1、射阳县高级中学 2013 届高三生物一轮复习教学案（32）编写：朱海娟 审核：韩海荣 2012-10-25【课题】杂交育种到基因工程【学习目标】杂交育种、诱变育种、单倍体育种、多倍体育种、现代生物技术育种（基因工程育种植物细胞工程育种）的方法、原理、优点、缺点等。【基础知识梳理】一、选择育种古代人们利用生物的变异，通过长期选择，汰劣留良，培育出许多优良品种。这种育种方式的缺点是：不仅周期，而且可选择的范围是有限的。二、目前常用的育种方法主要有：诱变育种、杂交育种、多倍体育种、单倍体育种、细胞工程育种（组织培养育种） 、基因工程育种（转基因育种） 、植物激素育种等。1、诱变育种（1）原理：基因突
2、变（2）方法：用物理因素（如 X 射线、 射线、紫外线、中子、激光、电离辐射等）或化学因素（如亚硝酸、碱基类似物、硫酸二乙脂、秋水仙素等各种化学药剂）或空间诱变育种（用宇宙强辐射、微重力等条件）来处理生物。（3）发生时期：有丝分裂间期或减数分裂第一次分裂间期（4）优点：能提高变异频率，加速育种进程，可大幅度改良某些性状，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；变异范围广。（5）缺点：有利变异少，须大量处理材料；诱变的方向和性质不能控制。改良数量性状效果较差，具有盲目性。（6）举例：青霉素高产菌株、太空椒、高产小麦、 “彩色小麦”等2、杂交育种（1）原理：基因重组（2）方法：连续自
3、交，不断选种。 （不同个体间杂交产生后代，然后连续自交，筛选所需纯合子）（3）发生时期：有性生殖的减数分裂第一次分裂后期或四分体时期（4）优点：使同种生物的不同优良性状集中于同一个个体，具有预见性。（5）缺点：育种年限长，需连续自交才能选育出需要的优良性状。（6）举例：矮茎抗锈病小麦等3、多倍体育种（1）原理：染色体变异（2）方法：秋水仙素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，且培育出的植物器官大，产量高，营养丰富。（4）缺点：结实率低，发育延迟。（5）举例：三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦4、单倍体育种（1）原理：染色体变异（2）方法：花药离体培养获得单倍体植株，再人工
4、诱导染色体数目加倍。（3）优点：自交后代不发生性状分离，能明显缩短育种年限，加速育种进程。（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。（5）举例：“京花一号” 小麦5、细胞工程育种6、基因工程育种（转基因育种）（1）原理：基因重组（2）基因操作的基本工具基因的“剪刀”：指_，简称限制酶。主要分布在_。基因的“针线”：指_，连接磷酸和脱氧核糖形成_。基因的“运输工具”：即_。实例：_、噬菌体、动植物病毒。（3）步骤：提取目的基因_与运载体结合将目的基因导入_目的基因的 （4）优点：目的性强，可以按照人们的意愿定向改造生物；育种周期短
5、。（5）缺点：可能会引起生态危机，技术难度大。（6）举例：“傻瓜水稻” 、抗虫棉、固氮水稻、转基因动物（转基因鲤鱼）等7、植物激素育种（1）原理：适宜浓度的生长素可以促进果实的发育（2）方法：在未受粉的雌蕊柱头上涂上一定浓度的生长素类似物溶液，子房就可以发育成无子果实。（3）优点：由于生长素所起的作用是促进果实的发育，并不能导致植物的基因型的改变，所以该种变异类型是不遗传的。（4）缺点：该种方法只适用于植物。（5）举例：无子番茄的培育三、要点点拨：1. 根据育种目的选择育种方式(1)若要培育隐性性状个体，可用 ，只要出现该性状即可；有些植物如小麦、水稻等，杂交实验较难操作，其最简便的方法是 ；
6、(2)若要快速获得纯种，可用 方法。(3)若要提高营养物质含量，可用 方法；(4)若要培育原先没有的性状，可用 育种；2. 填出下列各题的育种方法：（1）花药离体培养出的烟草新品种是 。（2）用抗倒伏、不抗锈病的小麦与不抗倒伏、抗锈病的小麦 F1 培育出既抗倒伏又抗锈病的小麦的品种是 。（3）用紫外线线辐射稻种, 培育出成熟期提前、蛋白质含量高的品系是 。（4）无子西瓜的培育是 。（5）培育青霉素高产菌株的方法是 。方式 植物组织培养 植物体细胞杂交 细胞核移植原理 植物细胞的全能性 植物细胞膜的流动性 动物细胞核的全能性方法 离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织根、芽植物体 去掉细胞壁诱导原生
