课件44张PPT。生物·必修2（人教版）第6章 从杂交育种到基因工程
第1节 杂交育种与诱变育种 栏目链接核 心点 晴1．杂交育种是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。
2．杂交育种依据的遗传学原理是基因重组，并不能创造新的基因。
3．诱变育种是利用物理因素(如X射线、γ射线、紫外线、激光等)或化学因素(如亚硝酸、硫酸二乙酯等)来处理生物，使生物发生基因突变。
4．基因突变是不定向的，诱变育种盲目性大。 栏目链接 栏目链接一、杂交育种新 知初 探自主学习1．原理：__________________。
2．概念：将两个或多个品种的优良性状通过________集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。
3．过程：选择具有不同优良性状的亲本→________→选择培育→________、选择需要的类型。
4．意义：根据需要培育理想类型。
5．应用：培育________品种。基因重组交配杂交鉴别优良 栏目链接二、诱变育种新 知初 探1．原理：____________________。
2．概念：利用物理因素或化学因素来处理生物，使生物发生基因突变，从而获得优良变异类型的育种方法。
3．过程：选择生物→____________→选择→培育。
4．意义：培育具有新性状的品种。
5．应用：培育优良品种。基因突变人工诱变 栏目链接新 知初 探合作交流1．判断正误：
(1)选择育种出现的新性状的种类较少，周期很长，不能满足现代生产的需要。( )
(2)杂交育种不会产生新品种，因为此过程中没有新基因产生。( )
(3)杂交育种的方法只适用于植物，不适用于动物。( )
(4)诱变育种的原理是基因突变，不适用于细菌等原核生物。( )√××× 栏目链接(2)杂交育种不会产生新基因，但通过基因重组会产生新品种。 (3)杂交育种不仅能适用于植物，提高产量和质量；而且也用于家畜、家禽的育种。 (4)细菌等原核生物也含有基因，在一定条件下会发生基因突变，所以诱变育种也适用于原核生物。新 知初 探 栏目链接新 知初 探2．问题思考：
(1)培育细菌新品种时，为什么不能用杂交育种的方法？(2)从基因突变的特点出发，诱变育种有哪些缺点？细菌是原核生物，不能进行有性生殖。①由于基因突变具有不定向性，有利变异往往不多，所以诱变育种具有一定的盲目性；②突变个体难以集中多个优良性状，所以需要处理大量的实验材料，工作量大。 栏目链接 栏目链接探究一 利用杂交育种培育新品种要 点探 究 栏目链接要 点探 究 栏目链接要 点探 究问题导学不一定。当利用AAbb×aaBB培育aabb个体时，两者所需时间是一样的。1.(1)杂交育种的方法比单倍体育种方法所用的时间一定长吗？举例说明。(2)花药离体培养与单倍体育种是一回事吗？为什么？不是。单倍体育种包括两个阶段：花药离体培养成单倍体植株、用秋水仙素处理单倍体幼苗形成纯合子，故花药离体培养只是单倍体育种的一部分。 栏目链接要 点探 究【例1?】 农科所通过如下图育种过程培育出了高品质的糯小麦，相关叙述正确的是( ) 栏目链接要 点探 究A．该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 栏目链接解题关键是注意图中所示三种育种方式：单倍体育种、杂交育种、多倍体育种，用连续自交法可以提高纯合率。图中a为单倍体育种，b为杂交育种，c为多倍体育种。杂交育种的原理是基因重组，单倍体育种和多倍体育种的原理是染色体变异。将YyRr通过连续自交可以得到yyRR，以提高纯合率。c过程中秋水仙素作用于萌发的种子或幼苗，a过程能够缩短育种年限，但不能提高突变率。 栏目链接B要 点探 究要 点探 究互动探究 (1)a、c过程中用秋水仙素处理的目的是什么？(2)如图由亲本到yyRR过程与诱变育种相比，本质区别是什么？a过程用秋水仙素处理的目的是使单倍体的染色体加倍而恢复可育性，c过程用秋水仙素处理的目的是为了得到多倍体。由亲本到yyRR过程表示单倍体育种或杂交育种，遗传物质没有改变，只是出现了新的基因型；诱变育种过程遗传物质发生了改变，出现了新的基因。 栏目链接要 点探 究跟踪训练1．用纯合的高秆抗锈病水稻(DDTT)和矮秆不抗锈病水稻(ddtt)进行育种获得纯合矮秆抗病水稻时，一种方法是杂交得到F1，F1再自交得到F2，然后再选育；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，重组类型占5/8
