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学案23从杂交育种到基因工程课前探究案【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六、基因工程的应用1．作物育种：利用的方法，获得高产、稳产和具有的农作物，培育出具有各种的作物新品种；如抗虫棉。2．药物研制：利用基因工程，培育转基因生物，利用转基因生物生产出各种的药品，如胰岛素、干扰素和乙肝疫苗等。3．环境保护：利用转基因细菌降解的化合物，分解泄漏石油，处理工业废水等。【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、科学家们经过多年的努力，创立了一种新兴生物技术——基因工程，实施该工程的最终目的是（）A．定向提取生物体的DNA分子B.定向对DNA分子进行人工“剪切”C．在生物体外对DNA分子进行改造D.定向地改造生物的遗传性状学案23从杂交育种到基因工程（课内探究案）第一课时【探究目标】1.掌握杂交育种的过程，并能够区分动植物杂交育种的区别。2.掌握诱变育种的原理、应用。3.掌握单倍体育种的过程，并能够区分单倍体育种和杂交育种的不同。【探究过程】考点一、杂交育种的分析【典例1】番茄是自花受粉植物，已知红果（Ｒ）对黄果（ｒ）为显性，正常果形（Ｆ）对多棱果形（ｆ）为显性。以上两对基因分别位于非同源染色体上，现有红色正常果品种、黄色多棱果品种、黄色正常果品种（均为纯合子），育种学家期望获得红色多棱果形的新品种，为此进行了杂交。请回答下列问题：（1）应选用以上哪两个品种作为杂交亲本？（2）在Ｆ2中红色多棱果形植株出现的比例是在Ｆ2中能稳定遗传红色多棱果形植株出现的比例是（3）某同学设计了如下的遗传图解来表示该育种过程，请补充完善如何获得F3，并写出F3代基因型、表现型。请用简洁的语言准确描述该育种过程。第一年：第二年：第三年：第四年：【思维拓展】1、上题育种过程中植株产生能稳定遗传的红色多棱果番茄种子至少需要多少年？。产生能稳定遗传的红色多棱果番茄的植株至少需要多少年？。要选育出能稳定遗传的红色多棱果品种至少需要多少年？。如何操作？。。2、杂交育种（填“能”或“不能”）应用于大肠杆菌，原因是。【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。【提升】植物杂交育种中纯合子的获得不能通过测交，只能通过逐代自交的方法获得；而动物杂交育种中纯合子的获得一般不通过逐代自交，而通过测交的方法获得。【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：。【变式训练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．细胞工程育种考点二、诱变育种的分析【典例3】我国运用返回式运载卫星搭载水稻种子，返回地面后种植，培育出的水稻穗长粒大，亩产达600kg，最高达750kg，蛋白质含量增加8%～20%，生长期平均缩短10天。请回答：（1）水稻性状的改变是由于太空中的作用导致了其种子发生了。（2）这种育种方式叫，其优点是；缺点是。【思维拓展】对于搭载的作物种子有什么要求？。原因是。【归纳点拨】（1）诱变育种的原理：。（2）诱变育种与杂交育种相比，最大的区别是。【变式训练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高秆抗锈病小麦矮杆不抗病小麦选出符合要求的品种D.能够明显缩短育种年限，后代性状稳定快考点三、单倍体育种【典例4】用纯种的高秆（D）抗锈病（T）小麦与矮秆（d）易染锈病（t）小麦培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法如下，下列有关此育种方法的叙述正确的是（）①②③④→F1→配子→幼苗→A．过程①是杂交B．过程②为有丝分裂C．过程③必须经过受精作用D．过程④必须使用生长素处理【思维拓展】1、单倍体育种时秋水仙素处理的是，多倍体育种时秋水仙素处理的材料是。2、秋水仙素的作用原理是作用时期。3、如果秋水仙素作用于细胞间期，会引起变异。4、花药离体培养获得单倍体植株属于有性生殖还是无性生殖？【归纳点拨】1．单倍体育种的一般步骤：选择亲本→有性杂交→F1产生的花粉离体培养获得植株→获得可育纯合子→。2．单倍体育种一般需要年。【变式训练3】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再自交得F2；另一种方法是用F1的花药进行离体培养，再用秋水仙素处理幼苗得到相应植株。下列叙述正确的是（）A.前一种方法所得的F2中重组类型和纯合子各占5/8、1/4B.后一种方法所得的植株中可用于生产的类型比例为2/3C.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，是由于染色体结构发生改变【当堂检测】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（）A.b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【课堂小结】(1)上题a、b、c分别代表了哪些育种方法？。(2)a过程表示的育种方式，获得单倍体常用的方法是。（3）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。（4）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。（5）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。（6）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学案23从杂交育种到基因工程（课内探究案）第二课时【探究目标】1.掌握多倍体育种的过程，理解同源多倍体和异源多倍体的区别2.熟练掌握基因工程育种的工具和步骤3.理解各育种方法之间的区别【探究过程】考点四、多倍体育种【典例1】图甲是三种不同植物形成普通小麦的过程示意图；图乙是某实验小组利用普通小麦中的高秆抗病（TTRR）和矮秆易感病（ttrr）两个品种（两对性状独立遗传），通过三种不同途径培育矮杆抗病小麦品种的过程图解。⑴图甲中杂种一、杂种二具有的染色体组数分别是、个，经过①、②过程后形成二粒小麦和普通小麦的过程与图乙中组有相似之处，其育种原理都是，①、②过程常用的方法是：，其作用机理是：。⑵依据普通小麦的形成原理，我国育种专家以普通小麦和二倍体小黑麦（以C表示它的一个染色体组）为育种材料人工创造出了一种新型的小黑麦，请你利用图示说明一下其大致培育过程。[归纳总结]1.原理：2.方法：。（1）同源多倍体育种，如：（2）异源多倍体育种，如：3.优点：。4.缺点：只适于植物，。【变式训练1】现有味甘汁多、消暑解渴、稳定遗传的绿皮(G)红瓤(R)小子(e)西瓜品种甲与白皮(g)黄瓤(r)大子(E)西瓜品种乙，三对基因自由组合。已知西瓜的染色体数目2n＝22，请根据下面提供的西瓜育种流程图回答有关问题：(1)图中①过程所用的试剂是________________，通过②途径培育无子西瓜的方式叫做__________，所结西瓜果实的基因型和表现型分别为____________、____________。(2)通过③培育无子西瓜时所用的试剂为________，施用的时机和部位是、。(3)在显微镜下检查④过程得到杂种细胞的染色体数目，观察的最佳时期为，看到的染色体数目应是________条。考点五、基因工程育种【典例2】下列各项中，a、b、c、d代表的结构正确的是（）A．a——质粒RNAB．b——DNA连接酶C．c——限制性内切酶D．d——外源基因【归纳总结】基因工程育种与其它