高中生物必修二第六章从杂交育种到基因工程知识点

第六章从杂交育种到基因工程一、本章知识结构二、新课程标准1、搜集生物变异在育种上应用的事例。

2、关注基因生物和转基因食品的安全性三、预测新课标高考热点1、杂交育种和诱变育种的优点和局限性2、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3、重组DNA技术（又叫基因工程）4、关注转基因生物和转基因食品的安全性- 109 -- 110 -杂交育种与诱变育种一、知识结构概念：将两个或多个优良性状通过杂交集中到一起，培育新品种的育种方式 原理：基因重组优点：将两个或多个优良性状集中到一起 缺点：育种时间长应用：改良作物品种、选育优良动物品种概念：通过自然突变或是人工诱变培育新品种 原理：基因突变物理因素化学因素优点：出现新品种、提高突变率、培育新品种缺点：育种盲目性大，工作量大 应用：微生物育种、培育抗逆性强的作物二、要点精析【要点一】杂交育种1、概念：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，获得新品种的方法。

2、原理：基因重组，即控制不同优良性状的基因通过减数分裂和受精作用重新组合在一起，产生新的基因型，从而控制相应的新表现型。

3、优点：可将两个或多个优良性状集中在一起。

4、缺点：杂交后代会出现性状分离．育种进程缓慢，过程复杂。

5、应用：(1)在农业生产中：是改良作物品质、提高农作物单位面积产量的常规方法。

(2)在畜牧业中：家畜、家禽优良品种的选育。

【画龙点睛】(1)杂交育种只能利用已有的基因重新组合，按需选择，并不能创造出新的基因。

(2)进行杂交育种的个体一定是进行有性生殖的个体．只进行无性生殖的个体无法通过杂交育种培育 新品种。

(3)品种是指人类在一定的生态条件和经济条件下，根据需要而创造的具有一定经济价值、遗传性比较一致的家养动物或植物的类型。

作为品种的生物具有相对稳定的遗传性，在一定地区和一定栽培条件下，在产量、品质发育期、抗性和适应性等方面符合人类生产、生活的需要，并能用普通的繁殖方法保持其稳定性。

遗传与进化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杂交育种【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，获得新品种的方法。

【原理】基因重组（自由组合或交叉互换），即控制不同优良性状的基因通过减数分裂和受精作用重新组合在一起，产生新的基因型，从而使人们所需要的位于不同个体上的优良性状集中到一个个体上。

【过程】（1）具有优良性状的两个亲本杂交。

（2）F1表现出显性性状，让F1自交，获得F2。

（3）从F2中选出符合要求的性状进行多次自交纯化获得新品种。

【优缺点】（1）优点：可以将两个或多个品种的优良性状集中在一起。

（2）缺点：不会创造新物种，且杂交后代会出现性状分离，育种过程漫长，操作复杂。

杂交育种的适用范围和技术要求（1）适用范围：同一物种不同品种的个体间。

亲缘关系较近的不同物种个体间（为了使后代可育，应做染色体加倍处理，得到的个体即是异源多倍体），如八倍体小黑麦的培育、萝卜和甘蓝杂交。

（2）技术要求：①材料的选择，要求所选育的材料分别具有我们所期望的个别性状；所选的原始材料，是能稳定遗传的品种，一般是纯合子。

②杂交一次，获得的F1是杂合子，不管在性状上是否完全符合要求，一般情况下，都不能直接用于扩大栽培。

③让F1自交得到F2。

性状的重新组合一般是在F2中出现，选出性状上符合要求的品种，这些品种有纯合子也有杂合子。

④把初步选出的品种进行隔离自交，根据F3是否出现性状分离，确定被隔离的亲本是否是纯合子。

如果是纯合子，F3不会出现性状分离，且基因型与亲本相同。

诱变育种【概念】利用物理因素（如X射线、Y射线、紫外线、激光等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯）等处理生物，使生物发生基因突变。

【原理】基因突变。

基因在自然条件下的突变率很低，人们利用物理或化学的方法处理生物，诱发基因突变，提高变异的频率，然后从获得的大量突变个体中选择出具有优良性状的个体。

【诱变因素】（1）物理因素：X射线、Y射线、紫外线以及激光等的照射都可以使生物在DNA复制过程中发生基因突变。

第六、七章知识要点第一节：杂交育种到诱变育种一、杂交育种（一）定义：杂交育种是将两个或两个以上的优良性状通过交配集中在一起，在经过选择和培育，获得新品种的方法。

（二）原理：基因重组（三）方法：杂交→自交→选优→自交……（四）实例：高产矮秆水稻的培育（五）应用：杂交水稻，中国荷斯坦牛（六）优点：通过杂交使位于不同个体上的优良性状集中于一个个体上。

