一轮复习-人教版必修2-第6章-第1节-杂交育种与诱变育种

必修2第六章从杂交育种到基因工程第1节杂交育种与诱变育种优良选择培育新品种基因重组一、杂交育种1．概念：将两个或多个品种的

性状通过交配集中在一起，再经过

和

，获得

的方法。2．原理：

。3、动植物杂交育种的比较(以获得基因型为AAbb的个体为例)：注：Ⅰ.杂交育种选育新品种的阶段是F2，原因是F2开始发生性状别离。3、动植物杂交育种的比较(以获得基因型为AAbb的个体为例)：注：Ⅱ.选育后是否连续自交，取决于所选优良性状是显性性状还是隐性性状，如果是隐性性状，那么只要出现该性状即可。3、动植物杂交育种的比较(以获得基因型为AAbb的个体为例)：注：Ⅰ.杂交育种选育新品种的阶段是F2，原因是F2开始发生性状别离。Ⅱ.选育后是否连续自交，取决于所选优良性状是显性性状还是隐性性状，如果是隐性性状，那么只要出现该性状即可。Ⅲ.杂交育种只适用于进行有性生殖的生物。植物杂交育种中纯合子的获得一般通过逐代自交〔直至不发生性状别离为止〕的方法；而动物杂交育种中纯合子的获得方法一般通过双亲杂交得F1，F1雌雄个体间交配，选F2中相应表现型的个体与隐性纯合子测交的方法。二、诱变育种1．概念：利用

因素或

因素处理生物，使生物发生

，从而获得优良变异类型的育种方法。2．原理：

。3.(1)优点：

。(2)缺点：

。4.应用：主要用于农作物育种和微生物育种物理化学基因突变基因突变可以提高突变率，在较短时间内获得更多的优良变异类型基因突变具有不定向性，有利变异少，需大量处理实验材料注：诱变育种尽管提高突变率，但处理材料时仍然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决定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。三、单倍体育种1、常用方法：2、原理：

。染色体数目以染色体组的形式成倍减少，再加倍后获得纯种。3、优点：染色体变异花药离体培养后获得单倍体再用秋水仙素处理，形成纯合子。明显缩短育种年限三、单倍体育种注：单倍体育种需对单倍体幼苗而不是种子进行诱导染色体加倍处理。明显缩短育种年限注：Ⅰ.单倍体育种只适用于进行有性生殖的生物。Ⅱ.在对花药进行离体培养时，培养的是所有基因型的花药，而不是某种特定基因型的花药，筛选需在诱导染色体加倍后，根据具体表现型进行。Ⅲ.单倍体育种需对单倍体幼苗而不是种子进行诱导染色体加倍处理。2、原理：无子西瓜的培育染色体数目变异1、方法：3、实例：

抑制前期纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，引起细胞内染色体数目加倍。四、多倍体育种用适宜浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗〔或低温诱导植物染色体数目加倍〕三倍体植株(3N)在减数分裂过程中，同源染色体联会发生紊乱，难以形成正常的配子，所以一般不会产生种子。为什么三倍体植株所结的果实为无子西瓜呢?♀3n香蕉的形成过程

香蕉的祖先为野生芭蕉，个小而多种子，无法食用。香蕉的培育过程如下：野生芭蕉

2n有籽香蕉

4n加倍野生芭蕉

2n无籽香蕉

3n正常的野生香蕉是二倍体植物，也有种子，这些又大又硬种子镶嵌在果肉里，吃起来十分不方便，而且野香蕉的口感也不怎么好，所以人们决定改进香蕉，这才培育出了无籽的香蕉，其实说它无籽也不完全对，如果你掰开一个香蕉，有时候还是会看见很多淡色的小黄点，它们就是没发育的种子。既然没有种子，香蕉也就不能用常规的种子繁殖的方式栽培了，它使用的是无性生殖，常用的有吸芽繁殖，也就是将根或地上茎叶腋间自然长出来的短缩、肥厚呈莲座状短枝取下来，进行培养直至长成一棵完整的植株。异源多倍体可以通过人工的方法进行培育。例如，萝卜甘蓝的培育：将萝卜〔2n=18〕和甘蓝〔2n=18〕杂交，得到杂种F1。F1在产生配子时，由于萝卜和甘蓝的染色体之间不能配对，不能产生可育的配子，因而F1是高度不育的。如果用秋水仙素处理，人工诱导F1的染色体加倍，就可以得到异源四倍体。这种异源四倍体既不是萝卜，也不是甘蓝，它是一个新种，叫做萝卜甘蓝。异源多倍体：指不同物种杂交产生的杂种后代经过染色体加倍形成的多倍体。第2节基因工程育种某种基因提取出来另一种生物的细胞里DNA分子水平一、基因工程1．概念：按照人们的意愿，把一种生物的

