高中生物 第6章 从杂交育种到基因工程学案 新人教版必修2.doc

第6章 从杂交育种到基因工程6.1 杂交育种与诱变育种 【学习目标】(1)简述杂交育种与诱变育种的概念、原理及方法。 (2)说出杂交育种和诱变育种的优点和局限性。(重难点)【学习过程】第一部分：杂交育种合作探究1：植物杂交育种的基本过程实例1：小麦高秆（d）对矮秆（d）为显性，抗锈病（t）对不抗锈病（t）为显性，现有纯合的高秆抗锈病的小麦（ddtt）和矮秆不抗锈病的小麦（ddtt），如果你是育种工作者，怎样才能得到矮秆抗病（ddtt）的优良品种？请用遗传图解表示优良品种的选育方案：（结合孟德尔遗传规律） 思考与讨论：（1）从第几代中能选出矮秆抗锈病个体，该个体能否稳定遗传，为什么？（2）怎样处理才能得到比较纯的矮秆抗锈病个体？合作探究2： 动物杂交育种的基本过程实例2：假设现有长毛立耳猫（bbee）和短毛折耳猫（bbee），你能否培育出能稳定遗传的长毛折耳猫（bbee）？写出育种方案（图解）思考与讨论： 动物杂交育种过程与植物杂交育种过程有什么不同？小结：1、杂交育种概念： 2、杂交育种依据的遗传学原理是_ 3、杂交育种方面取得的成就： 4、请从杂交后代可能出现的各种类型，以及育种时间等方面，分析杂交育种方法的不足？ （1）优点：（2）缺点：第二部分：诱变育种1、 概念：2、 原理：3、诱变因素：4、诱变育种方面取得的成就：合作探究3： 联系基因突变的特点，思考诱变育种有哪些优势和局限?可采用什么方法克服? （1）优势： （2）局限： （3）解决方法：第三部分：列表比较四种育种方法类型杂交育种人工诱变育种单倍体育种多倍体育种原理方法优点缺点例子【学习小结】以概念图的形式，总结本节内容的知识体系【基础训练】1两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细胞工程育种答案 b2.下列各项中，不属于诱变育种优点的是（）a.提高变异的频率 b.育种年限显著缩短c.大幅度改良某些性状 d.需大量处理供试材料答案 d解析 诱变育种的优点有提高变异的频率、育种年限显著缩短、大幅度改良某些性状，缺点有由于突变的不定向性和多害少利性，需大量处理供试材料，选d。3在红粒高秆的麦田里，偶然发现一株白粒矮秆优质小麦，欲在两三年内能获得大量的白粒矮秆麦种，通常用的育种方法是()a自交育种b诱变育种 c多倍体育种 d单倍体育种答案 a解析 小麦为高等被子植物，花小，为两性花，可利用自交育种进行选育新品种。自交育种省去了人工去雄、授粉等复杂的操作工序，是最简单常用的方法。4.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.自然条件下,三倍体与二倍体能进行杂交 d.诱变获得的突变体多数表现出优良性状答案 a解析 诱变育种可利用物理、化学或生物方法提高其突变率;杂交育种是将原有基因进行重新组合,不能产生新基因,只能产生新的基因型;自然条件下,三倍体不能进行正常的减数分裂,不能产生配子;诱变育种产生的突变体对生物本身来说,一般是不利的。5.二倍体萝卜和二倍体甘蓝杂交得到杂种f1，f1几乎不育，但偶尔结了几粒种子，发芽后长成的植株p茎秆粗，叶片、种子和果实都很大，而且是可育的。由此判断下列相关叙述正确的是（ ）a. 能发育成植株p的种子一定发生了基因突变b. 二倍体萝卜和二倍体甘蓝有性杂交后代可育c. 萝卜和甘蓝的染色体能进行正常的联会d. 由f1种子发育成的植株p可能是四倍体答案 d【能力训练】1.科学家用纯种的高秆(d)抗锈病(t)小麦与矮秆(d)易染锈病（t）小麦培育矮秆抗锈病小麦新品种，方法如图。下列叙述正确的是a. 过程甲产生的f1有四种表现型 b. 该育种方法选育的优良品种不可育c. 过程乙没有涉及花药离体培养 d. 该育种方法可以明显缩短育种年限答案 d 解析 根据题干信息分析，过程甲产生的子一代的基因型为ddtt，表现为高秆矮茎，只有一种表现型，a错误；该育种方法为单倍体育种，过程乙经过了花药离体培养和秋水仙素处理后，获得的优良品种是可育的，且肯定是纯合子，bc错误；单倍体育种可以明显缩短育种年限，d正确。2.假设a、b为玉米的优良基因,现有aabb、aabb两个品种,控制两对相对性状的基因位于两对同源染色体上。