高中生物必修二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。

从杂交育种到基因工程一、必备知识梳理（一）、杂交育种和诱变育种2：练一练（2008·江苏卷，23）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解析：物理因素如射线可以提高基因的突变率；杂交育种的原理是基因重组，并没有形成新的基因；三倍体是指由受精卵发育而来，体细胞中含有三个染色体组的个体，如三倍体无子西瓜；诱变育种的原理是基因突变，而基因突变是不定向的。

答案：A（二）、基因工程及其应用提醒（1）、基因工程的原理：基因重组。

（2）、优点：①与杂交育种相比较明显的优点：克服远缘杂交不亲合障碍。

②与诱变育种相比较明显的优点：定向改造生物性状，目的强性。

2、工具3、步骤：提取目的基因→目的基因与运载体结合→将目的基因导入受体细胞→目的基因的表达和检测 4 、 基因工程的应用： 提醒 （1）基因工程操作工具酶只有两种，工具有三种。

（2）操作步骤中只有第三步导入受体细胞不涉及到碱基互补配对，其余三步都涉及到。

5、练一练下列属于基因工程工具酶的是 （ ）①限制性核酸内切酶 ②DNA 水解酶 ③DNA 聚合酶④DNA 连接酶⑤RNA 聚合酶⑥解旋酶A.①④B.①②③C.①③④⑤⑥D.①②③④⑤⑥解析：基因工程的工具是限制性核酸内切酶、 DNA 连接酶和载体（载体不是酶），DNA 水解酶将DNA 水解；DNA 聚合酶是DNA 复制时使用的酶，RNA 聚合酶与RNA 聚合酶结合位点结合，使转录开始；解旋酶使DNA 解成单链。

答案A（三）、构建知识网络二、常见考点基因工程与作物 育种 ，如抗虫棉基因工程与 药物 研制，如胰岛素、乙肝疫苗等基因工程与 环境 保护，如超级菌分解泄漏石油基因的“剪刀”： 限制酶 基因的“针线”： DNA 连接酶 基因的 运载体 ：常用的有质粒、噬菌体和动植物病毒等，目的是将 目的 基因送入 受体 细胞1.诱变育种与杂交育种相比，前者能产生前所未有的新基因，创造变异新类型；后者不能产生新基因，只是实现原有基因的重新组合。

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：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 。

2013届高三生物一轮复习必修二知识点第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。

通过基因重组产生新的基因型，从而产生新的优良性状。

3.优点：可以将两个或多个优良性状集中在一起。

4.缺点：不会产生新基因，且杂交后代会出现性状分离，育种过程缓慢，过程复杂。

二、诱变育种1.概念：指利用物理或化学因素来处理生物，使生物产生基因突变，利用这些变异育成新品种的方法。

2.诱变原理：基因突变3.诱变因素：（1）物理：X射线，紫外线，γ射线（2）化学：亚硝酸，硫酸二乙酯等。

4.优点：可以在较短时间内获得更多的优良性状。

5.缺点：因为基因突变具有不定向性且有利的突变很少，所以诱变育种具有一定盲目性，所以利用理化因素出来生物提高突变率，且需要处理大量的生物材料，再进行选择培育。

三、四种育种方法的比较第二节基因工程及其应用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.原理基因重组4．工具：A．基因的“剪刀”：限制性内切酶①分布：主要在微生物中。

②作用特点：特异性，即识别特定核苷酸序列，切割特定切点。

③结果：产生黏性未端（碱基互补配对）。

B．基因的“针线”：DNA连接酶①连接的部位：磷酸二酯键，不是氢键。

②结果：两个相同的黏性未端的连接。

C．基因的“运载工具”：运载体①作用：将外源基因送入受体细胞。

②具备的条件：a、能在宿主细胞内复制并稳定地保存。

b、具有多个限制酶切点。

c、有某些标记基因。

③种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。

④质粒的特点：质粒是基因工程中最常用的运载体。

5．基因操作的基本步骤：①提取目的基因：人们所需要的特定基因，如人的胰岛素基因、抗虫基因、抗病基因、干扰素基因等②目的基因与运载体结合（以质粒为运载体）：用同一种限制酶分别切割目的基因和质粒DNA （运载体），使其产生相同的黏性末端，将切割下的目的基因与切割后的质粒混合，并加入适量的DNA连接酶，使之形成重组DNA分子（重组质粒）③将目的基因导入受体细胞常用的受体细胞：大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌、动植物细胞④目的基因检测与表达检测方法如：质粒中有抗菌素抗性基因的大肠杆菌细胞放入到相应的抗菌素中，如果正常生长，说明细胞中含有重组质粒。

