从杂交育种到基因工程
【设计理念】
根据高中生物课程标准的四个基本理念,高中生物学教学重在提高学生的生物科学素养,倡导探究性学习,培养学生的创新精神和实践能力。新课程对生物学教师和生物学教学都提出了新的要求，面对新课程，生物学教师要通力打造一个融启发性、创造性、自主性、交互性于一堂的生物课堂教学氛围。在生物学教学中，如何贯彻并达成新课程倡导的教学理念呢？在教学中认真落实主体性教学，注重课堂动态生成变资源的开发与利用,以切实提高学生的科学探究能力，训练学生科学的思维方法。
【教学目标】
1、知识与技能
(1)简述杂交育种和诱变育种的概念，举例说明杂交育种和诱变育种方法的优点和不足。（简述杂交育种和诱变育种的作用及其局限性。）
(2)举例说明杂交育种、诱变育种在生产中的应用。
(3)讨论遗传和变异规律在生产实践中的应用。
(4)总结杂交育种、诱变育种、多倍体育种、单倍体育种异同点。
2、过程与方法
(1)尝试将你获得信息用图表、图解的形式表达出来。
(2)运用遗传和变异原理,解决生产和生活实际中的问题。
3、情感态度和价值观
(1) 讨论从杂交育种到基因工程这一科技发展历程中，科学、技术和社会的相互作用。
(2) 通过对我国杂交育种和诱变育种成果的了解，关注我国的育种技术的发展及在国际上的竞争能力，认同育种技术的改进对解决粮食危机等问题的重要性。
(3)体会科学技术在发展社会生产力、推动社会进步等方面的巨大作用。
【教材分析】
本节在学习生物遗传变异的基础知识、了解遗传变异基本规律的基础上，而且生物育种知识是高中生物新课程教学中的重点知识，该知识内容不仅是必修2的学习主线之一，还与选修3现代生物科技专题中的基因工程专题有密切的联系，进一步引导学生认识遗传学的知识是怎样用于指导生产实践、提高和改善生产技术，最大限度地满足人类不断增长的物质需要的，通过该内容的分析学习，还可以训练学
生的各方面能力。
【学情分析】
初中生物课中关于人类应用遗传变异原理培育新品种的内容，使学生对选择育种与杂交育种有了初步的了解。在本书前几章的学习中，学生又学习了分离定律与自由组合定律，为理解传统育种方法所依据的遗传学原理打下了基础。在本节教学中，教师可以指导学生搜集我国在育种实践方面取得成功的事例，分析其中包含的遗传学规律，体会科学技术在发展社会生产力、推动社会进步等方面的巨大作用。
【课时安排】1课时
【教学准备】教师根据下面几方面制作多媒体课件
1、课前准备
教师指导学生搜集我国在育种实践方面取得成功的事例，分析其中包含的遗传学规律，体会科学技术在发展社会生产力、推动社会进步等方面的巨大作用。
2、情境创设
教师展示课前收集的古人驯化野生动物、栽培植物的图片资料制成的课件，按课件图片的顺序，先向学生展示古人驯化狗、马、牛、猪、鸡，培育玉米、小麦、水稻、各种蔬菜、水果的过程；再向学生
展示现在的家禽、家畜、粮食、蔬菜、水果的各种优良品种的图片，引起学生的兴趣。
3、师生互动
这些优良的品种，都是人们利用生物的变异，通过长期的选择，汰劣留良，培育出来的优良品种。教师要提倡或维护生生、师生平等交流互动的人际关系，教师要运用各种方法，促进师生和生生的思维碰撞和情感的交流，达到《标准》对知识、情感、能力目标的要求。共8页，当前第1页12345678
【教学过程】
教师活动
学生活动
设计意图
教师组织学生展示课前收集的关于选择育种和杂交育种的资料（以图片为主）
提出问题：
1．古印第安人是最早选择和培育玉米的，最突出的贡献是选育了果穗硕大、淀粉含量高的玉米。请分析
古印第安人培育玉米的方法所隐含的遗传学原理及其优缺点。
教师在学生阅读教材的基础上，组织学生交流上述问题。
【学情预设】若学生不能较好地回答上述问题，教师可以通过对问题的分解，实施进一步的引导：
（1）古印第安人培育玉米的方法称为。
（2）这里的“选择”的含义是。
（3）“用作祭祀的玉米是在隔离条件下种植的”其中“隔离”作用是。
（4）选择育种的优缺点是。
选择育种的局限性是：只能利用生物在自然环境条件下产生的有限变异，在已有的性状组合中选育优良品种。
请同学们阅读课本的“问题探讨”并提出问题：
教师检查，我们发现大家使用的方法都是――杂交育种，看来你们已经尝试从理论上探索杂交育种的方法了。
学生的资料展示和交流
学生阅读资料，学生带着问题阅读教材p98页并作答。
学生作答：
（1）选择育种
（2）汰劣留良
（3）防止质劣玉米与选择的具有优良性状的玉米杂交，使优良性状得到不断的积累。
（4）优点：技术简单、容易操作。
缺点：选择范围有限，育种周期长。
分组讨论。学生把设想描述出来。听课的同学对各方案进行评价。
激发学生的探究欲望和学习兴趣。
师生共同解决问题，运用现代遗传学知识为学生阐明“选择育种”做铺垫。培养学生的概括能力和理解能力。
现在我们来分析各方案是否科学规范。引导学生讨论并指出其优点和不足，以及自己的疑问。
共8页，当前第2页12345678教师：点拨、解答同学们的问题：
（1）杂交育种依据的遗传学原理就是：基因的自由组合规律，即通过杂交，把生物不同品种间的基因重新组合，以便使不同亲本的优良基因组合到一起、从而创造出对人类有益的新品种。
（2）选育出的新品种必须是纯合子，否则其后代就会因为发生性状分离而失去优势。
（3）遗传图解有更简洁的表示方法，即用我们在第一章所学的基因型的方式来表示。
教师以课本的两个小麦品种杂交为例:如果小麦中，高产（a）对低产（a）是显性，不抗病（b）对抗病（b）是显性，我们需要的是高产抗病的纯种，假定两个亲本小麦品
种都是纯合子，请绘出育种过程的遗传图解：
教师点评，并示范书写过程如下：
p aabb x aabb
↓↓
配子ab ab
↓↓
f1aabb
f2 基因型1/16 aabb 1/16 aabb
1/16 aabb 1/16 aabb
2/16 aabb 2/16 aabb
2/16 aabb 2/16 aabb 4/16 aabb
表现型9/16高产不抗3/16低产不抗
3/16高产抗病1/16 低产抗病
【学情预设】：根据自由组合定律，在
f2 中高产抗病（一显一隐）品种占总数的3／16。
思考:（1）我们得到的这种具有杂种优势的品种可以代代遗传吗？
（2）如何能得到可以代代遗传的优势品种？
（3）我们选育出的纯合子新品种aabb，在f２所有的后代中的概率是1/16。哪么它在f２的高产抗病后代中的概率又是多少？
教师引导，总结教材p99页的杂交育种的概念。
请举出我国在杂交育种方面成就。
【学情预设】：与选择育种比较，杂交育种有什么优点？
【思考与讨论】：综上所述杂交育种的优点是很明显的，但是在实际操作中，会遇到不少困难。请从杂交后代可能出现的类型，以及育种时间等方面，分析杂交育种方法的不足。有没有更好的育种方法来弥补这些缺点呢？
二、诱变育种
教师引导学生回忆基因突变的内容。
利用基因突变的原理应用在育种中，就发展为一种新的方法——诱变育种。共8页，当前第3页12345678
教师引导学生阅读教材p100页，教材列举了哪些诱变育种的实例？
教师通过大量的图片资料介绍了诱变育种的实例
教师总结：诱变育种的概念指什么？
教师引导，组织开展生生、师生的讨论
与杂交育种相比，诱变育种有什么优点？联系基因突变的特点，谈谈诱变育种的局限性。要想克服这些局限性，可以采取什么办法？
教师小结：
