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【考纲展示】1．生物变异在育种上的应用(Ⅱ)2．转基因食品的安全性问题(Ⅰ)【热点考向】1．诱变育种、杂交育种等育种方法的原理、应用2．基因工程在育种中的应用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。一、杂交育种1．概念：将两个或多个品种的通过交配集中在一起，再经过，获得新品种的方法。2．原理：。优良性状选择和培育基因重组杂交自交二、诱变育种1．概念：利用物理因素或化学因素处理生物，使生物发生，从而获得优良变异类型的育种方法。2．原理：。3．特点：可以，在较短时间内获得更多的优良变异类型。基因突变基因突变提高突变率三、基因工程1．概念：又叫基因拼接技术或，是按照人们的意愿，把一种生物的提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，地改造生物的遗传性状。2．基本工具(1)基因的剪刀：。(2)基因的针线：。(3)基因的运载体：常用的有、噬菌体和等。DNA重组技术某种基因定向DNA限制性内切酶DNA连接酶质粒动植物病毒4．操作步骤(1)提取。(2)目的基因与结合。(3)将目的基因导入。(4)目的基因的。5．应用基因工程主要在、药物研制和等方面取得了重大成就。目的基因运载体受体细胞检测和鉴定作物育种环境保护名称原理方法优点缺点应用杂交育种基因重组杂交↓自交↓筛选使分散在同一物种不同品种中的多个优良性状集中于同一个体上①育种时间一般比较长②局限于同种或亲缘关系较近的个体③需及时发现优良品种用纯种高秆抗病小麦与矮秆不抗病小麦培育矮秆抗病小麦培育杂合子品种：一般是选取纯合双亲子一代年年制种杂交水稻、杂交玉米等名称原理方法优点缺点应用诱变育种基因突变诱变因素处理后筛选提高变异频率，加快育种进程，大幅度改良某些性状盲目性大，有利变异少，工作量大，需要大量的供试材料高产青霉菌名称原理方法优点缺点应用单倍体育种染色体变异杂交↓F1↓花药离体培养↓秋水仙素加倍↓幼苗↓选育明显缩短育种年限，子代均为纯合子，加速育种进程技术复杂用纯种高秆抗病小麦与矮秆不抗病小麦快速培育矮秆抗病小麦名称原理方法优点缺点应用多倍体育种染色体数目变异用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗操作简单，能较快获得所需品种所获品种发育延迟，结实率低，一般只适用于植物三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦基因工程育种基因重组提取目的基因→目的基因与运载体结合→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定→筛选获得优良个体①目的性强，育种周期短；②克服了远缘杂交不亲和的障碍技术复杂，安全性问题多，有可能引起生态危机转基因“向日葵豆”、转基因抗虫棉基因工程育种可按照人们的意愿定向培育新品种，且可突破生殖隔离，实现不同物种间的基因重组。[例1]如图是植物育种方式的简要概括图，请据图回答：(1)①→④表示的育种方法称为________，这种育种方式的目的是______________________________________________________________________________________________；同上述育种方式比较，①→⑤→⑧育种方式的优越性主要表现在______________。(2)⑨方法所运用的原理是________________。过程⑪常用__________________处理萌发的种子或幼苗。(3)过程⑬使用的生物技术是______________，该育种方式的最大优点是_______________________________________。[课堂笔记]图中①→④是杂交育种，其目的是将两个或多个优良性状通过杂交集中在一起，依据的原理是基因重组。图中①→⑤→⑧是单倍体育种，其最大的优点是明显缩短了育种年限。(2)图中⑨→⑩是诱变育种，依据的原理是基因突变。⑪→⑫是多倍体育种，常用秋水仙素(低温)处理萌发的种子或幼苗。(3)过程⑬是基因工程育种，其优点是能定向改造生物的性状，克服远缘杂交不亲和的障碍。[答案](1)杂交育种将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起明显缩短育种年限(2)基因突变秋水仙素(或低温)(3)转基因技术按照人们的意愿直接定向改变生物性状(目的性强、育种周期短、克服远缘杂交不亲和的障碍)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一、操作工具1．基因的“剪刀”——限制性核酸内切酶(简称限制酶)(1)存在：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。(4)切割结果：产生2个带有黏性末端的DNA片段。(5)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。2．基因的“针线”——DNA连接酶DNA连接酶的作用是在DNA分子连接过程中，黏合脱氧核糖和磷酸之间的缺口。如果把DNA分子看成“梯子形”，DNA连接酶的作用是把梯子的扶手连接起来。3．常用的运载体——质粒(1)本质：小型环状DNA分子。(2)作用①作为运载工具，将目的基因送到宿主细胞中去；②用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。(3)作为运载体应具备的条件：①能在宿主细胞内稳定保存并大量复制；②有多个限制酶切点；③有标记基因。二、操作步骤[例2](2010·河源质检)以下说法正确的是()A．所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列B．质粒是基因工程中唯一的运载体C．运载体必须具备的条件之一是：具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接D．