2023学年完整公开课版生物育种

生物育种朝阳一高祁文杰一、考纲解读1.“变异在育种中的应用”是“遗传变异”知识的拓展和深化，是高考的重点。常以非选择题形式考查。2.主要考察育种原理、过程、优缺点等3.与减数分裂、分离定律、自由组合定律相联系二、复习目标

1．将分散于各章节的有关生物性状改造方法的知识梳理出来形成知识体系。

2．利用基因重组、基因突变、染色体变异、基因工程、细胞工程等遗传学原理，设计培育具有优良性状的新品种的育种方法。

3．通过典型例题分析、练习,提高知识迁移能力和审题解题能力。

三、教学过程（一）基础知识梳理（二）应用能力提升（三）归纳总结（四）巩固练习

方法

优缺点

举例

原理

基因重组杂交-F1自交-F2选优-自交-再选择优点:将不同个体的优良性状集中到同一个体上。不足:育种周期长矮秆抗病小麦的培育杂交育种基因突变物理或化学方法处理→筛选优点：可以提高突变率，加速育种进程。

不足：有利变异少，需要大量处理实验材料。青霉素高产菌株、太空椒诱变育种基因重组利用基因工程技术将目的基因引入生物体内

优点：打破物种界限，定向改造生物性状。

不足：技术复杂抗虫棉，超级细菌,产生人胰岛素的大肠杆菌基因工程育种

方法

优缺点

举例

原理

染色体数目变异花药离体培养再经人工诱导使染色体加倍

优点：明显缩短育种年限。是最快速的育种方法。不足：技术复杂。常与杂交育种相配合。快速培育矮秆抗病小麦单倍体育种

染色体数目变异用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗优点：器官较大，营养物质含量高。

不足：发育延迟，结实率低。三倍体无子西瓜，八倍体小黑麦多倍体育种方法优缺点

举例

原理染色体变异（细胞膜的流动性、细胞的全能性）去壁－原生质体融合－杂种细胞-组织培养优点：克服了远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围。不足：让杂种植株按照人们需要表现出亲代优良性状还有技术上的困难。

番茄-马铃薯，白菜-甘蓝植物体细胞杂交

二、应用能力提升例题背景：

荔枝生长在岭南一带,春季开花,夏天结果,品种有几十种,常见的有三月红,妃子笑,状元红,桂美,糯米枝,黑叶等等。而最为名贵的就是挂绿了。据说乾隆年间百姓不堪进贡之苦,把百颗挂绿砍掉,现在仅剩下一棵母树在增城荔城镇挂绿园里,称“西园挂绿”，相传树龄有400多岁了

。西园挂绿(一)已知在荔枝性状的控制中，D（抗病）对d（不抗病）显性，T（晚熟）对t（早熟）显性。这两对基因分别位于两对同源染色体上。现有两个品种的荔枝，一种基因型是DDTT，另一种基因型是ddtt。假如你是育种专家，能否利用以上荔枝得到能稳定遗传的抗病早熟品种？请简要介绍你的育种方案。

抗病晚熟不抗病早熟DDTTddttF１DdTt抗病晚熟F２D_T_D_ttddT_ddttDDttDdtt抗病早熟不抗病早熟DDtt/Ddttddtt杂交自交选优自交F3选优方案一：杂交育种抗病早熟DDttP抗病晚熟抗病早熟不抗病晚熟不抗病早熟方案二：单倍体育种选取抗病早熟（DDtt）即为所需类型花药离体培养DTDtdTdt

单倍体秋水仙素诱导染色体加倍

抗病早熟纯合体

DDTTDDtt

ddTTddtt

抗病晚熟不抗病早熟DDTTddttF１抗病晚熟DdTtP

思考：如果育种对象是动物，和植物的育种情况相同吗？变式训练：有黑色长毛兔(BBEE)和白色短毛兔(bbee)，如果要利用这2种兔子培育出能够稳定遗传的白色长毛兔(bbEE)，我们应该怎么办呢?