两种育种方法都为我们创造许多优良的品种，育种技术的发展为我们的社会经济创造了许多价值，我国作为目前世界上能发射返回式卫星的三个国家之一，在作物空间技术育种方面已经进入世界先进行列。
在上一章我们已经学习了多倍体育
种、单倍体育种的方法，现在请同学们列表比较：杂交育种、诱变育种、多倍体育种、单倍体育种在方法、原理、优缺点的异同点。
出示部分学生的遗传图解
学生疑问：
（1）杂交育种蕴含着哪些遗传学规律？
（2）培育出的一个新品种，如何判断它是否符合预期的要求呢？
（3）有没有更简洁的遗传图解呢？
学生每人都在作业本上尝试书写，请两位同学在黑板上书写。
（1）不可以，因为其中有2/16的植株是杂合体，它的下一代会出现性状分离。
（2）要想得到可以代代遗传的优势
品种，就必须对在f２中所得到表现型为高产抗病（一显一隐）的植株连续自交和育种，逐步淘汰不符合要求的植株，直到不再发生性状分离，就是我们要选育的能够稳定遗传的纯合子新品种――aabb。
（3）1/3。
杂交育种就是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，就得到新品种的方法。
袁隆平的杂交水稻，中国荷斯坦牛等
能将两个不同品种的优良性状集中在一起，产生新的性状组合的新品种；育种的目的性较强。
杂交育种只能利用已有基因的重组，按需选择，并不能创造新的基因。杂交后代会出现性状分离现象，育种进程缓缦（一般需5至7年），过程繁琐。这些都是杂交育种方法的不足。
学生回忆学过的知识，并交流和讨论：
基因突变：诱发基因突变的因素（物理因素、化学因素和生物因素）
如黑农五号；卫星“87－2”青椒、“航育1号”水稻、“豫麦13号小麦”等；青霉菌高产菌株等。
诱变育种就是利用物理因素（如x射线、r射线、紫外线、激光等）或化学因素（亚硝酸、硫酸二乙脂等）来处理生物，使生物发生基因突变。共8页，当前第4页12345678
诱变育种的优点是能够提高突变率，在较短的时间内获得更多的优良变异类型。诱变育种的局限性是诱发突变的方向难以掌握，突变体难以集中多个理想性状。要想克服这些局限性，可以扩大诱变后代的群体，增加选择的机会。
结合学生的生活经验，引导学生思考相关的育种方法。
充分发挥学生的主观能动性，让学生积极参与讨论。
运用自由组合定律的知识和书写遗传图解的技能解释杂交育种中的基因重组的现象。
培养学生的问题意识，给予学生发散思维、启动已有知识的空间。培
养学生运用所学的知识和技能解决实际问题的能力。
理解杂交育种在产生f1代后，还需要经过选择和培育形成能稳定遗传个体的过程。
培养学生提炼和归纳能力。
突出杂交育种的局限为后续学习埋下伏笔。
师生共同解决疑惑的问题，强化对概念的学习。
掌握基本概念
培养自学能力，使学生在反馈、思考中进一步突破难点。
四种育种方法的比较
杂交育种
诱变育种
多倍体育种
单倍体育种
处理
杂交
用物理、化学因素处理生物，
用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
花药离体培养
共8页，当前第5页12345678原理
通过基因重组，把两个亲本的优良性状的组合在同一个后代中，从而产生符合要求的新类型。
用人工方法诱发基因实变，产生新性状，创造新品种或新类型。
抑制细胞分裂中纺锤体的形成。使染色体的数目加倍后不能形成两个细胞。
诱导精子直接发育成植株，再用秋水仙素加倍成纯合子。
优缺点
方法简单，容易操作。
不能创造新的基因，育种进程缓缦，过程繁琐。
能提高变异的频率，大幅改良某些性状，变异性状较稳定，可加速育种进程。
有利变异少，需大量处理供试材料，诱发突变的方向难以掌握，突变体难以集中多个理想性状。
器官较大，营养物质含量高。
发育延迟，结实率底。
自交后代不发生性状分离，可缩短育种年限（2年）。
方法复杂，成活率低。
实例
小麦高茎（易倒伏）、抗锈病的纯种与矮茎（抗倒伏）易染病的纯种进行杂交，培育出矮茎抗锈病小麦品种。
青霉菌经x射线、紫外线照射以及综合处理，培育出青霉素产量很高
的菌株
三倍体无籽西瓜、八倍体小黑麦。
抗病植株的育成。
【知识链接】
1、杂种优势与杂交育种的区别
杂种优势是生物界普遍存在的现象。它是指基因型不同的亲本个体相互杂交产生的杂种第一代，在生长势、生活力、繁殖力、抗逆性、产量和品质等一种或多种性状上优于两个亲本的现象。杂种优势具有以下特点：杂种优势不是某一两个性状单独表现突出，而是许多性状综合表现突出；杂种优势的大小，取决于双亲的遗传差异和互补程度；亲本基因型的纯合程度不同，杂种优势的强弱也不同；杂种优势在f1代表现最明显，f2代以后逐渐减弱。杂种优势在性状上表现为不同类型，如营养体发育较旺的营养型、生殖器官发育较旺的生殖型和对外界不良环境适应能力较强的适应型。育种实践上，人们常利用杂种优势获得较好的经济性状。共8页，当
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早在xx多年前，我国劳动人民就用马和驴交配而获得体力强大、耐力好的杂种──骡，首创了利用杂种优势的先例。杂种优势在植物中更是非常普遍的现象。为什么杂交种f1会有优势呢？这是一个比较复杂的问题，人们从多个方面对其机理进行了研究。一种比较通俗的解释是：一般来说，多数显性基因有利于个体的生长发育，而相对的隐性基因不利于生长和发育。通过杂交，亲本双方带入子代杂合子中的显性（有利）基因掩盖了隐性（有害）基因，因而表现出有利于生长发育的杂种优势。
杂交育种通常是指把不同遗传类型的动物或植物进行交配，使优良性状结合于杂种后代中，通过培育和选择，创造出新品种的方法。它是动植物育种工作的基本方法之一。在杂交育种中应用最为普遍的是品种间杂交(两个或多个品种间的杂交)，其次是远缘杂交(种间以上的杂交)。
生产上，常常把用杂交方法培育优良品种或利用杂种优势都称为杂交育种，事实上，两者之间是有区别的。杂交育种过程就是要在杂交后代众多类型中选留符合育种目标的个体进一步培育，直至获得优良性状稳定的新品种。杂交育种不仅要求
性状整齐，而且要求培育的品种在遗传上比较稳定。品种一旦育成，其优良性状即可相对稳定地遗传下去。杂种优势则主要是利用杂种f1代的优良性状，而并不要求遗传上的稳定。作物育种上就常常在寻找某种杂交组合，通过年年配制f1代杂交种用于生产的办法，取得经济性状，而并不要求其后代还能够保持遗传上的稳定性。
2、太空育种简介
太空育种主要是利用返回式卫星和高空气球所能达到的空间环境，通过强辐射、微重力和高真空等条件诱发植物种子的基因发生变异的作物育种新技术。经历过太空遨游的农作物种子返回地面后再进行种植，不仅植株明显增高增粗，果型增大，而且品质也得到提高。
我国从1987年开始太空育种。1987年8月5日我国发射的第9颗返回式卫星首次搭载了青椒、小麦、水稻等一批种子，开始了我国太空育种的尝试。至今，我国已先后8次进行了太空育种试验。经过太空育种的青椒、番茄、黄瓜、水稻等作物，高产优质、抗病性强。美国曾进行过玫瑰的太空育种，希望获得玫瑰油产量高的突变体；俄罗斯曾经进行过圣诞树的太空育种，现在大面积种植在西伯利亚和哈萨克斯坦地区，从太空回来的圣诞树长得
