26从杂交育种到基因工程教学案

1、 考纲考情第6章从杂交育种到基因工程三年15考 高考指数： 生物变异在育种上的应用转基因食品的安全 I【知识梳理】一、杂交育种与诱变育种杂交育种：概念：将新品种的方法。原理：。过程：选择具有不同优良性状的亲本T 要的类型T优良品种。优点：可以把(5)应用：培育性状重组型优良品种。诱变育种：概念：利用物理因素或化学因素来处理生物，使生物发生 类型的育种方法。原理：。过程：选择生物T诱发基因突变T选择特点。可以提高，在较短时间内获得更多的优良变异类型。大幅度地改良某些性状。具有盲目性，需大量处理材料。品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过，获得Fit Fi集中在一起。T培育。，获得T获得F2 T

2、鉴别、选择需，从而获得优良变异(5)应用：培育具有的品种。3.生物育种原理、方法、实例(连线):原理方法实例基因重组乩杂交育种I高产青霉菌b.单倍体育种IL京花1号小麦基因突变匚诱变育种抗虫棉染色休变异止多倍体育种IV三倍体无子西瓜巳.基因工程育种孔杂交水稻二、基因工程的概念及其应用基因工程的概念：另U称技术或技术操作环境生物体体外操作对象操作水平水平基本过程剪切、拼接、导入、表达意义改造生物的遗传性状2.工具：(1)剪刀与针线(如图):忡P+ AAEC-G/p M A-C-GA-ACG-T TC-C+T-TA-A + G-C-Aa T-G-C-T-T-A-AG-A 4.基因工程的应用:a：基

3、因的“剪刀”：b:基因的“针线”： (2)基因的“运输工具” 3.基本步骤：O，常用r目的；(D作物4实例：育种意义：广实例药物 研制过程.(3)环境保护：利用_ 石油，处理工业废水等。培育出具有各种抗棉铃虫的减少了的作物新品种用量.保护环境生产人的膜岛素腰岛基因导入内.井在大肠杆ffi内表达降解有毒有害的化合物，吸收环境中的重金属，分解泄漏的、噬菌体、动植物的作物新品种目的：培育出具有各种实例：抗棉铃虫的_意义：减少了用量，保护环境基因工程的安全性：休安全庚我国态度：十分重视转基因 生物及其产品的安全性问题V.J【小题快练】考题诊断：（1）（2013 全国卷T5D）用射线照射大豆使其基因结构

4、发生改变，获得种子性状发生变异的大 豆。（）（2）（2013 全国卷T5C）将含抗病基因的重组 DNA导入玉米细胞，经组织培养获得抗病植株。（）易错诊断：（1）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。 TOC o 1-5 h z （2）太空育种能按人的意愿定向产生所需优良性状。（）（3）培育无子西瓜是利用基因重组的原理。（）教材研习：（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（）利用60CO放出的丫射线照射种子时一般不选用干种子若处理后的种子萌发后不具备新性状，即可抛弃处理后只有少部分种子将发生基因突变产生的新性状大多对生产不利 TOC o

5、1-5 h z 可改变原有基因的分子结构的育种方法有（）杂交育种B.诱变育种C.多倍体育种D.单倍体育种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 （）单倍体育种B.杂交育种C. 人工诱变育种D.多倍体育种通过单倍体的途径培育小麦新品种可以大大缩短育种年限，培育单倍体幼苗所用的花药应取自（）A.某一优良品种B.被确定为父本的植株C.F1D.F2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种的原因是（）自留种子发芽率低杂交种都具有杂种优势自留种子容易患病虫害杂交种的有性繁殖后代会发生性状分

