定稿 一輪教案

射陽縣高級中學(xué)2013屆高三生物一輪復(fù)習(xí)教學(xué)案（32）編寫：朱海娟審核：韓海榮2012-10-25【課題】雜交育種到基因工程【學(xué)習(xí)目標】雜交育種、誘變育種、單倍體育種、多倍體育種、現(xiàn)代生物技術(shù)育種（基因工程育種植物細胞工程育種）的方法、原理、優(yōu)點、缺點等?！净A(chǔ)知識梳理】一、選擇育種古代人們利用生物的變異，通過長期選擇，汰劣留良，培育出許多優(yōu)良品種。這種育種方式的缺點是：不僅周期，而且可選擇的范圍是有限的。二、目前常用的育種方法主要有：誘變育種、雜交育種、多倍體育種、單倍體育種、細胞工程育種（組織培養(yǎng)育種）、基因工程育種（轉(zhuǎn)基因育種）、植物激素育種等。1、誘變育種（1）原理：基因突變（2）方法：用物理因素（如X射線、γ射線、紫外線、中子、激光、電離輻射等）或化學(xué)因素（如亞硝酸、堿基類似物、硫酸二乙脂、秋水仙素等各種化學(xué)藥劑）或空間誘變育種（用宇宙強輻射、微重力等條件）來處理生物。（3）發(fā)生時期：有絲分裂間期或減數(shù)分裂第一次分裂間期（4）優(yōu)點：能提高變異頻率，加速育種進程，可大幅度改良某些性狀，創(chuàng)造人類需要的變異類型，從中選擇培育出優(yōu)良的生物品種；變異范圍廣。（5）缺點：有利變異少，須大量處理材料；誘變的方向和性質(zhì)不能控制。改良數(shù)量性狀效果較差，具有盲目性。（6）舉例：青霉素高產(chǎn)菌株、太空椒、高產(chǎn)小麥、“彩色小麥”等2、雜交育種（1）原理：基因重組（2）方法：連續(xù)自交，不斷選種。（不同個體間雜交產(chǎn)生后代，然后連續(xù)自交，篩選所需純合子）（3）發(fā)生時期：有性生殖的減數(shù)分裂第一次分裂后期或四分體時期（4）優(yōu)點：使同種生物的不同優(yōu)良性狀集中于同一個個體，具有預(yù)見性。（5）缺點：育種年限長，需連續(xù)自交才能選育出需要的優(yōu)良性狀。（6）舉例：矮莖抗銹病小麥等3、多倍體育種（1）原理：染色體變異（2）方法：秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗。（3）優(yōu)點：可培育出自然界中沒有的新品種，且培育出的植物器官大，產(chǎn)量高，營養(yǎng)豐富。（4）缺點：結(jié)實率低，發(fā)育延遲。（5）舉例：三倍體無子西瓜、八倍體小黑麥4、單倍體育種（1）原理：染色體變異（2）方法：花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體植株，再人工誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍。（3）優(yōu)點：自交后代不發(fā)生性狀分離，能明顯縮短育種年限，加速育種進程。（4）缺點：技術(shù)相當復(fù)雜，需與雜交育種結(jié)合，其中的花藥離體培養(yǎng)過程需要組織培養(yǎng)技術(shù)手段的支持，多限于植物。（5）舉例：“京花一號”小麥5、細胞工程育種方式植物組織培養(yǎng)植物體細胞雜交細胞核移植原理植物細胞的全能性植物細胞膜的流動性動物細胞核的全能性方法離體的植物器官、組織或細胞→愈傷組織→根、芽→植物體去掉細胞壁→誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合→組織培養(yǎng)核移植→胚胎移植優(yōu)點快速繁殖、培育無病毒植株等克服遠緣雜交不親和的障礙，培育出作物新品種繁殖優(yōu)良品種，用于保存瀕危物種，有選擇地繁殖某性別的動物缺點技術(shù)要求高、培養(yǎng)條件嚴格技術(shù)復(fù)雜，難度大；需植物組織培養(yǎng)等技術(shù)導(dǎo)致生物品系減少，個體生存能力下降。