杂交育种与诱变育种
一、学习目标
1、阐述杂交育种的概念，举例说出杂交育种的优缺点。
2、记住诱变育种的定义，知道其优缺点。
二、自主学习指导
请仔细阅读课本98页—100页内容，并勾划出重点语句，7分钟后独立完成下列问题：
（一）杂交育种
1．杂交育种的概念：将两个或多个品种的___ ____通过交配集中在一起，再经过_______和_______，获得新品种的方法。
2．育种过程：将两个不同优良性状的亲本_______，得到F1再多次_______，逐代淘汰不符合生产要求的品种，直到得到性状不再发生分离的理想纯种。
原理：______________。
应用
（1）在农业生产中，杂交育种是改良作物品质，提高农作物单位面积产量的常规方法。（2）动物杂交育种： 在畜牧业中，可用于家畜、家禽的优良品种的选育。
（二）诱变育种
1．诱变育种的定义：利用___________因素（如X射线、r射线、紫外线、激光等）或_ ______因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）来处理生物，使生物发生______________。
2、原理：_____________________。
3、诱变育种的优点：① 可以提高突变的________，在较短时间内获得更多的________类型：② 大幅度的改良________________。
缺点：诱发产生的突变，________的个体不多，需要大量处理________________。
应用：①农作物新品种培育：例如“黑农五号”大豆品种、太空椒的培育。
②用于微生物育种：例如高产青霉菌的选育。
几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 基因重组 基因突变 染色体变异 染色体变异
方 法 杂交→自交→选优→自交2、杂交→“杂种” 激光、射线或化学药品处理 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 花药离体培养后，使染色体加倍
优 点 可集中优良性状 可以提高变异频率，或出现新性状，加速育种进程 器官大和营养物质含量高 明显缩短育种年限
缺 点 时间长，须及时发现优良性状 有利变异少，须大量处理实验材料，具有不确定性 适用于植物，在动物方面难于开展 成活率低，只适用于植物
举例 高杆抗病与矮杆感病植株杂交获得矮杆抗病品种 高产青霉菌株的育成 三倍体无子西瓜 抗病植株的育成
三、当堂检测
1、小麦高秆(D)对矮秆(d)为显性，抗病(T)对易染病(t)为显性，两对基因可自由组合。现用DDTT与ddtt两个品系作亲本，在F2中选育矮秆抗病类型，其中最合乎理想的基因型在F2中所占比例 （ )
A．1/16 B．2/16 C．3/16 D．4/16
2、在农作物的育种上，采用的方法有：杂交育种、诱变育种、多倍体育种、单倍体育种，它们的理论依据依次是 ( )
①基因突变 ②基因互换 ③基因重组 ④染色体变异
A．③①④④ B．④①②④ C．④④①③ D．④③①④
3、用纯种的高杆(D)抗锈病(T)小麦与矮杆(d)易染锈病(t)小麦培育矮杆抗锈病小麦新品种的方法如下：
高秆抗病×矮秆易染病—1→F1—2→雄配子—3→幼苗—4→选出符合要求的品种
下列有关此种育种方法的叙述中，正确的是 ( )
A．这种育种方法叫杂交育种 B．过程④必须使用生长素处理
C．这种方法的最大优点是缩短育种年限 D．过程③必须经过受精作用
四、当堂检测
1．某地区一些玉米植株比一般玉米植株早熟、生长整齐而健壮，果穗大、籽粒多，这些植株可能是 （ ）
A．单倍体 B．三倍体 C．四倍体 D．杂交种
2．用杂合子（DdEe）种子获得纯合子（ddee），最简捷的方法是 （ ）
A．种植→F1→选双隐性者→纯合体 B．种植→秋水仙素处理→纯合体
C．种植→花药离体培养→单倍体幼苗→秋水仙素处理→纯合体
D．种植→秋水仙素处理→花药离体培养→纯合体
3．用激光或亚硝酸处理萌发的种子或幼苗能诱导基因突变，激光或亚硝酸起作用的时间是有丝分裂的 （ ）