，加以修饰改造，然后放到

，定向地改造生物的遗传性状。操作水平为

。2.根本工具〔1〕基因的“剪刀”：。〔2〕基因的“针线”：。〔3〕基因的运载体：常用的有、噬菌体和______________等。限制性核酸内切酶DNA连接酶质粒动植物病毒目的基因受体细胞检测与鉴定作物育种药物3.操作步骤〔1〕的获取。〔2〕。〔3〕将目的基因导入。〔4〕目的基因的。4.基因工程的应用〔1〕，如抗虫棉。〔2〕研制，如胰岛素等。〔3〕环境保护，如转基因细菌分解石油。基因表达载体的构建一、目的基因的获取1、目的基因：2、获取目的基因的常用方法？〔1〕从基因文库中获取〔2〕利用PCR技术扩增〔3〕化学方法直接人工合成〔化学合成〕主要是指编码蛋白质的基因二、基因表达载体的构建〔基因工程的核心〕1、目的：(1)使目的基因在受体细胞中稳定存在并可以遗传给下一代；(2)使目的基因能够表达和发挥作用。2、基因表达载体的组成成分目的基因标记基因启动子终止子3、标记基因：作用是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来，如抗生素抗性基因。标记基因2、终止子：也是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的尾端，相当于一种终止信号，使转录在所需要的地方停止下来。1、启动子：是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需要的蛋白质。三、将目的基因导入受体细胞转化：目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。方法将目的基因导入植物细胞将目的基因导入动物细胞将目的基因导入微生物细胞农杆菌转化法基因枪法花粉管通道法——显微注射法——感受态细胞②原理：

Ti质粒上的T-DNA可以转移到受体细胞，并整合到受体细胞染色体的DNA上。①特点：

易感染双子叶植物和裸子植物，对大多数单子叶植物没有感染能力。农杆菌转化法：1.将目的基因导入植物细胞③转化过程：Ti质粒目的基因构建表达载体导入植物细胞插入植物细胞染色DNA表达新性状转入农杆菌答：受精卵大，易于操作；全能性高，可使目的基因在相应组织细胞表达。显微注射法〔将基因表达载体提纯，用显微仪注射到受精卵中〕2.将目的基因导入动物细胞(1)常用法：Ca2+处理(2)常用菌：大肠杆菌(3)微生物作受体细胞原因：繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对少(4)过程：大肠杆菌感受态细胞表达载体与感受态细胞混合感受态细胞吸收DNA3.将目的基因导入微生物细胞思考：为什么要用Ca2+处理受体细胞？答：用Ca2＋处理，增加细菌细胞壁的通透性。Ca2+处理四、目的基因的检测与鉴定二、基因工程与基因重组的比较[精彩提示]►►(1)基因重组发生于有性生殖中，不能打破生殖隔离，而基因工程那么可实现异种生物的基因转移。(2)基因工程可使受体获得新的基因，表现出新的性状，该技术可看作是一种广义的基因重组。(3)培育转基因动物的受体细胞一般为受精卵。(4)限制性内切酶和DNA连接酶的作用部位都是脱氧核苷酸之间形成的磷酸二酯键(不是氢键)，只是一个切开，一个连接。(5)质粒是最常用的运载体，不要把质粒同运载体等同，除此之外，噬菌体和动植物病毒也可作为运载体。质粒的化学本质为DNA，其根本单位为脱氧核苷酸。[精彩提示]►►(6)要想从DNA上切下某个基因，应切2个切口，产生4个黏性末端。(7)基因工程中工具酶有两种——限制酶和DNA连接酶；工具有三种，除上述两种外还包括运载体。(8)运载体包括质粒、噬菌体、动植物病毒等，质粒是最常用的。第3节细胞工程育种一、植物体细胞杂交技术育种①方法：用酶解法去掉细胞壁→用诱导剂诱导原生质体融合→将杂种细胞进行组织培养→杂种植株②操作步骤：原生质体融合的原生质体再生出细胞壁杂种细胞植物组织培养注：Ⅰ.该种方法需要植物组织培养等技术手段的支持。Ⅱ.如果把A、B两种细胞放在一起让其发生融合，可能同时获得5种细胞：A细胞、B细胞、AA细胞、BB细胞、AB细胞、BB细胞、AB细胞，其中AA细胞、BB细胞、AB细胞都是融合细胞，只有AB细胞才是杂种细胞，才可以培育出杂种植株。二、细胞核移植技术〔克隆〕育种①方法：把一种生物〔具备所需性状〕的体细胞核移植到另一种生物的去核卵细胞中，再把细胞培育成一个新的生物个体。②操作步骤：吸取细胞核将其移植到去核卵细胞中培育〔一般需应用胚胎移植技术〕。注：该种方法有时需要胚胎移植等技术手段的支持。几种育种方法一、常规育种：杂交育种诱变育种单倍体育种多倍体育种二、非常规育种：基因工程育种细胞工程育种