舉例試管苗的培育、培養(yǎng)轉(zhuǎn)基因植物培育"番茄馬鈴薯"雜種植株"多利"羊等克隆動物的培育6、基因工程育種（轉(zhuǎn)基因育種）（1）原理：基因重組（2）基因操作的基本工具①基因的“剪刀”：指_________________，簡稱限制酶。主要分布在___________。②基因的“針線”：指__________，連接磷酸和脫氧核糖形成___________。③基因的“運輸工具”：即_______。實例：_____、噬菌體、動植物病毒。（3）步驟：提取目的基因→_______與運載體結(jié)合→將目的基因?qū)隷_____→目的基因的（4）優(yōu)點：目的性強，可以按照人們的意愿定向改造生物；育種周期短。（5）缺點：可能會引起生態(tài)危機，技術(shù)難度大。（6）舉例：“傻瓜水稻”、抗蟲棉、固氮水稻、轉(zhuǎn)基因動物（轉(zhuǎn)基因鯉魚）等7、植物激素育種（1）原理：適宜濃度的生長素可以促進果實的發(fā)育（2）方法：在未受粉的雌蕊柱頭上涂上一定濃度的生長素類似物溶液，子房就可以發(fā)育成無子果實。（3）優(yōu)點：由于生長素所起的作用是促進果實的發(fā)育，并不能導(dǎo)致植物的基因型的改變，所以該種變異類型是不遺傳的。（4）缺點：該種方法只適用于植物。（5）舉例：無子番茄的培育三、要點點撥：1.根據(jù)育種目的選擇育種方式(1)若要培育隱性性狀個體，可用，只要出現(xiàn)該性狀即可；有些植物如小麥、水稻等，雜交實驗較難操作，其最簡便的方法是；(2)若要快速獲得純種，可用方法。(3)若要提高營養(yǎng)物質(zhì)含量，可用方法；(4)若要培育原先沒有的性狀，可用育種；2.填出下列各題的育種方法：（1）花藥離體培養(yǎng)出的煙草新品種是。（2）用抗倒伏、不抗銹病的小麥與不抗倒伏、抗銹病的小麥F1培育出既抗倒伏又抗銹病的小麥的品種是。（3）用紫外線線輻射稻種,培育出成熟期提前、蛋白質(zhì)含量高的品系是。（4）無子西瓜的培育是。（5）培育青霉素高產(chǎn)菌株的方法是。（6）將人胰島素基因?qū)氪竽c桿菌細胞內(nèi)的技術(shù)是。（7）科學(xué)家利用體細胞雜交技術(shù)培育出“白菜-甘藍”屬于。【例題分析】1.下列有關(guān)育種的說法正確的是()A.雜交育種所依據(jù)的主要遺傳學(xué)原理是染色體變異B.利用單倍體育種可以培育出無子西瓜C.誘變育種可以定向地把兩個或多個品種的優(yōu)良性狀集中在一起，獲得新的品種D.人工誘導(dǎo)多倍體目前最有效的方法是用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗2.某植物的基因型為AaBB，通過下列技術(shù)可以分別將它轉(zhuǎn)變?yōu)橐韵禄蛐偷闹参铮孩貯ABB②aB③AaBBC④AAaaBBBB則以下排列正確的是()A.誘變育種、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、花藥離體培養(yǎng)、細胞融合B.雜交育種、花藥離體培養(yǎng)、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、多倍體育種C.花藥離體培養(yǎng)、誘變育種、多倍體育種、轉(zhuǎn)基因技術(shù)D.多倍體育種、花藥離體培養(yǎng)、誘變育種、轉(zhuǎn)基因技術(shù)3.現(xiàn)有A、B、C三個番茄品種，A品種的基因型為aaBBDD，B品種的基因型為AAbbDD，C品種的基因型為AABBdd，三對基因分別位于三對同源染色體上。若要利用上述品種培育獲得aabbdd植株，至少需要幾年A.2年 B.3年 C.4年 D.5年4.（多選）誘變育種與雜交育種的不同之處是：A．能大幅度改良某些性狀B．能形成新基因C．能形成新基因型D．一般對個體生存有利5.假設(shè)A、b代表玉米的優(yōu)良基因，這兩種基因是自由組合的。現(xiàn)有AABB、aabb兩個品種，為培育出優(yōu)良新品種AAbb，可以采用的方法如右圖所示。（1）由品種AABB、aabb經(jīng)過①、②、③過程培育出新品種的育種方法稱為。