必修2课题19：从杂交育种到基因工程育种学案设计

必修2课题19：从杂交育种到基因工程育种考纲：最考纲 细解考点 核心素养1.把握育种原理、过程生物变异在育种上的应用(Ⅱ)转基因食品的安全(Ⅰ)课标导航

和方法考察育种方案的选择与设计考察基因工程的原理及应用

科学思维——比较与综合:育种方法的比较;批判性思维:理性对待转基因技术生命观念——构造与功能观:通过育种技术改善作物品质,提高产量等科学探究——试验设计与方案实施:育种方案的选择与设计理解生物变异在育种中的应用高考定位自我设计育种方案。【推测题型】选择、分析、设计简述不同的育种技术及原理、方法及其应用。2.〔选修III〕阐述你对转基因食品安全性的不同看法【回扣教材】983自然段——选择育种的缺点。教材100页其次自然段黑体字内容和教材100页最终自然段微生物诱变育种学问。102～1036－36－46－5，更好地理解基因工程的三种工具。1012——10621108页自我检测一中推断题。名称原理名称原理方法优点缺点应用其他杂交育种〔最简便、最常规〕基因重组诱变育种基因突变单倍体育种变异二倍体离培养单倍体。技术简单纯合体秆不抗病小麦快速培育矮秆抗病小麦细胞养能性外植体→脱分化→愈伤组织会→再分化→胚状体→植物体取材少，培育周期短等。技术简单制造人工种子杂交→自交→筛选出符合要使分散在同一物(1)育种时间长；用纯种高秆抗病与矮求的表型，通过自交至不再种不同品种间的(2)秆不抗病小麦培育矮发生性状分别为止。多个优良性状集或亲缘关系较近秆抗病小麦中于同一个体上，的个体〔能杂交的动物和植物〕常规育种方法(1)物理：紫外线、射线、激有利变异少，工高产青霉素菌株光等；(2)化学：秋水仙素、硫酸二乙酯等。度改进性状。作量大，需大量的供试材料。〔全部生物〕大大缩短育种年用纯种高秆抗病与矮〔植物〕用肯定浓度秋水仙素处理萌技术简单；发育多倍体染色体发的种子或幼苗实、种子都比较体小黑麦育种变异一般只适合于植〔植物〕不是常提高。物规育种提取目的基因→与运载体结技术简单；生态转基因抗虫棉育种重组合要求的品种交不亲和的障碍安全问题多〔全部生物〕术简单，低工工程育种交克隆细胞膜的流 去细胞壁→诱动性植细胞导融合→组织的全能性 培育获得植株细胞核的全 能性；细胞增植殖抑制远缘杂交不亲和的障交组合的范围抑制远缘杂交不亲和的障碍；可用于繁育优良动物、濒危动物。抑制远缘杂交不亲和的障碍。技术简单蓝”的培育技术简单克隆羊“多莉”合细胞增殖细胞融合、细胞培育技术简单单克隆抗体的制备拓展提升诱变育种与杂交育种相比，前者能产生前所未有的基因，制造变异类型；后者不能产生基因，只是实现原有基因的重组合。F，缘由是从F开头发生性状分别；选育后是否连续自交取决于所选优良性状是显性还2 2是隐性。杂交育种与杂种优势不同：品种；②杂种优势主要是利用杂种F1