7、质体融合组织培养 核移植 胚胎移植优点 快速繁殖、培育无病毒植株等 克服远缘杂交不亲和的障碍，培育出作物新品种繁殖优良品种，用于保存濒危物种，有选择地繁殖某性别的动物缺点 技术要求高、培养条件严格 技术复杂，难度大；需植物组织培养等技术 导致生物品系减少，个体生存能力下降。举例 试管苗的培育、培养转基因植 物 培育“番茄马铃薯 “杂种植株 “多利 “羊等克隆动物的培育（6）将人胰岛素基因导入大肠杆菌细胞内的技术是 。（7）科学家利用体细胞杂交技术培育出“白菜-甘蓝”属于 。【例题分析】1.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
8、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.人工诱导多倍体目前最有效的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗2.某植物的基因型为 AaBB，通过下列技术可以分别将它转变为以下基因型的植物：AABB aB AaBBC AAaaBBBB 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. 现有 A、B、C 三个番茄品种，A 品种的基因型为 aaBBDD，B 品种的基因型为 AAbbDD，
9、C 品种的基因型为 AABBdd，三对基因分别位于三对同源染色体上。若要利用上述品种培育获得aabbdd 植株，至少需要几年 A.2 年 B.3 年 C.4 年 D.5 年4.（多选）诱变育种与杂交育种的不同之处是：A能大幅度改良某些性状 B能形成新基因 C能形成新基因型 D一般对个体生存有利5. 假设 A、b 代表玉米的优良基因，这两种基因是自由组合的。现有 AABB、aabb 两个品种，为培育出优良新品种 AAbb，可以采用的方法如右图所示。（1）由品种 AABB、aabb 经过、过程培育出新品种的育种方法称为 。若经过过程产生的子代 总数为 1552 株，则其中基因型为 AAbb 的理论
10、上有 株。基因型为 Aabb 的类型经过过程，子代中AAbb 与 aabb 的数量比是 。（2）过程常采用 由 AaBb 得到 Ab 个体。 与“过程”的育种方法相比， “过程”育种的优势是 。（3）过程在完成目的基因与运载体的结合时，必须用到的工具酶是 。与“过程”的育种方法相比， “过程”育种的优势是 。【课后作业】一、选择题：1.育种的方法有杂交育种、单倍体育种、诱变育种、多倍体育种、基因工程育种等，下面对这五种育种方式的说法正确的是( )A.涉及的原理有基因突变、基因重组、染色体变异 B.都不可能产生定向的可遗传变异C.都在细胞水平上进行操作 D.都不能通过产生新基因而产生新性状2.与
11、杂交育种、单倍体育种、多倍体育种和基因工程育种相比，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.育种周期短，加快育种的进程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3.育种专家用高秆抗锈病水稻与矮秆不抗锈病水稻杂交，培育出了矮秆抗锈病水稻，与这种育种方式原理不相同的是( )A.基因工程 B.肺炎双球菌转化C.三倍体无子西瓜的培育 D.减数第一次分裂后期非同源染色体的自由组合4.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
12、苗，筛选培育抗病毒新品种C.杂交育种可用于家畜、家禽的育种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5. 二倍体水稻高秆对矮秆为显性，在矮秆品种田中发现了一株高秆植株，用这一高秆植株进行花药离体培养得到了多个植株，这些植株有可能是( )A.不能开花结籽的矮秆植株 B.自交后代不发生性状分离C.能开花结籽的高秆和矮秆植株 D.减数分裂过程中同源染色体分离6.下列哪一种方法不用于检测目的基因是否成功导入或表达( )A.将目的基因直接打上放射性标记，导入受体细胞后用检测仪跟踪B.在含某种抗生素的培养基中培养导入了重组质粒的大肠杆菌C.利用相应的 DNA 探针与受体细胞 DNA
13、分子进行杂交D.提取受体细胞蛋白质，利用抗原 -抗体特异性反应进行检测7. 运用下列各种细胞工程技术培育生物新品种,操作过程中能形成愈伤组织的技术是 细胞的组织培养 植物体细胞杂交 动物胚胎移植 细胞核移植A B C D例 5.答案：（1）杂交育种 97 1：1 （2）花药离体培养法 明显缩短了育种年限AaBb A bb AABB aabb Ab AAbb C（ AAbb） 导 入 抗 虫 基 因 C 射 线 ? ? （3）限制性内切酶（限制酶） 、DNA 连接酶 定向地改造生物的遗传性状射阳县高级中学 2013 届高三生物一轮复习教学案（32）编写：朱海娟 审核：韩海荣 2012-10-25