（七）缺点：育种所需时间较长（一般需7－8年）二、诱变育种（一）定义：利用物理因素或化学因素来处理生物，使生物发生基因突变。

（二）原理：基因突变（三）应用：“黑农五号”大豆，青霉菌高产菌株的选育（四）优点：提高基因突变频率，加快育种进程（五）缺点：有利个体少，须大量处理供试材料，工作量大。

三、四种育种方法的比较一、基因工程（一）概念：基因工程：即基因拼接技术或DNA重组技术。

通俗的说，就是按照人们的意愿，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（二）原理：基因重组（三）操作水平：DNA分子水平（四）结果：定向地改造生物的遗传性状，获得人类所需要的品种。

（五）过程：供体细胞目的基因受体细胞获得新性状（六）基因操作的工具1.基因工程的剪刀：限制性内切酶（1）来源：微生物（2）种类：已发现的有200多种（3）特点：一种限切酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定切点切割2.基因工程的针线：DNA连接酶，其作用是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。

3.基因工程的运载体：质粒、噬菌体和动、植物病毒等（1）符合运载体的条件：能够在宿主细胞中复制并稳定地保存；具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接；具有标记基因，便于进行筛选。

（2）常用的运载体：质粒（存在于许多细菌和酵母菌等生物中,是细胞染色体外能够自主复制的很小的环状DNA分子）、噬菌体和动、植物病毒等（共同特点：都有侵染或进入宿主细胞的能力）（六）基本步骤第一步：获取目的基因（注意：要保持基因的完整性）第二步：目的基因与运载体结合（注意：要用同一种限制酶切取目的基因和运载体，并用DNA连接酶连接。

生物学必修二知识材料第6章从杂交育种到基因工程第1节杂交育种与诱导育种知识点：四种育种比较第2节基因工程及其应用知识点：1、概念：按照人们的意愿，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、工具：基因的“剪刀”：限制性内切酶基因的“针线”：DNA连接酶基因的“运载工具”：运载体基因操作的基本步骤：1、提取目的基因。

2、目的基因与运载体结合（以质粒为运载体）。

3、将目的基因导入受体细胞。

第七章现代生物进化理论第一节、现代生物进化理论的由来一、拉马克进化学说：用进废退、获得性遗传二、达尔文自然选择学说：1、主要内容：过度繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存2、自然选择：在生存斗争中，适者生存、不适者被淘汰的过程。

自然选择是一个缓慢的长期的历史过程。

3、意义：自然选择学说能够科学地解释生物进化原因以及生物的多样性和适应性。

4、不足：对遗传和变异本质，不能做出科学的解释。

对生物进化的解释局限在个体水平。

第二节、现代生物进化理论的主要内容一、种群基因频率的改变与生物进化1、种群是生物进化的基本单位种群——种群基因库——基因频率——2、突变和基因重组产生进化的原材料（1）生物可遗传变异来源于基因突变、基因重组和染色体变异。

基因突变和染色体变异统称为突变。

（2）突变和重组是随机、不定向的，只为进化提供了生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。

3、自然选择决定生物进化的方向在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。

二、隔离与物种的形成1、基本概念：隔离——物种——生殖隔离——地理隔离——2、隔离在物种形成中的作用三、共同进化与生物多样性的形成1、共同进化——不同物种之间、生物与无机环境之间要相互影响中不断进化和发展2、生物多样性——主要包括三个层次：基因多样性、物种多样性和生态系统多样性四、基础习题：1、最早提出生物进化学说的是国的博物学家；以自然选择学说为基础的生物进化理论是国的博物学家提出的。

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..。

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、杂交育种1．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，获得新品种的方法，它依据的主要遗传学原理是基因重组 。

2．过程：现有两个纯种的小麦，一为高秆(D)抗锈病(T)；另一为矮秆(d)易染锈病(t)，这两对性状独立遗传，如何获得矮秆抗锈病的新类型？(1) 应采取的步骤是：①先让两纯种亲本进行 杂交 ，得到F 1。

②再将F 1进行 自交 ，得到F 2。

③将F 2种植，从中选育出 矮秆抗锈病 新类型。

(2)过程如右图，请回答：①过程表示 ；②过程表示 ； ③过程表示 。

④写出图中F 2表现型及其比例。

⑤从F 2代中选出矮秆抗锈病的个体，基因型为 ，能否立即推广，为什么？ ⑥怎样处理才能得到比较纯的矮秆抗锈病个体?3、杂交育种依据的遗传学原理是基因重组4、杂交育种的优点：使位于不同个体上的_优点_集中在 同一个体 上，即“集优”。

预见性强。

5、杂交育种的不足：不能创造出新的__基因__，进程缓慢，过程繁琐，后代易出现 性状分离 。

6、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。

杂交育种的方法也用于 家畜、家禽 的育种。

思考：在杂交育种工作中，选择通常从哪一代开始，理由是什么？深入拓展：若该生物靠有性生殖繁殖后代，则必须选育出优良性状的纯种，以免后代发生性状分离；若该生物靠无性生殖产生后代，那么只要得到该优良性状就可以了，纯种、杂种并不影响后代性状的表达。