为得到能稳定遗传的优良玉米种(aabb),某实验小组用不同方法进行了实验(如图),下列说法不正确的是()a.过程育种方法运用的原理是基因突变,最大优点是能提高突变率,在短时间内获得更多的优良变异类型b.过程使用的试剂是秋水仙素,它可作用于正在分裂的细胞,抑制纺锤体的形成c.过程育种方法运用的原理是基因重组,基因型为aab_的类型经后,子代中aabb所占比例是5/6d.过程应用了单倍体育种的方法,最大的优点是明显缩短育种年限答案 c解析 是诱变育种;是杂交育种,原理是基因重组;是多倍体育种,利用秋水仙素使染色体加倍。基因型为aab_的类型中aabb占1/3,aabb占2/3,经过自交后,子代中aabb所占比例是1/2,故c错误。3.将物种（2n=20）与物种（2n=18）杂交可产生子代，对将作如图所示处理。（注: 的染色体和的染色体在减数分裂中不会相互配对）。以下说法正确的是（ ）a. 图中过程皆可发生b. 是一个新物种c. 由到过程发生了等位基因分离、非同源染色体上非等位基因自由组合d. 由到的过程不可能发生基因突变答案 b4.小麦品种是纯合子，生产上用种子繁殖，现要选育矮秆(aa)、抗病(bb)的小麦新品种；马铃薯品种是杂合子(有一对基因杂合即可称为杂合子)，生产上通常用块茎繁殖，现要选育黄肉(yy)、抗病(rr)的马铃薯新品种，请分别设计小麦品种间杂交育种程序以及马铃薯品种间杂交育种程序，要求用遗传图解表示并加以简要说明(写出包括亲本在内的三代即可)。答案(注：a_b_、a_bb、aab_、aabb表示f2出现的9种基因型和4种表现型；写出f2的9种基因型和4种表现型即可)5.如图为水稻的几种不同育种方法示意图,据图回答下列问题:(1)b常用的方法是_,用到秋水仙素的过程有_(用图中字母表示)。(2)打破物种界限的育种方法是_(用图中的字母表示),该方法所运用的原理是_。(3)假设你想培育一个稳定遗传的水稻品种,它的性状都是由隐性基因控制的,其最简单的育种方法是_;如果都是由显性基因控制的,为缩短育种时间常采用的方法是_。(用图中的字母表示)答案 (1)花药离体培养c、f (2)e基因重组(3)adabc解析 本题考查育种的相关知识。图中a过程代表杂交、d过程代表自交、b过程代表花药离体培养、c和f过程代表用秋水仙素使染色体加倍、e过程代表基因工程。其中基因工程可以在不同物种之间进行,该技术的原理为基因重组。如果选育的性状都是隐性性状,最简单的方法是杂交育种,因为隐性性状表现出来即为纯合,可稳定遗传,即ad过程;如果选育的性状都是显性性状,用杂交育种年限比较长,可明显缩短育种年限的育种方法是单倍体育种,即abc过程。6.2 基因工程及其应用 编号16【学习目标】(1)简述基因工程的基本原理。(重难点)(2)举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用；(3) 关注转基因生物和转基因食品的安全性。（难点）【学习过程】一、自主学习第一部分：基因工程的原理1、基因工程的概念：2、基因工程的工具： （1）基因的“剪刀”：_思考讨论： 限制酶的分布、作用特点、及其结果分别是什么？（2）基因的“针线”： _思考讨论：dna连接酶的连接部位及其作用结果是什么？（3）基因的_：目前常用的运载体有哪些？3、基因工程的操作步骤：思考讨论：切割运载体和目的基因往往是用同一种限制酶还是两种？第二部分：基因工程的应用1、农牧业方面： 2、医药方面：3、目前关于转基因生物和转基因产品的安全性，有两种观点：二、合作探究1、基因工程育种与杂交育种、诱变育种相比，主要优点是什么？其原理是什么？2、：列表比较四种酶的异同类型解旋酶（dna复制）dna聚合酶（dna复制）限制酶（基因工程）dna连接酶（基因工程）作用作用部位3、运载体的作用、具备条件是什么？【学习小结】【基础训练】1要使目的基因与对应的载体重组，所需的两种酶是（ ）限制酶 dna连接酶 解旋酶 还原酶abcd答案 a解析用 限制性核酸内切酶进行切割目的基因和运载体，再用dna连接酶连接，故选a。考点：本题考查基因工程相关知识，意在考察考生对知识点的识记理解掌握程度。