从杂交育种到基因工程
第25讲 从杂交育种到基因工程
“工程菌”的培育
考点2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)分布:主要在微生物体内｡ (2)特性:一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特 定的切点上切割DNA分子｡
(3)实例: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｡
解析:(1)将F1高秆抗病类型自交,在F2中可获得高秆抗病､矮 秆抗病､高秆易感病和矮秆易感病四种类型,从四种类型中选 择矮秆抗病Ⅰ｡该矮秆抗病类型的基因组成为ttRR或ttRr,其 中,不能稳定遗传的(ttRr)在矮抗植株中占2/3｡(2)B组矮秆抗 病类型Ⅱ是由F1高秆抗病类型的花药离体培养直接获得,其基 因组成为tR,属单倍体,高度不育｡(3)由题干信息可知,A为杂
基因拼接 DNA重组 应用基因工程的原理概念:又叫________技术或________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,然后放在 另一种生物的细胞里, 定向 ________地改造生物的遗传性状 限制性核酸内切 工具基因的“剪刀”——_________________酶 DNA连接 基因的“针线”——________酶基因的运载体 步骤:提取目的基因→目的基因与运载体结合→将目的基因 检测与表达 导入受体细胞→目的基因的________ 基因工程的应用作物育种药物研制环境保护 转基因生物和转基因食品的安全性
锈病小麦｡
(3)D表示射线引发的基因突变,按照碱基互补配对原则⑤上的 碱基组成为CGT,转录产生的mRNA⑥链上密码子为GCA,翻 译成的氨基酸⑦为丙氨酸｡ (4)E图表示克隆;丙的性状与提供细胞核的亲本甲相似｡
方法技巧:根据育种要求选择育种方式 ①一般作物育种可选用杂交育种和单倍体育种｡ ②为得到特殊性状,可选择诱变育种(如航天育种)或多倍体育 种｡ ③若要将特殊性状组合到一起,还要克服远缘杂交的不亲和性, 可考虑运用基因工程育种或细胞工程育种,如抗虫棉的培育和
第6章从杂交育种到基因工程教案
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P高产不抗病小麦×低产抗病小麦F1F2新的优良品种（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F1，F1自交或杂交得F2，从F2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。
（四）诱变育种的实例“黑农五号”大豆、青霉素高产菌株的选育等。
（五）诱变育种的应用诱变育种是创造动植物新品种和微生物新类型的重要方法。
必修二 第6章 从杂交育种到基因工程知识点复习总结
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。
高考生物 热点题型和提分秘籍 专题21 从杂交育种到基因工程(解析版)
专题二十一从杂交育种到基因工程【高频考点解读】1.生物变异在育种上的应用2.转基因食品的安全【热点题型】题型一遗传育种的方法及原理例1、如图表示某种农作物品种①和②培育出⑥的几种方法，有关说法错误的是( )A．培育品种⑥的最简捷途径是Ⅰ→ⅤB．通过Ⅱ→Ⅳ过程最不容易达到目的C．通过Ⅲ→Ⅵ过程的原理是染色体变异D．过程Ⅵ常用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗【提分秘籍】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。
2．在所有育种方法中，最简捷、常规的育种方法——杂交育种。