6、离下列属于利用基因工程技术培育新品种的是()耐寒的小黑麦B.抗棉铃虫的转基因抗虫棉C.太空椒D.试管牛【速记卡片】杂交育种的两个特点：能将多个优良性状集中到同一生物个体上；耗时较长。诱变育种的方法和特点：两种诱变方法：物理诱变、化学诱变。两个特点：多害少利；能产生新基因，创造生物新类型。基因工程的三种工具：限制性核酸内切酶：能识别并切割特定的核苷酸序列。DNA连接酶：连接两个 DNA片段之间的脱氧核糖和磷酸。运载体：将外源基因送入受体细胞。常用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等。考点一五种育种方法的比较原理常用方式优点缺点举例杂交育 种基因重 组杂交自交 选种 自交使不同个体优良 性状集中在

7、一个个 体上操作简便育种时间长局限于亲缘关系较近的个体矮秆抗病小麦诱变育 种基因突 变物理因素、化学因 素等提咼变异频率，加 速育种进程，大幅度 改良性状有很大盲目性， 有利变异少，需大 量处理实验材料青霉素高产菌株单倍体 育种染色体1变异化药离体培养7用 秋水仙素处理明显缩短育种年限技术复杂，需与 杂交育种配合单倍体育种获 得矮秆抗病小 麦多倍体 育种染色体 变异用秋水仙素处理萌 发的种子或幼苗器官大，提高营养 物质含量只适用于植物， 发育延迟，结实率 低三倍体无子西瓜基因工程育种基因 重组将一种生物的特定 基因转移到另一种生 物细胞中打破物种界限，定 向改造生物的遗传 性状技术复杂，生态

8、安全问题较多转基因抗虫棉 的培育【高考警示】不同育种方法需注意的问题诱变育种：多用于植物和微生物。原核生物不能进行减数分裂，所以不能运用杂交的方法 进行育种，如细菌的育种一般采用的方法是诱变育种。杂交育种：不一定需要连续自交。若选育显性优良纯种，需要连续自交筛选，直至性状不再发生分离；若选育隐性优良纯种，则只要出现该性状个体即可。花药离体培养工单倍体育种：花药离体培养只是其中的一个程序，要想得到可育的品种, 一般还需要用秋水仙素处理单倍体使染色体数目加倍。【考题回访】(2014 江苏高考)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X射线处理挑取200个单细胞菌株凹更选出50株空选

9、出5株a里多轮重复筛选通过上图筛选过程获得的高产菌株未必能作为生产菌株X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(2013 江苏高考改编)现有小麦种质资源包括：高产、感病；低产、抗病；高产、3类品种:)a. TOC o 1-5 h z 晚熟等品种。为满足不同地区及不同环境条件下的栽培需求，育种专家要培育 高产、抗病；b.高产、早熟；C.高产、抗旱。下述育种方法可行的是(利用品种间杂交筛选获得a对品种进行染色体加倍处理筛选获得ba、b和c的培育均可采用诱变育种方法用转基因技术将外源抗旱基因导入中无法获得C(20

10、14 安徽高考)香味性状是优质水稻品种的重要特性之一。香稻品种甲的香味性状受隐性基因控制，其香味性状的表现是为，导致香味物质积累。水稻香味性状与抗病性状独立遗传。抗病(B)对感病(b)为显性。为选育抗病香稻新品种，进行了一系列杂交实验。其中，无香味感病与无香味抗病植株杂交的统计结果如下图所示，则两个亲代的基因型是 。上述杂交的子代自交，后代群体中能稳定遗传的有香味抗病植株所占比例为0 _HI_HI_HI_HI抗病恳精无香味有香味 性狀类型F1中偶尔发现某一植株具有香味性用纯合无香味植株作母本与香稻品种甲进行杂交，在 状。请对此现象给出两种合理的解释：，最终发育成。右要获（4）单倍体育种可缩短育

11、种年限。离体培养的花粉经脱分化形成 单倍体植株，这表明花粉具有发育成完整植株所需的 得二倍体植株，应在 时期用秋水仙素进行诱导处理。【加固训练】图中，甲、乙表示两个水稻品种，A、a和B、b分别表示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（）7过程简便，原理是基因重组和的变异都发生于有丝分裂间期7过程可明显缩短育种年限，常用的方法是花药离体培养7过程与过程的育种原理相同下列有关育种的说法中，正确的是（）杂交育种所依据的主要遗传学原理是基因突变生产上通常采用多倍体育种的方法来获得无子番茄诱变育种可以快速获得具有新基因的纯合子植物体细胞杂交育种可以克服远缘杂交