杂交育种与诱变育种教学设计 【设计理念】 根据高中生物课程标准的四个基本理念,高中生物学教学重在提高学生的生物科学素养, 倡导探究性学习,培养学生的创新精神和实践能力。新课程对生物学教师和生物学教学都提 出了新的要求，面对新课程，生物学教师要通力打造一个融启发性、创造性、自主性、交互性 于一堂的生物课堂教学氛围。在生物学教学中，如何贯彻并达成新课程倡导的教学理念呢？在 教学中认真落实主体性教学，注重课堂动态生成变资源的开发与利用,以切实提高学生的科 学探究能力，训练学生科学的思维方法。 【教学目标】 1、知识与技能 (1)简述杂交育种和诱变育种的概念，举例说明杂交育种和诱变育种方法的优点和不足。 （简述杂交育种和诱变育种的作用及其局限性。） (2)举例说明杂交育种、诱变育种在生产中的应用。 (3)讨论遗传和变异规律在生产实践中的应用。 (4)总结杂交育种、诱变育种、多倍体育种、单倍体育种异同点。 2、过程与方法 (1)尝试将你获得信息用图表、图解的形式表达出来。(2) 运用遗传和变异原理,解决生产和生活实际中的问题。3、 情感态度和价值观 (1) 讨论从杂交育种到基因工程这一科技发展历程中，科学、技术和社会的相互作用。 (2)通过对我国杂交育种和诱变育种成果的了解，关注我国的育种技术的发展及在国 际上的竞争能力，认同育种技术的改进对解决粮食危机等问题的重要性。 (3)体会科学技术在发展社会生产力、推动社会进步等方面的巨大作用。 【教材分析】 本节在学习生物遗传变异的基础知识、了解遗传变异基本规律的基础上，而且生物育种知识是高中生物新课程教学中的重点知识，该知识内容不仅是必修2 的学习主线之一，还 与选修3 现代生物科技专题中的基因工程专题有密切的联系，进一步引导学生认识遗传学 的知识是怎样用于指导生产实践、提高和改善生产技术，最大限度地满足人类不断增长的物质 需要的，通过该内容的分析学习，还可以训练学生的各方面能力。 【考纲展示】 本节课在近几年的高考中五年两考（全国卷2 014:32；2015:40），考试题型为非选择题的形式。命题的角度主要是结合实例进行考查。考纲要求;知识内容：生物变异在育种中的应 用。能力要求：实验与探究能力。 【课时安排】1 课时，复习课。 【教学过程】
第6章从杂交育种到基因工程 第1节杂交育种与诱变育种 【课标定位】 1.理解杂交育种和诱变育种的原理。 2.了解杂交育种和诱变育种的优点和局限性。 【教材回归】 一、杂交育种 （一）杂交育种的实例——以高产抗病小麦品种的选育为例 P高产不抗病小麦×低产抗病小麦 F1 F2 新的优良品种 （二）杂交育种的概念 将同一物种两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育获得生物新品种的方法叫做杂交育种。 （三）杂交育种的原理 杂交育种依据的遗传学原理是基因重组。 （四）杂交育种的过程 选择同一物种具有不同优良性状的亲本杂交得F1，F1自交或杂交得F2，从F2中选择具有所需优良性状的个体。 （五）杂交育种的优缺点 1.杂交育种的优点 可将同一物种不同品种的优良性状集中在一个个体上，而且操作简便。 2.杂交育种的缺点 （1）只能利用已有基因的重组，产生新的基因型，不能产生新的基因，因而杂交育种只能出现新的性状组合，而不会出现新的性状。 （2）由于杂交过程中会出现性状分离现象，因而育种进程缓慢，所需时间较长。 （3）亲本的选择范围比较局限：亲本的选择一般限制在同种生物范围之内，而且只适用于进行有性生殖的生物。 （六）杂交育种的应用 在农业生产中，杂交育种是改良作物品质，提高农作物单位面积产量的常规方法，同时也可用于家畜和家禽的育种。 二、诱变育种 （一）诱变育种的原理 诱变育种依据的遗传学原理是基因突变。
（二）诱变育种的方法 利用物理因素（如X 射线、γ射线、紫外线、激光等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）来处理生物，使生物发生基因突变。 （三）诱变育种的优缺点 诱变育种最突出的优点在于：可以提高突变率，加速育种进程，在较短时间内获得更多的优良变异类型。但是，有利变异不多，需大量处理供应材料并且具有盲目性。 （四）诱变育种的实例 “黑农五号”大豆、青霉素高产菌株的选育等。 （五）诱变育种的应用 诱变育种是创造动植物新品种和微生物新类型的重要方法。 【要点突破】 一、杂交育种过程分析 1.杂交育种过程图解（假设亲本的基因型分别是AAbb 和aaBB ，欲获得双显性优良性状的纯合子） 2.有关杂交育种的几点说明 （1）若亲本是不同纯种，则F 1往往表现一致，但从F 2开始便会出现性状分离，因此在杂交育种过程中选择往往从F 2开始。 （2）若需培育显性纯合子，应让具有该性状的个体连续自交，直至不再发生性状分离才能推广使用。 （3）若需培育隐性纯合子，从F 2中选出具有该性状的个体即可推广使用，因为隐性性状一旦出现即为纯合子，自交后代不再发生性状分离。 （4）若需利用杂种优势，选取亲本杂交，将母本所结种子直接利用即可，但需年年育种。 （5）植株抗病性的检测：在无相应病原体的环境中，需用相应病原体感染植株，以检测植株是否具有抗病性。 （6）在进行动物杂交育种时，若需选育显性纯合子，一般采用测交的方法检测显性个体是否为纯合子。 （7）杂交育种的适用范围：①同一物种的不同品种；②能进行有性生殖；③将不同品种的优良性状集在中一个个体上。 二、诱变育种 1.人工诱变的最佳处理时期是细胞分裂间期。 2.人工诱变只能提高突变率，而不能决定生物产生的突变是否有利，因而人工诱变不能提高生物有利变异的频率。 P AAbb × aaBB F 1 F 2 A-bb aaB-aabb AABB 淘汰
第6章从杂交育种到基因工程 一、选择题（每小题2分，共50分。在每小题所给的四个选项中只有一个正确答案）1．用杂合子（DdEe）种子获得纯合子（ddee），最简捷的方法是（） A．种植→F2→选不分离者→纯合体 B．种植→秋水仙素处理→纯合体 C．种植→花药离体培养→单倍体幼苗→秋水仙素处理→纯合体 D．种植→秋水仙素处理→花药离体培养→纯合体 2．纯合高秆（D）抗病（E）水稻和纯合矮秆（d）染病（e）水稻两个纯合子作亲本杂交，在F2中选育矮秆抗病类型，其最合乎理想的基因型在F2中所占的比例为（） A．1/16 B．2/16 C．3/16 D．4/16 3．在红粒高秆麦田里，偶然发现一株白粒矮秆优质小麦，欲在两三年内能获得大量的白粒矮秆麦种，通常用的育种方法是（） A．基因工程B．自交育种C．人工嫁接D．单倍体育种 4．下图为利用纯合高秆（D）抗病（E）小麦和纯合矮秆（d）染病（e）小麦快速培育纯合优良小麦品种矮秆抗病小麦（ddEE）的示意图，有关此图叙述不正确的是（） A．图中进行①过程的主要目的是让控制不同优良性状的基因组合到一起 B．②过程中发生了非同源染色体的自由组合 C．实施③过程依据的主要生物学原理是细胞增殖 D．④过程的实施中通常用一定浓度的秋水仙素 5．属于分子水平上的育种工作的是（） A．辐射育种B．杂交育种C．单倍体育种D．多倍体育种 6．下列方法不能导致人工诱变的是（） A．X射线B．激光C．亚硝酸D．低温 7．通过人工诱变培育出的新类型是（） A．青霉素高产菌株B．八倍体小黑麦 C．能合成人胰岛素的大肠杆菌D．克隆牛 8．诱变育种的突出优点是（） A．方法简单易行 B．能产生很多有利的个体 C．节省实验用的材料 D．提高变异频率，加速育种进程 9．诱变育种与杂交育种的不同之处是（） ①能大幅度改良某些性状②能形成新基因型 ③能形成新基因④需要大量的选育工作 A．①②B．①③ C．②③ D．②④ 10．单倍体育种，可以明显地缩短育种年限，这是由于（）A．培养技术操作简便B．幼苗成活率高 C．单倍体植株生长迅速D．后代不发生性状分离