DNA连接酶使黏性末端的碱基之间形成氢键[课堂笔记]选每一种限制酶只能识别一种(或者一类)特定的核苷酸序列，不同的限制酶所识别的序列不同；质粒是常用的运载体，但不是唯一的。DNA连接酶连接的是两个被限制酶切割的DNA片段的切口，互补的碱基之间通过氢键连接。C回顾考情从近几年新课标地区生物试题看，考查点主要在以下几个方面：1．生物育种方法的比较与选择。如2007年山东卷第26题考查了诱变育种、单倍体育种和杂交育种；2009年广东卷第33题，综合考查了单倍体育种和诱变育种。2．对于基因工程的考查，多在选修内容中涉及。瞻望考向生物育种综合了遗传规律与变异及进化的有关内容，知识考查点全面，因此一直是高考命题的热点。试题多以简答题形式考查，也可以育种方案设计等实验题形式考查。为了快速培育抗某种除草剂的水稻，育种工作者综合应用了多种育种方法，过程如下。请回答问题。(1)从对该种除草剂敏感的二倍体水稻植株上取花药离体培养，诱导成________幼苗。(2)用γ射线照射上述幼苗，目的是________；然后用该除草剂喷洒其幼叶，结果大部分叶片变黄，仅有个别幼叶的小片组织保持绿色，表明这部分组织具有________。命题设计(3)取该部分绿色组织再进行组织培养，诱导植株再生后，用秋水仙素处理幼苗，使染色体________，获得纯合____________，移栽到大田后，在苗期喷洒该除草剂鉴定其抗性。(4)对抗性的遗传基础做进一步研究，可以选用抗性植株与________杂交，如果________，表明抗性是隐性性状。F1自交，若F2的性状分离比为15(敏感)∶1(抗性)，初步推测________。【解题指导】二倍体水稻经花药离体培养可形成单倍体幼苗。用γ射线对单倍体幼苗进行照射的目的是诱导产生抗除草剂的水稻幼苗，除草剂处理后叶片仍保持绿色的植株表明组织内含有抗该除草剂的基因。单倍体幼苗经秋水仙素处理后，使其染色体数加倍，从而获得纯合二倍体。选用抗性水稻与敏感水稻进行杂交，如果F1表现为抗该除草剂，表明抗该除草剂为显性性状，如果F1表现敏感则表明抗该除草剂为隐性性状。F1自交后得F2的性状分离比15∶1，可初步推测水稻的抗除草剂性状由两对基因控制，基因型为双隐性时才表现抗该除草剂，否则表现为敏感型。【答案】(1)单倍体(2)诱发基因突变抗该除草剂的能力(3)加倍二倍体(4)(纯合)敏感型植株F1都是敏感型该抗性植株中有两个基因发生了突变探究性生物学实验的设计方法探究性生物学实验应在明确实验要求、目的的前提下，遵循实验设计“操作方便、程序合理、药品节约、依据现象推测结论”的原则进行设计，一般可分为以下几个环节：理论指导1．理论假设的提出根据题目要求，确定实验的条件即实验变量x，实验中要注意控制“变量”。一般只确定一个变量，即唯一一个对实验结果可能产生影响的变量。在此基础上提出理论假设，它常常可以描述为：“当条件x存在时，事件P(实验现象)可能发生；当条件x改变时，若事件P发生，能得出何结论：当事件P不发生，能得出何结论。”2．设计探究性假设分五个实验步骤进行：(1)实验准备，包括必要的实验器材及实验药品的准备；(2)满足条件x，设计一个实验，观察事件P能否发生；(3)条件x改变，设计一个实验，观察事件P能否发生，发生的程度如何？(4)设计对照实验。对照实验是实验设计时必须遵循的原则，对照的常用方法有以下几种：空白对照：不给对照组任何处理因素；条件对照：虽然给对照组施以部分实验因素，但不是所要研究的实验因素；自身对照：对照和实验都在同一研究对象上进行；相互对照：不单独设立对照组，而是几个实验组相互对照；(5)梳理，实验是否遵循“单因子变量”、“平行重复”原则。3．观察、记录和结论仔细观察并准确记录实验现象，并根据实验现象做出相应的结论，一般规律是：(1)若条件x存在，事件P能发生，条件x改变，事件P不能发生(或发生程度改变)，结论是“________”。(2)若条件x存在，事件P能发生，条件x改变，事件P能发生(或发生程度改变)，结论是“________”。(3)若条件x存在，事件P不能发生，条件x改变，事件P能发生(或发生程度改变)，结论是“________”。普通小麦中有高秆抗病(TTRR)和矮秆易感病(ttrr)两个品种，控制两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。实验小组利用不同的方法进行了如下三组实验：命题设计请分析回答：(1)A组由F1获得F2的方法是________，F2矮秆抗病植株不能稳定遗传的占__________。(2)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类矮秆抗病植株中，最可能产生不育配子的是________类。(3)A、B、C三组方法中，最不容易获得矮秆抗病小麦品种的是________组，原因是____________。(4)通过矮秆抗病Ⅱ获得矮秆抗病小麦新品种的方法是__________________。获得的矮秆抗病植株中能稳定遗传的占__________________。(5)在一块高秆(纯合体)小麦田中，发现了一株矮秆小麦。请设计实验方案探究该矮秆性状出现的可能原因(简要写出所用方法、结果和结论)。【解题指导】(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和ttRr，其中，不能稳定遗传的(ttRr)在矮抗植株中占2/3。(2)B组中矮秆抗病类型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为杂交育种，B为单倍体育种，C为诱变育种，因诱变育种具有突变率低且不定向等特点，所以C组最不易获得矮秆抗病品种。(4)矮秆抗病Ⅱ是单倍体，要经过秋水仙素(或低温)诱导染色体加倍，才能得到矮秆抗病小麦新品种，基因型为ttRR，全部为纯合体。(5)一块高秆(纯合体)小麦田中，发现了一株矮秆小麦，属于变异。导致变异的原因有两种：环境条件导致的不可遗传的变异和遗传物质变化引起的可遗传的变异，所以探究该矮秆性状出现可能原因的实