高考生物总复习第三单元生物的变异育种和进化第4讲从杂交育种到基因工程全国公开课一等奖百校联赛示范课赛

第三单元生物变异、育种和进化必修二第四讲从杂交育种到基因工程第1页考纲要求全国卷五年考题考点命题1.生物变异在育种上应用Ⅱ2．转基因食品安全Ⅰ卷ⅡT29卷ⅠT32卷ⅠT40各种育种方式原理操作方法和优缺点一直是高考重点和热点第2页1考点2课末总结第3页1．杂交育种(1)含义：将两个或多个品种优良性状经过__________集中在一起，再经过选择和培育，取得新品种方法。(2)育种原理：__________。(3)方法：杂交→__________→选种→自交。考点几个常见育种方式比较及基因工程交配基因重组自交第4页2．诱变育种(1)含义：利用_____________________来处理生物，使生物发生__________。(2)育种原理：__________。物理原因或化学原因基因突变基因突变第5页3．生物育种原理、方法、实例(连线)第6页4．基因工程及其应用(1)基因工程概念①别名：_________________或_________________。②操作对象：__________。③操作过程：把一个生物__________提取出来，加以修饰改造，然后放到另一个生物__________里。④操作目标：__________地改造生物遗传性状。(2)原理不一样生物之间__________。基因拼接技术DNA重组技术基因某种基因细胞定向基因重组第7页限制性核酸内切酶DNA连接酶运载体质粒育种药品第8页判断以下说法正误。(1)花药离体培养可取得抗锈病高产小麦新品种。(

)(2)采取诱变育种可改良缺乏某种抗病性水稻品种。(

)(3)诱变育种和杂交育种均可形成新基因。(

)(4)杂交育种第一步杂交目标是将两个亲本优良基因集中到一个个体上。(

)(5)太空育种能按人意愿定向产生所需优良性状。(

)(6)没有限制酶就无法使用质粒和运载体(

)(7)重组质粒中每个限制酶识别位点最少插入一个目标基因。(

)×√×√×√×第9页1．下列图甲、乙表示水稻两个品种，A、a和B、b表示分别位于两对同源染色体上两对等位基因，①～⑥表示培育水稻新品种过程，请思索：第10页(1)图中哪种路径为单倍体育种？图中③～⑤过程表示单倍体育种。(2)图中哪一标号处需用秋水仙素处理？应怎样处理？图示⑤处需用秋水仙素处理单倍体幼苗，从而取得纯合子，⑥处需用秋水仙素处理萌发种子或幼苗，以诱导染色体加倍。(3)④、⑥育种原理分别是？④育种原理为基因突变，⑥原理为染色体变异。第11页(4)图中最简便及最难以到达育种目标育种路径分别是？图中最简便育种路径为①～②过程所表示杂交育种，但育种周期较长；最难以到达育种目标路径为诱变育种。2．基因操作基本工具中有几个工具酶？[提醒]有2种工具酶：限制酶和DNA连接酶。运载体实质上是一个核酸；“工具”不一样于“工具酶”。第12页1．生物育种方式比较(见表)第13页名称原理方法优点缺点应用诱变育种基因突变①物理：紫外线、α射线、微重力、激光等处理，再筛选②化学：秋水仙素、硫酸二乙酯处理，再筛选提升变异频率，加紧育种进程，大幅度改良一些性状有利变异少，工作量大，需要大量处理供试材料高产青霉菌、“黑农五号”大豆品种等培育单倍体育种染色体变异①先将花药离体培养，培养出单倍体植株②将单倍体幼苗经一定浓度秋水仙素处理取得纯合子显著缩短育种年限，加紧育种进程技术复杂用纯种高秆抗病小麦与矮秆不抗病小麦快速培育矮秆抗病小麦第14页名称原理方法优点缺点应用多倍体育种染色体变异用一定浓度秋水仙素处理萌发种子或幼苗植物茎秆粗壮，叶片、果实、种子均大，营养物质含量提升技术复杂，发育延迟，坚固率低，普通只适适用于植物三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦、四倍体水稻基因工程育种基因重组提取目标基因→目标基因与运载体结合→将目标基因导入受体细胞→目标基因检测与判定→筛选出符合要求新品种目标性强；育种周期短；克服了远缘杂交不亲和障碍技术复杂，安全性问题多转基因“向日葵豆”；转基因抗虫棉第15页[高考警示]不一样育种方法需注意问题(1)诱变育种：多用于植物和微生物。原核生物不能进行减数分裂，所以不能利用杂交方法进行育种，如细菌育种普通采取方法是诱变育种。诱变育种与杂交育种相比，前者能产生前所未有新基因，创造变异新类型；后者不能产生新基因，只是实现原有基因重新组合。(2)杂交育种：不一定需要连续自交。若选育显性优良纯种，需要连续自交筛选，直至性状不再发生分离；若选育隐性优良纯种，则只要出现该性状个体即可。(3)花药离体培养≠单倍体育种：花药离体培养只是其中一个程序，要想得到可育品种，普通还需要用秋水仙素处理单倍体使染色体数目加倍。第16页2．基因重组与基因工程比较比较项目基因重组基因工程不一样点概念在生物体进行有性生殖过程中，控制不一样性状基因重新组合按照人们意愿，把一个生物某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一个生物细胞里，定向地改造生物遗传性状重组基因同一物种不一样基因不一样物种间不一样基因繁殖方式有性生殖无性生殖意义是生物变异起源之一，对生物进化有主要意义使人类有可能按自己意愿直接定向地改造生物，培育出新品种相同点都实现了不一样基因间重新组合，都能使生物产生变异第17页3.基因工程操作工具(1)限制性核酸内切酶——基因“剪刀”①存在场所：主要是存在于微生物细胞中。②特征：一个限制性核酸内切酶只能识别一个特定核苷酸序列，而且能够在特定切点上切割DNA分子。③作用结果：得到平末端或黏性末端。(2)DNA连接酶——基因“针线”①作用：连接限制性核酸内切酶切开断口。第18页②惯用种类及起源：(3)运载体——基因运输工具作为运载体必须具备条件：①能够在宿主细胞内复制并稳定地保留。②含有多个限制酶切点，方便和外源基因相连。③含有标识基因，方便于筛选。④对受体细胞无害。第19页B第20页A．基因重组发生在图中②过程，过程③中能够在显微镜下看到染色单体时期是前期和中期B．秋水仙素用于培育多倍体原理是其能够抑制着丝点分裂C．植株A为二倍体，其体细胞内最多有4个染色体组；植株C属于单倍体，其发育起点为配子D．利用幼苗2进行育种最大优点是显著缩短育种年限，植株B纯合概率为100%第21页[解析]