第六章从杂交育种到基因工程第一节杂交育种与诱变育种 一、各种育种方法的比较： 杂交育种诱变育种多倍体育种单倍体育种处理杂交→自交→选优→ 自交 用射线、激光、 化学药物处理 用秋水仙素处理 萌发后的种子或幼苗 花药离体培养 原理基因重组，人工诱发基因 突变 染色体变异，破坏纺锤体 的形成，使染色体数目加 倍 染色体变异，诱导花粉直 接发育，再用秋水仙素 优 缺 点 组合优良性状，方法简 单，可预见强， 但周期长，只能利用已 有的基因重组，不能创 造新的基因。 提高突变率，产生新基 因，加速育种，改良性 状，但有利变异少，需 大量处理 器官大，营养物质含量 高，但发育延迟，结实率 低 缩短育种年限， 但方法复杂， 成活率较低 例子水稻的育种高产量青霉素菌株无子西瓜抗病植株的育成 第二节基因工程及其应用 一、基因工程 1、概念：基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术。通俗的说，就是按照人们意愿，把一种生物的某 种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。 2、原理：基因重组 3、结果：定向地改造生物的遗传性状，获得人类所需要的品种。 二、基因工程的工具 1、基因的“剪刀”—限制性核酸内切酶（简称限制酶） （1）特点：具有专一性和特异性，即识别特定核苷酸序列，切割特定切点。 （2）作用部位：磷酸二酯键 （4）例子：EcoRI限制酶能专一识别GAATTC序列，并在G和A之间将这段序列切开。 （黏性末端）（黏性末端） （5）切割结果：产生2个带有黏性末端的DNA片断。 （6）作用：基因工程中重要的切割工具，能将外来的DNA切断，对自己的DNA无损害。 注：黏性末端即指被限制酶切割后露出的碱基能互补配对。 2、基因的“针线”——DNA连接酶 （1）作用：将互补配对的两个黏性末端连接起来，使之成为一个完整的DNA分子。 （2）连接部位：磷酸二酯键 3、基因的运载体 （1）定义：能将外源基因送入细胞的工具就是运载体。 （2）种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。 三、基因工程的操作步骤 1、提取目的基因 2、目的基因与运载体结合
精心整理第六章从杂交育种到基因工程 第一节杂交育种与诱变育种 一、各种育种方法的比较： 杂交育种诱变育种多倍体育种单倍体育种 处理杂交→自交→选优→ 自交 用射线、激光、 化学药物处理 用秋水仙素处理 萌发后的种子或幼苗 花药离体培养 原理基因重组，人工诱发基因 突变 染色体变异，破坏纺锤体 的形成，使染色体数目加 倍 染色体变异，诱导花粉直 接发育，再用秋水仙素 优 缺 点 组合优良性状，方法简 单，可预见强， 但周期长，只能利用已 有的基因重组，不能创 造新的基因。 提高突变率，产生新基 因，加速育种，改良性 状，但有利变异少，需 大量处理 器官大，营养物质含量 高，但发育延迟，结实率 低 缩短育种年限， 但方法复杂， 成活率较低 例子水稻的育种高产量青霉素菌株无子西瓜抗病植株的育成 第二节基因工程及其应用 一、基因工程 1、概念：基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术。通俗的说，就是按照人们意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修 饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。 2、原理：基因重组 、结果：定向地改造生物的遗传性状，获得人类所需要的品种。 二、基因工程的工具 1、基因的“剪刀”—限制性核酸内切酶（简称限制酶） （1）特点：具有专一性和特异性，即识别特定核苷酸序列，切割特定切点。 （2）作用部位：磷酸二酯键 （4）例子：EcoRI限制酶能专一识别GAATTC序列，并在G和A之间将这段序列切开。 （黏性末端）（黏性末端） （5）切割结果：产生2个带有黏性末端的DNA片断。 （6）作用：基因工程中重要的切割工具，能将外来的DNA切断，对自己的DNA无损害。 注：黏性末端即指被限制酶切割后露出的碱基能互补配对。 2、基因的“针线”——DNA连接酶 （1）作用：将互补配对的两个黏性末端连接起来，使之成为一个完整的DNA分子。 （2）连接部位：磷酸二酯键 3、基因的运载体 （1）定义：能将外源基因送入细胞的工具就是运载体。 （2）种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。 三、基因工程的操作步骤 1、提取目的基因 2、目的基因与运载体结合
第六章 从杂交育种到基因工程 第一节 杂交育种与诱变育种 一、各种育种方法的比较： 第二节 基因工程及其应用 一、基因工程 1、概念：基因工程又叫基因拼接技术或DNA 重组技术。通俗的说，就是按照人们意愿，把一种生物的某 种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。 2、原理：基因重组 3、结果：定向地改造生物的遗传性状，获得人类所需要的品种。 二、基因工程的工具 1、基因的“剪刀”—限制性核酸内切酶（简称限制酶） （1）特点：具有专一性和特异性，即识别特定核苷酸序列，切割特定切点。 （2）作用部位：磷酸二酯键 （4）例子：EcoRI 限制酶能专一识别GAATTC 序列，并在G 和A 之间将这段序列切开。 （黏性末端） （黏性末端） （5）切割结果：产生2个带有黏性末端的DNA 片断。 （6）作用：基因工程中重要的切割工具，能将外来的DNA 切断，对自己的DNA 无损害。 注：黏性末端即指被限制酶切割后露出的碱基能互补配对。 2、基因的“针线”——DNA 连接酶 （1）作用：将互补配对的两个黏性末端连接起来，使之成为一个完整的DNA 分子。 （2）连接部位：磷酸二酯键 3、基因的运载体 （1）定义：能将外源基因送入细胞的工具就是运载体。 （2）种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。
三、基因工程的操作步骤 1、提取目的基因 2、目的基因与运载体结合 3、将目的基因导入受体细胞 4、目的基因的检测和鉴定 四、基因工程的应用 1、基因工程与作物育种：转基因抗虫棉、耐贮存番茄、耐盐碱棉花、抗除草作物、转基因奶牛、超级绵羊等等 2、基因工程与药物研制：干扰素、白细胞介素、溶血栓剂、凝血因子、疫苗 3、基因工程与环境保护：超级细菌 五、转基因生物和转基因食品的安全性 两种观点是： 1、转基因生物和转基因食品不安全，要严格控制 可能产生抗除草剂的超级杂草；可能使疾病的散播跨越物种障碍；可能损害农作物的生物多样性；认为创造新物种，可能干扰生态系统的稳定性。 2、转基因生物和转基因食品是安全的，应该大范围推广。 减少农药使用，减少环境污染；节省生产成本，降低粮食售价；转基因食品与非转基因食品的构成是一样的；增加食品营养，提高食品产量。
