必修從雜交育種到基因工程

1、1會計學必修從雜交育種到基因工程必修從雜交育種到基因工程一、雜交育種與誘變育種一、雜交育種與誘變育種雜交育種雜交育種誘變育種誘變育種原理原理過程過程選擇選擇 的親本通的親本通過雜交獲得過雜交獲得F1， ，從中篩選獲得需要的類型從中篩選獲得需要的類型利用射線和化合物等利用射線和化合物等理化因素誘導分裂的理化因素誘導分裂的細胞發(fā)生細胞發(fā)生 ，并選取需要的類型并選取需要的類型應用應用 ，提高農(nóng)作物單，提高農(nóng)作物單位面積產(chǎn)量；培育優(yōu)良家畜、家位面積產(chǎn)量；培育優(yōu)良家畜、家禽禽主要用于主要用于基因重組基因重組基因突變基因突變具有不同優(yōu)良性狀具有不同優(yōu)良性狀F1連續(xù)自交連續(xù)自交基因突變基因突變改良作物品質(zhì)改

2、良作物品質(zhì) 農(nóng)作物和農(nóng)作物和微生物微生物二、基因工程二、基因工程1基本工具基本工具(1)基因的剪刀是基因的剪刀是 。(2)基因的針線是基因的針線是 。(3)常用的運載體有常用的運載體有 。限制性核酸內(nèi)切酶限制性核酸內(nèi)切酶DNA連接酶連接酶質(zhì)粒、噬菌體和動植物病毒等質(zhì)粒、噬菌體和動植物病毒等2操作步驟操作步驟(1)寫出基因工程的四個步驟：寫出基因工程的四個步驟： (2)第二步的操作用到什么工具？第二步的操作用到什么工具？ 。提取目的基因提取目的基因目的基因與運載體結合目的基因與運載體結合將目的基因導入受體細胞將目的基因導入受體細胞目的基因的表達與檢測目的基因的表達與檢測限制酶和限制酶和DNA連接

3、酶連接酶(3)怎樣確認目的基因已被導入受體細胞？怎樣確認目的基因已被導入受體細胞？若受體細胞表現(xiàn)出運載體若受體細胞表現(xiàn)出運載體“標記基因標記基因”所控制的性狀，說明所控制的性狀，說明目的基因已被導入受體細胞。目的基因已被導入受體細胞。3應用應用(1)作物育種：利用基因工程，獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具有優(yōu)良作物育種：利用基因工程，獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具有優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物，培育出具有各種品質(zhì)的農(nóng)作物，培育出具有各種 的作物新品種，的作物新品種，如如 。(2)藥物研制：利用基因工程，培育轉基因生物，利用轉基藥物研制：利用基因工程，培育轉基因生物，利用轉基因生物生產(chǎn)出各種高質(zhì)量、低成本的藥品，如因生物生產(chǎn)出各種高

4、質(zhì)量、低成本的藥品，如 、 、乙肝疫苗等。、乙肝疫苗等。(3)環(huán)境保護：如利用環(huán)境保護：如利用 降解有毒有害的化合物，降解有毒有害的化合物，吸收環(huán)境中的重金屬，分解泄漏的石油，處理工業(yè)廢水等吸收環(huán)境中的重金屬，分解泄漏的石油，處理工業(yè)廢水等?？鼓嫘钥鼓嫘钥瓜x棉抗蟲棉胰島素胰島素干擾素干擾素轉基因細菌轉基因細菌4轉基因生物和轉基因食品的安全性轉基因生物和轉基因食品的安全性2001年年5月，我國國務院公布了月，我國國務院公布了農(nóng)業(yè)轉基因生物安全管農(nóng)業(yè)轉基因生物安全管理條例理條例，對農(nóng)業(yè)轉基因生物的，對農(nóng)業(yè)轉基因生物的 、生產(chǎn)和加、生產(chǎn)和加工、經(jīng)營和進出口等作了具體規(guī)定。工、經(jīng)營和進出口等作了具體規(guī)

5、定。研究和試驗研究和試驗考點一考點一基因工程基因工程考情考情解讀解讀 高考中常涉及基因工程的簡單應用，轉基因生高考中常涉及基因工程的簡單應用，轉基因生物及轉基因食品的安全性等知識，在物及轉基因食品的安全性等知識，在2013年高考中年高考中仍會呈現(xiàn)?；蚬こ痰幕竟ぞ叩奶攸c及操作步驟仍會呈現(xiàn)?；蚬こ痰幕竟ぞ叩奶攸c及操作步驟亦是常考點，不容忽視。亦是?？键c，不容忽視。做一題做一題例例1通過通過DNA重組技術使原有基因得以改造的動物稱為重組技術使原有基因得以改造的動物稱為轉基因動物。運用這一技術可使羊奶中含有人體蛋白質(zhì)，轉基因動物。運用這一技術可使羊奶中含有人體蛋白質(zhì)，下圖表示了這一技術的基本過