3．杂交育种选育的时间是F2，原因是从F2开始发生性状分离；选育后是否连续自交取决于所选优良性状是显性还是隐性。
4．杂交育种是通过杂交培育具有优良性状且能稳定遗传(纯合子)的新品种，而杂种优势则是通过杂交获得种子，一般不是纯合子，在杂种后代上表现出多个优良性状，但只能用杂种一代，因为后代会发生性状分离。
5．诱变育种尽管能提高突变率，但处理材料时仍然是未突变的远远多于突变的个体；突变的不定向性和一般有害的特性决定了在突变的个体中有害仍多于有利，只是与自然突变相比较，二者都增多。
6．杂交育种与杂种优势的区别(1)杂交育种是通过有性生殖，使不同的优良性状组合到后代的一个个体中，从而选育出优良品种的方法。
(2)杂种优势是指基因型不同的个体杂交产生的杂交一代，在适应能力等方面优于两个亲本的现象。
7．不同育种目的的杂交育种的基本步骤及特点(1)培育杂合子品种——杂种优势的利用在农业生产上，可以将杂种一代作为种子直接利用，如水稻、玉米等。
①基本步骤：选取双亲P(♀、♂)→杂交→F1。
②特点：高产、优质、抗性强，但种子只能种一年。
(2)培育纯合子品种①培育隐性纯合子品种的基本步骤选取双亲P(♀、♂)→杂交，F1→自交→F2→选出表现型符合要求的个体种植推广。
②培育双显纯合子或隐—显纯合子品种的基本步骤选取双亲P(♀、♂)→杂交→F1→自交→F2→选出表现型符合要求的个体自交→F3→……→选出稳定遗传的个体推广种植。
第23讲 从杂交育种到基因工程
考点一
五种育种方法的比较
【技巧点拨】根据育种目的选择育种方式 1)若要培育隐性性状个体，可用自交或杂交 _________， 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 自交 。 操作，其最简便的方法是_______ 单倍体育种 。即： 3)快速获得纯种——_____________ 先花药离体培养再用秋水仙素使染色体加倍 ______________________________________ 多倍体育种 。 4)提高营养物质含量——____________ 诱变育种 。 5)培育原先没有的性状——_________ 营养繁殖（无性繁殖），如 6)若培育植物为____________________ 土豆、地瓜等，则只要出现所需性状即可。
【案例】番茄(2n=24)的正常植株(A)对矮生 植株(a)为显性，红果(B)对黄果(b)为显性，
两对基因独立遗传。请回答下列问题：
(1)现有基因型AaBB与aaBb的番茄杂交，其 aaBb 基因型的植 后代的基因型有___ 4 种，______ 株自交产生的矮生黄果植株比例最高，自交 矮生红果∶矮生黄果 后代的表现型及比例_________________ 。 =3∶1
(4)玉米花叶病由花叶病毒引起，苗期出现 黄绿相间条纹状叶。已知抗花叶病(b)为隐 性。现有纯种宽叶不抗病与纯种窄叶抗病 两品种玉米，要获得高产且抗花叶病的品种， 杂交 可用两纯合亲本进行_______ ，得到F1，再 测交 用F1进行________ ，即能在较短时间 内获得所需品种植株，其基因型是_______。 Aabb 选出该玉米植株的简要过程是 将测交后代种子全部种下，在培养过程中 __________________________________。 用花叶病毒进行筛选，在苗期选出正常宽 叶植株
2.3.3从杂交育种到基因工程a
第3讲从杂交育种到基因工程一、选择题1.下图中,甲、乙表示水稻两个品种,A、a和B、b表示分别位于两对同源染色体上的两对等位基因,①⑧表示培育水稻新品种的过程,则下列说法错误的是( )A.①→②过程简便,但培育周期长B.②和⑦的变异都发生于有丝分裂间期C.③过程常用的方法是花药离体培养D.⑤与⑧过程的育种原理不相同【解析】①→②过程是杂交育种,过程简便但培育周期长。
②的变异为基因重组,发生于减Ⅰ后期。
⑦的变异为染色体变异,发生于有丝分裂的分裂期, B项错误。
③过程常用的方法是花药离体培养获得单倍体植株。
