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第6章从杂交育种到基因工程考纲考情三年15考高考指数：★★★★★1.生物变异在育种上的应用Ⅱ2.转基因食品的安全Ⅰ三年考题2014年(7考)：新课标全国卷ⅠT32，江苏T7、T13，天津T4，浙江T6，四川T5，安徽T312013年(3考)：江苏T11、T25，浙江T322012年(5考)：新课标全国卷T40，江苏T28，天津T2，浙江T32，海南T31考情播报1.考查内容：主要是作物育种的方法、原理、流程及基因工程的工具、操作过程。2.考查方式：常与实践应用相结合，以实验设计题、图解题形式综合考查孟德尔遗传定律、变异原理的运用。3.考查题型：选择题和非选择题都有，以非选择题为主，属中高档题。【知识梳理】一、杂交育种与诱变育种1.杂交育种：(1)概念：将___________品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过_____和_____，获得新品种的方法。(2)原理：_________。(3)过程：选择具有不同优良性状的亲本→_____，获得F1→F1_____→获得F2→鉴别、选择需要的类型→优良品种。(4)优点：可以把___________________集中在一起。(5)应用：培育性状重组型优良品种。两个或多个选择培育基因重组杂交自交多个品种的优良性状2.诱变育种：(1)概念：利用物理因素或化学因素来处理生物，使生物发生__________，从而获得优良变异类型的育种方法。(2)原理：_________。(3)过程：选择生物→诱发基因突变→选择_________→培育。(4)特点。①可以提高_______，在较短时间内获得更多的优良变异类型。②大幅度地改良某些性状。③具有盲目性，需大量处理材料。(5)应用：培育具有_______的品种。基因突变基因突变理想类型突变率新性状3.生物育种原理、方法、实例(连线)：二、基因工程的概念及其应用1.基因工程的概念：别称_________技术或________技术操作环境生物体体外操作对象________操作水平_____水平基本过程剪切、拼接、导入、表达意义_____改造生物的遗传性状基因拼接DNA重组DNA分子分子定向2.工具：(1)剪刀与针线(如图)：①a：基因的“剪刀”：_________________。②b：基因的“针线”：__________。(2)基因的“运输工具”：_______，常用_____、噬菌体、动植物病毒等。限制性核酸内切酶DNA连接酶运载体质粒3.基本步骤：目的基因运载体受体细胞检测与鉴定4.基因工程的应用：(1)作物育种(2)(3)环境保护：利用___________降解有毒有害的化合物，吸收环境中的重金属，分解泄漏的石油，处理工业废水等。目的：培育出具有各种_______的作物新品种实例：抗棉铃虫的_____________意义：减少了_____用量，保护环境抗逆性转基因抗虫棉农药大肠杆菌转基因细菌5.基因工程的安全性：严格控制大范围推广【小题快练】1.考题诊断：(1)(2013·全国卷T5D)用射线照射大豆使其基因结构发生改变，获得种子性状发生变异的大豆。()【分析】射线照射可以引起基因中碱基对的增添、缺失或替换，引起基因突变，从而导致性状发生改变。√(2)(2013·全国卷T5C)将含抗病基因的重组DNA导入玉米细胞，经组织培养获得抗病植株。()【分析】植物基因工程育种，目的基因导入受体细胞后，需要经过植物组织培养过程形成植株。√2.易错诊断：(1)在诱变育种和杂交育种过程中均可产生新的基因和新的基因型。()【分析】杂交育种的原理是基因重组，不能产生新的基因，只能产生新的基因型。×(2)太空育种能按人的意愿定向产生所需优良性状。()【分析】太空育种的原理是基因突变，而基因突变是不定向的，此育种方式不能定向获得新品种。(3)培育无子西瓜是利用基因重组的原理。()【分析】无子西瓜的培育是利用染色体变异的原理。