14、【课题】杂交育种到基因工程【学习目标】杂交育种、诱变育种、单倍体育种、多倍体育种、现代生物技术育种（基因工程育种植物细胞工程育种）的方法、原理、优点、缺点等。【基础知识梳理】一、选择育种古代人们利用生物的变异，通过长期选择，汰劣留良，培育出许多优良品种。这种育种方式的缺点是：不仅周期，而且可选择的范围是有限的。二、目前常用的育种方法主要有：诱变育种、杂交育种、多倍体育种、单倍体育种、细胞工程育种（组织培养育种） 、基因工程育种（转基因育种） 、植物激素育种等。1、诱变育种（1）原理：基因突变（2）方法：用物理因素（如 X 射线、 射线、紫外线、中子、激光、电离辐射等）或化学因素（如亚硝酸、碱基
15、类似物、硫酸二乙脂、秋水仙素等各种化学药剂）或空间诱变育种（用宇宙强辐射、微重力等条件）来处理生物。（3）发生时期：有丝分裂间期或减数分裂第一次分裂间期（4）优点：能提高变异频率，加速育种进程，可大幅度改良某些性状，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；变异范围广。（5）缺点：有利变异少，须大量处理材料；诱变的方向和性质不能控制。改良数量性状效果较差，具有盲目性。（6）举例：青霉素高产菌株、太空椒、高产小麦、 “彩色小麦”等2、杂交育种（1）原理：基因重组（2）方法：连续自交，不断选种。 （不同个体间杂交产生后代，然后连续自交，筛选所需纯合子）（3）发生时期：有性生殖的减数分裂
16、第一次分裂后期或四分体时期（4）优点：使同种生物的不同优良性状集中于同一个个体，具有预见性。（5）缺点：育种年限长，需连续自交才能选育出需要的优良性状。（6）举例：矮茎抗锈病小麦等3、多倍体育种（1）原理：染色体变异（2）方法：秋水仙素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，且培育出的植物器官大，产量高，营养丰富。（4）缺点：结实率低，发育延迟。（5）举例：三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦4、单倍体育种（1）原理：染色体变异（2）方法：花药离体培养获得单倍体植株，再人工诱导染色体数目加倍。（3）优点：自交后代不发生性状分离，能明显缩短育种年限，加速育种进程。（4）缺点：技术
17、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。（5）举例：“京花一号” 小麦5、细胞工程育种6、基因工程育种（转基因育种）（1）原理：基因重组（2）基因操作的基本工具基因的“剪刀”：指_，简称限制酶。主要分布在_。基因的“针线”：指_，连接磷酸和脱氧核糖形成_。基因的“运输工具”：即_。实例：_、噬菌体、动植物病毒。（3）步骤：提取目的基因_与运载体结合将目的基因导入_目的基因的 （4）优点：目的性强，可以按照人们的意愿定向改造生物；育种周期短 。（5）缺点：可能会引起生态危机，技术难度大。（6）举例：“傻瓜水稻” 、抗虫棉、固氮水稻、转基因动物（转
18、基因鲤鱼）等7、植物激素育种（1）原理：适宜浓度的生长素可以促进果实的发育（2）方法：在未受粉的雌蕊柱头上涂上一定浓度的生长素类似物溶液，子房就可以发育成无子果实。（3）优点：由于生长素所起的作用是促进果实的发育，并不能导致植物的基因型的改变，所以该种变异类型是不遗传的。（4）缺点：该种方法只适用于植物。（5）举例：无子番茄的培育三、要点点拨：1. 根据育种目的选择育种方式(1)若要培育隐性性状个体，可用 ，只要出现该性状即可；有些植物如小麦、水稻等，杂交实验较难操作，其最简便的方法是 ；(2)若要快速获得纯种，可用 方法。(3)若要提高营养物质含量，可用 方法；(4)若要培育原先没有的性状，
19、可用 育种；2. 填出下列各题的育种方法：（1）花药离体培养出的烟草新品种是 。（2）用抗倒伏、不抗锈病的小麦与不抗倒伏、抗锈病的小麦 F1 培育出既抗倒伏又抗锈病的小麦的品种是 。（3）用紫外线线辐射稻种, 培育出成熟期提前、蛋白质含量高的品系是 。方式 植物组织培养 植物体细胞杂交 细胞核移植原理 植物细胞的全能性 植物细胞膜的流动性 动物细胞核的全能性方法 离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织根、芽植物体 去掉细胞壁诱导原生质体融合组织培养 核移植 胚胎移植优点 快速繁殖、培育无病毒植株等 克服远缘杂交不亲和的障碍，培育出作物新品种繁殖优良品种，用于保存濒危物种，有选择地繁殖某性别的动物缺