?黑色长毛白色短毛BBEEbbee黑色长毛BbEe杂交ＰＦ１

白色短毛bbee白色长毛bbEe白色长毛bbEe

F3bbEe测交bbEEbbeebbee黑色长毛BbEe黑长黑短白色长毛白短F1间雌雄交配Ｆ２bbEE/bbEe选优√

思考：怎么使两细菌的优良性状结合在一起？能否利用杂交育种？?不能。杂交育种只能用于有性生殖的生物。对细菌来说可用细胞融合技术。杂交育种：操作较简便，技术较成熟。但育种时间长（指显性纯合子的选育）。适用于动、植物。单倍体育种：最快速的育种方式，但技术复杂，一般须与杂交育种配合。只适用于植物。比较归纳：

杂交育种只能利用已有的基因重新组合，然后按需选择，并不能创造新的基因。那么有没有能在相对较短的时间内得到更多变异类型的育种方法？?诱变育种①农作物新品种的培育太空育种主要是利用返回式卫星或宇宙飞船等把种子带到太空，通过宇宙空间的强辐射、微重力和高真空等条件使植物种子遗传物质发生变异，从而选育新品种。诱变育种①农作物新品种的培育“神舟”五号搭载育成的南瓜诱变育种①农作物新品种的培育②用于微生物育种“神舟”五号搭载育成的南瓜诱变育种①农作物新品种的培育②用于微生物育种特别提醒：2.多用于微生物和植物，一般很少用于动物。1.由于突变具有不定向性、多害少利性，所以需要处理大量实验材料。(二)为了改良“西园挂绿”，欲招聘高级育种工程师一名。要求在不改变“西园挂绿”原有外观品质的前提下把“西园挂绿”改良为无核、果大、糖分含量多。若你前往应聘，该怎样设计育种方案？

方案提示：借鉴三倍体无子西瓜的育种方式（多倍体育种）易错点提醒：给三倍体植株授二倍体植株的花粉，目的不是受精，而是为了提供生长素。如果没有生长素供应，子房不能发育成果实。多倍体育种可在短时间内培育出新物种。如：四倍体西瓜，八倍体小黑麦。注意：四倍体西瓜和二倍体西瓜还是同一物种吗？不是。已经产生了生殖隔离。小结：

不同物种间有生殖隔离，一般不能杂交或杂交不育。那么要培育具有两个物种遗传特性的植物新品种，该如何育种？基因工程技术

植物体细胞杂交典型例题：番茄与甜椒自然杂交后形成的后代既像辣椒又像番茄，故称番茄椒。它同时具有番茄和甜椒的特点，果实色泽鲜红，果皮比较厚实，耐储运，具有加热后对营养和颜色毫无影响的特性。但是此番茄椒不能产生后代。思考：为什么此番茄椒不能产生后代？怎样才能培育出可育的番茄椒？番茄甜椒番茄椒番茄（AA）

甜椒（BB）

(AB)

(AABB)

×不育的番茄椒秋水仙素处理使染色体加倍可育的番茄椒方案一：多倍体育种杂种细胞杂种植株番茄细胞(AA)甜椒细胞(BB)愈伤组织（AABB）原生质体融合

植物组织培养

去壁

方案二:（AABB）植物体细胞杂交（细胞工程育种）小结：植物体细胞杂交技术利用了细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。从变异的角度来讲，属于染色体变异。2.植物体细胞杂交可以克服远缘杂交不亲和障碍，但技术还不成熟。3.动物细胞融合后获得的杂种细胞，目前还没有办法让其发育成一个个体。它不同于植物体细胞杂交。

(三)荔枝介壳虫害严重影响了“西园挂绿”的产量，以前果农常采用喷洒农药、放养寄生蜂等方法来防治。如今科学家在一种细菌体内找到了它的抗性基因（L），请设计育种方案来有效减轻荔枝介壳虫危害。1.提取目的基因2.目的基因与运载体结合3.将目的基因导入受体细胞4.目的基因的检测与鉴定方案提示：基因工程育种结合提取导入增殖、表达特别提醒：基因工程育种能打破物种界限，克服生殖隔离的障碍，定向改造生物性状。但可能会导致基因污染，威胁生物圈的稳态。三、归纳总结将不同优良性状集中：快速获得稳定遗传新品种的：能创造新性状的：能在不同物种间进行的：杂交育种单倍体育种单倍体育种诱变育种基因工程育种、植物体细胞杂交四、经典考题下图为五种不同育种方法示意图。据图回答：（1）图中展示了哪几种育种方式:

A、D和A→B→C的两种育种方式相比较，后者的优越性主要表现在

。A、D育种方法选种通常从

代，原因是

。（2）B常用的方法为

。（3）E方法所运用的原理是

。所用的方法如

、

等

（4）C、F过程中最常采用的药剂是

。该试剂作用于细胞分裂的

期。

（5）由G→J的过程中涉及到的生物工程技术

有

2.(2009年海南卷)填空回答下列问题:(1)水稻杂交育种是通过品种间杂交,创造新变异类型而选育新品种的方法。其特点是将两个纯合亲本的

通过杂交集中在一起,再经过选择和培育获得新品种。(2)若这两个杂交亲本各具有期望的优点,则杂交后,F1自交能产生多种非亲本类型,其原因是F1在

形成配子过程中,位于

基因通过自由组合,或者位于

基因通过非姐妹染色单体交换进行重新组合。

(3)假设杂交涉及n对相对性状,每对相对性状各受一对等位基因控制,彼此间各自独立遗传。在完全显性的情况下,从理论上讲,F2表现型共有

种,其中纯合基因型共有

种,杂合基因型共有

种。

(4)从F2起,一般还要进行多代自交和选择。自交的目的是

;选择的作用是

。3.中国是世界上最大的茄子生产国，为培育优良品种，育种工作者应用了多种育种方法。请同答：(1)茄子的早期栽培品种为二倍体，有人利用秋水仙素处理一倍体茄子的幼苗，选育出四倍体茄子，其原理是：秋水仙素作用于正在分裂的植物细胞，会抑制_____的形成，导致_______加倍。(2)茄子晚开花(A)对早开花(a)为显性，果实颜色有深紫色(BB)、淡紫色(Bb)与白色(bb)之分，两对基因自由组合。为培育早开花深紫色果实的茄子，选择基因型AABB与aabb的植株为亲本杂交，F1自交得到的F2中有________种表现型，其中早开花深紫色果实的植株应占_______。(3)青枯病是茄子的主要病害，抗青枯病(T)对易感青枯病(t)为显性，基因T、t与控制开花期的基因A、a自由组合。若采用二倍体早开花、易感青枯病茄子(aatt)与四倍体晚开花、抗青枯病茄子(AAAATTTT)为育种材料，运用杂交和花药离体培养的方法，培育出纯合的二倍体早开花、抗青枯病茄子，则主要步骤为：①．第一步：________________________________________。②．第二步：以基因型______的茄子为亲本杂交，得到F1(AaTt)③．第三步：_______________________(用遗传图解或文字简要描述)1、下列关于育种的叙述中，错误的是（多选）（）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四、巩固练习BCD

2、·科学家通过基因工程的方法，能使马铃薯块茎含有人奶主要蛋白。以下有关基因工程的叙述，错误的是（）

A．采用反转录的方法得到的目的基因有内含子

B．基因非编码区对于目的基因在块茎中的表达是不可缺少的

C．马铃薯的叶肉细胞可用为受体细胞

D．应该用同一种限制酶分别处理质粒和含目的基因的DNA，使其产生相同的黏性末端A3、

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（）

A．单倍体育种

B．杂交育种

C．人工诱变育种

D．细胞工程育种

B4、某科研人员在作物育种研究中，偶然发现实验田中出现了一株抗旱、抗盐品质优秀的植株，在下列研究和应用的设想中错误的是（）

A．通过杂交育种或单倍体育种的方式，把抗性性状转移到其他农作物

B．通过研究该植株细胞的细胞膜结构和功能，探索抗旱、抗盐机理

C．该抗性植株可能由基因突变引起，可通过基因工程技术培育其他抗性作物

D．可通过组织培养技术，大量生产该抗性作物的人工种子A5、科学家做了两项实验：（1）用适当浓度的生长素溶液处理未受粉的番茄花蕾子房，发育成无子番茄。（2）用四倍体与二倍体西瓜杂交，获得三倍体西瓜植株，给其雌蕊授二倍体花粉，子房发育成无子西瓜。下列叙述正确的是（）

A.上述无子番茄性状能遗传

B.若取无子番茄植株进行无性繁殖，长成的植株所结果实中有种子

C.若取上述无子西瓜进行无性繁殖，长成的植株子房壁细胞含有四个染色体组

D.上述无子西瓜进行无性繁殖，长成的植株所结果实中有种子B5、玉米是雌雄同株的植物，其顶部开雄花,下部开雌花。正常植株的基因型为A_B

，基因型为aaB_的植株不能长出雌花序而成为雄株；基因型为A_bb的植株雄花序变成雌花序而成为雌株，基因型为aabb的植株只有顶端长出雌花序而成为雌株。(两对基因位于两对同源染色体上)。请分析回答下列问题：

正常株(A

B

)雄株(aaB

)雌株(A

bb)雌株(aabb)热点关注:

分析能力、实验设计能力的考查（1）育种工作者选用上述材料做亲本，杂交后得到下表中结果：类型数目正常株雄株雌株99810011999请你写出亲本的基因型：

、

。♂AaBb×♀aabb或♀Aabb×♂aaBb

正常株(A

B

)雄株(aaB

)雌株(A

b