从杂交育种到基因工程 1．下列关于育种的叙述中，正确的是( ) A．用物理因素诱变处理可提高突变率 B．诱变育种和杂交育种均可形成新的基因 C．三倍体植物不能由受精卵发育而来 D．诱变获得的突变体多数表现出优良性状 2．某生物的基因型为，通过下列技术可以分别将它转变为以下 基因型的生物：①；②；③；④。则以下排列正确的是( ) A．诱变育种、转基因技术、花药离体培养、细胞融合 B．杂交育种、花药离体培养、转基因技术、多倍体育种 C．花药离体培养、诱变育种、多倍体育种、转基因技术 D．多倍体育种、花药离体培养、诱变育种、转基因技术 3．下列关于限制酶和连接酶的理解，正确的是( ) A．其化学本质都是蛋白质 B．连接酶可以恢复分子中的氢键 C．它们不能被反复使用 D．在基因工程操作中可以用聚合酶代替连接酶 4．下列关于育种的说法，正确的是( ) A．基因突变可发生在任何生物的复制过程中，可用于诱变育种 B．诱变育种和杂交育种均可产生新的基因和新的基因型 C．三倍体植物不能由受精卵发育而来，但可通过植物组织培养方法获得 D．普通小麦花粉中有三个染色体组，由其发育的个体是三倍体 5．某农科所通过如图所示的育种过程培育成了高品质的糯小麦。下列有关叙述正 确的是( ) A．该育种过程中运用的遗传学原理是基因突变 B．a过程能提高突变率，从而明显缩短了育种年限 C．a过程需要使用秋水仙素，只作用于萌发的种子 D．b过程需要通过自交来提高纯合率 6．下图为利用纯合高秆(D)抗病(E)小麦和纯合矮秆(d)染病(e)小麦快速培育纯合 优良小麦品种矮秆抗病小麦()的示意图，下列有关此图叙述错误的是( ) )) (花药) (单倍体) A．②过程中发生了非同源染色体的自由组合 B．实施④过程通常用一定浓度的秋水仙素 C．实施③过程依据的主要生物学原理是细胞增殖 D．实施①过程的主要目的是让控制不同优良性状的基因组合到一起 7．下列有关育种的叙述中，错误的是( ) A．用于大田生产的优良品种不一定是纯合子 B．通过植物组织培养技术培育脱毒苗，筛选培育抗病毒新品种 C．诱变育种可提高突变频率，加速新基因的产生，从而加速育种进程 D．为了避免对三倍体无子西瓜年年制种，可利用植物组织培养快速繁殖 8．下列有关育种的说法正确的是( ) A．杂交育种所依据的主要遗传学原理是染色体变异 B．利用单倍体育种可以培育出无子西瓜 C．诱变育种可以定向地把两个或多个品种的优良性状集中在一起，获得新的品种 D．目前人工诱导多倍体最有效的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 9．如图为分子的某一片段，其中①②③分别表示某种酶的作用部位，则相应的酶依次是 A．连接酶、限制性核酸内切酶、解旋酶 B．限制性核酸内切酶、解旋酶、连接酶 C．解旋酶、限制性核酸内切酶、连接酶 D．限制性核酸内切酶、连接酶、解旋酶 10．下图表示以某种作物中的①和②两个品种分别培育出④⑤⑥三个新品种的过程，有关说法正确的是
第六章 从杂交育种到基因工程 本章提要： 选择育种：方法、缺点 杂交育种 诱变育种 多倍体育种 单倍体育种 本章知识点： 第一节 杂交育种与诱变育种 一、 选择育种： 1、方法：利用生物的变异，通过长期选择，汰劣留良，来培育优良品种。 2、缺点：周期长，可选择的范围有限。 二、几种育种方法归纳： 第二节 基因工程及其应用 一、基因工程的原理 1、基因工程概念： （1）别名：又叫基因拼接技术或DNA 重组技术。 （2）方法： 按照人们意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。 （3）原理：基因重组（不同生物之间的基因组合） （4）操作水平：DNA 分子水平 （5）结果：定向地改造生物的遗传性状，获得人类所需要的品种。 （6）优点：目的性强，定向改造生物性状；克服远缘杂交不亲和的障碍。 2、基因工程的工具 （1）基因的“剪刀”—限制性核酸内切酶（简称限制酶） ①特点：具有特异性，即识别特定核苷酸序列，切割特定切点。 ②作用部位：磷酸二酯键
③例子：EcoRI限制酶能专一识别GAATTC序列，并在G和A之间将这段序列切开（上图）。 ④切割结果：产生2个带有黏性末端的DNA片断。 （2）基因的“针线”——DNA连接酶 ①作用：将两个具相同黏性末端的DNA片段连接起来，使之成为一个完整的DNA分子。 ②连接部位：磷酸二酯键 （3）基因的运载体 ①作用：能将外源基因送入受体细胞的工具就是运载体。 ②种类：质粒（细菌及酵母菌等生物细胞质中小型环状DNA）、噬菌体和动植物病毒。 3、基因工程的操作步骤 （1）提取目的基因 （2）目的基因与运载体结合：用同种限制酶切割目的基因和质粒，最终形成重组DNA。（3）将目的基因导入受体细胞 ①检测：根据受体细胞是否表现标记基因表现的性状，判断目的基因导入与否。 ②鉴定：受体细胞表现出目的基因特定的性状，如抗虫棉是否表现出抗虫性状。 （4）目的基因的检测和鉴定 二、基因工程的应用 1、基因工程与作物育种：转基因抗虫棉、耐贮存番茄、耐盐碱棉花、抗除草作物、转基因奶牛、超级绵羊等等 2、基因工程与药物研制：胰岛素、干扰素、白细胞介素、溶血栓剂、凝血因子、疫苗 3、基因工程与环境保护：超级细菌 三、转基因生物和转基因食品的安全性 两种观点是：1、转基因生物和转基因食品不安全，要严格控制 2、转基因生物和转基因食品是安全的，应该大范围推广。
一、选择题（题型注释） 1．与杂交育种、单倍体育种等育种方法相比，尽管人工诱变育种具有很大的盲目性，但是该育种方法的独特之处是（） A.可以将不同品种的优良性状集中到一个品种上 B.按照人类的意愿定向改造生物 C.改变基因结构，创造前所未有的性状类型 D.能够明显缩短育种年限，后代性状稳定快 2．对下列有关育种方法原理的解释，正确的是( ) A.培育无子西瓜利用了单倍体育种的原理 B.杂交育种利用了染色体数目变异的原理 C.培养青霉素高产菌株过程中利用了基因突变的原理 D.“多利”羊的诞生利用了诱变育种的原理 3．下列有关育种的叙述正确的是( ) A.单倍体育种的原理是染色体结构的变异 B.人工诱变可培育出合成人生长激素的大肠杆菌 C.种子长成植株过程中会出现基因重组 D.青霉素高产菌株的育成原理为基因突变 4．下列各项措施中，能够产生新基因的是( ) A.高秆抗病小麦与矮秆不抗病小麦杂交 B.用秋水仙素处理二倍体西瓜得到四倍体 C.用花药离体培养小麦植株 D.用X射线处理获得青霉素高产菌株 5．“嫦娥1号”胜利奔月，神五神六胜利返回，这些航天技术的发展，为我国的生物育种创造了更多更好的机会，下列有关航天育种的说法正确的是（） A．航天育种可缩短育种周期 B．种子在宇宙辐射、微重力及弱地磁场等因素的诱导下发生基因突变 C．航天育种技术作为航天技术与农业育种技术相结合的一项创新性研究成果，是快速培育农作物优良新品种的重要途径之一 D．“太空种子”都能培育出高产、优质、高效的新品种 6．下列有关育种的说法，正确的是（） A．通过杂交育种可获得农作物新品种 B．诱变育种只适用于对微生物菌株的选育 C．无子番茄通常是用多倍体育种方式获得 D．通过基因工程育种可获得抗逆性强的新品种 7．下列实例与所利用的育种方法中，连线不正确的是（） Ａ．中国荷斯坦牛——杂交育种 B．三倍体无子西瓜——单倍体育种C．“黑农五号”大豆——诱变育种 D．抗虫棉花——基因工程育种 8．有两种柑橘，一种果实大但含糖量不高，另一种果实小但含糖量较高，如果想要培育果实大且含糖量高的品种，比较科学有效的方法() A．单倍体育种B．人工诱变育种 C．杂交育种D．多倍体育种 9．既要提高农作物的变异频率，又要使后代变异性状较快稳定，可采用（）