的优良性状，并不要求遗传上的稳定。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大、抗倒伏、产量提高、品质改进，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。诱变育种尽管能提高突变率，但处理材料时仍旧是未突变的远远多于突变的个体；突变的不定向性和一般有害的特性，打算了在突变的个体中有害仍多于有利，只是与自然突变相比较，二者都增多。依据不同育种需求选择不同的育种方法a.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。b.要求快速育种，则运用单倍体育种。c.要求大幅度改进某一品种，使之消灭前所未有的性状，可利用诱变育种和杂交育种相结合的方法。d.要求提高品种产量，提高养分物质含量，可运用多倍体育种。e.杂交育种是最简捷的方法，而单倍体育种是最快获得纯合子的方法，可缩短育种年限。f.让染色体加倍可以用秋水仙素等进展处理，也可承受细胞融合的方法，且此方法能在两个不同物种之间进展。g.原核生物不能进展减数分裂，所以不能运用杂交的方法进展育种，一般承受的方法是诱变育种或细胞工程育种或基因工程育种，通常为诱变育种。假设要培育隐性性状个体，可用自交或杂交，只要消灭该性状即可。有些植物如小麦、水稻等，杂交试验较难操作，其最简便的方法是自交。假设要提高养分物质含量，可用多倍体育种方法。假设要培育原先没有的性状，可用诱变育种或基因工程育种，其中基因工程育种的目的性强。l.假设培育植物为养分生殖，如土豆、地瓜等，则只要消灭所需性状即可，不需要培育出纯种。m.假设要抑制远缘杂交不亲和障碍，则可以选择基因工程育种和植物体细胞杂交技术。n.试验材料假设为动物，则杂交育种中一般不通过逐代自交，而是通过测交试验直接推断基因型。o.培育无子果实可选择多倍体育种，其原理是三倍体植株减数分裂时联会紊乱，因而不能结子。【深挖教材】杂交育种实践过程中肯定需要经过连续自交吗?说明理由。提示:不肯定需要连续自交。假设选育显性优良纯种,需要连续自交筛选直至性状不再发生分别;假设选育隐性优良纯种,则只要在F2【深挖教材】争辩觉察低剂量的紫外线能诱发大肠杆菌基因突变,而高剂量的紫外线会导致菌体死亡,可能的缘由是什么?因此紫外线诱发过程中要把握剂量,尝试写出把握剂量的三种方法。提示:高剂量的紫外线对细胞内的DNA时间。【深度思考】上述图解中,假设利用A→D培育显性纯合子品种,理论上最短育种年限为多少?写出主要的育种程序。提示:四年。第一年杂交→其次年自交→第三年自交、人工选择→第四年分别种植、自交、选育所需后代。二、几种育种图解杂交育种要点：获得纯合体，植物可以连续自交；动物则需测交。单倍体育种要点：当F1长到花蕾期时，就可以对其进展花药离体培育。在单倍体育种过程中也形成了愈伤组织。花药离体培育就是一种植物组织培育，但是它是特例，由于它是有性生殖。多倍体育种要点〔培育无籽西瓜：第一年杂交时对四倍体母本的处理是：人工去雄。在二倍体植株上也结西瓜〔二倍体。三倍体西瓜之所以无子，缘由是减数分裂时联会紊乱，一般无法产生正常的配子。间或无籽西瓜中结出种子属于正常现象，种子是三倍体或二倍体。其次年用二倍体给三倍体授粉的缘由是刺激其子房发育成果实，结出无籽西瓜。替代方法是在三倍体雌蕊柱头上涂抹肯定浓度的生长素类似物溶液。秋水仙素的作用：抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成，使细胞中染色体数目加倍。生长素的作用：促进三倍体的子房发育成果实。三倍体无籽西瓜是可遗传变异，是染色体变异；二倍体无籽果实是不行遗传变异，由于无子是由外部条件控制造成的，遗传物质没有转变。证明是否为可遗传变异的方法是：用植物组织培育技术获得其子代，让子代在自然条件下生长发育，看其结有子还是无子果实。无籽西瓜进展扩大栽培的方法是植物组织培育。基因工程育种要点：以转基因抗虫棉为例①抗虫基因导入后也是核基因，其遗传遵循孟德尔遗传定律。②抗虫基因在棉花细胞里也有可能发生基因突变。③抗虫基因插入的状况有：可能插入1以转基因抗虫棉为例①抗虫基因导入后也是核基因，其遗传遵循孟德尔遗传定律。②抗虫基因在棉花细胞里也有可能发生基因突变。③抗虫基因插入的状况有：可能插入1个、2个或多个基因。a.1个基因①产生配子：2种含：不含=1:1②能否稳定遗传：不能③自交分别比=3:1④测交：与非转基因棉花杂交，分别比：抗：不抗=1:1⑤自交子代中能稳定遗传的抗虫棉占1/4⑥鉴定一株抗虫棉能稳定遗传的方法：自交b.2个基因产生配子含：不含=1:1都含含含：含：含：不含=1:1:1:1自交分别比3:11:015:1细胞工程育种要点：▲植物体细胞杂交〔以白菜—甘蓝杂种植株为例〕①它是四倍体，可育。②它是一个物种，由于它与原有物种杂交，不能产生可育后代。③它同时具备白菜、甘蓝两种植株的优良性状。▲动物：鲤鱼核移植▲细菌和真菌也可以利用细胞融合技术培育品种。※生物的变异不是定向的：基因突变是随机的；有性生殖细胞产生过程中，非同源染色体的自由组合是随机的；受精过程中，精子与卵细胞的结合是随机的。※航天育种选育出来的产品不会像转基因食品一样对人体存在安全问题；太空种子的变异基因是种子本身基因的变异产物，并没有倒入其他基因。※从分子水平分析，进展基因工程的主要理论依据是：不同生物的DNA构造根本形式一样。【深挖教材】基因工程中使用的DNA连接酶可否用DNA聚合酶代替?说明理由。提示:不行以。由于酶具有专一性,DNA连接酶是把两个具有一样末端的DNA片段通过磷酸二酯键连