2025版高考生物一輪復(fù)習(xí)第6章從雜交育種到基因工程教案新人教版必修2

PAGE8-第6章從雜交育種到基因工程考點(diǎn)一常見的育種方法1.育種方法的比較：名稱原理優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)雜交育種基因重組使分散在同一物種不同品種中的多個(gè)優(yōu)良性狀集中于同一個(gè)體上，即“集優(yōu)”育種時(shí)間長(zhǎng)；局限于同一種或親緣關(guān)系較近的個(gè)體誘變育種基因突變提高變異頻率，加快育種進(jìn)程，大幅度改良某些性狀有利變異少，需處理大量試驗(yàn)材料(有很大盲目性)單倍體育種染色體數(shù)目變異明顯縮短育種年限，子代均為純合子，加速育種進(jìn)程技術(shù)困難且需與雜交育種協(xié)作多倍體育種染色體數(shù)目變異操作簡(jiǎn)潔，能較快獲得所需品種所獲品種發(fā)育延遲，牢固率低，一般只適用于植物基因工程育種基因重組能定向地變更生物遺傳性狀；目的性強(qiáng)；育種周期短；克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙技術(shù)困難，平安性問(wèn)題多2.育種方法的選擇：育種目標(biāo)育種方法集中雙親優(yōu)良性狀單倍體育種、雜交育種對(duì)原品系實(shí)施“定向”改造基因工程及植物細(xì)胞工程(植物體細(xì)胞雜交)育種讓原品系產(chǎn)生新性狀(無(wú)中生有)誘變育種使原品系養(yǎng)分器官“增大”或“加強(qiáng)”多倍體育種【高考警示】雜交育種≠雜種優(yōu)勢(shì)(1)雜交育種是在雜交后代眾多類型中選擇符合育種目標(biāo)的個(gè)體進(jìn)一步培育，直到獲得穩(wěn)定遺傳的具有優(yōu)良性狀的新品種。(2)雜種優(yōu)勢(shì)是雜合子(F1)在一種或多種性狀上優(yōu)于兩個(gè)親本的現(xiàn)象。具有雜種優(yōu)勢(shì)的雜交子代一般都表現(xiàn)自交衰退現(xiàn)象，如玉米的植株高度顯示雜種優(yōu)勢(shì)，也可以明顯地看到自交衰退現(xiàn)象，因此玉米不能自己留種?！镜淅?2024·北京高考)油菜是我國(guó)重要的油料作物，培育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)新品種意義重大。油菜的雜種一代會(huì)出現(xiàn)雜種優(yōu)勢(shì)(產(chǎn)量等性狀優(yōu)于雙親)，但這種優(yōu)勢(shì)無(wú)法在自交后代中保持。雜種優(yōu)勢(shì)的利用可顯著提高油菜籽的產(chǎn)量。(1)油菜具有兩性花，去雄是雜交的關(guān)鍵步驟，但人工去雄耗時(shí)費(fèi)勁，在生產(chǎn)上不具備可操作性。我國(guó)學(xué)者發(fā)覺了油菜雄性不育突變株(雄蕊異樣，肉眼可辨)，利用該突變株進(jìn)行的雜交試驗(yàn)如下：①由雜交一結(jié)果推想，育性正常與雄性不育性狀受________對(duì)等位基因限制。在雜交二中，雄性不育為_______性性狀。

②雜交一與雜交二的F1表現(xiàn)型不同的緣由是育性性狀由位于同源染色體相同位置上的3個(gè)基因(A1、A2、A3)確定。品系1、雄性不育株、品系3的基因型分別為A1A1、A2A2、A3A3。依據(jù)雜交一、二的結(jié)果，推斷A1、A2、A3之間的顯隱性關(guān)系是____________________________________。

