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·1·黄岛五中2014—2015学年度高三第一学期生物学案命题人:王在芹审核人：全体成员使用时间：2014、11、二次批阅时间：班级：姓名：课题生物的育种编号017课前探究案【预习目标】能够说出各种育种方法的原理、过程和特点【知识梳理】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【练一练1】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，这种水稻出现的原因是（）A．基因突变B．基因重组C．染色体变异D．环境条件的改变二、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。【思考】诱变育种依据的遗传学原理是，发生在时期。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。【思考】与杂交育种相比，诱变育种有的优点。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。【练一练2】诱变育种能使植物体产生更多的突变个体，生物细胞对辐射、化学诱变剂敏感的时期是细胞分裂的（）A、间期B、前期C、后期D、末期三、单倍体育种1．原理：。2．人工诱导单倍体的方法：。3．单倍体育种的优点：（1）（2）【练一练3】下列技术中不能获得抗锈高产小麦新品种的是（）A.诱变育种B.细胞融合C.花粉离体培养D.转基因四、多倍体育种·2·1．原理：。2．人工诱导多倍体的方法：处理的种子或幼苗（常用），处理。3．多倍体植株的特点：。4．实例：三倍体无籽西瓜【练一练4】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从而产生新性状五、基因工程(基因工程育种)1．概念：又叫或。即按照人们的意愿，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，地改造生物的遗传性状(操作水平为DNA分子水平)2．原理：不同物种间的。3．步骤：提取→目的基因与结合→将目的基因受体细胞→目的基因的。【思考】重组成功的标志是获得产物4．工具：（1）基因的“剪刀”——，一种限制酶只能识别。（2）基因的“针线”——，作用部位是。（3）基因的——将外源基因送入受体细胞，常用的运载体有。【思考】限制酶的作用部位是。5.特点：（1）优点：目的性，育种周期短；克服了的障碍。（2）缺点：技术复杂，安全性问题多，有可能引发生态危机。【练一练5】下列有关基因工程技术的叙述中，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、只要目的基因进入了受体细胞就能成功实现表达【预习检测】1、杂交育种依据的主要遗传学原理是（）A、基因突变B、染色体变异C、自由组合D、染色体交叉互换2．下列高科技成果中，根据基因重组原理进行的是（）①我国科学家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻②我国科学家将苏云金杆菌的某些基因移植到棉花体内，培育出抗虫棉③我国科学家通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒④我国科学家通过体细胞克隆技术培养出克隆牛A.①B.①②C.①②③D.②③④3、能够使植物体表达动物蛋白的育种方法是（）A．单倍体育种B．杂交育种C．基因工程育种D．多倍体育种4、对下列有关实例形成原理的解释，正确的是（）A.无子番茄的获得是利用了多倍体育种原理B.培育无子西瓜利用了单倍体育种原理C.培育青霉素高产菌株是利用了基因突变原理D.“多利”羊获得是利用了杂交育种原理·3·课内探究案【学习目标】1掌握生物育种方式的基本原理、过程、方法及特点（优点、缺点）。2能根据育种方式的特点，选择合适的育种方案。3能科学规范的写出几种常用的育种过程遗传图解。一、植物育种：【典例1】已知水稻的高秆（D）对矮秆（d）为显性，抗锈病（T）对易染锈病（t）为显性，两对性状独立遗传。现有高秆抗锈病、矮秆易染病两纯系品种。育种学家期望获得符合人们生产需要的矮杆抗锈病水稻新品种，为此可采用哪些育种方式得到该优良品种？【思维拓展】1、上题育种过程中植株产生能稳定遗传的矮杆抗锈的种子至少需要多少年？。2、产生能稳定遗传的矮杆抗锈的植株至少需要多少年？。3、若想使获得的水稻种子更大，营养物质含量更丰富，产量更高，应怎样培育？针对练习1：（2013浙江卷）（18分）在玉米中，控制某种除草剂抗性（简称抗性，T）与除草剂敏感（简称非抗，t），非糯性（G）与糯性（g）的基因分别位于两对同源染色体上。有人以纯合的非抗非糯性玉米（甲）为材料，经过EMS诱变处理获得抗性非糯性个体（乙）；甲的花粉经EMS诱变处理并培养等，获得可育的非抗糯性个体（丙）。请回答：（1）获得丙的过程中，运用了诱变育种和________育种技术。（2）若要培育抗性糯性的新品种，采用乙与丙杂交，F1只出现抗性非糯性和非抗非糯性的个体；从F1中选择表现为____的个体自交，F2中有抗性糯性个体，其比例是_____。