2017届人教版从杂交育种到基因工程单元测试题 ( 100分) 一、选择题(共12小题，每小题5分，共60分) 1.(2016·西宁模拟)两个亲本的基因型分别为AAbb和aaBB，这两对基因的遗传遵循自由组合定律，现欲培育出基因型为aabb的新品种，最简捷的方法是( ) A.人工诱变育种 B.基因工程育种 C.单倍体育种 D.杂交育种 【解析】选D。欲培育aabb隐性类型的新品种，只需将两亲本杂交所得的F1自交，从F2中直接选育即可。 2.(2016·天水模拟)通过人工诱变培育出的新类型是( ) A.青霉素高产菌株 B.八倍体小黑麦 C.能合成人胰岛素的大肠杆菌 D.克隆牛 【解析】选A。青霉素高产菌株的培育原理是基因突变，是通过人工诱变培育出的新类型，A正确；八倍体小黑麦的培育原理是染色体变异，B错误；能合成人胰岛素的大肠杆菌的培育原理是基因重组，所用技术是基因工程技术，C 错误；克隆牛的培育原理是动物细胞的细胞核具有全能性，所用技术是细胞工程技术，D错误。 3.下列不属于利用基因工程技术制取的药物是( ) A.从大肠杆菌体内制取白细胞介素
B.从酵母菌体内获得干扰素 C.从青霉菌体内获取青霉素 D.从大肠杆菌体内获取胰岛素 【解析】选C。运用基因工程技术可以使外源基因在受体细胞中表达来生产转基因产品，A、B、D均为外源基因的表达；青霉菌产生青霉素是自身基因的正常表达，故青霉素不属于基因工程药物。 4.下列育种过程中产生的变异不属于可遗传变异的是( ) A.利用太空育种技术培育的新品种 B.利用多倍体育种技术培育的无子西瓜 C.利用杂种优势培育的高产油菜 D.水肥充足条件得到穗大粒多的小麦 【解析】选D。提供优良的水肥条件得到的穗大粒多的小麦，是由外界环境的影响而不是由遗传物质改变引起的变异，属于不可遗传的变异；太空育种、多倍体育种和杂交育种的遗传学原理分别是基因突变、染色体变异和基因重组，它们都属于可遗传变异。 5.(2016·六盘水模拟)下列关于育种的叙述，正确的是( ) A.人工诱变育种一定能出现人们所需要的性状 B.培育三倍体无子西瓜利用的变异原理属于不可遗传的变异 C.单倍体育种过程中需要用到植物组织培养技术 D.杂交育种和多倍体育种的原理均为基因重组 【解析】选C。人工诱变育种的实质是基因突变，而突变是不定向的，所以人工诱变育种不一定出现人们所需要的性状；无子西瓜育种原理是染色体变异，
6.1 杂交育种与诱变育种 教学目标： 1．简述杂交育种和诱变育种的概念，举例说明杂交育种和诱变育种方法的优点和不足。（简述杂交育种和诱变育种的作用及其局限性。） 2．举例说明杂交育种、诱变育种在生产中的应用。 3．讨论遗传和变异规律在生产实践中的应用。 教学重点： 遗传和变异规律在改良农作物和培育家畜品种等方面的应用。 教学难点： 杂交育种和诱变育种的优点和局限性。 学法指导： 1.根据P98“本节聚焦”中的问题，阅读98-100页的内容，并认真思考99页和100页的“思考与讨论”部分。 2.独立完成导学案；不会的或有疑问的地方用双色笔标出，留到课堂解决； 3.正课结束后及时整理导学案，进行纠错反思，课后认真完成练习题。 阅读指南： 1、杂交育种的概念：杂交育种是将两个或多个______ 通过集中在一起，再经过，获得的方法。 育种过程：（一两对相对性状为例）将两个亲本_________，得到F1_________，选择F2中的所需类型逐代________，直到得到性状不再发生分离的理想纯种。 2、诱变育种的概念：利用物理因素（如）或_______（如）。来处理生物，使生物发生。这种方法可以提高________，在较短的时间内获得更多的优良变异类型。如“___________”大豆品种。 合作探究： 1.P99思考与讨论：杂交育种的优点是很明显的，但是在实际操作中会遇到不少困难。请从杂交后代可能出现的各种类型，以及育种时间等方面，分析杂交育种方法的不足之处：（1）杂交育种只能利用产生的变异，不能产生新。 （2）杂种后代要发生，选育时间。 2.在育种上既要得到更多的变异，又要使后代的变异性状较快的稳定，最好采用育种。（1）理由是，由于且所以能得到更多变异类型，
一、选择题 1、下列各项中，说明目的基因完成了表达的是 A、棉珠中含有杀虫蛋白基因 B、大肠杆菌中具有胰岛素基因 C、酵母菌中产生了干扰素 D、抗病毒基因导入土豆细胞中 4.如果通过转基因技术，成功改造了某血友病女性的造血干细胞，使其凝血功能全部恢复正常。当她与正常男性结婚，婚后所生子女的表现型为 A．儿子、女儿全部正常B．儿子、女儿中各一半正常 C．儿子全部有病，女儿全部正常D．儿子全部正常，女儿全部有病 21．生产上培育无子番茄、青霉素高产菌株、杂交培育矮秆抗锈病小麦、抗虫棉的培育原理依次是 ①生长素促进果实发育②染色体变异③基因重组④基因突变⑤基因工程 A．①②③④B．①④③②C．①④②⑤D．①④③③ 27．下列何种技术能有效地打破物种的界限,定向地改造生物的遗传性状,培育新的农作物优良品种 A．基因工程技术B．诱变育种技术C．杂交育种技术D．组织培养技术5．若利用基因工程技术培育能固氮的水稻新品种，其在环保上的重要意义是 A．减少氮肥的使用量，降低生产成本B．减少氮肥的使用量，节约能源 C．避免氮肥过多引起环境污染D．改良土壤结构 6．下列关于单倍体、二倍体、多倍体的叙述不正确的是( ) A．由合子发育成的生物体细胞中有几个染色体组就叫几倍体 B．由配子发育成的生物体，细胞中无论有几个染色体组也只能叫单倍体 C．单倍体一般高度不孕，多倍体一般茎秆粗壮，果实、种子较大 D．单倍体都是纯种，多倍体等位基因至少有三个 11.下列高科技成果中，根据基因重组原理进行的是（） ①我国科学家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻②我国科学家将苏云金芽孢杆菌的某些基 因移植到棉花体内，培育出抗虫棉③我国科学家通过返回式卫星搭载种子培育太空椒④我国科学家通过体细胞克隆技术培养出克隆牛 A．①④B．①②C．①③D．③④
第6章从杂交育种到基因工程 一、选择题 1．诱变育种是创造新品种的重要方法，这是因为诱变育种（） A．使生物进行对人有利的突变B．按计划定向改良，有利变异稳定 C．短时间内可以获得更多的变异类型D．含A、B、C三项 2．通过改变原有基因结构从而创造出新品种的育种方法是（） A．诱变育种B．杂交育种C．多倍体育种D．单倍体育种 3．不属于基因工程方法生产的药物是（） A．干扰素B．白细胞介素C．青霉素 D．乙肝疫苗 4．质粒是基因工程中最常用的运载体，它的主要特点是（） ①能自主复制②不能自主复制③结构很小④成分为蛋白质 ⑤环状RNA ⑥环状DNA ⑦能“友好”地“借居” A．①③⑤⑦B．②④⑥C．①③⑥⑦D．②③⑥⑦ 5．1993年，我国科学工作者培育成的抗棉铃虫的转基因抗虫棉，其抗虫基因来源于（） A．普通棉花的基因突变B．棉铃虫变异形成的致死基因 C．寄生在棉铃虫体内的线虫D．苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因 6．用紫外线照射红色细菌的培养液，几天后出现了一个白色菌落，把这个白色菌转移培养，长出的菌落全是白色的，这是（） A．染色体变异B．自然突变C．诱变育种D．基因重组 7．下列关于诱变育种的叙述中，哪一项是错误的（） A．可能使一部分个体产生突变B．大大加速育种进程，提高变异效率