(2)利用上述基因間的關(guān)系，可大量制備兼具品系1、3優(yōu)良性狀的油菜雜交種子(YF1)，供農(nóng)業(yè)生產(chǎn)運(yùn)用，主要過(guò)程如下：①經(jīng)過(guò)圖中虛線框內(nèi)的雜交后，可將品系3的優(yōu)良性狀與___________性狀整合在同一植株上，該植株所結(jié)種子的基因型及比例為___________。

②將上述種子種成母本行，將基因型為___________的品系種成父本行，用于制備YF1。

③為制備YF1，油菜剛開花時(shí)應(yīng)拔除母本行中具有某一育性性狀的植株。否則，得到的種子給農(nóng)戶種植后，會(huì)導(dǎo)致油菜籽減產(chǎn)，其緣由是________________________。

(3)上述辨別并拔除特定植株的操作只能在油菜剛開花時(shí)(散粉前)完成，供操作的時(shí)間短，還有因辨別失誤而漏拔的可能。有人設(shè)想：“利用某始終觀的相對(duì)性狀在油菜開花前推斷植株的育性”，請(qǐng)用限制該性狀的等位基因(E、e)及其與A基因在染色體上的位置關(guān)系展示這一設(shè)想?！窘馕觥勘绢}考查遺傳規(guī)律在育種中的應(yīng)用。(1)分析雜交一，兩親本雜交，F(xiàn)1均為育性正常，說(shuō)明品系1(A1)育性正常對(duì)雄性不育(A2)為顯性性狀，F(xiàn)1自交出現(xiàn)3∶1的性狀分別比，說(shuō)明育性正常與雄性不育性狀受一對(duì)等位基因限制。分析雜交二，兩親本雜交，F(xiàn)1均為雄性不育，說(shuō)明雄性不育(A2)對(duì)品系3(A3)育性正常為顯性性狀。(2)圖中虛線框內(nèi)的雜交組合為A2A3×A3A3，所得后代為A2A3∶A3A3=1∶1，因此通過(guò)雜交可將品系3的優(yōu)良性狀與雄性不育整合在同一植株上。將基因型為A2A3、A3A3的種子種成母本行，將基因型為A1A1的品系1作為父本，可制備YF1。為制備YF1，油菜剛開花時(shí)應(yīng)拔除母本行中基因型為A3A3的植株，否則，所得種子中會(huì)有A3A3自交產(chǎn)生的種子A3A3、A2A3與A3A3雜交產(chǎn)生的種子A2A3和A3A3，這些種子在生產(chǎn)上無(wú)雜種優(yōu)勢(shì)且部分雄性不育，會(huì)導(dǎo)致油菜籽減產(chǎn)。(3)讓E、e與A2、A3兩對(duì)基因位于一對(duì)同源染色體上，可以依據(jù)E、e限制的性狀區(qū)分雄性不育和育性正常植株。答案：(1)①一顯②A1對(duì)A2為顯性，A2對(duì)A3為顯性(2)①雄性不育A2A3∶A3A3=1∶1②A1A1③所得種子中混有A3A3自交產(chǎn)生的種子、A2A3與A3A3雜交所產(chǎn)生的種子，這些種子在生產(chǎn)上無(wú)雜種優(yōu)勢(shì)且部分雄性不育(3)(2024·中山模擬)如圖表示培育新品種(或新物種)的不同育種方法，下列分析錯(cuò)誤的是 ()A.②③過(guò)程自交的目的不同，后者是篩選符合生產(chǎn)要求的純合子B.④⑤過(guò)程的育種和⑦過(guò)程的育種原理相同，均利用了染色體變異的原理C.①②③過(guò)程的育種方法能產(chǎn)生新的基因型，⑥過(guò)程的育種方法能產(chǎn)生新的基因D.圖中A、B、C、D、E、F中的染色體數(shù)相等，通過(guò)⑦過(guò)程產(chǎn)生的新物種的染色體數(shù)是B的兩倍【解析】選D。