××3.教材研习：(必修2P101基础题T3改编)利用60Co可进行诱变育种，有关说法错误的是()A.利用60Co放出的γ射线照射种子时一般不选用干种子B.若处理后的种子萌发后不具备新性状，即可抛弃C.处理后只有少部分种子将发生基因突变D.产生的新性状大多对生产不利【解析】选B。基因突变多发生于DNA复制时期，晒干的种子细胞分裂较慢，难以发生基因突变，A项正确；种子可能产生隐性突变，当代不表现有关性状，B项错误；基因突变发生频率较低，只有少部分种子发生基因突变，C项正确；基因突变具有多害少利性，D项正确。4.可改变原有基因的分子结构的育种方法有()A.杂交育种B.诱变育种C.多倍体育种D.单倍体育种【解析】选B。诱变育种的原理是基因突变，基因突变可改变基因的分子结构。5.两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.单倍体育种B.杂交育种C.人工诱变育种D.多倍体育种【解析】选B。杂交育种是常规育种方法。两个亲本的基因型为AAbb和aaBB，通过杂交育种，在F2中即可获得基因型为aabb的新品种。单倍体育种过程较复杂，操作要求高；诱变育种需处理大量的实验材料。6.通过单倍体的途径培育小麦新品种可以大大缩短育种年限，培育单倍体幼苗所用的花药应取自()A.某一优良品种B.被确定为父本的植株C.F1D.F2【解析】选C。F1中含有来自双亲的不良基因和优良基因，通过减数分裂产生的配子可能只含有优良基因，通过单倍体育种可快速培育出具有优良性状的纯合子。7.玉米的种植面积越来越大，农民需要每年购买玉米杂交种子，不能自留种子来年再种的原因是()A.自留种子发芽率低B.杂交种都具有杂种优势C.自留种子容易患病虫害D.杂交种的有性繁殖后代会发生性状分离【解析】选D。玉米杂交种利用的是作物的杂种优势。杂交种的有性繁殖后代会发生性状分离。8.下列属于利用基因工程技术培育新品种的是()A.耐寒的小黑麦B.抗棉铃虫的转基因抗虫棉C.太空椒D.试管牛【解析】选B。耐寒的小黑麦是多倍体育种产生的；抗棉铃虫的转基因抗虫棉是基因工程培育的新品种；太空椒是诱变育种产生的；试管牛是通过胚胎工程育种。【速记卡片】1.杂交育种的两个特点：能将多个优良性状集中到同一生物个体上；耗时较长。2.诱变育种的方法和特点：(1)两种诱变方法：物理诱变、化学诱变。(2)两个特点：多害少利；能产生新基因，创造生物新类型。3.基因工程的三种工具：(1)限制性核酸内切酶：能识别并切割特定的核苷酸序列。(2)DNA连接酶：连接两个DNA片段之间的脱氧核糖和磷酸。(3)运载体：将外源基因送入受体细胞。常用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等。考点一五种育种方法的比较原理常用方式优点缺点举例杂交育种基因重组杂交↓自交↓选种↓自交①使不同个体优良性状集中在一个个体上②操作简便①育种时间长②局限于亲缘关系较近的个体矮秆抗病小麦原理常用方式优点缺点举例诱变育种基因突变物理因素、化学因素等提高变异频率，加速育种进程，大幅度改良性状有很大盲目性，有利变异少，需大量处理实验材料青霉素高产菌株单倍体育种染色体变异花药离体培养→用秋水仙素处理明显缩短育种年限技术复杂，需与杂交育种配合单倍体育种获得矮秆抗病小麦原理常用方式优点缺点举例多倍体育种染色体变异用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗器官大，提高营养物质含量只适用于植物，发育延迟，结实率低三倍体无子西瓜基因工程育种基因重组将一种生物的特定基因转移到另一种生物细胞中打破物种界限，定向改造生物的遗传性状技术复杂，生态安全问题较多转基因抗虫棉的培育【高考警示】不同育种方法需注意的问题(1)诱变育种：多用于植物和微生物。原核生物不能进行减数分裂，所以不能运用杂交的方法进行育种，如细菌的育种一般采用的方法是诱变育种。(2)杂交育种：不一定需要连续自交。