⑤是诱变育种,a突变为A; ⑧过程是基因工程,细胞中导入了C基因,二者育种原理不相同。
【答案】 B2.有两种柑橘,一种果实大但含糖量不高,另一种果实小但含糖量较高,如果想要培育果实大且含糖量高的品种,比较科学有效的方法是( )A.基因工程育种B.人工诱变育种C.杂交育种D.多倍体育种【解析】两种柑橘,一种果实大,另一种含糖量高。
要想获得果实大且含糖量高的品种,通常利用杂交育种把两者的优良性状组合在一起。
【答案】 C3.假设a、B为玉米的优良基因,现有AABB、aabb两个品种,控制两对相对性状的基因位于两对同源染色体上,实验小组用不同方法进行了实验,下列说法不正确的是… ( )A.过程①育种方法的原理是基因突变,最大优点是能提高突变率,在短时间内获得更多的优良变异类型类型经④后，子代中aaBB B.过程②③④育种方法的原理是基因重组,基因型aaB_所占比例是5∕6C.过程⑤使用的试剂是秋水仙素,它可作用于正在分裂的细胞,抑制纺锤体的形成D.过程⑥⑦应用了单倍体育种的方法,最大的优点是明显缩短育种年限【解析】过程②③④育种方法是杂交育种,原理是基因重组,但是基因型aaBB所占比例是1∕2【答案】 B4.太空育种是指利用太空综合因素如强辐射、微重力等,诱导由宇宙飞船携带的种子发生变异,然后进行培育的一种育种方法。
从杂交育种到基因工程开课课件
两个亲本的基因型分别为AAbb和aaBB，这两 对基因按自由组合定律遗传。要培育出基因型为aabb的新品 种，最简捷的方法是( ) A．人工诱变育种 B．细胞工程育种 C．单倍体育种 D．杂交育种 解析 用单倍体育种快速但不简便，因为单倍体育种 需要一定的设备和条件；人工诱变处理量大且变异具有不定 向性；杂交育种应是最简捷的，首先让亲本杂交，得到F1， 然后让F1 自交，即可得到新品种；细胞工程育种无法得到 aabb的个体。 答案 D
例3（学案）: 某育种学家在农田中发现一株大穗不抗 病的小麦，(控制麦穗大与小的基因分别用D、d表示，控制 不抗病与抗病的基因分别用T、t表示)自花传粉后获得160粒 种 子 ， 这些 种 子 发育 成 的 小麦 中 有 30株 为 大 穗抗 病 ， 有 x(x≠0)株为小穗抗病，其余都不抗病。分析回答下列的问题： (1)30株大穗抗病小麦的基因型为______________， DDtt、Ddtt 其中从理论上推测能稳定遗传的约为________株。 10 (2)将选出的大穗抗病小麦种子晒干后放在容器内，采 用什么措施可延长贮存期(答案不得少于三种措施) ___________________________________________。 低温、干燥、充氮气或CO2等(或低温、低氧、干燥)
4．(2010·山东潍坊质检)已知番茄的红果(R)对黄果(r)为显性， 高茎(H)对矮茎(h)为显性。两对性状的遗传遵循基因的自由组合定律。 右图为用基因型为RrHH的番茄花粉进行有关操作的示意图，下列说 法错误的是（ ） A．图中的A操作称为植物组织培养，产生的幼苗的基因型有2 种 B．秋水仙素通常作用于细胞有丝分裂的前期 C．基因型为RrHH的番茄自交，后代中表现型为红果高茎的 植株的基因型为RRHH和RrHH，比例为1∶2 D．图中所示方法产生的植物体是纯合子的几率为1/2
【成才之路】高中生物(人教版)必修二(学案课件+课时练习)：第六章 从杂交育种到基因工程 章末小结
项所述内容属于细胞工程；C选项属于诱变育种；D选项属 于生物的寄生；B选项中将人的干扰素基因重组到质粒后 导入大肠杆菌，获得能产生人干扰素的菌株，符合基因工
程的概念和特点，因此选B。
第六章
从杂交育种到基因工程
2．(20基因(HVA)导入小麦，筛选出HVA基因成功整合 到染色体上的高抗旱性T0 植株(假定HVA基因都能正常表 达)。 (1)某T0植株体细胞含一个HVA基因。让该植株自交，
雌性的珠被发育来的，与雌性的基因完全相同，所以种皮