B．后一种方法所得到的植株中可用于生产的类型占2/3C 栏目链接要 点探 究C．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前一种方法所得的F2中，重组类型是高秆不抗锈病(占3/16)、矮秆抗锈病(占3/16)，共占3/8。后一种方法是单倍体育种，由于F1(DdTt)产生四种配子，故所得到的植株中可用于生产的类型占1/4。单倍体育种属于染色体数目变异。 栏目链接探究二 几种育种方法的比较要 点探 究 栏目链接要 点探 究(续上表) 栏目链接要 点探 究?特别提醒：(1)在所有育种方法中，最简捷、常规的育种方法——杂交育种。
(2)根据不同育种需求选择不同的育种方法。
①将两亲本的两个不同优良性状集中于同一生物体上，可利用杂交育种，亦可利用单倍体育种。
②要求快速育种，则运用单倍体育种。
③要求大幅度改良某一品种，使之出现前所未有的性状，可利用诱变育种和杂交育种相结合的方法。
④要求提高品种产量，提高营养物质含量，可运用多倍体育种。 栏目链接要 点探 究 (3)杂交育种选育的时间是F2，原因是从F2开始发生性状分离；选育后是否连续自交取决于所选优良性状是显性还是隐性。
(4)杂交育种是通过杂交培育具有优良性状且能稳定遗传(纯合子)的新品种，而杂种优势则是通过杂交获得种子，一般不是纯合子，在杂种后代上表现出多个优良性状，但只能用杂种一代，因为后代会发生性状分离。
(5)诱变育种尽管能提高突变率，但处理材料时仍然是未突变的远远多于突变的个体；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，只是与自然突变相比较，二者都增多。 栏目链接要 点探 究问题导学 2.(1)为什么说诱变育种应用更广泛？①获取同时具有两种以上优良性状的植株不仅可以用杂交育种的方法，也可以用诱变育种的方法。②诱变育种不仅仅适用于有性生殖的生物，而是适用于所有的生物。 栏目链接要 点探 究萌发的种子。由于基因突变主要发生在细胞分裂的间期，萌发的种子中细胞分裂旺盛。 栏目链接(2)在农作物诱变育种的过程中应该用诱变剂处理什么状态的种子？为什么？要 点探 究【例2?】 为获得纯合高蔓抗病番茄植株，采用了下图所示的方法：图中两对相对性状独立遗传。据图分析，正确的是( ) 栏目链接要 点探 究A．过程①的自交代数越多，杂合高蔓抗病植株的比例越高
B．过程②是杂交育种过程中最关键的一个步骤
C．过程③主要利用了植物组织培养技术
D．过程④通常需要用秋水仙素处理幼苗
技巧归纳： 杂交育种方法归纳
(1)对于植物而言，杂交育种的方法流程一般是杂交后连续自交选育。
(2)对于动物而言，育种程序如下：亲本杂交→子一代互相杂交→对子二代测交→选出符合要求的子二代的纯合子。 栏目链接要 点探 究过程①的自交代数越多，纯合高蔓抗病植株的比例越高；过程②是单倍体育种；过程③是转基因技术，而非植物组织培养。D 栏目链接要 点探 究跟踪训练2．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。据图分析错误的是( )C 栏目链接要 点探 究A．由品种AABB、aabb经过①②③过程培育出新品种的育种方式称为杂交育种
B．若经过过程②产生的子代总数为1 552株，则其中基因型为AAbb的个体理论上有97株
C．过程⑤常采用单倍体育种的方法由AaBb得到Ab个体
D．过程⑦的育种方法依据的生物学原理是基因突变 栏目链接要 点探 究单倍体育种包括花药(花粉)离体培养和染色体加倍处理两个过程。得到的是AAbb的二倍体纯种。 栏目链接 栏目链接一、体内细胞生活在细胞外液中易 错剖 析【例】 有一批抗锈病(显性性状)的小麦种子，要确定这些种子是否是纯种，正确且最简单的方法是( )
A．与纯种抗锈病的小麦杂交
B．与易染锈病小麦进行测交
C．与杂种抗锈病小麦进行杂交
D．自交 栏目链接易 错剖 析易错选项：B项
错因分析：受思维定势的影响。认为只要鉴定是否纯种就用测交。植物测交需要去雄、套袋、人工授粉等复杂的操作。最简单的方法是自交，观察后代有无性状分离。选D。 栏目链接 栏目链接课题：新品种的育种方法实 验专 项基础理论：
根据育种目标的不同而培育新品种的方法，现总结如下：
(1)欲集中不同亲本的优良性状——杂交育种；
(2)欲既集中优良性状，又缩短育种年限——单倍体育种；
(3)欲获得较大果实或大型植株或提高营养物质含量——多倍体育种； 栏目链接实 验专 项(4)欲提高变异频率，“改良”或“改造”或直接改变现有性状，获得当前不存在的基因或性状——诱变育种。 栏目链接典例剖析实 验专 项西瓜感染了某种病毒后，就会出现一些病症，表现为叶片黄绿斑驳，叶面凹凸不平，果实发育不良或形成畸形果。现有稳定遗传的早熟(A)不抗病(R)的西瓜品种甲和晚熟(a)抗病(r)的西瓜品种乙，若希望获得早熟抗病的优良品种，请用杂交育种的方法表示出育种过程？(画出遗传图解并作相应的文字说明)