C．诱变产生的突变，对人都有利D．可大幅度地改良生物性状 8．以下属于诱变育种的是（） A．色盲B．血友病 C．短腿安康羊D．青霉素高产菌株 9．下列说法正确的是（） A．DNA连接酶最初是从人体细胞中发现的 B．限制酶的切口一定是GAA TTC碱基序列 C．质粒是基因工程中惟一用作运载目的基因的运载体 D．利用运载体在宿主细胞内对目的基因进行大量复制的过程可称为“克隆” 10．下列有关基因工程技术的叙述，正确的是（） A．重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体 B．所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列 C．选用细菌为重组质粒受体细胞是因为质粒易进入细菌细胞且繁殖快 D．只要目的基因进入受体细胞就能成功实现表达 11．利用生物工程改造生物特性，从而生产人类所需要的产品。下列有关措施的叙述中，不正确的是（） A．利用基因突变原理培育成青霉素高产菌株 B．利用基因突变原理培育成生产人干扰素的酵母菌 C．利用基因工程手段培育成生产人胰岛素的大肠杆菌 D．利用基因工程培育出能抗除草剂的转基因玉米 12．下列关于基因工程的叙述中错误的是（） A．基因工程是人工进行基因切割、重组、转移和表达的技术，是在分子水平上对生物遗传做人为干预 B．基因治疗是基因工程技术的应用 C．基因工程食品即转基因食品对人体一定是不安全的 D．基因工程打破了物种与物种之间的界限 13．下列不属于诱变育种的实例是（） A．一定剂量的γ射线引起变异得到新品种 B．用一定剂量的X射线处理青霉素菌株获得高产菌株
第六章从杂交育种到基因工程 本章提要： 概念可选择育种：方法、缺点 工具遗杂交育种原理 步骤传诱变育种方法 应用变多倍体育种优缺点 安全性异单倍体育种实例 本章知识点： 第一节杂交育种与诱变育种 一、选择育种： 1、方法：利用生物的变异，通过长期选择，汰劣留良，来培育优良品种。 2、缺点：周期长，可选择的范围有限。 二、几种育种方法归纳： 杂交育种诱变育种多倍体育种单倍体育种 原理基因重组基因突变染色体变异染色体变异 方法杂交→自交→选优 →自交 用物理或化学因素处 理，再筛选 用秋水仙素处理萌发 种子或幼苗 先花药离体培养，再 秋水仙素处理 优点可集中亲本优良性状加速育种进程，大幅 改良性状 器官大和营养物质含 量高 缩短育种年限 缺点育种年限长不定向，有利少发育迟，结实低，动 物中难以开展 只适用于植物 举例杂交水稻青霉素高产菌株三倍体无籽西瓜抗病植株的育成 第二节基因工程及其应用 一、基因工程的原理 1、基因工程概念： （1）别名：又叫基因拼接技术或DNA重组技术。 （2）方法： 按照人们意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。 （3）原理：基因重组（不同生物之间的基因组合） （4）操作水平：DNA分子水平 （5）结果：定向地改造生物的遗传性状，获得人类所需要的品种。 （6）优点：目的性强，定向改造生物性状；克服远缘杂交不亲和的障碍。 2、基因工程的工具 （1）基因的“剪刀”—限制性核酸内切酶（简称限制酶） ①特点：具有特异性，即识别特定核苷酸序列，切割特定切点。 ②作用部位：磷酸二酯键 基 因 工 程 应 用 应 用
第6章从杂交育种到基因工程 一、一周知识概述 二、重难点讲解 （一）杂交育种 1、概念 杂交育种是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种(稳定遗传)的方法。 2、原理 利用自由组合定律实现基因重组。
3、应用 可用于农作物品质的改良、产量的提高、培育新品种；也用于家禽、家畜的育种。 4、不足 杂交育种只能利用已有基因的重组，按需选择，并不能产生新的基因；杂种后代出现分 离现象，育种进程缓慢，过程复杂。 （二）诱变育种 1、概念 人工利用物理因素(如X射线、γ射线、紫外线、激光等)或化学因素(如亚硝酸、硫酸二乙酯等)来处理生物，使生物发生基因突变。 2、优点 能提高突变率，产生新基因；在较短时间内获得更多的优良变异类型。 3、应用 （1）农作物新品种的培育。新品种具有抗病力强、产量高、品质好等优点。如“黑农五 号”大豆，产量提高了16%，含油量比原来提高了 2.5%。 （2）用于微生物育种。例如青霉素的选育。1943年从自然界分离出来的青霉菌只能产生青霉素20单位/mL。后来人们对青霉菌多次进行X射线、紫外线照射以及综合处理，培育成 了青霉素高产菌株，目前青霉素的产量已达到50000～60000单位/mL。 4、局限性 诱变育种的方向难以掌握，诱变体难以集中多个理想性状。原因是基因突变是随机不定 向的。 5、克服方法 要想克服这些局限性，可以扩大诱变后代的群体，增加选择的机会。 （三）基因工程的基本内容 1、基因工程的概念 概念：基因工程又称为基因拼接技术或DNA重组技术。在体外，将外源基因经“剪切” 和“拼接”重组后，导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出 人类所需要的基因产物或创建新的生物类型。
第1节 杂交育种与诱变育种 [学习导航] 1.结合具体实例，简述杂交育种的概念和基本原理，并举例说明杂交育种方法的优点和不足。2.举例说出诱变育种在生产中的应用。3.讨论遗传和变异规律在生产实践中的应用。 [重难点击] 杂交育种和诱变育种的原理和过程。 你见过像图示的那样大的南瓜吗？它可不是普通的南瓜，它是由我国首次载人航天飞船“神舟”五号带入太空培育的新品种。这种南瓜比一般的杂交种品质好，一般重量在300～400斤，是名副其实的“巨人”南瓜。这种育种方法的原理和过程是怎样的呢？今天我们就来学习有关育种的知识。 一、杂交育种 1．概念：将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。 2．原理：基因重组。 3．常用流程：选择具有不同优良性状的亲本――→(杂交)F 1――→(自交)F 2―――――――→筛选(连续自交)……→稳定遗传 的良种。 4．优缺点：可以把多个品种的优良性状集中在一起，但是育种周期长，育种筛选过程复杂；不能产生新基因和新性状。 有两种纯种的小麦，一个为高秆(D)抗锈病(T)，另一个为矮秆(d)易感锈病(t)，这两对性状独立遗传，现要培育矮秆抗锈病新品种，方法如下： 高秆抗锈病×矮秆易感锈病――→a F 1――→b F 2――→c 稳定遗传的矮秆抗锈病新品种。 请据此分析：