6、程，在該過程中所用的基因下圖表示了這一技術的基本過程，在該過程中所用的基因“剪刀剪刀”能識別的序列和切點是能識別的序列和切點是GGATCC，請回答：，請回答：(1)從羊染色體中從羊染色體中“剪下剪下”羊蛋白質(zhì)基因的酶是羊蛋白質(zhì)基因的酶是_。人。人體蛋白質(zhì)基因體蛋白質(zhì)基因“插入插入”后連接在羊體細胞染色體中需要后連接在羊體細胞染色體中需要的酶是的酶是_。(2)人體蛋白質(zhì)基因之所以能人體蛋白質(zhì)基因之所以能“插入插入”到羊的染色體內(nèi)，原因到羊的染色體內(nèi)，原因是是_。(3)將人體蛋白質(zhì)基因導入羊體內(nèi)并成功地表達，使羊產(chǎn)生將人體蛋白質(zhì)基因導入羊體內(nèi)并成功地表達，使羊產(chǎn)生新的性狀。這種變異屬于新的性狀。這

7、種變異屬于_，這里，這里“成功地表達成功地表達”的含義是的含義是_。(4)你認為此類羊產(chǎn)生的奶安全可靠嗎？理由是什么？你認為此類羊產(chǎn)生的奶安全可靠嗎？理由是什么？解析解析本題主要考查基因工程的一般步驟、操作工具、應本題主要考查基因工程的一般步驟、操作工具、應用以及轉基因技術的安全性等知識。用以及轉基因技術的安全性等知識。(1)基因工程的基本操基因工程的基本操作中用到的工具酶是限制性核酸內(nèi)切酶、作中用到的工具酶是限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶。連接酶。(2)不同生物的不同生物的DNA分子的化學組成和空間結構相同，即都具分子的化學組成和空間結構相同，即都具有相同的物質(zhì)基礎和結構基礎。有相同的物質(zhì)基

8、礎和結構基礎。(3)人體蛋白質(zhì)基因導入羊人體蛋白質(zhì)基因導入羊體內(nèi)并成功地表達，使羊產(chǎn)生新的性狀，這是將一種基因導體內(nèi)并成功地表達，使羊產(chǎn)生新的性狀，這是將一種基因導入另一種生物，變異類型屬于基因重組，目的基因成功表達入另一種生物，變異類型屬于基因重組，目的基因成功表達的含義是人體蛋白質(zhì)基因在羊體細胞內(nèi)通過轉錄、翻譯兩個的含義是人體蛋白質(zhì)基因在羊體細胞內(nèi)通過轉錄、翻譯兩個過程控制合成人體蛋白質(zhì)。過程控制合成人體蛋白質(zhì)。(4)為開放性的題目，但要注意為開放性的題目，但要注意回答的理由要與觀點相對應?；卮鸬睦碛梢c觀點相對應。答案答案 (1)限制性核酸內(nèi)切酶限制性核酸內(nèi)切酶DNA連接酶連接酶(2)人

9、和羊人和羊DNA分子的空間結構、化學組成相同；有互補的堿基序分子的空間結構、化學組成相同；有互補的堿基序列列(答出其中一點即可答出其中一點即可)(3)基因重組人體蛋白質(zhì)基因在基因重組人體蛋白質(zhì)基因在羊體細胞內(nèi)控制合成人體蛋白質(zhì)羊體細胞內(nèi)控制合成人體蛋白質(zhì)(4)安全，因為目的基安全，因為目的基因導入受體細胞后沒有改變，控制合成的人體蛋白質(zhì)成因導入受體細胞后沒有改變，控制合成的人體蛋白質(zhì)成分沒有改變。分沒有改變。(或不安全，因為目的基因導入受體細胞后或不安全，因為目的基因導入受體細胞后，可能由于羊細胞中某些成分的影響，合成的蛋白質(zhì)成，可能由于羊細胞中某些成分的影響，合成的蛋白質(zhì)成分可能發(fā)生一定的改

10、變。分可能發(fā)生一定的改變。)鏈一串鏈一串有關基因工程中的幾個問題歸納有關基因工程中的幾個問題歸納(1) 限制性核酸內(nèi)切酶和限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶的作用部位都是脫氧核連接酶的作用部位都是脫氧核苷酸之間形成的磷酸二酯鍵苷酸之間形成的磷酸二酯鍵(不是氫鍵不是氫鍵)，只是一個切開，只是一個切開，一個連接。，一個連接。(2) 限制性核酸內(nèi)切酶在第一步和第二步操作中都用到，且限制性核酸內(nèi)切酶在第一步和第二步操作中都用到，且要求同一種酶，目的是產(chǎn)生相同的黏性末端；第二步中要求同一種酶，目的是產(chǎn)生相同的黏性末端；第二步中兩種工具酶都用到。兩種工具酶都用到。 (3) DNA酶即酶即DNA水解酶，是將水解