②③過(guò)程自交的目的不同，前者是產(chǎn)生符合要求的性狀，后者是篩選符合生產(chǎn)要求的純合子，A項(xiàng)正確；④⑤過(guò)程為單倍體育種，⑦過(guò)程是多倍體育種，它們的育種原理相同，均利用了染色體變異的原理，B項(xiàng)正確；①②③過(guò)程的育種方法為雜交育種，能產(chǎn)生新的基因型，⑥過(guò)程是誘變育種，原理是基因突變，能產(chǎn)生新的基因，C項(xiàng)正確；圖中E幼苗是由花藥發(fā)育而來(lái)，為單倍體植株，染色體數(shù)目減半，即E中染色體數(shù)目是A、B、C、D、F中的染色體數(shù)目的一半，D項(xiàng)錯(cuò)誤。不同育種技術(shù)的選擇技巧(1)雜交育種——最簡(jiǎn)便，易操作的育種技術(shù)，但耗時(shí)較長(zhǎng)。(2)轉(zhuǎn)基因技術(shù)——可定向變更性狀的育種技術(shù)，但技術(shù)含量高。(3)誘變育種——能產(chǎn)生新基因的育種技術(shù)。(4)多倍體育種——能提高產(chǎn)量的育種技術(shù)。(5)單倍體育種——可明顯縮短育種年限的育種技術(shù)?！炯庸逃?xùn)練】現(xiàn)有小麥種質(zhì)資源包括：①高產(chǎn)、感病；②低產(chǎn)、抗病；③高產(chǎn)、晚熟等品種。為滿意不同地區(qū)及不同環(huán)境條件下的栽培需求，育種專家要培育3類品種：a.高產(chǎn)、抗??；b.高產(chǎn)、早熟；c.高產(chǎn)、抗旱。下述育種方法不行行的是 ()A.利用①②品種雜交篩選獲得aB.對(duì)品種③進(jìn)行染色體加倍處理篩選獲得bC.a、b和c的培育均可采納誘變育種方法D.用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將外源抗旱基因?qū)擘壑蝎@得c【解析】選B。欲獲得高產(chǎn)、抗病品種，可利用①和②進(jìn)行品種雜交篩選；欲獲得高產(chǎn)、早熟品種，則應(yīng)對(duì)③進(jìn)行誘變育種；誘變育種可以產(chǎn)生新基因，因此a、b和c都可以通過(guò)誘變育種獲得；基因工程可定向變更生物性狀，要獲得高產(chǎn)、抗旱品種，可通過(guò)基因工程導(dǎo)入外源抗旱基因?qū)崿F(xiàn)?？键c(diǎn)二基因工程基因工程操作步驟圖解：(1)限制酶和DNA連接酶的作用部位都是磷酸二酯鍵。(2)要想將目的基因整合到質(zhì)粒上，必需保證目的基因與質(zhì)粒的黏性末端相同。因此，獲得目的基因、切割運(yùn)載體須要用同種限制酶?！靖呖季尽?1)DNA連接酶和DNA聚合酶的作用對(duì)象不同。①DNA連接酶：作用于兩個(gè)DNA片段。②DNA聚合酶：將單個(gè)的脫氧核苷酸連接起來(lái)，形成DNA單鏈。(2)DNA連接酶和DNA聚合酶的相同點(diǎn)：這兩種酶都是蛋白質(zhì)，都可以形成兩個(gè)脫氧核苷酸之間的化學(xué)鍵。(3)運(yùn)載體≠質(zhì)粒：質(zhì)粒是最常用的運(yùn)載體，除此之外，λ噬菌體的衍生物和動(dòng)植物病毒也可作為運(yùn)載體。【典例】(2024·深圳模擬)如圖是利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)人胰島素的操作過(guò)程示意圖，請(qǐng)據(jù)圖作答。(1)圖中基因工程的基本過(guò)程可以概括為四步：_____________________；____；