育种方法的选择要根据育种要求、材料特点、技术水平和经济因素，进行综合考虑和科学决策。[精彩提示]►►(1)诱变育种与杂交育种相比，前者能产生前所未有的新基因，创造变异新类型；后者不能产生新基因，只是实现原有基因的重新组合。(2)在所有育种方法中，最简捷、常规的育种方法——。(3)根据不同育种需求选择不同的育种方法①将同物种的两亲本的两个不同优良性状集中于同一生物体上，可利用，亦可利用。②要求快速育种，那么运用。③要求大幅度改进某一品种，使之出现前所未有的性状，可利用和杂交育种相结合的方法。④要求提高品种产量，提高营养物质含量，可选用。⑤假设要将特殊性状组合到一起，还需克服不同物种的生殖隔离，可考虑，如抗虫棉的培育。杂交育种杂交育种单倍体育种单倍体育种诱变育种多倍体育种基因工程育种A．由⑤得到⑩的育种原理是基因重组B．图中秋水仙素的作用是使染色体数目加倍C．假设③的基因型为AaBbdd，那么⑦的基因型可能是aBdD．③至④的过程中，所产生的变异都有利于生产1.(2015中山模拟)将某种二倍体植物①、②两个植株杂交，得到③，将③再做进一步处理，如以下图所示。以下分析不正确的选项是D2.(2015苏州模拟)以下有关育种的表达，错误的选项是()A．诱变育种可提高突变频率，从而加速育种进程B．单倍体育种常用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗C．为获得隐性纯合体，可利用杂交育种的方法缩短育种时间D．为了解决三倍体无籽西瓜年年制种的问题，可利用植物组织培养快速繁殖B3.我国研究人员发现“DEP1”基因的突变能促进超级稻增产，这一发现将有助于研究和培育出更高产的水稻新品种。以下说法错误的选项是()A．水稻产生的突变基因不一定能遗传给它的后代B．该突变基因可能在其他农作物增产中也发挥作用C．基因突变产生的性状对于生物来说大多是有利的D．该突变基因通过光学显微镜无法观察到C4.图中的①②③表示培育番茄新品种的三种育种方法。以下有关说法不正确的选项是()A．方法①和③的育种原理都是基因重组，但方法③的变异是定向的B．方法②诱导单倍体的过程中细胞全能性的表达与植物激素密切相关C．方法③中的抗病基因导入受体细胞常用细菌中的质粒做运载体D．方法③可将抗病基因直接导入叶肉细胞，使其与细胞中的DNA分子整合D5.以下新品种的培育原理相同的一组是()A．太空椒和抗虫棉B．无子番茄和“番茄——马铃薯”C．高产优质杂交水稻和青霉素高产菌株D．无子西瓜和八倍体小黑麦D6.如图为水稻的几种不同育种方法示意图，以下表达不正确的选项是〔〕A．通过A、D过程培育新品种的方法叫杂交育种，其特点是把不同亲本的优良性状集中在一起，其原理是基因重组B．B过程常用的方法是花药离体培养，表达了植物细胞的全能性C．C、F过程可用秋水仙素进行处理，原理是抑制着丝点分裂，使细胞内染色体数目加倍D．E过程能打破物种的界限，需要的酶是限制酶、DNA连接酶C7.用二倍体早熟易感病茄子〔aatt〕和四倍体晚熟抗病茄子〔AAAATTTT〕为材料，培育纯合的二倍体早熟抗病茄子。以下有关表达合理的是〔〕A．取四倍体植株的花药离体培养可获得二倍体植株AATTB．基因型aatt与基因型AATT植株杂交，可以从F2中直接选出符合要求的植株C．取B选项F1植株花药进行离体培养，利用的原理是植物细胞具有全能性D．种植C选项得到的植株，成熟后用秋水仙素处理即可选出符合要求的植株C8.某生物的基因型为AaBB，通过某些技术可分别将它转变为以下基因型的生物①AABB；②aB；③AaBBC；④AAaaBBBB。那么以下排列正确的选项是()A.诱变育种、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.细胞融合、杂交育种、诱变育种、多倍体育种B植物的器官可分为营养器官及生殖器官。营养器官通常指植物的根、茎、叶等器官，而生殖器官那么为花、果实、种子等。营养器官的根本功能是维持植物生命，这些功用包括了如：光合作用等。