必修2課題19：從雜交育種到基因工程育種學(xué)案設(shè)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(xì)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(yīng)用(Ⅱ)轉(zhuǎn)基因食品的安全(Ⅰ)課標(biāo)導(dǎo)航

和方法考察育種方案的選擇與設(shè)計考察基因工程的原理及應(yīng)用

科學(xué)思維——比較與綜合:育種方法的比較;批判性思維:理性對待轉(zhuǎn)基因技術(shù)生命觀念——構(gòu)造與功能觀:通過育種技術(shù)改善作物品質(zhì),提高產(chǎn)量等科學(xué)探究——試驗設(shè)計與方案實施:育種方案的選擇與設(shè)計理解生物變異在育種中的應(yīng)用高考定位自我設(shè)計育種方案?！就茰y題型】選擇、分析、設(shè)計簡述不同的育種技術(shù)及原理、方法及其應(yīng)用。2.〔選修III〕闡述你對轉(zhuǎn)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(nèi)容和教材100頁最終自然段微生物誘變育種學(xué)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(yīng)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(shù)簡單純合體稈不抗病小麥快速培育矮稈抗病小麥細(xì)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(shù)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(guān)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(chǎn)青霉素菌株光等；(2)化學(xué)：秋水仙素、硫酸二乙酯等。度改進(jìn)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(shù)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(jié)技術(shù)簡單；生態(tài)轉(zhuǎn)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(shù)簡單，低工工程育種交克隆細(xì)胞膜的流 去細(xì)胞壁→誘動性植細(xì)胞導(dǎo)融合→組織的全能性 培育獲得植株細(xì)胞核的全 能性；細(xì)胞增植殖抑制遠(yuǎn)緣雜交不親和的障交組合的范圍抑制遠(yuǎn)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(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。技術(shù)簡單藍(lán)”的培育技術(shù)簡單克隆羊“多莉”合細(xì)胞增殖細(xì)胞融合、細(xì)胞培育技術(shù)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(chǎn)生前所未有的基因，制造變異類型；后者不能產(chǎn)生基因，只是實現(xiàn)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(chǎn)生很多優(yōu)良性狀如莖稈粗大、抗倒伏、產(chǎn)量提高、品質(zhì)改進(jìn)，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(yuǎn)遠(yuǎn)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(jù)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(jìn)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(jié)合的方法。d.要求提高品種產(chǎn)量，提高養(yǎng)分物質(zhì)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(jìn)展處理，也可承受細(xì)胞融合的方法，且此方法能在兩個不同物種之間進(jìn)展。g.原核生物不能進(jìn)展減數(shù)分裂，所以不能運用雜交的方法進(jìn)展育種，一般承受的方法是誘變育種或細(xì)胞工程育種或基因工程育種，通常為誘變育種。假設(shè)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(shè)要提高養(yǎng)分物質(zhì)含量，可用多倍體育種方法。假設(shè)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(shè)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(shè)要抑制遠(yuǎn)緣雜交不親和障礙，則可以選擇基因工程育種和植物體細(xì)胞雜交技術(shù)。n.試驗材料假設(shè)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(shù)分裂時聯(lián)會紊亂，因而不能結(jié)子?！旧钔诮滩摹侩s交育種實踐過程中肯定需要經(jīng)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(shè)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(shè)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(dǎo)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(xì)胞內(nèi)的DNA時間?！旧疃人伎肌可鲜鰣D解中,假設(shè)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(dāng)F1長到花蕾期時，就可以對其進(jìn)展花藥離體培育。在單倍體育種過程中也形成了愈傷組織?；ㄋ庪x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(jié)西瓜〔二倍體。三倍體西瓜之所以無子，緣由是減數(shù)分裂時聯(lián)會紊亂，一般無法產(chǎn)生正常的配子。間或無籽西瓜中結(jié)出種子屬于正?，F(xiàn)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(jié)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(xì)胞有絲分裂過程中紡錘體的形成，使細(xì)胞中染色體數(shù)目加倍。生長素的作用：促進(jìn)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(zhì)沒有轉(zhuǎn)變。證明是否為可遺傳變異的方法是：用植物組織培育技術(shù)獲得其子代，讓子代在自然條件下生長發(fā)育，看其結(jié)有子還是無子果實。無籽西瓜進(jìn)展擴(kuò)大栽培的方法是植物組織培育?；蚬こ逃N要點：以轉(zhuǎn)基因抗蟲棉為例①抗蟲基因?qū)牒笠彩呛嘶?，其遺傳遵循孟德爾遺傳定律。②抗蟲基因在棉花細(xì)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(zhuǎn)基因抗蟲棉為例①抗蟲基因?qū)牒笠彩呛嘶?，其遺傳遵循孟德爾遺傳定律。②抗蟲基因在棉花細(xì)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(chǎn)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(zhuǎn)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(chǎn)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(xì)胞工程育種要點：▲植物體細(xì)胞雜交〔以白菜—甘藍(lán)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(chǎn)生可育后代。③它同時具備白菜、甘藍(lán)兩種植株的優(yōu)良性狀?！鴦游铮乎庺~核移植▲細(xì)菌和真菌也可以利用細(xì)胞融合技術(shù)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(xì)胞產(chǎn)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(xì)胞的結(jié)合是隨機的?！教煊N選育出來的產(chǎn)品不會像轉(zhuǎn)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(chǎn)物，并沒有倒入其他基因?！鶑姆肿铀椒治觯M(jìn)展基因工程的主要理論依據(jù)是：不同生物的DNA構(gòu)造根本形式一樣。【深挖教材】基因工程中使用的DNA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