若选育显性优良纯种，需要连续自交筛选，直至性状不再发生分离；若选育隐性优良纯种，则只要出现该性状个体即可。(3)花药离体培养≠单倍体育种：花药离体培养只是其中的一个程序，要想得到可育的品种，一般还需要用秋水仙素处理单倍体使染色体数目加倍。【考题回访】1.(2014·江苏高考)下图是高产糖化酶菌株的育种过程，有关叙述错误的是()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【解题指南】隐含知识：该菌株能形成糖化酶，则一定是真核生物，因为蛋白质的糖化是在内质网中完成的，所以该菌株能发生染色体变异。【解析】选D。本题考查基因突变的特点和诱变育种过程。图示育种过程为诱变育种，由于基因突变是不定向的，该过程获得的高产菌株不一定符合生产的要求，A正确；X射线处理既可以引起基因突变，也可能导致染色体变异，B正确；上图筛选高产菌株的过程是定向选择符合人类特定要求菌株的过程，C正确；相同的射线每轮诱变相关基因的突变率不会明显提高，因为每轮诱变的不一定是相同基因，故D错误。【延伸探究】上题在高产糖化酶菌株定向筛选的过程中能否说明基因突变是定向的？提示：不能。定向选择符合人类特定要求的菌株，关键在于“人类定向选择”，而非基因突变具有定向性。2.(2013·江苏高考改编)现有小麦种质资源包括：①高产、感病；②低产、抗病；③高产、晚熟等品种。为满足不同地区及不同环境条件下的栽培需求，育种专家要培育3类品种：a.高产、抗病；b.高产、早熟；c.高产、抗旱。下述育种方法可行的是()A.利用①③品种间杂交筛选获得aB.对品种③进行染色体加倍处理筛选获得bC.a、b和c的培育均可采用诱变育种方法D.用转基因技术将外源抗旱基因导入③中无法获得c【解析】选C。本题考查育种的相关知识。A项中，①③不具有抗病基因，二者杂交不能获得a，故错误。B项中，③是高产、晚熟品种，染色体加倍之后，不能获得早熟性状，故错误。C项中，诱变育种具有不定向性，能获得大量变异性状，a、b和c的培育均可采用诱变育种方法，故正确。D项中，转基因技术可以定向改变生物的性状，将外源抗旱基因导入③中能获得c，故错误。【方法技巧】育种方法的选择技巧(1)一般育种。①一般作物育种可以选用杂交育种和单倍体育种。如果检测纯合子，则用测交或自交。②若既要检测纯合子又要分离纯合子时，如果优良性状是显性性状则用连续自交；如果优良性状是隐性性状则直接分离。(2)特殊育种。为了得到特殊性状，可以选择诱变育种或多倍体育种，如果将不同物种的性状组合在一起，可以选用基因工程等。3.(2014·安徽高考)香味性状是优质水稻品种的重要特性之一。(1)香稻品种甲的香味性状受隐性基因(a)控制，其香味性状的表现是因为，导致香味物质积累。(2)水稻香味性状与抗病性状独立遗传。抗病(B)对感病(b)为显性。为选育抗病香稻新品种，进行了一系列杂交实验。其中，无香味感病与无香味抗病植株杂交的统计结果如下图所示，则两个亲代的基因型是。上述杂交的子代自交，后代群体中能稳定遗传的有香味抗病植株所占比例为。(3)用纯合无香味植株作母本与香稻品种甲进行杂交，在F1中偶尔发现某一植株具有香味性状。请对此现象给出两种合理的解释：①；②。(4)单倍体育种可缩短育种年限。离体培养的花粉经脱分化形成，最终发育成单倍体植株，这表明花粉具有发育成完整植株所需的。若要获得二倍体植株，应在时期用秋水仙素进行诱导处理。【解题指南】(1)题干关键信息：“稳定遗传的有香味抗病植株”“偶尔”“秋水仙素进行诱导处理”。(2)图示信息：性状分离比为抗病∶感病=1∶1，无香味∶有香味=3∶1。【解析】本题考查基因对性状的控制及杂交育种、基因突变和单倍体育种等有关知识。(1)由题意可知，A基因存在无香味物质积累，可能A基因控制合成的酶促进了香味物质分解，而a基因不能控制合成分解香味物质的酶。(2)根据杂交结果：抗病∶感病=1∶1，无香味∶有香味=3∶1，可知亲本的基因型为Aabb、AaBb，则F1为1/8AABb、1/8AAbb、1/4AaBb、1/4Aabb、1/