必修2課題19：從雜交育種到基因工程育種學案設計

必修2課題19：從雜交育種到基因工程育種考綱：最考綱 細解考點 核心素養(yǎng)1.把握育種原理、過程生物變異在育種上的應用(Ⅱ)轉基因食品的安全(Ⅰ)課標導航

和方法考察育種方案的選擇與設計考察基因工程的原理及應用

科學思維——比較與綜合:育種方法的比較;批判性思維:理性對待轉基因技術生命觀念——構造與功能觀:通過育種技術改善作物品質,提高產量等科學探究——試驗設計與方案實施:育種方案的選擇與設計理解生物變異在育種中的應用高考定位自我設計育種方案?！就茰y題型】選擇、分析、設計簡述不同的育種技術及原理、方法及其應用。2.〔選修III〕闡述你對轉基因食品安全性的不同看法【回扣教材】983自然段——選擇育種的缺點。教材100頁其次自然段黑體字內容和教材100頁最終自然段微生物誘變育種學問。102～1036－36－46－5，更好地理解基因工程的三種工具。1012——10621108頁自我檢測一中推斷題。名稱原理名稱原理方法優(yōu)點缺點應用其他雜交育種〔最簡便、最常規(guī)〕基因重組誘變育種基因突變單倍體育種變異二倍體離培養(yǎng)單倍體。技術簡單純合體稈不抗病小麥快速培育矮稈抗病小麥細胞養(yǎng)能性外植體→脫分化→愈傷組織會→再分化→胚狀體→植物體取材少，培育周期短等。技術簡單制造人工種子雜交→自交→篩選出符合要使分散在同一物(1)育種時間長；用純種高稈抗病與矮求的表型，通過自交至不再種不同品種間的(2)稈不抗病小麥培育矮發(fā)生性狀分別為止。多個優(yōu)良性狀集或親緣關系較近稈抗病小麥中于同一個體上，的個體〔能雜交的動物和植物〕常規(guī)育種方法(1)物理：紫外線、射線、激有利變異少，工高產青霉素菌株光等；(2)化學：秋水仙素、硫酸二乙酯等。度改進性狀。作量大，需大量的供試材料?！踩可铩炒蟠罂s短育種年用純種高稈抗病與矮〔植物〕用肯定濃度秋水仙素處理萌技術簡單；發(fā)育多倍體染色體發(fā)的種子或幼苗實、種子都比較體小黑麥育種變異一般只適合于植〔植物〕不是常提高。物規(guī)育種提取目的基因→與運載體結技術簡單；生態(tài)轉基因抗蟲棉育種重組合要求的品種交不親和的障礙安全問題多〔全部生物〕術簡單，低工工程育種交克隆細胞膜的流 去細胞壁→誘動性植細胞導融合→組織的全能性 培育獲得植株細胞核的全 能性；細胞增植殖抑制遠緣雜交不親和的障交組合的范圍抑制遠緣雜交不親和的障礙；可用于繁育優(yōu)良動物、瀕危動物。抑制遠緣雜交不親和的障礙。技術簡單藍”的培育技術簡單克隆羊“多莉”合細胞增殖細胞融合、細胞培育技術簡單單克隆抗體的制備拓展提升誘變育種與雜交育種相比，前者能產生前所未有的基因，制造變異類型；后者不能產生基因，只是實現原有基因的重組合。F，緣由是從F開頭發(fā)生性狀分別；選育后是否連續(xù)自交取決于所選優(yōu)良性狀是顯性還2 2是隱性。雜交育種與雜種優(yōu)勢不同：品種；②雜種優(yōu)勢主要是利用雜種F1

