第7单元生物变异、育种和进化第24课时从杂交育种到基因工程

第7单元生物变异、育种和进化第24课时从杂交育种到基因工程Ｐ高抗矮不抗DDTTddttＦ１高抗DdTtＦ２高抗高不抗矮抗矮不抗ddTTddTt矮抗矮不抗ddTtddTTddTT矮抗Ｆ3连续自交（4～5代）直至到不再发生性状分离为止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。第7单元生物变异、育种和进化第24课时从杂交育种到基因工程

高秆抗锈病×矮秆易染锈病

DDTTddttDdTt高秆抗锈病DT、dT、Dt、dt花药离体培养

DDTT、ddTT、DDtt

、ddttDT、dT、Dt、dt秋水仙素处理

单倍体幼苗花粉F1P选取符合要求的个体作种单倍体育种的一般步骤：第7单元生物变异、育种和进化第24课时从杂交育种到基因工程基础导学

一、杂交育种和诱变育种

[判一判]

1．杂交育种第一步杂交的目的是将两个亲本的优良性状集中到一个亲本上 ()

2．太空育种能按人的意愿定向产生优良性状()

3．杂交育种的范围只能在有性生殖的植物中()

4．诱变育种的优点之一是需大量处理实验材料()

提示此特点为缺点不是优点。×××√[练一练]下列关于育种的叙述中，正确的是 (

)

A．用物理因素诱变处理可提高突变率

B．诱变育种和杂交育种均可形成新的基因

C．三倍体植物不能由受精卵发育而来

D．诱变获得的突变体多数表现出优良性状

答案A

二、基因工程

1．基因工程工具包括＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、运载体，其中两种工具酶作用的化学键都是＿＿＿＿＿。

2．原理：＿＿＿＿。

3．步骤：目的基因的＿＿、与运载体结合、＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿。

4．应用：⑴＿＿，如抗虫棉；⑵＿＿研制，如胰岛素等；⑶环境保护，如超级细菌分解石油。限制性核酸内切酶DNA连接酶磷酸二酯键基因重组导入受体细胞检测和鉴定育种药物提取

名师点拨⑴基因工程操作水平——分子水平；操作环境——体外。

⑵操作工具有三种，但工具酶只有两种，另一种工具运载体的化学本质为DNA。[想一想]与杂交育种、诱变育种相比，基因工程育种的优点分别是什么？①与杂交育种相比较明显的优点：克服远缘杂交不亲和障碍。

②与诱变育种相比较明显的优点：定向改造生物性状，目的性强。知识网络基因工程杂交单倍体限制酶DNA连接运载体目的基因获取与运载体结合导入受体细胞检测与鉴定原核细胞的基因结构非编码区非编码区编码区编码区上游编码区下游RNA聚合酶的结合位点非编码区：不能转录为mRNA，调控遗传信息的表达

编码区：能够转录为相应的信使RNA，进而指导蛋白质的合成，也就是说能够编码蛋白质

第7单元生物变异、育种和进化第24课时从杂交育种到基因工程真核细胞的基因结构编码区非编码区非编码区RNA聚酶结合位点内含子外显子

能够编码蛋白质的序列不能够编码蛋白质的序列，能转录为信使RNA

启动子终止子编码区上游

编码区下游

内含子：

外显子：

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1．某生物的基因型为AaBB，通过下列技术可以分别将它转变为以下基因型的生物：①AABB；②aB；③AaBBC；④AAaaBBBB。则以下排列正确的是：(

)

A．诱变育种、转基因技术、花药离体培养、细胞融合

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、花药离体培养、诱变育种、转基因技术典例引领B杂交育种诱变育种单倍体育种多倍体育种基因工程育种细胞融合技术细胞核移植技术依据原理基因重组基因突变染色体变异染色体变异基因重组细胞膜流动性、细胞全能性细胞核的全能性常用方法杂交→自交→选优→自交辐射诱变激光诱变空间技术育种花药离体培养获得单倍体，再经秋水仙素或低温处理秋水仙素处理萌发的种子、幼苗转基因技术将目的基因引入生物体内，培育新品种让不同生物细胞原生质体融合，同种生物细胞可融合为多倍体将具备所需性状的体细胞核移植到去核的卵细胞中优点将不同个体的优良性状集中于一个个体上提高变异频率，加速育种进程，大幅度地改良某些品种明显地缩短育种年限器官大，提高产量和营养成分定向改变生物的性状克服远缘杂交不亲和的障碍克服了远缘杂交不亲和的障碍改良动物品种保护濒危物种缺点时间长，需及时发现优良品种有利变异少，需大量处理实验材料技术复杂且需与杂交配合发育延迟，结实率低有可能引起生态危机技术难度高技术要求高举例矮秆抗锈病小麦青霉素高产菌株、太空椒快速培育矮秆抗锈病小麦三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦产生人胰岛素的大肠杆菌、抗虫棉白菜—甘蓝、番茄—马铃薯克隆羊、鲤鲫移核鱼拓展提升

⑴杂交育种选育的时间是F2，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。

⑵杂交育种与杂种优势不同：①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，直至获得稳定遗传的具有优良性状的新品种；②杂种优势是利用杂种F1的优良性状，并不要求遗传上的稳定。