含HVA基因的种子所占比例为100%。胚是由受精卵发育 来的，属于子一代，含HVA基因所占比例为3/4，即75%。
人 教 版 生 物
第六章
从杂交育种到基因工程
(2)①T0植株与非转基因小麦杂交，子代高抗旱植株为 50%，T0植株为一对同源染色体的一条染色体基因控制，
第六章
从杂交育种到基因工程
人 教 版 生 物
第六章
从杂交育种到基因工程
人 教 版 生 物
第六章
从杂交育种到基因工程
人 教 版 生 物
第六章
从杂交育种到基因工程
人 教 版 生 物
第六章
从杂交育种到基因工程
1.(2010·全国卷Ⅱ)下列叙述符合基因工程概念的是
( 淋巴细胞中的抗体基因 B．将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌， )
两个HVA基因整合到一条染色体上，如图B。②若子代高
抗旱植株占比例为100%，T0植株为一对同源染色体的两条 染色体的基因控制，两个HVA基因整合到两条染色体上， 如图A。③图C所示类型，两个HVA基因整合到两对同源 染色体上，T0植株自交相当于两对等位基因自由组合，子
人 教 版 生 物
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
③正常的幼苗→秋水仙素处理→人工选择→性状稳定的新品种。 ④人造卫星搭载种子到太空→返回地面种植→人工选择→性状稳定的新
品种。
⑤获取甲种生物的某基因→通过某种载体将该基因携带入乙种生物→新 生物个体。
(3)在第③种育种方法中，使用秋水仙素的作用是促使染色体加倍，
抑制纺锤体形成 其作用机理是__________________。
2.用纯合的二倍体水稻品种高秆抗锈病(DDTT)和矮秆不抗锈 病(ddtt)进行育种时，一种方法是杂交得到F1，F1自交得到 F2；另一种方法是用F1的花药进行离体培养，然后用秋水仙 素处理幼苗得到相应的植株。下列叙述正确的是
C
A.前一种方法所得F2中，重组类型占5/8，纯合子占1/4
B.后一种方法所得的植株中，可用于生产的类型比例为2/3
中，不同生物决定氨基酸的
密码子 是相同的。
8.如图所示，科研小组用60Co照射。诱变当代获得棕色(纤维颜色)
新性状，诱变Ⅰ代获得低酚(棉酚含量)新性状。已知棉花的纤维
颜色由一对基因(A、a)控制，棉酚含量由另一对基因(B、b)控制， 两对基因独立遗传。
显性 隐性 (1)两个新性状中，棕色是_____性状，低酚是_____性状。 AaBB (2)诱变当代中，棕色、高酚棉花植株基因型是________，白色、 aaBb 高酚棉花植株基因型是______。
若改用单倍体育种， 育种过程如何？
不发生性状分离
实例：抗病高产(aaBB)的选育
P：
不抗病高产 抗病低产 不抗病高产
F1：
配子： 单倍体： 纯合子：
【规律方法】杂交育种方法归纳
(1)对于植物而言，杂交育种的方法流程一般是杂 交后连续自交选育。 (2)对于动物而言，育种程序如下：亲本杂交→子 一代互相杂交→对子二代测交→选出符合要求的 子二代的纯合子。
从杂交育种到基因工程
杂交育种能否应用于微生物育种？试分析原因。
提示：不能。杂交育种利用基因重组的原理，一般发生在
有性生殖的减数分裂过程中；微生物一般不进行减数分裂，
故不用杂交育种。
提醒：(1)杂交育种只能利用已有的基因重新组合，按需
要选择，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
产棉花新品种，研究人员将诱变Ⅰ代中棕色、高酚植株自交。
D
C.高产优质杂交水稻和青霉素高产菌株 D.无子西瓜和八倍体小黑麦
7.下面①～⑤表示农业上常用的育种方式图解：
①甲品种×乙品种→F1→自交→F2→人工选择(汰劣留良)→自交
→F3→人工选择→自交„„→性状稳定的优良品种。 ②甲品种×乙品种→F1→F1花药离体培养→若干单倍体幼苗→秋 水仙素处理芽尖→若干植株→人工选择→性状稳定的新品种。请 分析回答下列问题：
