从杂交育种到基因工程

《从杂交育种到基因工程》【课时安排】1 课时【考纲要求】: 1.阐明不同育种方法利用的生物变异原理2.举例说明不同育种方法的优缺点3.描述基因工程的基本流程【教学准备】教师根据下面几方面制作多媒体课件课前准备教师指导学生独自完成课前学案，并巩固复习上节课所学内容。

【教学过程】教师检查课前学案完成情况，并对学案中出现的问题及时点评与纠正。

课前预习作业【预习目标】能够说出各种育种方法的原理、过程和特点一、杂交育种1.概念：将两个或多个品种的优良性状通过集中在一起，再经过，获得新品种的方法。

2.原理：杂交育种依据的遗传学原理是，发生在时期。

3.过程：选择具有不同优良性状的亲本通过获得F1，F1 连续或杂交，从中筛选获得需要的类型。

4.特点：（1）优点：①可以将多个品种的优良性状在一起②操作简便（2）缺点：获得新品种周期，杂交后代会出现现象，育种过程缓慢。

5.应用：根据需要培育理想类型，如改良作物，提高单位面积，也可用于、家禽的育种二、诱变育种1.概念：利用物理或化学因素来处理生物，使生物发生，从而获得优良类型的方法。

2.方法:（1）物理因素：X 射线、γ射线、、激光、（太空诱变）等诱变。

（2）化学因素：、硫酸二乙酯等诱变。

3.过程：选择生物→→选择所需类型→培育。

4.特点：（1）优点：提高，大幅度改良某些优良性状，育种进程。

（2）缺点：有利变异，需大量处理实验材料，盲目性。

5.应用：（1）农作物育种：培育出的新品种具有抗病力强、产量高、品质好等优点。

（2）微生物育种：如的选育。

三、多倍体育种（1）原理：（2）方法：处理萌发的种子或幼苗。

（3）优点：可培育出自然界中没有的新品种，培育出的植物大，产量高，丰富。

（4）缺点：，发育延迟。

（5）举例：、八倍体小黑麦四、单倍体育种（1）原理：（2）方法：利用技术获得单倍体植株，再利用染色体数目加倍。

（3）优点：自交后代不发生性状分离，能明显缩短，加速育种。

（4）缺点：技术相当复杂，需与杂交育种结合，其中的花药离体培养过程需要组织培养技术手段的支持，多限于植物。

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第25讲从杂交育种到基因工程对应训练下面为6种不同的育种方法。

据图回答下列问题:（1）图中A至D方向所示的途径表示育种方式，这种方法属常规育种，一般从F2代开始选种，这是因为。

A→B→C的途径表示育种方式，这两种育种方式中后者的优越性主要表现在。

（2）B常用的方法为。

（3）E方法所用的原理是，所用的方法如、。

育种时所需处理的种子应是萌动的（而非休眠的）种子，原因是。

（4）C、F过程最常用的药剂是，其作用的原理是。

（5）由G到H过程中涉及的生物技术有和。

（6）K→L→M这种育种方法的优越性表现在。

答案（1）杂交从F2代开始发生性状分离单倍体明显缩短育种年限（2）花药离体培养（3）基因突变X射线、紫外线、激光亚硝酸、硫酸二乙酯、秋水仙素（理化因素需各说出一项）种子萌动后进行细胞分裂，DNA在复制过程中可能由于某种因素的影响发生基因突变（4）秋水仙素在细胞分裂时，抑制纺锤体形成，引起染色体数目加倍（5）基因工程或DNA拼接技术或DNA重组技术或转基因技术植物组织培养技术（6）克服了远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展了可用于杂交的亲本范围对应训练2.（2007年全国Ⅱ，4）下列有关基因工程中限制性内切酶的描述，错误的是（）A.一种限制性内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列B.限制性内切酶的活性受温度影响C.限制性内切酶能识别和切割RNAD.限制性内切酶可从原核生物中提取答案 C3.质粒是基因工程最常用的运载体，有关质粒的说法正确的是 ( )A.质粒不仅存在于细菌中，某些病毒也具有B.细菌的基因只存在于质粒上C.质粒为小型环状DNA分子，存在于拟核外的细胞质基质中D.质粒是基因工程中的重要工具酶之一答案 C4.下列关于DNA连接酶的作用叙述，正确的是（）A.将单个核苷酸加到某DNA片段末端，形成磷酸二酯键B.将断开的两个DNA片段的骨架连接起来，重新形成磷酸二酯键C.连接两条DNA链上碱基之间的氢键D.只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间连接起来，而不能将双链DNA片段末端之间进行连接答案 B对应训练5.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.选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快D.只要目的基因进入受体细胞就能实现表达答案 C6.下图表示一项重要生物技术的关键步骤，X是获得外源基因并能够表达的细胞。

1．下列关于育种的说法，不正确的是 ( )A ．基因突变普遍存在，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型C ．三倍体植物可由受精卵发育而来D ．培养普通小麦花粉得到的个体是三倍体答案 D解析 基因突变具有普遍性，诱变育种的原理是基因突变，A 正确；诱变育种可通过基因突变产生新的基因进而形成新的基因型，杂交育种可通过基因重组而产生新的基因型，B 正确；三倍体植物可由四倍体和二倍体的生殖细胞形成的受精卵发育而来，C 正确；培养普通小麦花粉得到的个体为单倍体，D 错误。