11、酶，是將DNA水解的酶；水解的酶；DNA聚聚合酶是在合酶是在DNA復制過程中，催化形成新復制過程中，催化形成新DNA分子的酶，分子的酶，是將單個游離的脫氧核苷酸加到是將單個游離的脫氧核苷酸加到DNA片段上，需要模板片段上，需要模板；但；但DNA連接酶是將兩個連接酶是將兩個DNA片段的兩個缺口同時連接片段的兩個缺口同時連接，不需要模板，不需要模板，DNA聚合酶和聚合酶和DNA連接酶作用的化學鍵連接酶作用的化學鍵相同，都是磷酸二酯鍵。相同，都是磷酸二酯鍵。(4) 質(zhì)粒是最常用的運載體，不要把質(zhì)粒同運載體等同，除質(zhì)粒是最常用的運載體，不要把質(zhì)粒同運載體等同，除此之外，噬菌體和動植物病毒也可作為運載體

12、。運載體此之外，噬菌體和動植物病毒也可作為運載體。運載體的化學本質(zhì)為的化學本質(zhì)為DNA，其基本單位為脫氧核苷酸。，其基本單位為脫氧核苷酸。(5) 原核生物基因原核生物基因(如抗蟲基因來自蘇云金芽孢桿菌如抗蟲基因來自蘇云金芽孢桿菌)可為真可為真核生物核生物(如棉花如棉花)提供目的基因。提供目的基因。(6) 基因工程可按照人們的意愿定向培育新品種，且可突破基因工程可按照人們的意愿定向培育新品種，且可突破生殖隔離，實現(xiàn)不同物種間的基因重組。生殖隔離，實現(xiàn)不同物種間的基因重組。通一類通一類1(2011煙臺質(zhì)檢煙臺質(zhì)檢)以下說法正確的是以下說法正確的是 ()A所有的限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列所有

13、的限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列B質(zhì)粒是基因工程中唯一的運載體質(zhì)粒是基因工程中唯一的運載體C運載體必須具備的條件之一是：具有一個至多個限制運載體必須具備的條件之一是：具有一個至多個限制酶切點，以便與外源基因連接酶切點，以便與外源基因連接DDNA連接酶使黏性末端的堿基之間形成氫鍵連接酶使黏性末端的堿基之間形成氫鍵解析：解析：每一種限制酶只能識別一種每一種限制酶只能識別一種(或者一類或者一類)特定的核苷特定的核苷酸序列，不同的限制酶所識別的序列不同；質(zhì)粒是常用酸序列，不同的限制酶所識別的序列不同；質(zhì)粒是常用的運載體，但不是唯一的。的運載體，但不是唯一的。DNA連接酶連接的是兩個被連接酶連接的是

14、兩個被限制酶切割的限制酶切割的DNA片段的切口，即斷開的磷酸二酯鍵，片段的切口，即斷開的磷酸二酯鍵，而不是堿基之間的氫鍵。而不是堿基之間的氫鍵。答案：答案： C2用基因工程技術可使大腸桿菌合成人的蛋白質(zhì)，下列敘用基因工程技術可使大腸桿菌合成人的蛋白質(zhì)，下列敘述不正確的是述不正確的是 ()A常用相同的限制性內(nèi)切酶處理目的基因和質(zhì)粒常用相同的限制性內(nèi)切酶處理目的基因和質(zhì)粒B可用含抗生素的培養(yǎng)基檢測大腸桿菌中是否導入了可用含抗生素的培養(yǎng)基檢測大腸桿菌中是否導入了重組質(zhì)粒重組質(zhì)粒CDNA連接酶和連接酶和RNA聚合酶是構建重組質(zhì)粒必需的工聚合酶是構建重組質(zhì)粒必需的工具酶具酶D導入大腸桿菌中的目的基因不一

15、定能成功表達導入大腸桿菌中的目的基因不一定能成功表達. .解析：解析：構建重組質(zhì)粒構建重組質(zhì)粒(重組重組DNA分子分子)必需的工具酶是必需的工具酶是DNA連接酶和限制性內(nèi)切酶，連接酶和限制性內(nèi)切酶，RNA聚合酶的作用是催化合成聚合酶的作用是催化合成RNA。答案：答案： C考點二考點二生物變異在育種中的應用生物變異在育種中的應用考情考情解讀解讀 高考中通常以實驗設計題、圖解題形式考高考中通常以實驗設計題、圖解題形式考查生物育種的原理、流程、優(yōu)缺點等，綜合性查生物育種的原理、流程、優(yōu)缺點等，綜合性強。預計強。預計2013年有可能與遺傳規(guī)律、細胞增殖年有可能與遺傳規(guī)律、細胞增殖和分化等知識聯(lián)系，與生

16、產(chǎn)生活、最新科技成和分化等知識聯(lián)系，與生產(chǎn)生活、最新科技成果等結合命制實驗題目，對該考點進行考查。果等結合命制實驗題目，對該考點進行考查。做一題做一題 例例2(2012安徽百校聯(lián)考安徽百校聯(lián)考)下圖為水稻的幾種不同育種下圖為水稻的幾種不同育種方法示意圖，據(jù)圖回答下列問題：方法示意圖，據(jù)圖回答下列問題：(1)B常用的方法是常用的方法是_，用到秋水仙素的過程，用到秋水仙素的過程有有_(用圖中字母表示用圖中字母表示)。(2)打破物種界限的育種方法是打破物種界限的育種方法是_(用圖中的字母表用圖中的字母表示示)，該方法所運用的原理是，該方法所運用的原理是_。(3)假設你想培育一個穩(wěn)定遺傳的水稻品種，它

