必修2第10讲育种技术.

2015高考导航最新考纲考纲解读生物变异在育种上的应用Ⅱ三种可遗传变异在育种方面的应用及流程设计第10讲育种技术阅读教材P98-106的内容，完成面对面P130的知识清单填空。（6分钟）生物育种1．几种常见育种方法的比较杂交育种诱变育种单倍体育种多倍体育种基因工程育种原理基因重组基因突变染色体变异染色体变异基因重组杂交育种诱变育种单倍体育种多倍体育种基因工程育种常用方式①选育纯种：杂交―→自交―→选优―→自交②选育杂种：杂交―→杂交种辐射诱变、激光诱变、太空诱变花药离体培养，然后再使染色体数目加倍秋水仙素处理萌发的种子或幼苗转基因(DNA重组)技术将目的基因导入生物体内，培育新品种杂交育种诱变育种单倍体育种多倍体育种基因工程育种育种程序杂交育种诱变育种单倍体育种多倍体育种基因工程育种优点①使位于不同个体的优良性状集中到一个个体上②操作简便可以提高变异的频率、加速育种进程且大幅度地改良某些性状①明显缩短育种年限②所得品种为纯合子器官巨大，提高产量和营养成分打破物种界限，定向改变生物的性状缺点①育种时间长②不能克服远缘杂交不亲和的障碍有利变异少，需大量处理实验材料(有很大的盲目性)技术复杂且需与杂交育种配合只适用于植物，发育延迟，结实率低有可能引发生态危机杂交育种诱变育种单倍体育种多倍体育种基因工程育种应用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高产青霉菌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三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦转基因大豆、转基因抗虫棉2．新兴育种方法原理方法优点缺点应用太空育种基因突变太空失重、真空、高辐射环境诱变在地球重力场中无法完成的育种实验变为容易实现，为动、植物，微生物发生基因突变提供良好条件很多技术还不成熟；对太空育种的安全性有担忧太空椒、太空南瓜等太空作物原理方法优点缺点应用植物体细胞杂交植物细胞的全能性去壁→诱导融合→植物组织培养克服远缘杂交不亲和的障碍技术要求高白菜—甘蓝的培育动物体细胞核移植动物细胞核的全能性核移植→早期胚胎培养→胚胎移植用于繁育优良动物，挽救濒危物种成功率低，技术要求高用于疾病治疗的早期研究3．针对不同育种目标的育种方案育种目标育种方案集中双亲优良性状杂交育种(简捷、常规)单倍体育种(明显缩短育种年限)定向改造基因工程(将一种生物的某一性状转移到另一种生物中)植物细胞工程(植物体细胞杂交——集中两种生物优点于一体)无中生有诱变育种(提高基因突变的频率，期望获得理想性状)获得大型营养价值高的新种太空育种(利用太空环境取得意想不到的诱变效果)多倍体育种(利用多倍体的特点)1．思维误区误区1误认为单倍体育种就是花药离体培养辨析单倍体育种的目的是快速获得纯合个体，它只是利用了单倍体来达到育种的目的。单倍体育种包括两个关键技术＝花药离体培养(植物组织培养技术)＋诱导染色体加倍(一定浓度的秋水仙素处理)，其中花药离体培养只是获得单倍体幼苗的途径，单倍体幼苗需要及时诱导染色体加倍才能达到育种目的。误区2混淆“最简便”与“最快速”辨析“最简便”着重于技术含量应为“易操作”，如杂交育种，虽然年限长，但农民自己可简单操作。但“最快速”则未必简便，如单倍体育种可明显缩短育种年限，但其技术含量却较高，单就花粉培养成幼苗已很难实现。(2014·肇庆高三检测)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，最简捷的方法为()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[分析]据题干分析可知,要培育出基因型为aabb的新品种,最简捷的方法为杂交育种,因为基因型为aabb的个体为双隐性类型,只要出现就一定是纯种,就是所要培育的新品种。B易错点不同需求的育种方法辨析(1)若要培育隐性性状个体，则可用自交或杂交，只要出现该性状即可。(2)有些植物如小麦、水稻等，杂交实验较难操作，则最简便的方法是自交。(3)若要快速获得纯种，则用单倍体育种。(4)若实验植物为营养繁殖类如土豆、地瓜等，则只要出现所需性状即可，不需要培育出纯种。(5)若要培育原先没有的性状，则可用诱变育种。(6)提高营养物质含量可运用多倍体育种。(7)将两个亲本的不同优良性状集中在一起,可利用杂交育种。(8)若要定向地改造生物性状，则可用基因工程育种。(9)在实际育种过程中，并非单一地运用某种育种方式，而是根据需要选择多种育种方式综合运用。科学家用纳米技术制造出一种“生物导弹”，可以携带DNA分子。把它注射入组织中，可以以胞吞方式进入细胞内，将DNA释放出来。释放的DNA进入到细胞核内，最终整合到细胞染色体中，成为细胞基因组的一部分，将DNA整合到细胞染色体中的过程，属于()A．基因突变B．基因重组C．基因互换D．染色体变异[分析]“生物导弹”携带DNA分子，注射入组织中，然后进入细胞内，将DNA整合到细胞染色体中，利用了基因重组的原理。B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：请分析回答：(1)A组由F1获得F2的方法是__________，F2矮秆抗病植株中不能稳定遗传的占____________。(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__。基因突变的频率极低且不定向自交2/3ⅡC(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)。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。