C.前一种方法的原理是基因重组，原因是非同源染色体自由
组合 D.后一种方法的原理是染色体变异，这是由于染色体结构发 生改变
3.用基因工程技术可使大肠杆菌合成人的蛋白质。下列
叙述不正确的是
B
A.常用相同的限制性核酸内切酶处理目的基因和质粒
B.DNA连接酶和RNA聚合酶是构建重组质粒必需的工具酶
C.可用含抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重 组质粒 D.导入大肠杆菌的目的基因不一定能成功表达
(3)棕色棉抗虫能力强，低酚棉产量高。为了获得抗虫、高 每株自交后代种植在一个单独的区域，从不发生性状分离 的 区域中得到纯合棕色、高酚植株。请你利用该纯合子作为一 个亲本，再从诱变Ⅰ代中选择另一个亲本，设计一方案，尽 快选育出抗虫高产(棕色、低酚)的纯合棉花新品种(用遗传 图解和必要的文字表示)。
体，只能进行无性生殖的个体无法通过杂交育种培育新
品种。
(记下原理、优点)
设计遗传育种类实验
1.思路分析
(1)育种常用的方式方法：杂交育种、单倍体育种、多倍体育种、 诱变育种、基因工程育种和细胞工程育种。 (2)设计实验的思路
明确育种目标和要求
确定育种材料
分析育种材料的生物载种子的条件是____(填字母)；此变异对人 E 类的影响是____(填字母)，所以要对其进行人工选择。
A.干燥 B.萌动 C.休眠 D.完全有益 E.不完全有益 F.完全有害 (5)第⑤种方法培育的新生物个体可以表达出甲种生物的遗传信息， 该表达过程包括遗传信息的 转录和翻译 。在合成蛋白质的过程
5.农科所通过如图育种过程培育出了高品质的糯小麦,相关叙述正 确的是
B
A.该育种过程中运用的遗传学原理是基因突变
B.要获得yyRR，b过程需要进行不断的自交来提高纯合率
C.a、c过程都需要使用秋水仙素，都作用于萌发的种子
D.a过程能提高突变率，明显缩短育种年限
6.培育原理相同的一组是 A.太空椒和抗虫棉 B.无子番茄和番茄-马铃薯
杂交 (1)第①种方法属于常规的_____育种，选中的个体还需要经过若
干代自交、鉴别，直到不发生性状分离为止，这是由于新品种一
纯合子 定是___________。
(2)在第②种方法中，我们若只考虑F1分别位于n对同源染色体上
2n 的n对等位基因，则利用其花药离体培育成的小苗应_____种类型
(理论数据)。
比较DNA连接酶和DNA聚合酶 (1)DNA连接酶：在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键。 (2)DNA聚合酶：可将单个的脱氧核苷酸加到已有的脱氧 核苷酸片段上，形成磷酸二酯键。 (3)相同点：这两种酶是由蛋白质构成的，可以形成两 个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键。
1.下列不属于诱变育种的是
D
A.用一定剂量的γ 射线处理，引起变异而获得新性状 B.用X射线照射处理，得到高产青霉素菌株 C.用亚硝酸处理，得到动物和植物的新类型 D.人工种植的马铃薯块茎逐年变小
4.生物界广泛存在着变异，人们研究并利用变异可以培育 高产、优质的作物新品种。下列能产生新基因的育种方式
是
B
A.“杂交水稻之父”袁隆平通过杂交技术培育出高产的超
级稻
B.用X射线进行大豆人工诱变育种，从诱变后代中选出抗
病性强的优良品种
C.通过杂交和人工染色体加倍技术，成功培育出抗逆能力 强的八倍体小黑麦 D.把合成β -胡萝卜素的有关基因转进水稻，育成可预防 人类VA缺乏症的转基因水稻
设计具体的育种程序
2.案例分析
(1)原理：基因重组。 (2)方法流程(对植物而言) ①杂交→自交→选种→自交(选显性性状)。 ②杂交→自交→选种(选隐性性状)。 ③杂交→杂种。 (3)实例 通过杂交育种方法，利用高产不抗病(DDtt)小麦和低产 抗病(ddTT)小麦培育出高产抗病(DDTT)小麦新品种。