2．下列关于基因工程及转基因食品的安全性的叙述，正确的是 ( )A ．基因工程经常以抗生素抗性基因作为目的基因B ．通过转基因技术可获得抗虫粮食作物，从而增加粮食产量，减少农药使用C ．通常用一种限制性核酸内切酶处理含目的基因的DNA ，用另一种限制性核酸内切酶处理运载体DNAD ．若转入甘蔗中的外源基因来源于自然界，则生产出来的甘蔗不存在安全性问题答案 B3．随着我国航天技术的发展，引起了太空诱变育种的热潮。

太空育种一般要经过“诱变—自交—杂交”才能获得具有优良性状的品种。

下列叙述错误的是 ( )A ．纯合品种经诱变，后代可能会发生性状分离B ．自交的目的是获得单株具有优良性状的植株C ．杂交的目的是获得具有多种优良性状的品种D ．太空育种获得的植物也存在与转基因植物一样的安全性问题答案 D解析 太空育种只是作物本身遗传物质发生改变，提高了突变频率，与自然界植物的自然变异一样，没有外源基因的导入，不存在与转基因植物一样的安全性问题。

4．培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法如下：纯种的高秆(D)抗锈病(T)×纯种的矮秆(d)易染锈病(t)――→1F 1――→2雄配子――→3幼苗――→4选出符合要求的品种。

下列有关该育种方法的叙述中，正确的是 ( )A．过程1、2、3是杂交B．过程4必须使用生长素处理C．过程3必须经过受精作用D．过程2有减数分裂答案 D解析该图表示的是单倍体育种，过程1是杂交，过程4通常用秋水仙素处理，过程3是组织培养过程。

从杂交育种到基因工程学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、选择题1．如图所示限制酶切割基因分子的过程，从图中可知，该限制酶能识别的碱基序列和切点是（）A．CTTAAG，切点在C和T之间B．CTTAAG，切点在T和A之间C．GAATTC，切点在G和A之间D．GAATTC，切点在C和T之间【答案】C【解析】据图分析，该限制酶能识别的碱基序列为GAATTC，其切点是在G和A之间，所以C正确。

2．离子束诱变育种是将低能重离子注入到生物体、组织或细胞内，使其产生变异。

该技术应用于药用植物的研究，不仅克服了辐射诱变的盲目性，而且能降低辐射诱变的负效应。

下列说法正确的是A. 离子束诱变不能产生染色体变异，而辐射诱变可以B. 离子束诱变育种的结果都是有利的变异C. 通过离子束诱变育种产生的具有优良效用的药用植物是新物种D. 离子束诱变育种较辐射诱变育种处理的育种材料相对较少【答案】D【解析】诱变均可以产生基因突变和染色体变异，A错误。

离子束诱变降低了辐射诱变的负效应，而不是完全消除辐射诱变的负效应，可能产生有害变异，B错误。

突变不一定产生新物种，C错误。

离子束诱变育种克服了辐射诱变的盲目性，处理的育种材料一般较少就可以得到想要的结果，D正确。

【点睛】变异与新物种的产生：（1）基因突变与基因重组属于分子水平变化，不会改变生物的种类。

（2）染色体变异可能改变生物种类。

染色体结构变异不会导致生物种类的改变，但染色体组成倍增加可以导致新物种的产生。

3．花药离体培养成烟草新品种、用抗倒伏易染锈病的小麦与易倒伏抗锈病的小麦为亲本育成抗倒伏抗锈病的小麦品种、培育无籽西瓜、用Co60辐射稻种,育成成熟期提早、蛋白质含量高的品种,以上育种方式依次分别是（）①诱变育种②杂交育种③单倍体育种④多倍体育种A.①②③④B.④③②①C.③④②①D.③②④①【答案】D【解析】试题分析：花药离体培养成烟草新品种属于单倍体育种。

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、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。

1。

掌握杂交育种和诱变育种的原理和操作过程。

(重点) 2。

比较各种育种方法的优缺点。

（重、难点)一、杂交育种(阅读教材P98～P99）1．杂交育种之前的育种(1) 方法：生产实践中，挑选品质好的个体进行传种。

(2）原理：利用生物的变异。

(3）缺点：周期长,可选择的范围有限.2．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) 过程(以高产、抗病小麦品种的选育为例）亲代高产、不抗病×低产、抗病↓杂种第一代高产、抗病（均为显性性状)↓⊗第二代选出高产、抗病个体↓连续⊗选出不发生性状分离的所有高产、抗病个体↓新的优良品种（4）优点：操作简便。

二、诱变育种(阅读教材P100)1．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。

2．优点：可提高突变率，在较短时间内获得更多的优良变异类型。

3．应用错误!1．连线2．判断(1) 用化学因素诱变处理可提高突变率。

(√）（2）杂交育种能够产生新的基因。

(×）分析：杂交育种的原理是基因重组，不能够产生新的基因，诱变育种才能产生新的基因。

（3) (2016·徐州市高一检测) 物理、化学等诱变因素可以使基因发生定向的变异。

（×）分析：基因突变具有不定向性。

（4）青霉素高产菌株是通过杂交育种获得的。

（×)分析:青霉素高产菌株是通过诱变育种获得的。

（5) 杂交育种一定要从F2开始筛选。

（×）分析：不一定.如培育杂合子品种，选亲本杂交得到的F1即可。

主题一杂交育种杂交育种的过程及育种类型已知AAbb与aaBB为亲本,结合过程图解及分析探究以下问题：(1) 杂交育种的技术要求①材料的选择：要求所选育种材料分别具有我们所期望的个别性状，所选的原始材料，是人们在生产中多年栽培过的能稳定遗传的品种，一般是纯合子.②杂交一次,得子代F1是杂合子,不管在性状上是否符合要求,一般都不能直接用于扩大栽培。