若經(jīng)過②過程產(chǎn)生的子代總數(shù)為1552株，則其中基因型為AAbb的理論上有株。基因型為Aabb的類型經(jīng)過過程③，子代中AAbb與aabb的數(shù)量比是。（2）過程⑤常采用由AaBb得到Ab個體。與“過程①②③”的育種方法相比，“過程⑤⑥”育種的優(yōu)勢是。（3）過程④在完成目的基因與運載體的結(jié)合時，必須用到的工具酶是。與“過程⑦”的育種方法相比，“過程④”育種的優(yōu)勢是。【課后作業(yè)】一、選擇題：1.育種的方法有雜交育種、單倍體育種、誘變育種、多倍體育種、基因工程育種等，下面對這五種育種方式的說法正確的是()A.涉及的原理有基因突變、基因重組、染色體變異B.都不可能產(chǎn)生定向的可遺傳變異C.都在細胞水平上進行操作D.都不能通過產(chǎn)生新基因而產(chǎn)生新性狀2.與雜交育種、單倍體育種、多倍體育種和基因工程育種相比，盡管人工誘變育種具有很大的盲目性，但是該育種方法的獨特之處是()A.可以將不同品種的優(yōu)良性狀集中到一個品種上B.育種周期短，加快育種的進程C.改變基因結(jié)構(gòu)，創(chuàng)造前所未有的性狀類型D.能夠明顯縮短育種年限，后代性狀穩(wěn)定快3.育種專家用高稈抗銹病水稻與矮稈不抗銹病水稻雜交，培育出了矮稈抗銹病水稻，與這種育種方式原理不相同的是()A.基因工程B.肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化C.三倍體無子西瓜的培育D.減數(shù)第一次分裂后期非同源染色體的自由組合4.下列有關(guān)育種的敘述中，錯誤的是()A.用于大田生產(chǎn)的優(yōu)良品種不一定是純合子B.通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)培育脫毒苗，篩選培育抗病毒新品種C.雜交育種可用于家畜、家禽的育種D.為了避免對三倍體無子西瓜年年制種，可利用植物組織培養(yǎng)快速繁殖5.二倍體水稻高稈對矮稈為顯性，在矮稈品種田中發(fā)現(xiàn)了一株高稈植株，用這一高稈植株進行花藥離體培養(yǎng)得到了多個植株，這些植株有可能是()A.不能開花結(jié)籽的矮稈植株B.自交后代不發(fā)生性狀分離C.能開花結(jié)籽的高稈和矮稈植株D.減數(shù)分裂過程中同源染色體分離6.下列哪一種方法不用于檢測目的基因是否成功導(dǎo)入或表達()A.將目的基因直接打上放射性標記，導(dǎo)入受體細胞后用檢測儀跟蹤B.在含某種抗生素的培養(yǎng)基中培養(yǎng)導(dǎo)入了重組質(zhì)粒的大腸桿菌C.利用相應(yīng)的DNA探針與受體細胞DNA分子進行雜交D.提取受體細胞蛋白質(zhì)，利用抗原-抗體特異性反應(yīng)進行檢測7.運用下列各種細胞工程技術(shù)培育生物新品種,操作過程中能形成愈傷組織的技術(shù)是①細胞的組織培養(yǎng)②植物體細胞雜交③動物胚胎移植④細胞核移植A．①②B．②③C．①③D．①④例5.答案：（1）雜交育種971：1（2）花藥離體培養(yǎng)法明顯縮短了育種年限（3）限制性內(nèi)切酶（限制酶）、DNA連接酶定向地改造生物的遺傳性狀射陽縣高級中學(xué)2013屆高三生物一輪復(fù)習(xí)教學(xué)案（32）編寫：朱海娟審核：韓海榮2012-10-25【課題】雜交育種到基因工程【學(xué)習(xí)目標】雜交育種、誘變育種、單倍體育種、多倍體育種、現(xiàn)代生物技術(shù)育種（基因工程育種植物細胞工程育種）的方法、原理、優(yōu)點、缺點等?！净A(chǔ)知識梳理】一、選擇育種古代人們利用生物的變異，通過長期選擇，汰劣留良，培育出許多優(yōu)良品種。這種育種方式的缺點是：不僅周期，而且可選擇的范圍是有限的。二、目前常用的育種方法主要有：誘變育種、雜交育種、多倍體育種、單倍體育種、細胞工程育種（組織培養(yǎng)育種）、基因工程育種（轉(zhuǎn)基因育種）、植物激素育種等。