2基因工程的正确操作步骤是（）目的基因与运载体相结合将目的基因导入受体细胞检测目的基因的表达 提取目的基因a b c d答案 c解析 基因工程的基本操作步骤主要包括四步：（1）目的基因的获取，即提取目的基因；（2）基因表达载体的构建，即使目的基因与运载体结合；（3）将目的基因导入受体细胞，即；（4）目的基因的检测与表达，即检测目的基因的表达。3下列哪项不是基因工程中经常使用的用来运载目的基因的载体（ ）a细菌质粒 b噬菌体 c动植物病毒 d 细菌核区的dna答案 d解析 常用的运载体：质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒；质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核dna之外并具有自我复制能力的双链环状dna分子；选d。4以下有关基因工程的叙述，正确的是()a基因工程是细胞水平上的生物工程 b基因工程的产物对人类都是有益的c基因工程产生的变异属于人工诱变 d基因工程育种的优点之一是目的性强答案 d5基因工程技术也称为dna重组技术，其实施必须具备四个必要的条件是()a目的基因、限制性内切酶、运载体、体细胞b重组dna、rna聚合酶、内切酶、连接酶c模板dna、信使rna、质粒、受体细胞d工具酶、目的基因、运载体、受体细胞答案 d解析 根据基因工程的操作工具和基因工程操作的基本步骤，实施基因工程必须有工具酶、目的基因、基因的运载体和受体细胞。【能力训练】1.下列关于基因工程应用的叙述，正确的是()a. 基因治疗就是用正常基因替代缺陷基因b. 种基因探针能检测人体内的各种病毒c. 基因工程只能利用微生物生产干扰素d. 利用基因工程培育无免疫排斥反应的克隆器官答案 d2.下列不属于基因工程在植物中的应用的是（ ）a. 增强植物的抗逆性 b. 改良植物的品质c. 获得多倍体植物 d. 利用植物细胞生产动物蛋白答案 c解析 通过基因工程，可以增强植物的抗逆性、改良植物的品质，或者利用植物细胞生产动物蛋白；获得多倍体植物可用秋水仙素处理植物的芽尖分身组织。3下列关于基因表达载体构建的相关叙述，不正确的是()a需要限制酶和dna连接酶 b必须在细胞内进行c抗生素抗性基因可作为标记基因 d启动子位于目的基因的首端答案 b解析 基因表达载体是目的基因与载体结合，在此过程中需用同一种限制酶切割目的基因与载体，用dna连接酶将相同的末端连接起来；基因表达载体的构建是在细胞外进行的；基因表达载体包括启动子(位于基因首端使转录开始)、终止子、目的基因和标记基因(鉴别受体细胞中是否含有目的基因，如抗生素抗性基因)。4.下图是获得抗虫棉的技术流程示意图。卡那霉素抗性基因(kanr)常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。下列叙述正确的是()a构建重组质粒过程中需要限制性内切酶和dna连接酶b愈伤组织的分化产生了不同基因型的植株c卡那霉素抗性基因(kanr)中有该过程所利用的限制性内切酶的识别位点d抗虫棉有性生殖后代能保持抗虫性状的稳定遗传答案 a5农业科技工作者在烟草中找到了一抗病基因，现拟采用基因工程技术将该基因转入棉花，培育抗病棉花品系。请回答下列问题。(1)要使载体与该抗病基因连接，首先应使用_进行切割。假如载体被切割后，得到的分子末端序列为，则能与该载体连接的抗病基因分子末端是() (2)切割完成后，采用_酶将载体与该抗病基因连接，连接后得到的dna分子称为_。(3)再将连接得到的dna分子导入农杆菌，然后用该农杆菌去_棉花细胞，利用植物细胞具有的_性进行组织培养，从培养出的植株中_出抗病的棉花。(4)该抗病基因在棉花细胞中表达的产物是()a淀粉b脂类c蛋白质d核酸(5)转基因棉花获得的_是由该表达产物来体现的。答案 (1)限制性内切酶(限制酶)a(2)dna连接重组dna(3)感染全能筛选(选择)(4)c(5)抗病性状6.如图表示以某种农作物和两个品种分别培育出不同品种的过程请回答：（1）用和经过程、培育成，属于_育种，其原理是_。（2）用和培育成的过程属于_育种，过程常用的方法是_。（3）过程常用的方法是_，品种是_倍体。（4）导入外源基因c后培育成，应用的原理是_，该过