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
1、育种方法列表比较
主要有：诱变育种、杂交育种、多倍体育种、单倍体育种、基因工程育种、细胞工程育种、植物激素育种等，涉及到的知识点不但多而广，也是高考的重点和难点之一。

1.诱变育种与杂交育种
诱变育种能产生新的基因，创造出新类型，而后者不能产生新的基因，是原有基因的重新组合。

2.杂交育种与基因工程
两者的不同点是，在动物杂交育种的过程中，获得纯合子不能通过逐代自交，应为测交检测，比植物杂交育种所需时间短。

第六章 从杂交育种到基因工程一．杂交育种：（1）原理：基因重组（通过基因分离、自由组合或连锁交换，分离出优良性状或使各种优良性状集中在一起）（2）方法：连续自交，不断选种。

（3）举例： 如上(杂交育种—图解法) （4）特点：育种年限长，需连续自交不断择优汰劣才能选育出需要的类型。

（5）说明：①该方法常用于：a ．同一物种不同品种的个体间，如上例；b ．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）原理：基因突变（2）方法：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、硫酸二乙脂等）来处理生物，使其在细胞分裂间期DNA 复制时发生差错，从而引起基因突变。

（3）举例：太空育种、青霉素高产菌株的获得（4）特点：提高了突变率，创造人类需要的变异类型，从中选择培育出优良的生物品种，但由于突变的不定向性，因此该种育种方法具有盲目性。

（5）说明：该种方法常用于微生物育种、农作物诱变育种等三．基因工程1．原理：DNA 重组技术（属于基因重组范畴）2．方法：按照人们的意愿，把一种生物的个别基因复制出来，加以修饰改造，放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。

3．基因工程的基本工具：1）、基因的“剪刀”：限制性核酸内切酶2）、基因的“针线”：DNA 连接酶3）、基因的运载体：质粒、病毒等4．操作步骤包括：提取目的基因、目的基因与运载体结合、将目的基因导入受体细P DDRR × ddrr↓F 1 DdRr↓自交 F 2F 3 离个体（纯合子）胞、目的基因的检测与表达等。

5．举例：能分泌人类胰岛素的大肠杆菌菌株的获得，抗虫棉，转基因动物等6．特点：目的性强，育种周期短。

生物必修二第六章知识点总结一、杂交育种与诱变育种。

1. 杂交育种。

- 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。

- 原理：基因重组。

- 举例：培育高产抗病小麦。

假设高产（A）对低产（a）为显性，抗病（B）对感病（b）为显性。

先让纯合高产感病（AAbb）与低产抗病（aaBB）杂交，得到F1（AaBb），F1自交后在F2中选出高产抗病（A - B - ）个体，连续自交直到不发生性状分离为止。

- 优点：操作简便，可以把多个品种的优良性状集中在一起。

- 缺点：育种周期长；只能利用已有的基因重组，不能创造新基因；杂交后代会出现性状分离现象，需要不断筛选。

2. 诱变育种。

- 概念：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，从而获得优良变异类型的育种方法。

- 原理：基因突变。

- 举例：“黑农五号”大豆品种，就是通过诱变育种培育出来的。

- 优点：可以提高突变率，在较短时间内获得更多的优良变异类型；大幅度改良某些性状。

- 缺点：由于基因突变的不定向性，有利变异少，需要处理大量的实验材料；诱变的方向和性质不能控制。

二、基因工程及其应用。

1. 基因工程的概念。

- 又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。

通俗地说，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。

2. 基因工程的基本工具。

- 限制酶（限制性核酸内切酶）- 来源：主要从原核生物中分离纯化出来。

- 作用：识别特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子。

例如，EcoR Ⅰ限制酶能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。

- DNA连接酶。

- 种类：有E.coli DNA连接酶和T4 DNA连接酶。

- 作用：将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。