必修2 第17课 变异与育种.doc

2013届 高三第一轮复习学案
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必修2 第17课 变异与育种

学习目标、重难点: 1、区分育种的方法与原理2、理解育种的过程和特点比较
生物育种：指人们按照自己的意愿，依据不同的育种原理，有目的、有计划地获得人们所需要的生物新品种。包括两种情况：
1．从不良性状中把所需要的优良性状（相对性状）分离出来或把位于不同个体的优良性状集中到一个个体上来。通过基因的自由组合，把小麦中高秆抗锈病和矮秆不抗锈病两种性状进行重新组合获得矮秆抗病的小麦优良品种。
2．创造具有优良性状的生物新品种。如利用人工诱变育种技术培育青霉素高产菌株；利用基因工程的原理创造能分泌胰岛素的大肠杆菌菌种。
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：________。
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。
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。
思考　卫星搭载种子育种的原理是什么？
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。
3．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________________。
4．应用：基因工程主要在________、药物研制和________等方面取得了重大成就。
思考　DNA连接酶与DNA聚合酶有什么不同？

思维拓展
1．基因工程的三种工具中，限制性核酸内切酶、DNA连接酶是基因操作过程中的酶工具，化学本质是蛋白质。但它们的功能不同，前者切割磷酸二酯键，后者连接磷酸二酯键。而运载体可能是质粒或病毒，它不是酶工具。
2．限制性核酸内切酶、DNA连接酶都是一类酶，不是一种酶。
3．质粒是最常用的运载体，不要把质粒同运载体等同，除此之外，噬菌体和动植物病毒也可作为运载体。运载体的化学本质为DNA，其基本单位为脱氧核苷酸。
4．要想从DNA上切下某个基因，应切2个切口，产生4个黏性末端。
例1．基因工程是将目的基因通过一定过程，转入到受体细胞，经过受体细胞的分裂，使目的基因的遗传信息扩大，再进行表达，从而培养成工程生物或生产基因产品的技术。你认为支持基因工程技术的理论有(多选)(　　)
A．遗传密码的通用性 B．不同基因可独立表达
C．不同基因表达互相影响 D．DNA作为遗传物质能够严格地自我复制
知识拓展1四种常规育种方法的比较：

杂交育种
诱变育种
多倍体育种
单倍体育种
原理

方法
杂交→自交→筛选
物理______处理、化学______处理
素处理萌发种子或幼苗
进行 培养后后再
用 加倍
优点
可集中优良性状
时间短
器官大和营养物质含量高
缩短育种年限
缺点
育种年限长
盲目性、低频性
结果率低、晚熟
动物中难以开展
成活率低，只适用于植物
举例
获得矮杆抗病品种
高产青霉菌株的育成
三倍体西瓜
抗病植株的育成
思维拓展
1．诱变育种与杂交育种相比，前者能产生前所未有的新基因，创造变异新类型；后者不能产生新基因，只是实现原有基因的重新组合。
2．在所有育种方法中，最简捷、常规的育种方法——杂交育种。
3．杂交育种的特点①培育杂合子品种——杂种优势的利用
②特点：高产、优质、抗性强，但种子只能种一年。因为后代会发生性状分离。
③特点：操作简单，但需要的时间较长。
4．诱变育种尽管能提高突变率，突变的不定向性和一般有害的特性决定了在突变的个体中有害仍多于有利。

知识拓展2基因重组与基因工程
比较项目
基因重组
基因工程
不同点[来源:][来源:www.shulihuanet]
概念[来源:数理化网]
在生物体进行______过程中，控制______的基因的重新组合
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
重组基因
____物种的不同基因
____物种间的不同基因
繁殖方式
________
________
变异大小
___ _
____
意义
是生物变异的来源之一，对生物进化有重要意义
使人类有可能按自己的意愿________地改造生物，培育出新品种
相同点
都实现了__________基因间的重新组合，都能使生物产生____
思维拓展
1．基因重组发生于有性生殖中，不能打破生殖隔离，而基因工程则可实现异种生物的基因转移。
2．基因工程可使受体获得新的基因，表现出新的性状，该技术可看作是一种广义的基因重组。
3．转基因动、植物的培育，因其细胞全能性不同，外源基因的受体细胞也不同。培育转基因动物的受体细胞一般为受精卵；培育转基因植物的受体细胞可用生殖细胞，也可用体细胞。基因工程常需与其他工程技术配合，才能实现目的。
例2　下列高科技成果中，根据基因重组原理进行的是(　　)
①利用杂交技术培育出超级水稻　②通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒　③通过体细胞克隆技术培养出克隆牛　④将苏云金芽孢杆菌的某些基因移植到棉花体内，培育出抗虫棉　⑤将健康人的正常基因植入病人体内治疗基因病　⑥用一定浓度的生长素处理，获得无子番茄
A．①③⑤ B．①②④
C．①④⑤ D．①②⑥