图中②为花药形成，该减数分裂过程会发生基因重组；过程③为有丝分裂，染色体在间期复制，结果1条染色体含2条染色单体，染色单体在后期分离，后期无染色单体，故A项正确。秋水仙素用于培育多倍体原理是其能够抑制纺锤体形成，造成染色体不能移向细胞两极，引发染色体数目加倍，故B项错误。植株A为二倍体，其体细胞进行有丝分裂，后期染色体组加倍，最多有4个染色体组；植株C由配子直接发育而来，为单倍体，故C项正确。利用幼苗2进行育种最大优点是显著缩短育种年限，得到个体全部为纯合子，故D项正确。第22页育种方案选取标准技巧点拨育种目标育种方案集中双亲优良性状单倍体育种(显著缩短育种年限)杂交育种(耗时较长，但简便易行)使原品系实施“定向”改造基因工程及植物细胞工程(植物体细胞杂交)育种让原品系产生新性状(无中生有)诱变育种(可提升变异频率，期望取得理想性状)使原品系营养器官“增大”或“加强”多倍体育种第23页〔变式训练〕D第24页C第25页A．由⑤×⑥到⑧育种过程中，应用主要原理是染色体变异B．由③到④过程其原理是基因突变C．若③基因型为AaBbdd，则⑩植株中能稳定遗传个体占总数100%D．由③到⑦过程中可能发生突变和基因重组为生物进化提供原材料第26页[解析]

由⑤×⑥到⑧育种过程中，得到⑧中染色体数＝(1/2)×⑤中染色体数＋(1/2)×⑥中染色体数，故应用主要原理是染色体变异；图中③→④过程属于诱变育种，其应用原理是基因突变；若③基因型有AaBbdd，则⑩植株中能稳定遗传个体基因型有AABBdd、AAbbdd、aaBBdd、aabbdd，占总数4/16＝1/4，故C错误；由③到⑦减数分裂过程中可能会发生基因重组，在间期DNA复制时可能会发生基因突变，分裂全过程中都可能发生染色体变异，基因突变和染色体变异统称为突变，突变和基因重组为生物进化提供原材料。第27页课末总结

〔思维导图〕

第28页〔探究高考·明确考向〕遗传第29页(2)在选择育种方法时，需要判断该变异株变异类型。假如变异株是个别基因突变体，则可采取育种方法①，使早熟基因逐步__________，培育成新品种1。为了加紧这一进程，还能够采集变异株__________进行处理，取得高度纯合后代，选育成新品种2，这种方法称为__________育种。(3)假如该早熟植株属于染色体组变异株，能够推测该变异株减数分裂中染色体有各种联会方式，由此造成不规则____________，产生染色体数目不等、生活力很低__________，因而得不到足量种子。即使得到少许后代，早熟性状也极难稳定遗传。这种情况下，可考虑选择育种方法③，其不足之处是需要不停制备__________，成本较高。纯合花药单倍体染色体分离配子组培苗第30页(4)新品种1与新品种3均含有早熟性状，但其它性状有差异，这是因为新品种1选育过程中基因发生了屡次__________，产生各种基因型中只有一部分在选育过程中保留下来。[解析]

(1)生物可遗传性状是由基因控制，培育得到新品种，与原种控制相关性状遗传物质(基因)可能有所差异，因而可依据变异株中遗传物质是否发生改变来判断变异株是否含有育种价值。(2)连续自交过程中早熟基因逐步纯合，培育成新品种1。可先经过花药离体培养，再用秋水仙素处理单倍体幼苗，从而取得高度纯合后代，这种方法属于单倍体育种。重组第31页(3)若是染色体组