A．分裂间期 B．分裂期的中期 C．分裂期的后期 D．各个时期
4．进行有性生殖的生物，下代和上代间总是存在着一定差异的主要原因是 （ ）
A．基因重组 B．基因突变 C．可遗传的变异 D．染色体变异
5．下图为利用纯合高秆（D）抗病（E）小麦和纯合矮秆（d）染病（e）小麦快速培育纯合优良小麦品种矮秆抗病小麦（ddEE）的示意图，有关此图叙述不正确的是
A．图中进行①过程的主要目的是让控制不同优良性状的基因组合
B．②过程中发生了非同源染色体的自由组合
C．实施③过程依据的主要生物学原理是细胞增殖
D．④过程的实施中通常用一定浓度的秋水仙素
6．对下列有关实例形成原理的解释，正确的是 （ ）
A．培育无籽西瓜是利用单倍体育种的原理
B．杂交育种是利用了染色体数目的变异的原理
C．培养青霉素高产菌株过程中利用了基因突变的原理
D．“多莉羊”的诞生是利用了诱变育种的原理
7．下列关于基因突变和基因型的说法，不正确的是 （ ）
A．基因突变可产生新的基因 B．基因突变可产生新的基因型
C．基因型的改变只能来自基因突变 D．基因突变可增加基因的种类
8、以下分别表示几种不同的育种方法。请分析回答：
（1）A所示过程称“克隆”技术，新个体丙的基因型应与亲本中的_____________个体相同.
（2）B过程中，由物种P突变为物种P1。在指导蛋白质合成时，③处的氨基酸由物种P的_______改变成了_________。（缬氨酸GUC；谷氨酰胺CAG；天门冬氨酸GAC）
（3）C过程所示的育种方法叫做_____________，该方法最常用的作法是在①处______________
（4）D表示的育种方法是______________，若要在F2中选出最符合要求的新品种，最简便的方法_________________________________________________________________。
（5）E过程中，②常用的方法是________________________，与D过程相比，E方法的突出优点是_________________________________________________。6.2 基因工程及其应用
一、学习目标：
1.简述基因工程的基本原理
2.举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用
3.知道转基因生物和转基因食品的安全性
二、自主学习指导：
自学指导一:
请仔细阅读课本P102-106内容，认真思考下列问题。6分钟后检测：
1.理解并识记基因工程的定义、原理、工具、操作过程。
2.举例说出基因工程的应用。
3.知道转基因生物和转基因食品的安全性。
检测
（一）、基因工程的原理
1．基因工程的定义
基因工程：又叫做 技术或 技术。通俗地说，就是按照人们的意愿，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， 。
2．基因工程的基本内容
（1）基因的操作工具与工具酶
基因操作的两种工具酶属于基因的操作工具范畴。
① 基因的剪刀： 。注意： 能专一性识别与切割。
② 基因的针线： 。注意：作用的部位是 。
③ 基因的运输工具： 。 常用的运载体是 、 、 。
（2）基因操作的基本步骤：
① 提取目的基因
② 目的基因与运载体结合：a.用 切割质粒和目的基因，加入 ，形成 分子；b.物质基础是目的基因与运载体的化学组成单位与空间结构相同。
③ 将目的基因导入受体细胞 （可用显微注射的方法）
④ 目的基因的检测和表达
a．检测：根据受体细胞是否具有某些 判断目的基因是否导人。
b．表达：受体细胞表现出 性状。
二、基因工程的应用
1、基因工程育种
优点：可以定向的改变生物的性状，克服远缘杂交不亲和的障碍。
缺点：成本高，过程复杂。
2、基因工程与作物育种
①抗虫棉的抗虫基因来自：
②抗虫棉在环保上的重要作用是：
③人们培育出的转基因作物和转基因动物主要有
_______________________
3、基因工程与药物研制