强化练习：
1.下列因素中哪个不是诱变剂( )
Aγ射线 B紫外线 C秋水仙素 D吲哚乙酸
2.将纯种小麦种于生产田,发现边际和灌水沟两侧的植株总体上比中间的长得好.产生这种现象的原因是 ( )
A,基因重组引起性状分离 B,环境引起性状变异
C,隐性基因突变成为显性基因 D,染色体结构和数目发生了变化
3.下列育种方法中，可以改变原有基因分子结构的育种方法的是 （ ）
A.杂交育种 B.诱变育种 C.单倍体育种 D.多倍体育种
4. 可获得无籽西瓜、青霉素高产菌株、矮秆抗病小麦和无籽番茄的方法分别是（ ）
①诱变育种 ②杂交育种 ③单倍体育种 ④多倍体育种 ⑤生长素处理
A．⑤①②④ B．④①②⑤ C．②①③⑤ D．④①③②
5．花药离体培养成烟草新品种、用抗倒伏易染锈病的小麦与易倒伏抗锈病的小麦为亲本育成抗倒伏抗锈病的小麦品种、培育无籽西瓜、用Co60辐射稻种,育成成熟期提早、蛋白质含量高的品种,以上育种方式依次分别是 （ ）
①诱变育种 ②杂交育种 ③单倍体育种 ④多倍体育种
A.①②③④ B.④③②① C.③④②① D.③②④①
6.杂交育种依据的遗传学原理是 （ ）
A.基因突变 B.染色体结构变异 C.基因重组 D.染色体数目变异
7.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
8.运用不同生物学原理，可培育出各种符合人类需要的生物品种。下列叙述错误的是( )
A．培育青霉素高产菌株是利用基因突变的原理
B．培育无子西瓜是利用基因重组的原理
C．培育八倍体小黑麦利用的是染色体变异的原理．
D．培育无子番茄利用的是生长素促进果实发育的原理
9.在生产实践和科研中，欲获得无子果实，可利用的方法有 （ ）
①人工诱导多倍体育种 ②人工诱变 ③单倍体育种 ④用适当浓度的生长素诱导
A．①④ B．②③ C．③④ D．①②
10．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
11．下列所列出的是四种常见育种方法的优、缺点，请填出①～④所对应的育种方法名称(　　)
育种名称
优点
缺点
①______
使位于不同个体的优良性状集中
在一个个体上
时间长、需及时发现优良性状
②______
可以提高变异频率或出现新性状，
加速育种进程
①有利变异少，需大量处理实验材料
②变异具有不确定性，盲目性大
③______
明显缩短育种年限
技术复杂
④______
提高产量和营养成分
适用于植物，在动物中很难开展
A．杂交育种　单倍体育种　多倍体育种　诱变育种
B．基因工程育种　杂交育种　单倍体育种　多倍体育种
C．诱变育种　杂交育种　多倍体育种　单倍体育种
D．杂交育种　诱变育种　单倍体育种　多倍体育种
12．农业上常用的育种方法如下：
a．甲品种 × 乙品种→F1→F1自交→F2人工选择→自交→F3→人工选择→自交……→性状稳定的新品种
b．甲品种 × 乙品种→Fl→F1花粉离体培养得到许多小苗→秋水仙素处理→若干植株→人工选择→性状稳定的新品种
c．正常幼苗→秋水仙素处理→人工选择→性状稳定的新品种
d．种子搭载人造卫星到太空→返回地面种植→性状稳定的新品种
e．获取甲种生物的某基因→通过某种载体将该基因带入乙种生物→性状稳定的新品种
（1）a方法属于常规育种，一般从F2代开始选种，这是因为 　　　　 。选中的个体还需要经过若干代的自交、鉴别，直到不发生性状分离为止，这是因为新品种必定是 　　 。
（2）b方法与第(1)种方法相比，突出的优点是 　　　　 。若F1有n对杂合的基因(分别位于n对染色体上)，则利用其花粉离体培养育成的小苗理论上应有 　 种类型。
（3）通过c途径获得的新品种应属于 体，它们往往表现为 　　　　　　　　　等特点；育种中使用的秋水仙素的主要作用是 　　 。
（4）d方法中搭载的种子应当是 　　 (干燥的、萌发的、休眠的)；种子返回地面种植后，其变异 　　 (全是对人类有益的、不全是对人类有益的、全是对人类有害的)，所以要对其进行 　　　　 。
（5）e方法培育出的新类型生物可以表达出甲种生物的某基因的遗传信息，该表达过程应包括遗传信息的 　　 和 　　 过程。

13、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 育种方式，这种方法属常规育种，一般从F2代开始选种，这是因为 。A→B→C的途径表示 育种方式，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 。

参考答案：
一、1.优良性状　选择和培育　2.基因重组　3.杂交　自交
二、1.基因突变　2.基因突变　3.提高突变率
思考　卫星搭载种子是利用宇宙空间的强辐射和微重力的作用诱发基因突变。
三、1.DNA重组技术　某种基因　定向　2.(1)限制性核酸内切酶　(2)DNA连接酶　
(3)质粒　动植物病毒　3.(1)目的基因　(2)运载体　(3)受体细胞　(4)检测和鉴定　4.作物育种　环境保护
思考　DNA连接酶连接的是双链DNA片段。DNA聚合酶是在DNA复制时，将单个的脱氧核苷酸连接成单链DNA分子。
例1 ABD
知识拓展1 略
知识拓展2
有性生殖　不同性状　定向　同一　不同　有性生殖　无性生殖　小　大　直接定向　新品种不同　变异
例2 A

1.D 2.B 3.B 4.B 5.D 6.C 7.B 8.B 9.A 10.C 11.D
12．（1）F2才出现性状分离 纯合子 （2）明显缩短育种年限 2n
（3）多倍 器官大，营养物质含量高 抑制有丝分裂时纺锤体的形成，使染色体数加倍
（4）萌发的 不全是对人类有益的 筛选
（5）转录 翻译
13、（1）杂交 从F2代开始发生性状分离 单倍体 明显缩短育种年限 （2）花药离体培养 （3）基因突变X射线、紫外线、激光 亚硝酸、硫酸二乙酯、秋水仙素（理化因素需各说出一项） 种子萌动后进行细胞分裂，DNA在复制过程中可能由于某种因素的影响发生基因突变 （4）秋水仙素 在细胞分裂时，抑制纺锤体形成，引起染色体数目加倍
（5）基因工程或DNA拼接技术或DNA重组技术或转基因技术 植物组织培养技术 （6）克服了远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展了可用于杂交的亲本范围

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