1．过程a、b、c的处理方法分别叫什么？ 答案杂交、自交、连续自交和观察筛选。 2．从哪一代开始出现矮秆抗锈病的新品种？其中有多少比例的纯合子？ 答案 F2中开始出现矮秆抗锈病个体，其中纯合子占1 3。 3．上述杂交育种过程至少需要几年的时间(假设每年只繁殖一代)? 分析第一年：种植亲代，杂交，收获F1种子； 第二年：种植F1，自交，收获F2种子； 第三年：种植F2，获得表现型符合要求的小麦(矮抗)，同时矮抗自交，收获F3种子，分单株保存； 第四年：分别种植符合要求的F3，观察是否发生性状分离，不发生性状分离的为合乎要求的新品种。 答案4年。 4．若上述过程改为单倍体育种的过程，则后代中ddTT占所有后代的比例是多少？单倍体育种获得新品种至少需要几年(假设每年只繁殖一代)? 分析第一年：种植亲代，杂交，收获F1种子； 第二年：种植杂交种子，长成植株开花后，取其花粉粒(精子的基因型有四种，为DT、Dt、dT、dt)进行植物组织培养，得到单倍体植株(基因型也是四种，为DT、Dt、dT、dt)。在单倍体植株的幼苗期，用秋水仙素进行染色体加倍，得到纯合的二倍体植株(基因型分别为DDTT、DDtt、ddTT、ddtt)。选取表现型合乎要求的植株所结种子即可。 答案1 4 ；2年。 5．培育细菌新品种时，能否用杂交育种的方法？ 答案不能，杂交育种只适用于进行有性生殖的生物，如植物和动物。细菌是原核生物，不能进行有性生殖。 6．是不是所有的杂交育种过程都必须从F2开始筛选？是不是也都需要连续自交提高纯合度？举例说明。 答案不一定。如果培育杂合子品种，选亲本杂交得到的F1即可。如果选育的优良性状是隐性性状，一旦出现就是纯合的，不需要再连续自交了。 知识整合杂交育种通过杂交将两个或多个品种的优良性状集中在一起，再经过自交，F2中就出现所需要的品种，如果优良性状都是隐性性状，从F2中直接选出即可，如果优良性状为显性性状，需要连续自交和筛选(有些生物也可以从F2开始进行无性繁殖，如马铃薯)，需要较长时间；单倍体育种可以明显缩短育种年限；杂交育种适合有性生殖的过程，原核生物一般不适用。
从杂交育种到基因工程 【设计理念】 根据高中生物课程标准的四个基本理念,高中生物学教学重在提高学生的生物科学素养,倡导探究性学习,培养学生的创新精神和实践能力。新课程对生物学教师和生物学教学都提出了新的要求，面对新课程，生物学教师要通力打造一个融启发性、创造性、自主性、交互性于一堂的生物课堂教学氛围。在生物学教学中，如何贯彻并达成新课程倡导的教学理念呢？在教学中认真落实主体性教学，注重课堂动态生成变资源的开发与利用,以切实提高学生的科学探究能力，训练学生科学的思维方法。 【教学目标】 1、知识与技能 (1)简述杂交育种和诱变育种的概念，举例说明杂交育种和诱变育种方法的优点和不足。（简述杂交育种和诱变育种的作用及其局限性。） (2)举例说明杂交育种、诱变育种在生产中的应用。 (3)讨论遗传和变异规律在生产实践中的应用。 (4)总结杂交育种、诱变育种、多倍体育种、单倍体育种异同点。
2、过程与方法 (1)尝试将你获得信息用图表、图解的形式表达出来。 (2)运用遗传和变异原理,解决生产和生活实际中的问题。 3、情感态度和价值观 (1) 讨论从杂交育种到基因工程这一科技发展历程中，科学、技术和社会的相互作用。 (2) 通过对我国杂交育种和诱变育种成果的了解，关注我国的育种技术的发展及在国际上的竞争能力，认同育种技术的改进对解决粮食危机等问题的重要性。 (3)体会科学技术在发展社会生产力、推动社会进步等方面的巨大作用。 【教材分析】 本节在学习生物遗传变异的基础知识、了解遗传变异基本规律的基础上，而且生物育种知识是高中生物新课程教学中的重点知识，该知识内容不仅是必修2的学习主线之一，还与选修3现代生物科技专题中的基因工程专题有密切的联系，进一步引导学生认识遗传学的知识是怎样用于指导生产实践、提高和改善生产技术，最大限度地满足人类不断增长的物质需要的，通过该内容的分析学习，还可以训练学
第6章从杂交育种到基因工程同步检测二 一、单项选择题 1．两个亲本的基因型分别为AAbb和aaBB，这两对基因按自由组合定律遗传,要培育出基因型为aabb的新品种，最简捷的方法是 A．单倍体育种 B．杂交育种 C．人工诱变育种 D．细胞工程育种2、下图表示限制酶切割某DNA的过程，从图中可知，该限制酶能识别的碱基序列及切点是 A．CTTAAG，切点在C和T之间 B．CTTAAG，切点在G和A之间 C．GAATTC，切点在G和A之间 D．CTTAAC，切点在C和T之间 3．能够使植物体表达动物蛋白的育种方法是 A．单倍体育种 B．杂交育种 C．基因工程育种D．多倍体育种 4．现有黑色短毛兔和白色长毛兔，要育出黑色长毛兔。理论上可采用的技术是 ①杂交育种②基因工程③诱变育种④克隆技术 A．①②④ B．②③④ C．①③④ D．①②③ 5．下列过程没有用到植物组织培养技术的一项是 A．花药离体培养获得单倍体植株B．细胞工程培育“番茄—马铃薯”杂种植株 C．基因工程培育抗虫棉植株D．秋水仙素处理萌发的种子或幼苗获得多倍体植株6．利用基因工程技术培育能固氮的水稻新品种，其在环境保护上的重要意义是 A．减少氮肥使用量,降低生产成本B．减少氮肥使用量,节约能源 C．改良土壤的群落结构D．避免使用氮肥过多引起的水体富营养化7．与传统育种相比,植物体细胞杂交在培育作物新品种方面的重大突破表现在 A．证明杂种细胞具有全能性B．克服远源杂交不亲和的障碍 C．缩短育种周期，减少盲目性D．快速培育不病毒植株。保留杂种优势8．对下列有关实例形成原理的解释,正确的是 A．无子番茄的获得是利用了多倍体育种原理 B．培育无子西瓜是利用了单倍体育种原理 C．培育青霉素高产苗株是利用了基因突变原理 D．“多利”羊获得是利用了杂交育种原理 9．用杂合子（DdEe）种子获得纯合子（ddee），最简捷的方法是
重点高中生物必修二从杂交育种到基因工程知 识点 文件编码（GHTU-UITID-GGBKT-POIU-WUUI-8968）
第六章从杂交育种到基因工程 第一节杂交育种与诱变育种 一、各种育种方法的比较： 第二节基因工程及其应用 一、基因工程 1、概念：基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术。通俗的说，就是按照人们意愿，把 一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里， 定向地改造生物的遗传性状。 2、原理：基因重组 3、结果：定向地改造生物的遗传性状，获得人类所需要的品种。 二、基因工程的工具 1、基因的“剪刀”—限制性核酸内切酶（简称限制酶）
（1）特点：具有专一性和特异性，即识别特定核苷酸序列，切割特定切点。 （2）作用部位：磷酸二酯键 （4）例子：EcoRI限制酶能专一识别GAATTC序列，并在G和A之间将这段序列切开。（黏性末端）（黏性末端） （5）切割结果：产生2个带有黏性末端的DNA片断。 （6）作用：基因工程中重要的切割工具，能将外来的DNA切断，对自己的DNA无损害。注：黏性末端即指被限制酶切割后露出的碱基能互补配对。 2、基因的“针线”——DNA连接酶 （1）作用：将互补配对的两个黏性末端连接起来，使之成为一个完整的DNA分子。 （2）连接部位：磷酸二酯键 3、基因的运载体 （1）定义：能将外源基因送入细胞的工具就是运载体。 （2）种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。 三、基因工程的操作步骤 1、提取目的基因 2、目的基因与运载体结合 3、将目的基因导入受体细胞 4、目的基因的检测和鉴定 四、基因工程的应用