转基因药物有：__ _____等
当堂训练：
1.基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的。在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的是 （ ）
A．人工合成目的基因 B．目的基因与运载体结合
C．将目的基因导入受体细胞 D．目的基因的检测和表达
2．质粒是基因工程最常用的运载体，它的主要特点是（ ）
①能自主复制 ②不能自主复制 ③结构很小 ④蛋白质 ⑤环状RNA分子
⑥环状DNA ⑦能“友好”地“借居”
A.①③⑤⑦ B.②④⑥ C.①③⑥⑦ D.②③⑥⑦
3．1993年，我国科学工作者培育成的抗棉铃虫的转基因抗虫棉，其抗虫基因来源（ ）
A.普通棉花的基因突变 B.棉铃虫变异形成的致死基因
C.寄生在棉铃虫体内的线虫 D.苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因
4．下图表示限制酶切割某DNA的过程，从图中可知，该限制酶能识别的碱基序列及切点是( )
A.CTTAAG，切点在C和T之间 B.CTTAAG，切点在G和A之间
C.GAATTC，切点在G和A之间 D.GAATTC，切点在C和T之间
5．切取牛的生长激素和人的生长激素基因，用显微注射技术将它们分别注入小鼠的受精卵中，从而获得了“超级鼠”，此项技术遵循的原理是 ( )
A.基因突变：DNA→RNA→蛋白质 B.基因工程：RNA→RNA→蛋白质
C.细胞工程：DNA→RNA→蛋白质 D.基因重组：DNA→RNA→蛋白质
6.治疗白化病、苯丙酮尿症等人类遗传病的根本途径是（ ）
A．口服化学药物 B．注射化学药物
C.利用辐射或药物诱发致病基因突变 D.采用基因疗法替换致病基因
7．科学家将含人的α-抗胰蛋白酶基因的DNA片段，注射到羊的受精卵中，该受精卵发育的羊能分泌含α-抗胰蛋白酶的奶。这一过程涉及（ ）（多选）
A．DNA按照碱基互补配对原则自我复制 B．DNA以其一条链为模板合成RNA
C．RNA以自身为模板自我复制 D．按照RNA密码子的排列顺序合成蛋白质
8．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．① B．①② C．①②③ D．②③④
9．据调查,随着化学农药的产量和品种逐年增加,害虫的抗药性也不断增强,危害很严重,如近年来,棉铃虫在我国大面积爆发成灾,造成经济损失每年达100亿元以上.针对这种情况,我国科学工作者经研究发现一种生活在棉铃虫消化道内的苏云金芽孢杆菌能分泌一种毒蛋白使棉铃虫致死,而此毒蛋白对人畜无害。通过科技攻关，我国科技工作者已成功地将该毒蛋白基因导入到棉花植株内并成功实现表达。由于棉铃虫吃了新品种“转基因抗虫棉”植株后会死亡，所以该棉花新品种在1998年推广后，取得了很好的经济效益。
请据上述材料回答下列问题：
（1）“转基因”抗虫棉新品种的培育应用了 新技术。
（2）在培养转基因抗虫棉新品种过程中，所用的基因的“剪刀”是 ，基因的针线是 ，基因的运载工具是 。
（3）将毒蛋白转入棉花植株内的操作步骤是
①
②
③___________________________________________________________________
④__________________________________________________________________
(4)”转基因抗虫棉”抗害虫的遗传信息传递过程可以表示为
(5)该科技成果在环保上的重要作用是
答案：1：C 2：C3：D4：C5：D6：D7：C：A8、B、D9：B10：A
9.答案：（1）自然选择 （2）基因工程 （3）限制性内切酶 DNA连接酶 运载体
(4)①提取目的基因,苏云金芽孢杆菌的毒蛋白基因 ②将目的基因毒蛋白基因与运载体结合
③将目的基因导入棉花植株④目的基因的监测和表达
(5)抗虫基因RNA毒蛋白
(6)减少农药对环境的污染、保护生态平衡