的優(yōu)良性狀，并不要求遺傳上的穩(wěn)定。雜交種與多倍體的比較：二者都可產生很多優(yōu)良性狀如莖稈粗大、抗倒伏、產量提高、品質改進，但多倍體生長周期長，晚熟；而雜交種可早熟，故成熟期早晚可判定是多倍體還是雜交種。誘變育種盡管能提高突變率，但處理材料時仍舊是未突變的遠遠多于突變的個體；突變的不定向性和一般有害的特性，打算了在突變的個體中有害仍多于有利，只是與自然突變相比較，二者都增多。依據不同育種需求選擇不同的育種方法a.將兩親本的兩個不同優(yōu)良性狀集中于同一生物體上，可利用雜交育種，亦可利用單倍體育種。b.要求快速育種，則運用單倍體育種。c.要求大幅度改進某一品種，使之消滅前所未有的性狀，可利用誘變育種和雜交育種相結合的方法。d.要求提高品種產量，提高養(yǎng)分物質含量，可運用多倍體育種。e.雜交育種是最簡捷的方法，而單倍體育種是最快獲得純合子的方法，可縮短育種年限。f.讓染色體加倍可以用秋水仙素等進展處理，也可承受細胞融合的方法，且此方法能在兩個不同物種之間進展。g.原核生物不能進展減數分裂，所以不能運用雜交的方法進展育種，一般承受的方法是誘變育種或細胞工程育種或基因工程育種，通常為誘變育種。假設要培育隱性性狀個體，可用自交或雜交，只要消滅該性狀即可。有些植物如小麥、水稻等，雜交試驗較難操作，其最簡便的方法是自交。假設要提高養(yǎng)分物質含量，可用多倍體育種方法。假設要培育原先沒有的性狀，可用誘變育種或基因工程育種，其中基因工程育種的目的性強。l.假設培育植物為養(yǎng)分生殖，如土豆、地瓜等，則只要消滅所需性狀即可，不需要培育出純種。m.假設要抑制遠緣雜交不親和障礙，則可以選擇基因工程育種和植物體細胞雜交技術。n.試驗材料假設為動物，則雜交育種中一般不通過逐代自交，而是通過測交試驗直接推斷基因型。o.培育無子果實可選擇多倍體育種，其原理是三倍體植株減數分裂時聯會紊亂，因而不能結子?！旧钔诮滩摹侩s交育種實踐過程中肯定需要經過連續(xù)自交嗎?說明理由。提示:不肯定需要連續(xù)自交。假設選育顯性優(yōu)良純種,需要連續(xù)自交篩選直至性狀不再發(fā)生分別;假設選育隱性優(yōu)良純種,則只要在F2【深挖教材】爭辯覺察低劑量的紫外線能誘發(fā)大腸桿菌基因突變,而高劑量的紫外線會導致菌體死亡,可能的緣由是什么?因此紫外線誘發(fā)過程中要把握劑量,嘗試寫出把握劑量的三種方法。提示:高劑量的紫外線對細胞內的DNA時間?！旧疃人伎肌可鲜鰣D解中,假設利用A→D培育顯性純合子品種,理論上最短育種年限為多少?寫出主要的育種程序。提示:四年。第一年雜交→其次年自交→第三年自交、人工選擇→第四年分別種植、自交、選育所需后代。二、幾種育種圖解雜交育種要點：獲得純合體，植物可以連續(xù)自交；動物則需測交。單倍體育種要點：當F1長到花蕾期時，就可以對其進展花藥離體培育。在單倍體育種過程中也形成了愈傷組織。花藥離體培育就是一種植物組織培育，但是它是特例，由于它是有性生殖。多倍體育種要點〔培育無籽西瓜：第一年雜交時對四倍體母本的處理是：人工去雄。在二倍體植株上也結西瓜〔二倍體。三倍體西瓜之所以無子，緣由是減數分裂時聯會紊亂，一般無法產生正常的配子。間或無籽西瓜中結出種子屬于正?，F象，種子是三倍體或二倍體。其次年用二倍體給三倍體授粉的緣由是刺激其子房發(fā)育成果實，結出無籽西瓜。替代方法是在三倍體雌蕊柱頭上涂抹肯定濃度的生長素類似物溶液。秋水仙素的作用：抑制細胞有絲分裂過程中紡錘體的形成，使細胞中染色體數目加倍。生長素的作用：促進三倍體的子房發(fā)育成果實。三倍體無籽西瓜是可遺傳變異，是染色體變異；二倍體無籽果實是不行遺傳變異，由于無子是由外部條件控制造成的，遺傳物質沒有轉變。證明是否為可遺傳變異的方法是：用植物組織培育技術獲得其子代，讓子代在自然條件下生長發(fā)育，看其結有子還是無子果實。無籽西瓜進展擴大栽培的方法是植物組織培育。基因工程育種要點：以轉基因抗蟲棉為例①抗蟲基因導入后也是核基因，其遺傳遵循孟德爾遺傳定律。②抗蟲基因在棉花細胞里也有可能發(fā)生基因突變。③抗蟲基因插入的狀況有：可能插入1以轉基因抗蟲棉為例①抗蟲基因導入后也是核基因，其遺傳遵循孟德爾遺傳定律。②抗蟲基因在棉花細胞里也有可能發(fā)生基因突變。③抗蟲基因插入的狀況有：可能插入1個、2個或多個基因。a.1個基因①產生配子：2種含：不含=1:1②能否穩(wěn)定遺傳：不能③自交分別比=3:1④測交：與非轉基因棉花雜交，分別比：抗：不抗=1:1⑤自交子代中能穩(wěn)定遺傳的抗蟲棉占1/4⑥鑒定一株抗蟲棉能穩(wěn)定遺傳的方法：自交b.2個基因產生配子含：不含=1:1都含含含：含：含：不含=1:1:1:1自交分別比3:11:015:1細胞工程育種要點：▲植物體細胞雜交〔以白菜—甘藍雜種植株為例〕①它是四倍體，可育。②它是一個物種，由于它與原有物種雜交，不能產生可育后代。③它同時具備白菜、甘藍兩種植株的優(yōu)良性狀?！鴦游铮乎庺~核移植▲細菌和真菌也可以利用細胞融合技術培育品種?！锏淖儺惒皇嵌ㄏ虻模夯蛲蛔兪请S機的；有性生殖細胞產生過程中，非同源染色體的自由組合是隨機的；受精過程中，精子與卵細胞的結合是隨機的?！教煊N選育出來的產品不會像轉基因食品一樣對人體存在安全問題；太空種子的變異基因是種子本身基因的變異產物，并沒有倒入其他基因。※從分子水平分析，進展基因工程的主要理論依據是：不同生物的DNA構造根本形式一樣?！旧钔诮滩摹炕蚬こ讨惺褂玫腄NA連接酶可否用DNA聚合酶代替?說明理由。提示:不行以。由于酶具有專一性,DNA連接酶是把兩個具有一樣末端的DNA片段通過磷酸二酯鍵連