17、的性狀都是假設你想培育一個穩(wěn)定遺傳的水稻品種，它的性狀都是由隱性基因控制的，其最簡單的育種方法是由隱性基因控制的，其最簡單的育種方法是_；如果都是由顯性基因控制的，為縮短育；如果都是由顯性基因控制的，為縮短育種時間常采用的方法是種時間常采用的方法是_。(用圖中的字母表示用圖中的字母表示)(4)現(xiàn)有三個水稻品種，的基因型為現(xiàn)有三個水稻品種，的基因型為aaBBDD，的基因型，的基因型 為為AAbbDD，的基因型為，的基因型為AABBdd，三對等位基因分別，三對等位基因分別 位于三對同源染色體上?，F(xiàn)運用雜交育種方法利用以上位于三對同源染色體上?，F(xiàn)運用雜交育種方法利用以上 三個品種獲得基因型為三個品種

18、獲得基因型為aabbdd的植株的植株(用文字簡要描述獲用文字簡要描述獲 得過程即可得過程即可)：_ _ _ _。解析解析圖中圖中A過程代表雜交、過程代表雜交、D過程代表自交、過程代表自交、B過程代過程代表花藥離體培養(yǎng)、表花藥離體培養(yǎng)、C和和F過程代表用秋水仙素使染色體加過程代表用秋水仙素使染色體加倍、倍、E過程代表基因工程。其中基因工程可以在任何生物過程代表基因工程。其中基因工程可以在任何生物之間進行，該技術的原理為基因重組。如果選育的性狀都之間進行，該技術的原理為基因重組。如果選育的性狀都是隱性性狀，最簡單的方法是雜交育種，因為隱性性狀表是隱性性狀，最簡單的方法是雜交育種，因為隱性性狀表現(xiàn)出

19、來即為純合，可穩(wěn)定遺傳，即現(xiàn)出來即為純合，可穩(wěn)定遺傳，即AD過程；如選育的過程；如選育的性狀都是顯性性狀，用雜交育種年限比較長，可明顯縮短性狀都是顯性性狀，用雜交育種年限比較長，可明顯縮短育種年限的育種方法是單倍體育種，即育種年限的育種方法是單倍體育種，即ABC過程。三過程。三個水稻品種，基因型均為個水稻品種，基因型均為“雙顯一隱雙顯一隱”的組合方式。要利的組合方式。要利用雜交育種培育基因型為用雜交育種培育基因型為aabbdd的品種，可選擇任意兩個的品種，可選擇任意兩個品種作親本雜交得到雜交一代，然后雜交一代與剩下一個品種作親本雜交得到雜交一代，然后雜交一代與剩下一個品種雜交得到雜交二代，雜交

20、二代自交即可得到基因型為品種雜交得到雜交二代，雜交二代自交即可得到基因型為aabbdd的種子，由基因型為的種子，由基因型為aabbdd的種子長成的植株即的種子長成的植株即為符合要求的植株。為符合要求的植株。答案答案(1)花藥離體培養(yǎng)花藥離體培養(yǎng)C、F(2)E基因重組基因重組(3)ADABC(4)與雜交得到雜交一代，雜交一代與與雜交得到雜交一代，雜交一代與雜交，得到雜交二代，雜交二代自交，可以得到基因型雜交，得到雜交二代，雜交二代自交，可以得到基因型為為aabbdd的種子，該種子可長成基因型為的種子，該種子可長成基因型為aabbdd的植株的植株鏈一串鏈一串各種育種方式的比較各種育種方式的比較方法

21、方法原理原理常用方法常用方法優(yōu)點優(yōu)點缺點缺點代表實代表實例例雜交雜交育種育種基因基因重組重組雜交雜交操作簡單，操作簡單，目標性強目標性強育種年限長育種年限長矮稈抗矮稈抗病小麥病小麥誘變誘變育種育種基因基因突變突變輻射誘變、輻射誘變、激光誘變等激光誘變等提高突變率，提高突變率，加速育種進加速育種進程程有利變異少，有利變異少，需處理實驗需處理實驗材料多材料多高產(chǎn)青高產(chǎn)青霉素菌霉素菌株株方法方法原理原理常用方法常用方法優(yōu)點優(yōu)點缺點缺點代表代表實例實例多倍體多倍體育種育種染色染色體變體變異異秋水仙素處秋水仙素處理萌發(fā)的種理萌發(fā)的種子或幼苗子或幼苗操作簡單，操作簡單，并可以在較并可以在較短時間內(nèi)獲短時間