⑶杂交种与多倍体的比较：二者都可产生很多优良性状如茎秆粗壮、抗倒伏、产量提高、品质改良，但多倍体生长周期长，晚熟；而杂交种可早熟，故成熟期早晚可判定是多倍体还是杂交种。

⑷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，亦可利用单倍体育种。对位训练1．下面为6种不同的育种方法。

据图回答下列问题：

⑴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＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。A→B→C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＿＿＿＿＿＿＿＿。

⑵B常用的方法为＿＿＿＿＿＿。

⑶E方法所用的原理是＿＿＿＿，所用的方法如＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。育种时所需处理的种子应是萌发的(而非休眠的)种子，原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

⑷上述育种过程中，哪两个过程所使用的方法相同？＿＿(填写字母)，具体使用的方法有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿杂交从F2代开始发生明显缩短育种年限单倍体性状分离花药离体培养基因突变X射线、紫外线亚硝酸、硫酸二乙酯、秋水仙素种子萌发后进行细胞分裂，DNA在复制过程中可能由于某种因素的影响发生基因突变C、F低温诱导和秋水仙素处理(至少回答两个)，其作用机理是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

⑸G过程原理是＿＿＿＿，H和I分别表示＿＿＿和＿＿＿过程。

⑹K→L→M育种方法的优越性表现在＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

⑺上述A～I过程中，哪些过程作用前后没有改变作用对象的基因型？＿＿(填写字母)。抑制纺锤体形成，导致染色体不能移向两极而加倍基因重组脱分化再分化克服了远缘杂交不亲和的障碍H、I2．北极比目鱼中有抗冻基因，其编码的抗冻蛋白具有11个氨基酸的重复序列，该序列重复次数越多，抗冻能力越强。下图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图，有关叙述正确的是 A．过程①获取的目的基因，可用于基因工程和比目鱼基因组测序

B．将多个抗冻基因编码区依次相连成能表达的新基因，不能得到抗冻性增强的抗冻蛋白

C．过程②构成的重组质粒缺乏标记基因，需要转入农杆菌才能进行筛选

D．应用DNA探针技术，可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达B2．(2010·浙江卷，2)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(

)

A．用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸

B．用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和运载体

C．将重组DNA分子导入烟草原生质体

D．用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞对位训练

答案A

典例如图所示，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Ⅰ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。

⑴两个新性状中，棕色是＿＿性状，低酚是＿＿性状。

⑵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AaBBaaBb⑶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Ⅰ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。请你利用该纯合子作为一个亲本，再从诱变Ⅰ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)。不发生性状分离(或全为棕色棉)

典例下列关于限制酶和DNA连接酶的理解，正确的是()

A．其化学本质都是蛋白质

B．DNA连接酶可以恢复DNA分子中的氢键

C．它们不能被反复使用

D．在基因工程操作中可以用DNA聚合酶代替DNA连接酶易错警示对基因工程中一些观点辨析不清解析DNA聚合酶是在细胞内DNA分子复制时发挥作用的，不能替代DNA连接酶。答案A

纠错训练下图表示一项重要的生物技术，对图中物质a、b、c、d的描述，正确的是 (

)

A．a的基本骨架是磷酸和核糖交替连接而成的结构

B．要获得相同的黏性末端，必须用相同的b去切割a和d

C．c连接双链间的氢键，使黏性末端处碱基互补配对

D．若要获得未知序列的d，可到基因库中去寻找答案B

解析a是运载体质粒，b是限制酶，c是DNA连接酶连接质粒和目的基因，d是目的基因。对于未知序列的目的基因是无法从基因文库中获取的。1.下图表示一项重要生物技术的关键步骤，X是获得外源基因并能够表达的细胞。下列有关说法不正确的是（）

A．X是能合成胰岛素的细菌细胞

B．质粒具有多个标记基因和多个限制酶切点

C．基因与运载体的重组只需要DNA连接酶

D．该细菌的性状被定向改造题组一基因工程

C2．将ada(腺苷酸脱氨酶基因)通过质粒pET28b导入大肠杆菌并成功表达腺苷酸脱氨酶。下列叙述错误的是(

)

A．每个大肠杆菌细胞至少含一个重组质粒

B．每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点

C．每个限制性核酸内切酶识别位点至少插入一个ada

D．每个插入的ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子C解析：作为基因表达载体应包括目的基因、启动子、终止子、标记基因四部分，但并不是每个酶切位点都至少插入一个ada。

3.(2010·江苏卷，18)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A

4．下列关于育种的说法，正确的是 (

)

A．基因突变可发生在任何生物的DNA复制过程中，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．三倍体植物不能由受精卵发育而来，但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，由其发育的个体是三倍体题组二育种的考查

A5．某农科所通过如图所示的育种过程培育成了高品质的糯小麦。下列有关叙述正确的是 (

)

A．该育种过程中运用的遗传学原理是基因突变

B．a过程能提高突变率，从而明显缩短了育种年限

C．a过程需要使用秋水仙素，只作用于萌发的种子

D．b过程需要通过自交来提高纯合率D5．下图为利用纯合高秆