第六章从杂交育种到基因工程知识点

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。

第六章 从杂交育种到基因工程 知识清单一、杂交育种1．概念：是将两个或多个品种的_____________通过_______集中一起，再经过____________获得新品种的方法。

2．利用的遗传学原理是：___________________3．杂交育种的优点：_________________________________________________4．杂交育种的缺点：_______________________________________5．应用：改良作物品种，选育优良动物品种；学习检测：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 ， 得到F 1。

②再将F 1进行 ，得到F 2。

③将F 2种植，从中选育出 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，基因型及其比例为 _____，能否立即推广？⑥怎样处理才能得到能够稳定遗传的矮秆抗锈病个体?答：对F 2代中表现型为矮杆抗病的个体连续自交和选育，淘汰不符合要求的植株，直到不发生性状分离为止，就是想得到的能够稳定遗传的纯合子ddTT 。

二、诱变育种1．概念：利用_______________和_______________来处理生物，使生物发生基因突变。

物理因素是：______________________________________；2．诱变因素化学因素是：__________________________________；3．利用的遗传学原理：_________________________；4．优点：____________________________________________；5．缺点：___________________________________________________；农作物新品种的培育：如“黑农五号”大豆的培育6．应用用于微生物育种。

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 。

【最新整理，下载后即可编辑】【最新整理，下载后即可编辑】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（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F 1，F 1自交或杂交得F 2，从F 2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 P高产不抗病小麦 × 低产抗病小麦 F 1F2新的优良品种绵阳外国语学校 高中生物备课组【最新整理，下载后即可编辑】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。

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。

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。