22、內(nèi)獲得新品種得新品種新品種發(fā)育新品種發(fā)育遲緩、結實遲緩、結實率低，在動率低，在動物中無法開物中無法開展展無子西無子西瓜、八瓜、八倍體小倍體小黑麥黑麥單倍體單倍體育種育種染色染色體變體變異異花藥離體培花藥離體培養(yǎng)后，再用養(yǎng)后，再用秋水仙素處秋水仙素處理理明顯縮短育明顯縮短育種年限種年限技術復雜，技術復雜，需要與雜交需要與雜交育種配合育種配合“京花京花一號一號” 小麥小麥方法方法原理原理常用方法常用方法優(yōu)點優(yōu)點缺點缺點代表實代表實例例基因工基因工程育種程育種基因基因重組重組將一種生物將一種生物特定的基因特定的基因轉移到另一轉移到另一種生物細胞種生物細胞中中能定向改能定向改造生物的造生物的遺傳性狀遺

23、傳性狀有可能有可能引發(fā)生引發(fā)生態(tài)危機態(tài)危機轉基因轉基因抗蟲棉抗蟲棉關鍵一點關鍵一點(1)在所有育種方法中，最簡便、常規(guī)的育種方法是雜交在所有育種方法中，最簡便、常規(guī)的育種方法是雜交 育種，可以培育具有優(yōu)良性狀且能穩(wěn)定遺傳的新品種，育種，可以培育具有優(yōu)良性狀且能穩(wěn)定遺傳的新品種， 防止后代發(fā)生性狀分離，便于制種和推廣。防止后代發(fā)生性狀分離，便于制種和推廣。(2)雜交育種不一定都需要連續(xù)自交，若選育顯性優(yōu)良純雜交育種不一定都需要連續(xù)自交，若選育顯性優(yōu)良純 種，則需要連續(xù)自交，直至性狀不再發(fā)生分離；若選育種，則需要連續(xù)自交，直至性狀不再發(fā)生分離；若選育 隱性優(yōu)良純種，則只要出現(xiàn)該性狀即可。隱性優(yōu)良純

24、種，則只要出現(xiàn)該性狀即可。(3)雜種優(yōu)勢是通過雜交獲得種子，一般不是純合子，在雜種優(yōu)勢是通過雜交獲得種子，一般不是純合子，在 雜種后代上表現(xiàn)出多個優(yōu)良性狀，但只能用雜種一代，雜種后代上表現(xiàn)出多個優(yōu)良性狀，但只能用雜種一代， 因為后代會發(fā)生性狀分離，如雜交玉米的制種。因為后代會發(fā)生性狀分離，如雜交玉米的制種。通一類通一類3為獲得純合高蔓抗病番茄植株，采用了下圖所示的方為獲得純合高蔓抗病番茄植株，采用了下圖所示的方法。圖中兩對相對性狀獨立遺傳，高蔓法。圖中兩對相對性狀獨立遺傳，高蔓(A)、感病、感病(B)是顯性性狀。據(jù)圖分析回答：是顯性性狀。據(jù)圖分析回答：(1)過程表示的育種方式是過程表示的育種方

25、式是_，F(xiàn)1自交獲得的自交獲得的F2中，高蔓抗病植株中純合體占中，高蔓抗病植株中純合體占_。(2)過程表示的育種方式是過程表示的育種方式是_，可以取任一植，可以取任一植株的適宜花藥作培養(yǎng)材料，培養(yǎng)得到的單倍體基因型有株的適宜花藥作培養(yǎng)材料，培養(yǎng)得到的單倍體基因型有_種；用秋水仙素處理，使染色體數(shù)目加倍，種；用秋水仙素處理，使染色體數(shù)目加倍，獲得的二倍體植株的基因型分別是獲得的二倍體植株的基因型分別是_。(3)過程表示的育種方式是過程表示的育種方式是_，葉肉細胞培育成，葉肉細胞培育成轉基因植株的過程體現(xiàn)了細胞的轉基因植株的過程體現(xiàn)了細胞的_性。性。(4)過程表示的育種方式是過程表示的育種方式是_

26、，該育種方法的優(yōu)，該育種方法的優(yōu)點是點是_。解析：解析：過程表示的育種方法是雜交育種，過程表示的育種方法是雜交育種，F(xiàn)2中高蔓抗中高蔓抗病植株的基因型為病植株的基因型為A_bb，則其中純合體占，則其中純合體占1/3。過程表。過程表示的是單倍體育種，方法是先花藥離體培養(yǎng)得到單倍體示的是單倍體育種，方法是先花藥離體培養(yǎng)得到單倍體幼苗，再用秋水仙素處理，使染色體數(shù)目加倍，獲得純幼苗，再用秋水仙素處理，使染色體數(shù)目加倍，獲得純合體。合體。F1的基因型為的基因型為AaBb，所以單倍體育種得到的純合，所以單倍體育種得到的純合二倍體基因型有二倍體基因型有4種。過程為基因工程育種。過程為種。過程為基因工程育種