1、誘變育種（1）原理：基因突變（2）方法：用物理因素（如X射線、γ射線、紫外線、中子、激光、電離輻射等）或化學(xué)因素（如亞硝酸、堿基類似物、硫酸二乙脂、秋水仙素等各種化學(xué)藥劑）或空間誘變育種（用宇宙強輻射、微重力等條件）來處理生物。（3）發(fā)生時期：有絲分裂間期或減數(shù)分裂第一次分裂間期（4）優(yōu)點：能提高變異頻率，加速育種進程，可大幅度改良某些性狀，創(chuàng)造人類需要的變異類型，從中選擇培育出優(yōu)良的生物品種；變異范圍廣。（5）缺點：有利變異少，須大量處理材料；誘變的方向和性質(zhì)不能控制。改良數(shù)量性狀效果較差，具有盲目性。（6）舉例：青霉素高產(chǎn)菌株、太空椒、高產(chǎn)小麥、“彩色小麥”等2、雜交育種（1）原理：基因重組（2）方法：連續(xù)自交，不斷選種。（不同個體間雜交產(chǎn)生后代，然后連續(xù)自交，篩選所需純合子）（3）發(fā)生時期：有性生殖的減數(shù)分裂第一次分裂后期或四分體時期（4）優(yōu)點：使同種生物的不同優(yōu)良性狀集中于同一個個體，具有預(yù)見性。（5）缺點：育種年限長，需連續(xù)自交才能選育出需要的優(yōu)良性狀。（6）舉例：矮莖抗銹病小麥等3、多倍體育種（1）原理：染色體變異（2）方法：秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗。（3）優(yōu)點：可培育出自然界中沒有的新品種，且培育出的植物器官大，產(chǎn)量高，營養(yǎng)豐富。（4）缺點：結(jié)實率低，發(fā)育延遲。（5）舉例：三倍體無子西瓜、八倍體小黑麥4、單倍體育種（1）原理：染色體變異（2）方法：花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體植株，再人工誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍。（3）優(yōu)點：自交后代不發(fā)生性狀分離，能明顯縮短育種年限，加速育種進程。（4）缺點：技術(shù)相當復(fù)雜，需與雜交育種結(jié)合，其中的花藥離體培養(yǎng)過程需要組織培養(yǎng)技術(shù)手段的支持，多限于植物。（5）舉例：“京花一號”小麥5、細胞工程育種方式植物組織培養(yǎng)植物體細胞雜交細胞核移植原理植物細胞的全能性植物細胞膜的流動性動物細胞核的全能性方法離體的植物器官、組織或細胞→愈傷組織→根、芽→植物體去掉細胞壁→誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合→組織培養(yǎng)核移植→胚胎移植優(yōu)點快速繁殖、培育無病毒植株等克服遠緣雜交不親和的障礙，培育出作物新品種繁殖優(yōu)良品種，用于保存瀕危物種，有選擇地繁殖某性別的動物缺點技術(shù)要求高、培養(yǎng)條件嚴格技術(shù)復(fù)雜，難度大；需植物組織培養(yǎng)等技術(shù)導(dǎo)致生物品系減少，個體生存能力下降。舉例試管苗的培育、培養(yǎng)轉(zhuǎn)基因植物培育"番茄馬鈴薯"雜種植株"多利"羊等克隆動物的培育6、基因工程育種（轉(zhuǎn)基因育種）（1）原理：基因重組（2）基因操作的基本工具①基因的“剪刀”：指_________________，簡稱限制酶。主要分布在___________。②基因的“針線”：指__________，連接磷酸和脫氧核糖形成___________。③基因的“運輸工具”：即_______。實例：_____、噬菌體、動植物病毒。（3）步驟：提取目的基因→_______與運載體結(jié)合→將目的基因?qū)隷_____→目的基因的（4）優(yōu)點：目的性強，可以按照人們的意愿定向改造生物；育種周期短。（5）缺點：可能會引起生態(tài)危機，技術(shù)難度大。