将矮秆小麦与高秆小麦杂交；如果子一代为高秆，子二代高秆∶矮秆＝3∶1(或出现性状分离)，则矮秆性状是基因突变造成的；否则，矮秆性状是环境引起的。或将矮秆小麦与高秆小麦种植在相同环境条件下，如果两者未出现明显差异，则矮秆性状由环境引起，否则，矮秆性状是基因突变的结果秋水仙素(或低温)诱导染色体加倍100%1．假设A、b代表玉米的优良基因，这两种基因是自由组合的。现有AABB、aabb两个品种，为培育出优良品种AAbb，可采用的方法如图所示。请根据图回答问题：(1)由品种AABB、aabb经过①②③过程培育出新品种的育种方式称为__________，其原理是____________。用此育种方式一般从________才能开始选育AAbb个体，是因为________________________________________________。(2)若经过过程②产生的子代总数为1552株，则其中基因型为AAbb的植株在理论上有________株。基因型为Aabb的植株经过过程③，子代中AAbb与aabb的数量比是__________。杂交育种基因重组F2从F2开始出现AAbb个体(或从F2开始出现性状分离)971∶1(3)过程⑤常采用________________技术得到Ab个体。与过程①②③的育种方法相比，过程⑤⑥的优势是________________________。(4)过程⑦的育种方式是____________，与过程⑦比较，过程④的明显优势是____________________________________________________________________________________________________。过程④产生的变异是定向的(或基因工程育种转入的基因是已知的，用基因工程手段产生的变异是定向的)花药离体培养明显缩短了育种年限诱变育种基因工程的别名操作环境操作对象操作水平基本过程主要的技术结果DNA重组技术生物体外基因DNA分子水平人类需要的新生物类型和产品剪切→拼接→导入→表达一、基因工程的原理DNA重组技术和转基因技术基因工程(1)来源：(2)特点：•:具有专一性,•表现在:•一、识别双链DNA分子中特定的核苷酸序列,•二、切割特定核苷酸序列中的特定位点(3)作用实质使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开（切割DNA分子）（一）限制性核酸内切酶----“分子手术刀”2．基因工程的操作工具GAATTCCTTAAGCCCGGGGGGCCCEcoRⅠ（4）作用结果：•黏性末端和平末端SmaⅠEcoRⅠ黏性末端黏性末端EcoRⅠ黏性末端黏性末端SmaⅠ平末端平末端限制酶所识别的序列，无论是6个碱基还是4个碱基，都可以找到一条中心轴线（如图），中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向、对称、重复排列的。•想一想限制酶所识别的序列有什么特点？限制酶存在于原核细胞中的作用是什么？为什么限制酶不剪切细菌本身的DNA？例、下列关于限制酶的说法正确的是（）A.限制酶广泛存在于各种生物中，但微生物中少B.一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列C.不同的限制酶切割DNA后都会形成黏性末端D.限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢键Ｂ•要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性(平)末端？要切两个切口，产生四个黏性(平)末端。•如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶来切割，会怎样呢？会产生相同的黏性(平)末端，然后让两者的黏性(平)末端黏合起来，就似乎可以合成重组的DNA分子了。思考?（二）“分子缝合针”——DNA连接酶①作用:把切下来的DNA片段拼接成新的DNA，即将脱氧核糖和磷酸连接起来.②作用原理：催化磷酸二酯键形成③类型：类型E·coliDNA连接酶T4DNA连接酶来源功能大肠杆菌T4噬菌体恢复磷酸二酯键只能连接黏性末端能连接黏性末端和平末端(效率较低)相同点差别可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，E·coliDNA连接酶或T4DNA连接酶即恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键T4DNA连接酶还可把平末端之间的缝隙“缝合”起来，但效率较低T4DNA连接酶(三)“分子运输车”——基因进入受体细胞的载体⒈载体需要的条件：⑴有1~多个限制酶切点⑵对受体细胞无害⑶导入基因能在受体细胞中复制、表达⑷有某些标记基因，便于筛选(5)结构简单，大小适中。⒉常用运载体：⑴细菌的质粒⑵噬菌体或某些动植物病毒⑶假如目的基因导入受体细胞后不能复制或不能转录，转基因生物能有预想的效果吗？⑴作为分子运输车——载体，如果没有切割位点将会怎样？⑵霍乱菌的质粒多个限制酶切点，你会用它来做分子运输车吗？⑷目的基因有没有进入受体细胞，如何去发现？运载体：常用质粒质粒特点：1、细菌拟核外双链环状DNA分子2、能自我复制并在受体细胞中稳定存在3、有一个或多个限制酶切点4、有特殊的遗传标记基因注意：真正用作运载体的质粒都是人工改造过的。目的基因的获取基因表达载体的构建将目的基因导入受体细胞基因工程操作的动画目的基因的表达和检测3、基因工程的基本操作程序一、目的基因的获取(一)、目的基因主要是______________________编码蛋白质的结构基因请举出三个以上的例子（二）、获取目的基因的常用方法有哪些?1、从基因文库中获取2、利用PCR技术扩增3、人工合成请阅读P9第一和二两