20、点 技术要求高、培养条件严格 技术复杂，难度大；需植物组织培养等技术 导致生物品系减少，个体生存能力下降。举例 试管苗的培育、培养转基因植 物 培育“番茄马铃薯 “杂种植株 “多利 “羊等克隆动物的培育（4）无子西瓜的培育是 。（5）培育青霉素高产菌株的方法是 。（6）将人胰岛素基因导入大肠杆菌细胞内的技术是 。（7）科学家利用体细胞杂交技术培育出“白菜-甘蓝”属于 。【例题分析】1.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.人工诱导多倍体目前最有
21、效的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗2.某植物的基因型为 AaBB，通过下列技术可以分别将它转变为以下基因型的植物：AABB aB AaBBC AAaaBBBB 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. 现有 A、B、C 三个番茄品种，A 品种的基因型为 aaBBDD，B 品种的基因型为 AAbbDD，C 品种的基因型为 AABBdd，三对基因分别位于三对同源染色体上。若要利用上述品种培育获得aabbdd
22、植株，至少需要几年 A.2 年 B.3 年 C.4 年 D.5 年4.（多选）诱变育种与杂交育种的不同之处是：A能大幅度改良某些性状 B能形成新基因 C能形成新基因型 D一般对个体生存有利5. 假设 A、b 代表玉米的优良基因，这两种基因是自由组合的。现有 AABB、aabb 两个品种，为培育出优良新品种 AAbb，可以采用的方法如右图所示。（1）由品种 AABB、aabb 经过、过程培育出新品种的育种方法称为 。若经过过程产生的子代 总数为 1552 株，则其中基因型为 AAbb 的理论上有 株。基因型为 Aabb 的类型经过过程，子代中AAbb 与 aabb 的数量比是 。（2）过程常采用
23、 由 AaBb 得到 Ab 个体。 与“过程”的育种方法相比， “过程”育种的优势是 。（3）过程在完成目的基因与运载体的结合时，必须用到的工具酶是 。与“过程”的育种方法相比， “过程”育种的优势是 。【课后作业】一、选择题：1.育种的方法有杂交育种、单倍体育种、诱变育种、多倍体育种、基因工程育种等，下面对这五种育种方式的说法正确的是( )A.涉及的原理有基因突变、基因重组、染色体变异 B.都不可能产生定向的可遗传变异C.都在细胞水平上进行操作 D.都不能通过产生新基因而产生新性状2.与杂交育种、单倍体育种、多倍体育种和基因工程育种相比，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
24、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.育种周期短，加快育种的进程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3.育种专家用高秆抗锈病水稻与矮秆不抗锈病水稻杂交，培育出了矮秆抗锈病水稻，与这种育种方式原理不相同的是( )A.基因工程 B.肺炎双球菌转化C.三倍体无子西瓜的培育 D.减数第一次分裂后期非同源染色体的自由组合4.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.杂交育种可用于家畜、家禽的育种D.为了避免对三倍体无子西瓜年年制种，可利用植物
25、组织培养快速繁殖5. 二倍体水稻高秆对矮秆为显性，在矮秆品种田中发现了一株高秆植株，用这一高秆植株进行花药离体培养得到了多个植株，这些植株有可能是( )A.不能开花结籽的矮秆植株 B.自交后代不发生性状分离C.能开花结籽的高秆和矮秆植株 D.减数分裂过程中同源染色体分离6.下列哪一种方法不用于检测目的基因是否成功导入或表达( )A.将目的基因直接打上放射性标记，导入受体细胞后用检测仪跟踪B.在含某种抗生素的培养基中培养导入了重组质粒的大肠杆菌C.利用相应的 DNA 探针与受体细胞 DNA 分子进行杂交D.提取受体细胞蛋白质，利用抗原 -抗体特异性反应进行检测7. 运用下列各种细胞工程技术培育生物新品种,操作过程中能形成愈伤组织的技术是 细胞的组织培养 植物体细胞杂交 动物胚胎移植 细胞核移植A B C DAaBb A bb AABB aabb Ab AAbb C（ AAbb） 导 入 抗 虫 基 因 C 射 线 ? ?