______________________________；_________________________。

(2)能否利用人的皮膚細(xì)胞來(lái)完成①過(guò)程？_______，為什么？_____________。

(3)過(guò)程②必需的酶是_______酶，過(guò)程③必需的酶是_____酶。

(4)在利用A、B獲得C的過(guò)程中，常用___________切割B，使它產(chǎn)生________，再加入_______才可形成C。

【解析】(1)基因工程的步驟包括：提取目的基因→目的基因與運(yùn)載體結(jié)合→將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞→目的基因的檢測(cè)與鑒定。(2)圖中①過(guò)程是從細(xì)胞中獲得相應(yīng)的mRNA，由于基因的選擇性表達(dá)，人的皮膚細(xì)胞中的胰島素基因不轉(zhuǎn)錄，不表達(dá)，因此不能形成胰島素mRNA。(3)從mRNA→DNA是逆轉(zhuǎn)錄的過(guò)程，須要逆轉(zhuǎn)錄酶。③表示解旋過(guò)程，須要用到解旋酶，將雙鏈DNA解旋為單鏈。(4)構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，必需將質(zhì)粒用限制酶切割，產(chǎn)生肯定的黏性末端，才可以在DNA連接酶的作用下與目的基因連接形成基因表達(dá)載體。答案：(1)提取目的基因目的基因與運(yùn)載體結(jié)合將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因的檢測(cè)與鑒定(2)不能皮膚細(xì)胞中的胰島素基因未表達(dá)(或未轉(zhuǎn)錄)，不能形成胰島素mRNA(3)逆轉(zhuǎn)錄解旋(4)限制性核酸內(nèi)切酶肯定的黏性末端DNA連接酶(1)體外大量獲得A的方法稱為PCR技術(shù)。所需酶的特點(diǎn)為耐高溫。(2)利用大腸桿菌生產(chǎn)的人胰島素能降低血糖含量嗎？為什么？提示：不能。因?yàn)樵诖竽c桿菌細(xì)胞內(nèi)合成的人胰島素的兩條肽鏈，不具有生物活性，須要利用人工的方法通過(guò)二硫鍵使這兩條肽鏈連接才能成為有活性的人胰島素。下列實(shí)踐活動(dòng)包含基因工程技術(shù)的是 ()A.水稻F1花藥經(jīng)培育和染色體加倍，獲得基因型純合新品種B.抗蟲小麥與矮稈小麥雜交，通過(guò)基因重組獲得抗蟲矮稈小麥C.將含抗病基因的重組DNA導(dǎo)入玉米細(xì)胞，經(jīng)組織培育獲得抗病植株D.用射線照耀大豆使其基因結(jié)構(gòu)發(fā)生變更，獲得種子性狀發(fā)生變異的大豆【解析】選C。水稻F1花藥經(jīng)培育和染色體加倍所獲得的基因型純合新品種的過(guò)程中，用到的是植物組織培育技術(shù)；抗蟲小麥與矮稈小麥雜交，通過(guò)基因重組獲得抗蟲矮稈小麥，屬于雜交育種的范疇；將含抗病基因的重組DNA導(dǎo)入玉米細(xì)胞，經(jīng)組織培育獲得抗病植株，用到了轉(zhuǎn)基因技術(shù)；用射線照耀大豆使其基因結(jié)構(gòu)發(fā)生變更，獲得種子性狀發(fā)生變異的大豆，屬于人工誘變育種。【加固訓(xùn)練】(2024·泉州模擬)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(gè)品種，為培育出優(yōu)良品種AAbb，可采納的方法如圖所示，有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是 ()A.由品種AABB、aabb經(jīng)過(guò)①②③過(guò)程培育出新品種的育種方式的優(yōu)點(diǎn)在于可以將多種優(yōu)良性狀集中在一個(gè)生物體上B.與①②③過(guò)程的育種方法相比，⑤⑥過(guò)程的優(yōu)勢(shì)是明顯縮短了育種年限C.圖中A_bb的類型經(jīng)過(guò)③過(guò)程，子代中AAbb與aabb的數(shù)量比是3∶1