27、。過程為誘變育種，其優(yōu)點是可以提高突變率，在短時間內(nèi)獲得誘變育種，其優(yōu)點是可以提高突變率，在短時間內(nèi)獲得更多的變異類型。更多的變異類型。答案：答案：(1)雜交育種雜交育種1/3(2)單倍體育種單倍體育種4AAbb、aabb、AABB、aaBB(3)基因工程育種全能基因工程育種全能(4)誘誘變育種可以提高突變率，在短時間內(nèi)獲得更多的變變育種可以提高突變率，在短時間內(nèi)獲得更多的變異類型異類型做一題做一題例例3糧食是人類生存的基本條件，提高單位面積糧食糧食是人類生存的基本條件，提高單位面積糧食的產(chǎn)量、質(zhì)量是解決糧食問題的主要途徑之一。的產(chǎn)量、質(zhì)量是解決糧食問題的主要途徑之一。(1)為提高農(nóng)作物的產(chǎn)量

28、，得到抗倒伏、抗銹病等優(yōu)良性為提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，得到抗倒伏、抗銹病等優(yōu)良性 狀，科學家往往采取多種育種方法來培育符合農(nóng)業(yè)生狀，科學家往往采取多種育種方法來培育符合農(nóng)業(yè)生 產(chǎn)要求的新品種。根據(jù)下面提供的材料，設計育種方產(chǎn)要求的新品種。根據(jù)下面提供的材料，設計育種方 案，以便最快得到所需品種。非生物材料：可自選。生案，以便最快得到所需品種。非生物材料：可自選。生 物材料有：物材料有：A水稻的高稈水稻的高稈(顯性顯性)抗銹病抗銹病(顯性顯性)純種純種B水稻的矮稈水稻的矮稈(隱性隱性)不抗銹病不抗銹病(隱性隱性)純種純種C水稻的高稈水稻的高稈(顯性顯性)不抗銹病不抗銹病(隱性隱性)純種純種要得到能直接

29、應用于生產(chǎn)的具有抗倒伏、抗銹病等優(yōu)要得到能直接應用于生產(chǎn)的具有抗倒伏、抗銹病等優(yōu)良性狀的品種，該品種應是良性狀的品種，該品種應是_。所選擇的生物材料：所選擇的生物材料：_(填寫代表生物填寫代表生物材料的字母材料的字母)。育種過程中運用的最常見的方法是育種過程中運用的最常見的方法是_。預期產(chǎn)生這種結果預期產(chǎn)生這種結果(所需性狀類型所需性狀類型)的概率是的概率是_。如果從播種到獲得種子需要一年，則獲得該品種植株至如果從播種到獲得種子需要一年，則獲得該品種植株至少需要少需要_年。年。(2) 隨著科技的發(fā)展，許多新的育種方法已經(jīng)出現(xiàn)并投入隨著科技的發(fā)展，許多新的育種方法已經(jīng)出現(xiàn)并投入使用。使用。用普通

30、小麥和黑麥培育的八倍體小黑麥的原理是用普通小麥和黑麥培育的八倍體小黑麥的原理是_。航天育種是目前的一個熱門話題，如航天育種是目前的一個熱門話題，如“神七神七”就搭載就搭載了萌發(fā)著的植物種子。那么利用這種方法是否一定能了萌發(fā)著的植物種子。那么利用這種方法是否一定能獲得人們所期望的理想性狀？為什么？獲得人們所期望的理想性狀？為什么？_。螟蟲是危害水稻的主要害蟲之一。科學家為了減少螟蟲是危害水稻的主要害蟲之一?？茖W家為了減少農(nóng)藥的使用，希望培育出具有抗螟蟲性狀的水稻新品農(nóng)藥的使用，希望培育出具有抗螟蟲性狀的水稻新品種，最適合的育種方法是種，最適合的育種方法是_，其原，其原理是理是_。解析解析 (1)

31、能直接應用于生產(chǎn)的品種要保持優(yōu)良性狀，能直接應用于生產(chǎn)的品種要保持優(yōu)良性狀，其自交后代不發(fā)生性狀分離，一般為純合子。雜交育種其自交后代不發(fā)生性狀分離，一般為純合子。雜交育種的原理是基因重組，將兩個品種的優(yōu)良性狀的原理是基因重組，將兩個品種的優(yōu)良性狀(抗倒伏、抗銹抗倒伏、抗銹病病)組合到一起，選擇組合到一起，選擇A、B兩個親本可以達到這一目的。兩個親本可以達到這一目的。最快的育種方法是單倍體育種，常用技術有雜交、花藥最快的育種方法是單倍體育種，常用技術有雜交、花藥離體培養(yǎng)、人工誘導染色體加倍等。親本雜交后的子代離體培養(yǎng)、人工誘導染色體加倍等。親本雜交后的子代花藥離體培養(yǎng)、人工誘導染色體加倍后得到