（6）舉例：“傻瓜水稻”、抗蟲棉、固氮水稻、轉(zhuǎn)基因動物（轉(zhuǎn)基因鯉魚）等7、植物激素育種（1）原理：適宜濃度的生長素可以促進果實的發(fā)育（2）方法：在未受粉的雌蕊柱頭上涂上一定濃度的生長素類似物溶液，子房就可以發(fā)育成無子果實。（3）優(yōu)點：由于生長素所起的作用是促進果實的發(fā)育，并不能導(dǎo)致植物的基因型的改變，所以該種變異類型是不遺傳的。（4）缺點：該種方法只適用于植物。（5）舉例：無子番茄的培育三、要點點撥：1.根據(jù)育種目的選擇育種方式(1)若要培育隱性性狀個體，可用，只要出現(xiàn)該性狀即可；有些植物如小麥、水稻等，雜交實驗較難操作，其最簡便的方法是；(2)若要快速獲得純種，可用方法。(3)若要提高營養(yǎng)物質(zhì)含量，可用方法；(4)若要培育原先沒有的性狀，可用育種；2.填出下列各題的育種方法：（1）花藥離體培養(yǎng)出的煙草新品種是。（2）用抗倒伏、不抗銹病的小麥與不抗倒伏、抗銹病的小麥F1培育出既抗倒伏又抗銹病的小麥的品種是。（3）用紫外線線輻射稻種,培育出成熟期提前、蛋白質(zhì)含量高的品系是。（4）無子西瓜的培育是。（5）培育青霉素高產(chǎn)菌株的方法是。（6）將人胰島素基因?qū)氪竽c桿菌細胞內(nèi)的技術(shù)是。（7）科學(xué)家利用體細胞雜交技術(shù)培育出“白菜-甘藍”屬于?！纠}分析】1.下列有關(guān)育種的說法正確的是()A.雜交育種所依據(jù)的主要遺傳學(xué)原理是染色體變異B.利用單倍體育種可以培育出無子西瓜C.誘變育種可以定向地把兩個或多個品種的優(yōu)良性狀集中在一起，獲得新的品種D.人工誘導(dǎo)多倍體目前最有效的方法是用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗2.某植物的基因型為AaBB，通過下列技術(shù)可以分別將它轉(zhuǎn)變?yōu)橐韵禄蛐偷闹参铮孩貯ABB②aB③AaBBC④AAaaBBBB則以下排列正確的是()A.誘變育種、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、花藥離體培養(yǎng)、細胞融合B.雜交育種、花藥離體培養(yǎng)、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、多倍體育種C.花藥離體培養(yǎng)、誘變育種、多倍體育種、轉(zhuǎn)基因技術(shù)D.多倍體育種、花藥離體培養(yǎng)、誘變育種、轉(zhuǎn)基因技術(shù)3.現(xiàn)有A、B、C三個番茄品種，A品種的基因型為aaBBDD，B品種的基因型為AAbbDD，C品種的基因型為AABBdd，三對基因分別位于三對同源染色體上。若要利用上述品種培育獲得aabbdd植株，至少需要幾年A.2年 B.3年 C.4年 D.5年4.（多選）誘變育種與雜交育種的不同之處是：A．能大幅度改良某些性狀B．能形成新基因C．能形成新基因型D．一般對個體生存有利5.假設(shè)A、b代表玉米的優(yōu)良基因，這兩種基因是自由組合的。現(xiàn)有AABB、aabb兩個品種，為培育出優(yōu)良新品種AAbb，可以采用的方法如右圖所示。（1）由品種AABB、aabb經(jīng)過①、②、③過程培育出新品種的育種方法稱為。若經(jīng)過②過程產(chǎn)生的子代總數(shù)為1552株，則其中基因型為AAbb的理論上有株?；蛐蜑锳abb的類型經(jīng)過過程③，子代中AAbb與aabb的數(shù)量比是。（2）過程⑤常采用由AaBb得到Ab個體。與“過程①②③”的育種方法相比，“過程⑤⑥”育種的優(yōu)勢是。（3）過程④在完成目的基因與運載體的結(jié)合時，必須用到的工具酶是。與“過程⑦”的育種方法相比，“過程④”育種的優(yōu)勢是。【課后作業(yè)】一、選擇題：1.育種的方法有雜交育種、單倍體育種、誘變育種、多倍體育種、基因工程育種等，下面對這五種育種方式的說法正確的是()A.涉及的原理有基因突變、基因重組、染色體變異B.都不可能產(chǎn)生定向的可遺傳變異C.都在細胞水平