實驗的流程示意圖。下列分析不正確的是( )A.基因重組發(fā)生在圖中過程，過程中能夠在顯微鏡下看到染色單體的時期是前期和中期B.秋水仙素用于培育多倍體的原理是其能夠抑制紡錘體的形成C.植株A為二倍體，其體細胞內(nèi)最多有4個染色體組；植株C屬于單倍體，其發(fā)育起點為配子D.利用幼苗2進行育種的最大優(yōu)點是明顯縮短育種年限，植株B純合的概率為25%解析 圖中為花藥的形成，減數(shù)分裂過程會發(fā)生基因重組；過程為有絲分裂，染色體在間期復(fù)制，結(jié)果1條

14、染色體含2條染色單體，染色單體在后期分離，后期無染色單體，故A項正確。秋水仙素用于培育多倍體的原理是其能夠抑制紡錘體的形成，導(dǎo)致染色體不能移向細胞兩極，引起染色體數(shù)目加倍，故B項正確。植株A為二倍體，其體細胞進行有絲分裂，后期染色體組加倍，最多有4個染色體組；植株C由配子直接發(fā)育而來，為單倍體，故C項正確。利用幼苗2進行多倍體育種的最大優(yōu)點是明顯縮短育種年限，得到的個體全部為純合子，故D項錯。答案 D5.對圖中a、b、c、d代表的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)描述正確的是( )A.a為質(zhì)粒RNA B.b為限制性內(nèi)切酶C.c為RNA聚合酶 D.d為外源基因解析 a為質(zhì)粒DNA，b為限制性內(nèi)切酶把質(zhì)粒切開，c為DNA

15、連接酶把外源基因和質(zhì)粒連接到一起。答案 D6.下圖為水稻的幾種不同育種方法示意圖，據(jù)圖回答下列問題：(1)B常用的方法是_，用到秋水仙素的過程有_(用圖中字母表示)。(2)打破物種界限的育種方法是_(用圖中的字母表示)，該方法所運用的原理是_。(3)假設(shè)你想培育一個穩(wěn)定遺傳的水稻品種，它的性狀都是由隱性基因控制的，其最簡單的育種方法是_；如果都是由顯性基因控制的，為縮短育種時間常采用的方法是_(用圖中的字母表示)。解析 圖中A過程代表雜交、D過程代表自交、B過程代表花藥離體培養(yǎng)、C和F過程代表用秋水仙素使染色體加倍、E過程代表基因工程。其中基因工程可以在任何生物之間進行，該技術(shù)的原理為基因重組。如果選育的性狀都是隱性性狀，最簡單的方法是雜交育種，因為隱性性狀表現(xiàn)出來即為純合，可穩(wěn)定遺傳，即AD過程；如選育的性狀都是顯性性狀，用雜交育種年限比較長，可明顯縮短育種年限的育種方法是單倍體育種，即ABC過程。答案 (1)花藥離體培養(yǎng) C、F(2)E 基因重組(3)AD ABC