（3）采用自交法鉴定F2中抗性糯性个体是否为纯合子。若自交后代中没有表现型为_______的个体，则被鉴定个体为纯合子；反之则为杂合子。请用遗传图解表示杂合子的鉴定过程。·4·（4）拟采用转基因技术改良上述抗性糯性玉米的抗虫性。通常从其它物种获得________，将其和农杆菌的________用合适的限制性核酸内切酶分别切割，然后借助_________连接，形成重组DNA分子，再转移到该玉米的培养细胞中，经筛选和培养等获得转基因抗虫植株。二、动物育种：【典例2】在家兔中黑色（B）对褐色（b）为显性，短毛（E）对长毛（e）为显性，这些基因是独立分配的。现有纯合黑色短毛兔和褐色长毛兔（雌雄均有）。试回答下列问题：（1）试设计培育出能稳定遗传的黑色长毛兔的育种方案①；②；③。（2）F2中黑色长毛兔的基因型有和两种，其纯合体占黑色长毛兔总数的，杂合体占F2总数的。【归纳点拨】⑴杂交育种原理：。⑵方法步骤：植物杂交育种：选择合适的亲本进行杂交得到F1→→筛选出符合要求的表现型→直至不发生为止动物杂交育种：选择合适的亲本进行杂交得到F1→→筛选出符合要求的表现型→对筛选出来的个体进行从而选出所需的纯合子。（3）从F2中进行筛选的原因：。【提升】比较动植物育种的不同：（结合育种过程总结）1、植物杂交育种中纯合子的获得不能通过，只能通过逐代的方法获得。2、而动物杂交育种中纯合子的获得一般不通过，而通过的方法获得。针对练习2：某二倍体高等动物有多对较为明显的相对性状，基因控制情况见下表。显性纯合杂合隐性纯合B-b短毛长毛C-c黑色棕色白色在育种过程中用电离辐射处理该动物的受精卵，可能使B、b基因从原染色体(图1所示)随机断裂，然后随机结合在C、c所在染色体的上末端，形成末端易位。已知单个(B或b)基因发生染色体易位的个体由于同源染色体不能正常联会是高度不育的。现有一雄性个体在受精卵时给予电离辐射处理，欲确定该个体是否发生易位或发生怎样的易位，请设计实验来探究此结果，可用的方法是：_______________________对结果及结论的分析如下(只考虑Bb和Cc基因所控制的相对性状)：①若出现4种表现型子代，则该个体___________________________________________；·5·②若不能产生子代个体，则该个体发生__________________________________________；③若子代表现型及比例为长毛白色：长毛棕色为，则该个体B和b所在染色体都连在了C、c所在染色体的上末端。三、微生物育种（以细菌为例）【典例3】（1）野生青霉菌分泌的青霉素很少，怎样才能培育出青霉素产量很高的青霉菌株？（2）欲通过培养大肠杆菌获得人胰岛素，该用什么育种方法？针对练习3：[2014·江苏卷]下图是高产糖化酶菌株的育种过程，有关叙述错误的是()出发菌株――→X射线处理挑取200个单细胞菌株――→初筛选出50株――→复筛选出5株――→X射线处理多轮重复筛选A．通过上图筛选过程获得的高产菌株未必能作为生产菌株B．X射线处理既可以引起基因突变也可能导致染色体变异C．上图筛选高产菌株的过程是定向选择过程D．每轮诱变相关基因的突变率都会明显提高本节总结：(1)右图a、b、c分别代表了哪些育种方法？。（2）a过程使用秋水仙素处理的对象是，c过程使用秋水仙素处理的对象是。（3）a过程表示的育种方式与b过程表示的育种方式相比，其优点是。（4）能提高突变率的育种方法是，与b过程表示的育种方式相比，其优点是。（5）原核生物不能运用杂交的方法进行育种，原因是，如细菌的育种一般采用。请你对本节课你的学习情况进行自我评价。（等级：A:熟练掌握B：基本掌握C：一般D：不会）【巩固练习】1、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，最简便的方法是()A．单倍体育种B．杂交育种C．人工诱变育种D．细胞工程育种内容能熟练说出常见育种方法所依据的原理能根据需要选择合适的育种方法能科学规范的书写遗传图解等级（ABCD）·6·2、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从而产生新性状4、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，这种方法属常规育种，一般从F2开始选种，这是因为。A→B→C的途径表示育种，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选做题：1、有人试图利用细菌的抗病毒基因对不抗病大豆进行遗传改良，以获得抗病大豆品种。①构建含外源抗病毒基因的重组DNA分子时，使用的酶有______________________。②判断转基因大豆遗传改良成功的标准是__________________________________，具体的检测方法__________________________________________________。2、有人发现了一种受细胞质基因控制的大豆芽黄突变体（其幼苗叶片明显黄化，长大后与正常绿色植株无差异）。请你以该芽黄突变体和正常绿色植株为材料，用杂交实验的方法，验证芽黄性状属于细胞质遗传。（要求：用遗传图解表示）