二、诱变育种 1．诱变育种是利用物理因素 (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、诱变育种的原理是 基因突变 。

3、诱变育种的优点：提高了 突变率 ，在短时间内获得更多的优良变异类型，加速 产生新基因 的进程，创造生物新品种、新类型。

其优点是提高突变率、短时间内获得更多的优良变异类型、抗病力强、产量高、品质好 。

第6章从杂交育种到基因工程总结提升专题复习【知识脉络图】【专题精讲精练】专题生物育种方案的选取1．常规育种方案的选取（1）单一性状类型：生物的优良性状是由某对基因控制的单一性状，其呈现方式、育种方法、原理及举例列表如下。

（2）两个或多个性状类型：两个或多个性状分散在不同的品种中，首先要实现控制不同性状基因的重组，再选育出人们所需要的品种，这可以从不同的水平上加以分析。

①个体水平上：运用杂交育种的方法实现控制不同优良性状基因的重组。

为了缩短育种年限，可采用单倍体育种的方法。

②细胞水平上：利用植物体细胞杂交，从而实现遗传物质的重组。

③分子水平上：应用转基因技术将控制优良性状的基因导入另一生物体内，从而实现基因重组。

2．根据不同需求选取育种方案（1）育种的目的：育种的根本目的是培育具有优良性状（抗逆性好、生活力强、产量高、品质优良）的新品种，以便更好地为人类服务。

从基因组成上看，目标品种可能是纯合子，可防止后代发生性状分离，便于制种和推广；也有可能是杂合子，即利用杂种优势的原理，如杂交水稻的培育、玉米的制种等。

（2）不同需求的育种方法①若要培育隐性性状个体，则可用自交或杂交的方法，只要出现该性状即可。

②有些植物如小麦、水稻等，杂交实验较难操作，则最简便的方法是自交。

③若要快速获得纯种，则用单倍体育种方法。

④若实验植物为营养繁殖类如马铃薯、红薯等，则只要出现所需性状即可，不需要培育出纯种。

⑤若要培育原来没有的性状，则可用诱变育种。

⑥若要提高品种产量，提高营养物质含量，可用多倍体育种。

（3）动、植物杂交育种中应特别注意语言叙述：植物杂交育种中纯合子的获得一般通过逐代自交的方法；而动物杂交育种中纯合子的获得一般不通过逐代自交，而是通过双亲杂交获得F1，F1雌雄个体间交配，选F2与异性隐性纯合子测交。

【例题】水稻中有芒（A）对无芒（a）为显性，抗病（B）对易感病（b）为显性，控制它们的基因分别位于两对染色体上。

第1节杂交育种与诱变育种记一记知识图谱判一判1.采用诱变育种可改良缺乏某种抗病性的水稻品种。

(√)2．诱变育种和杂交育种均可形成新的基因。

(×)3．杂交育种第一步杂交的目的是将两个亲本的优良基因集中到一个个体上。

(√)4．太空育种能按人的意愿定向产生所需优良性状。

(×)5．杂交育种一定需要连续自交。

(×)6．抗病植株连续自交若干代，纯合抗病植株的比例逐代降低。

(×)7．利用高产、感病小麦与高产、晚熟小麦品种间杂交筛选可获得高产、抗病小麦的品种。

(×)悟一悟选择显性纯合的动植物方法不同1．植物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1→F1自交→获得F2→鉴别、选择需要的类型，自交至不发生性状分离为止。

2．动物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1→F1雌雄个体交配→获得F2→鉴别、选择需要的类型与隐性类型测交，选择后代不发生性状分离的F2的个体。

感悟体会：练一练1.[2019·某某学业水平测试]某某省农科院用辐射方法处理大豆，培育出高产优质的“黑农五号”新品种，该育种方法是( )A．杂交育种 B．诱变育种C．单倍体育种 D．多倍体育种答案：B2．甲地区的油菜，籽大抗逆性差(籽大为显性性状，抗逆性差为隐性性状)；乙地区的油菜，籽小抗逆性强。

要提高两地的油菜品种质量，简单易行的育种技术是( ) A．杂交育种 B．诱变育种C．多倍体育种 D．单倍体育种解析：由于甲、乙两地的油菜分别具有不同的优良性状，所以要先通过杂交将位于不同亲本上的优良性状集中到同一个体上，而后对于植物而言，杂交育种比单倍体育种简单易行。

答案：A3．杂交育种和诱变育种的原理分别是( )A．基因突变B．基因重组和基因突变C．染色体变异和基因重组D．基因突变和染色体变异解析：杂交育种的原理是基因重组，诱变育种的原理是基因突变。

答案：B4．某某省农业科学院培育出的“原丰早”水稻，是以“科学6号”为基础，经过反复诱变选育出的新品种，既保持了原品种的特性，又提前15天成熟，且产量比成熟期相同的其他品种高10%以上。