32、花藥離體培養(yǎng)、人工誘導染色體加倍后得到4種純合子，比種純合子，比例相同，因此抗倒伏抗銹病性狀的概率為例相同，因此抗倒伏抗銹病性狀的概率為1/4。親本雜交得。親本雜交得到種子到種子(子代子代)需要需要1年，子代花藥離體培養(yǎng)、人工誘導染色年，子代花藥離體培養(yǎng)、人工誘導染色體加倍后，得到純合子需要體加倍后，得到純合子需要1年。年。(2)普通小麥為六倍體普通小麥為六倍體，黑麥為二倍體，兩者雜交得到的個體有，黑麥為二倍體，兩者雜交得到的個體有4個染色體組，人個染色體組，人工誘導染色體加倍后為八倍體，屬于染色體變異?？瓜x工誘導染色體加倍后為八倍體，屬于染色體變異。抗蟲性狀的基因一般來自原核生物，運用轉基因

33、技術將抗蟲基性狀的基因一般來自原核生物，運用轉基因技術將抗蟲基因移接到植物體，屬于基因重組。因移接到植物體，屬于基因重組。答案答案(1)純合子純合子(純種純種)A、B雜交、花藥離雜交、花藥離體培養(yǎng)、人工誘導染色體加倍體培養(yǎng)、人工誘導染色體加倍(答出任意一項即可答出任意一項即可)1/42(2)染色體變異不一定。因為基因突變是不定向染色體變異不一定。因為基因突變是不定向的基因工程育種基因重組的基因工程育種基因重組學一技學一技育種目的及方法的選擇育種目的及方法的選擇(1) 育種的目的：育種的根本目的是培育具有優(yōu)良性狀育種的目的：育種的根本目的是培育具有優(yōu)良性狀(抗抗逆性好、生活力強、產(chǎn)量高、品質(zhì)優(yōu)良

34、逆性好、生活力強、產(chǎn)量高、品質(zhì)優(yōu)良)的新品種，以的新品種，以便更好地為人類服務。從基因組成上看，目標基因型可便更好地為人類服務。從基因組成上看，目標基因型可能是純合體，可防止后代發(fā)生性狀分離，便于制種和推能是純合體，可防止后代發(fā)生性狀分離，便于制種和推廣；也有可能是雜合體，即利用雜種優(yōu)勢的原理，如雜廣；也有可能是雜合體，即利用雜種優(yōu)勢的原理，如雜交水稻的培育、玉米的制種等。交水稻的培育、玉米的制種等。(2)不同需求的育種方法：不同需求的育種方法：若要培育隱性性狀個體，則可用自交或雜交，只要出若要培育隱性性狀個體，則可用自交或雜交，只要出現(xiàn)該性狀即可。現(xiàn)該性狀即可。有些植物如小麥、水稻等，雜交實

35、驗較難操作，則最有些植物如小麥、水稻等，雜交實驗較難操作，則最簡便的方法是自交。簡便的方法是自交。若要快速獲得純種，則用單倍體育種方法。若要快速獲得純種，則用單倍體育種方法。若實驗植物為營養(yǎng)繁殖類如土豆、地瓜等，則只要出若實驗植物為營養(yǎng)繁殖類如土豆、地瓜等，則只要出現(xiàn)所需性狀即可，不需要培育出純種?，F(xiàn)所需性狀即可，不需要培育出純種。若要培育原先沒有的性狀，則可用誘變育種。若要培育原先沒有的性狀，則可用誘變育種。提高營養(yǎng)物質(zhì)含量可運用多倍體育種。提高營養(yǎng)物質(zhì)含量可運用多倍體育種。將兩個親本的不同優(yōu)良性狀集中在一起，可利用雜交育種。將兩個親本的不同優(yōu)良性狀集中在一起，可利用雜交育種。若要定向地改造

36、生物性狀，則可用基因工程育種。若要定向地改造生物性狀，則可用基因工程育種。在實際育種過程中，并非單一地運用某種育種方式，而是在實際育種過程中，并非單一地運用某種育種方式，而是根據(jù)需要選擇多種育種方式綜合運用。根據(jù)需要選擇多種育種方式綜合運用。做一題做一題例例4中國農(nóng)業(yè)部驗收組中國農(nóng)業(yè)部驗收組2011年年9月月19日公布，袁隆平指日公布，袁隆平指導的導的“Y兩優(yōu)兩優(yōu)2號號”百畝超級雜交稻試驗田平均畝產(chǎn)百畝超級雜交稻試驗田平均畝產(chǎn)926.6公公斤，創(chuàng)中國大面積水稻畝產(chǎn)最高紀錄。超級雜交稻是通過斤，創(chuàng)中國大面積水稻畝產(chǎn)最高紀錄。超級雜交稻是通過形態(tài)改良和利用亞種間雜種優(yōu)勢相結合的技術路線來提高形態(tài)改

37、良和利用亞種間雜種優(yōu)勢相結合的技術路線來提高產(chǎn)量。產(chǎn)量。請回答下面的問題：請回答下面的問題：(1)水稻的穗大水稻的穗大(A)對穗小對穗小(a)為顯性?；蛐蜑闉轱@性?；蛐蜑锳a的水稻自的水稻自交，子一代中，基因型為交，子一代中，基因型為_的個體表現(xiàn)出穗小的個體表現(xiàn)出穗小，應淘汰；基因型為，應淘汰；基因型為_的個體表現(xiàn)出穗大，需的個體表現(xiàn)出穗大，需進一步自交和選育；按照這種自交進一步自交和選育；按照這種自交淘汰淘汰選育的育選育的育種方法，理論上第種方法，理論上第n代種子中雜合子的比例是代種子中雜合子的比例是_。(2)水稻的晚熟水稻的晚熟(B)對早熟對早熟(b)為顯性，請回答利用現(xiàn)有純合為顯性，