12、不亲和的障碍（2015 嘉兴模拟）某二倍体植物的体细胞中染色体数为24条，基因型为 AaBbCCDd这4对基因分别位于4对同源染色体上。下列说法错误的是（）花粉粒植物单倍体幼苗个体I卵细胞工受精卵一个体U产生花粉的基因型有 8种C处是指用秋水仙素处理，则个体I的体细胞中含有48条染色体个体n中能稳定遗传的占 1/8，重组类型占37/64若要尽快获得优良纯种 aaBBCCdd则应采用图中 ABC过程进行育种 考点二基因工程基因工程操作工具：（1）限制性核酸内切酶（简称限制酶）。分布：主要在微生物体内。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。实例：EcoRI限

13、制酶能专一识别 GAATT（序列，并在G和A之间将这段序列切开。切割结果：产生两个DNA片段。DNA切断，对自己的 DNA无损害。作用：基因工程中重要的切割工具，能将外来的DNA连接酶。催化对象：两个具有相同黏性末端的DNA片段。催化位置：脱氧核糖与磷酸之间的缺口。催化结果：形成重组 DNA常用的运载体质粒。本质：小型环状 DNA分子。作用。作为运载工具，将目的基因运送到受体细胞中去。在受体细胞内对目的基因进行大量复制。条件。能在受体细胞内稳定保存并大量复制。有多个限制酶切点，供外源基因插入。有标记基因，供重组 DNA的鉴定和选择。对基因工程步骤的五点说明：要想从DNA上切下某个基因，应切 2

14、个切口，产生4个黏性末端。 获取目的基因和切割运载体需要用同一种限制酶，目的是产生相同的黏性末端。 将目的基因导入受体细胞，没有涉及碱基互补配对。动物一般用受精卵作为受体细胞；植物一般用体细胞作为受体细胞，再通过植物组织培养(1)限制酶和DNA连接酶的作用部位都是脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，只是前者切开，后者 连接。方式形成新个体；微生物常用不致病的大肠杆菌作为受体细胞。【高考警示】(1)DNA连接酶和DNA聚合酶的作用对象不同。DNA连接酶：作用于两个 DNA片段。DNA单链。DNA聚合酶：将单个的脱氧核苷酸连接起来，形成相同点：这两种酶都是蛋白质，都可以形成两个脱氧核苷酸之间的化学键。运载

15、体工质粒：质粒是最常用的运载体，除此之外，入噬菌体的衍生物和动植物病毒也可作为运载体。运载体的化学本质为DNA其基本单位为脱氧核苷酸。【考题回访】1.(2015 南京模拟)人们试图利用基因工程的方法，用乙种生物生产甲种生物的一种蛋白质。 生产流程是：生产流程是：甲种生物的蛋白质-mRNA 2 目的基因旦与质粒DNA重组旦导入乙种生物的细胞中旦获得甲种生物的蛋白质下列说法正确的是()A、U G CDNA再用DNA连接酶将目的基因与质粒连接在一起过程需要的酶是逆转录酶，原料是过程要用限制酶切断质粒如果受体细胞是细菌，可以选用枯草杆菌、炭疽杆菌等过程中用的原料不含A、U、G C(2015 济宁模拟)下图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图，请据图作答重a进行叟ZWV驾唤复需里粽大量的AAy人愆细胞 mRNAc大肠杆菌B（1）图中基因工程的基本过程可以概括为“四步曲”能否利用人的皮肤细胞来完成过程么？ 。酶。,再加入（3）过程必需的酶是 酶，过程必需的酶是 在利用A、B获得C的过程中，常用切割B,使它产生才可形成Co【加固训练】下列关于基因工程的叙述，错误的是（）目的基因和受体细胞均可来自动植物或微生物限制性核酸内切酶和 DNA连接酶是两类