38、請回答利用現(xiàn)有純合子水稻品種，通過雜交育種方法培育純合大穗早熟水子水稻品種，通過雜交育種方法培育純合大穗早熟水稻新品種的問題。稻新品種的問題。培育純合大穗早熟水稻新品種，選擇的親本基因型培育純合大穗早熟水稻新品種，選擇的親本基因型分別是分別是_和和_。兩親本雜交的目的是。兩親本雜交的目的是_。將將F1所結種子種下去，長出的水稻中表現(xiàn)為大穗早所結種子種下去，長出的水稻中表現(xiàn)為大穗早熟的幾率是熟的幾率是_，在這些大穗早熟植株中約有，在這些大穗早熟植株中約有_是符合育種要求的。是符合育種要求的。解析解析按照自交按照自交淘汰淘汰選育的育種方法，自交產(chǎn)生的選育的育種方法，自交產(chǎn)生的第一代至第四代的雜合子

39、的比例依次是第一代至第四代的雜合子的比例依次是2/3、2/5、2/9、2/17，歸納可知第，歸納可知第n代種子中雜合子的比例是代種子中雜合子的比例是2/(2n1)。要想得到要想得到AAbb的純種個體，選擇的親本是的純種個體，選擇的親本是AABB、aabb，通過雜交可將，通過雜交可將A與與b集中到同一個體中。集中到同一個體中。F1自交，產(chǎn)生自交，產(chǎn)生的的A_bb的種子占的種子占F2的的3/16，其中，其中AAbb符合要求，占符合要求，占A_bb的比例為的比例為1/3。答案答案(1)aaAA或或Aa2/(2n1)(2)AABBaabb將基因將基因A和和b集中到同一個體中集中到同一個體中3/161/

40、3學一技學一技1雜交育種與雜種優(yōu)勢的區(qū)別雜交育種與雜種優(yōu)勢的區(qū)別(1) 雜交育種是通過有性生殖，使不同的優(yōu)良性狀組合到后代雜交育種是通過有性生殖，使不同的優(yōu)良性狀組合到后代的一個個體中，從而選育出優(yōu)良品種的方法。的一個個體中，從而選育出優(yōu)良品種的方法。(2) 雜種優(yōu)勢是指基因型不同的個體雜交產(chǎn)生的雜交一代，在雜種優(yōu)勢是指基因型不同的個體雜交產(chǎn)生的雜交一代，在適應能力等方面優(yōu)于兩個親本的現(xiàn)象。適應能力等方面優(yōu)于兩個親本的現(xiàn)象。2雜交育種的基本步驟及特點雜交育種的基本步驟及特點(1) 培育雜合子品種：培育雜合子品種：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，可以將雜種子一代作為種子直接利在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，可以將雜種子一代作為種子

41、直接利用，如水稻、玉米等。用，如水稻、玉米等?；静襟E：選取雙親基本步驟：選取雙親P()雜交雜交F1。特點：高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗性強。但種子只能用一年特點：高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗性強。但種子只能用一年，需年年制種。，需年年制種。(2) 培育純合子品種：培育純合子品種：培育隱性純合子品種的基本步驟：選取雙親培育隱性純合子品種的基本步驟：選取雙親P()雜交雜交F1自交自交F2選出表現(xiàn)型符合要求的個體種植選出表現(xiàn)型符合要求的個體種植推廣。推廣。培育雙顯性純合子或單顯性純合子品種的基本步驟：培育雙顯性純合子或單顯性純合子品種的基本步驟：選取雙親選取雙親P()雜交雜交F1自交自交F2選出表現(xiàn)型符選出表現(xiàn)型符合要求的個體自交合要求的個體自交F3選出穩(wěn)定遺傳個體推廣選出穩(wěn)定遺傳個體推廣種植。種植。特點：操作簡單，但需要的時間較長。特點：操作簡單，但需要的時間較長。點擊進入高考成功方案第4步（含課時卷）4轉基因生物和轉基因食品的安全性轉基因生物和轉基因食品的安全性2001年年5月，我國國務院公布了月，我國國務院公布了農(nóng)業(yè)轉基因生物安全管農(nóng)業(yè)轉基因生物安全管理條例理條例，對農(nóng)業(yè)轉基因生物的，對農(nóng)業(yè)轉基因生物的 、生產(chǎn)和加、生產(chǎn)和加工、經(jīng)營和進出口等作了具體規(guī)定。工、經(jīng)營和進出口等作了具體規(guī)定。研究和試驗研究和試驗(1)從羊染色體中從羊染色體中“剪下剪下”羊蛋白質(zhì)基因的酶是羊蛋白質(zhì)基因的酶是_。人。人體蛋白質(zhì)