栏目链接实 验专 项 栏目链接互动探究实 验专 项(1)若要缩短育种年限，获得该优良品种，请用合适的育种方法表示出育种过程。(画出遗传图解并作相应的文字说明)单倍体育种： 栏目链接实 验专 项(2)我们在食用经杂交育种得到的西瓜时，不得不频频吐出西瓜子，带来一些不悦，如何解决这种麻烦呢？如何才能真正做到“吃西瓜不吐西瓜子”？ 栏目链接可以利用多倍体育种获得无子西瓜。其育种程序如下：实 验专 项 栏目链接课件56张PPT。生物·必修2（人教版）第6章 从杂交育种到基因工程
第2节 基因工程及其应用 栏目链接核 心点 晴1．基因工程，又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。通俗地说，就是按照人们的意愿，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，定向地改造生物的遗传性状。
2．DNA重组技术的基本工具至少需要三种：①限制性核酸内切酶——基因的“剪刀”；②DNA连接酶——基因的“针线”；③基因进入受体细胞的载体——基因的运载体。 栏目链接核 心点 晴3．基因工程的基本程序主要包括四个步骤：①提取目的基因；②目的基因与运载体结合(基因工程的核心)；③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测与鉴定。
4．基因工程在作物育种、药物研制等方面取得了较大成果。 栏目链接 栏目链接一、基因工程的原理新 知初 探自主学习DNA重组技术基因DNA分子定向地 栏目链接新 知初 探2．三种工具。
(1)“剪刀”与“针线”。①______________________(简称②__________)识别特定的③____________序列，并在特定的切点上切割DNA分子④____________连接⑤____________和⑥________之间的缺口限制性核酸内切酶限制酶核苷酸DNA连接酶脱氧核糖磷酸 栏目链接新 知初 探(2)运载体。
①作用：将外源基因送入____________。
②种类：质粒、____________、______________等。
③质粒：存在于许多____________以及酵母菌等生物的细胞中，是拟核或细胞核外能够____________的很小的______________。受体细胞噬菌体动植物病毒细菌自主复制环状DNA分子 栏目链接新 知初 探3．基因工程的步骤。目的基因运载体受体细胞检测与鉴定 栏目链接二、基因工程的应用及转基因生物和转基因食品的安全性新 知初 探1．基因工程的应用。培育出具有各种____________的作物新品种________________的转基因抗虫棉减少了________________，而且还减少了农药对环境的污染生产人的胰岛素胰岛素基因与大肠杆菌的DNA分子________，并在大肠杆菌内获得成功的________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，处理工业废水等实例目的实例意义过程实例抗逆性 抗棉铃虫农药的用量重组表达转基因细菌 栏目链接新 知初 探2.转基因生物和转基因食品的安全性。严格控制 大范围推广 栏目链接新 知初 探合作交流1．判断正误：
(1)基因工程的操作过程可以产生新的基因，从而产生了基因突变。( )
(2)基因工程是将目的基因导入受体细胞中并获得相应性状或基因产物，操作对象为基因，属于分子水平。( )
(3)一种限制酶可以识别多种序列。( )
(4)质粒是最为常用的运载体，它只能从原核生物中获取。( )×√×× 栏目链接(1)基因工程的实质是基因重组，不能产生新的基因。 (3)一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列。 (4)质粒存在于许多细菌及酵母菌等生物的细胞中，不是只能从原核生物中获取。新 知初 探 栏目链接新 知初 探2．问题思考：
(1)转基因抗虫棉有性繁殖产生的后代都具有抗虫特性吗？为什么？(2)转基因成功的标志是什么？不一定。因为性状分离或变异的原因，抗虫棉的子代可能会失去抗虫特性。产生了目的基因的产物或具有了相应的性状。 栏目链接 栏目链接探究一 基因工程及操作步骤要 点探 究一、基因工程的理解基因拼接技术或DNA重组技术生物体体外基因
DNA分子水平
基因重组
剪切、拼接、导入、表达定向改造生物的遗传性状，获得人类需要的基因产物 栏目链接要 点探 究二、基因工程的操作工具和步骤
1．基因工程操作工具。
(1)基因的“剪刀”——限制性核酸内切酶(简称限制酶)。
①分布：主要在微生物体内。
②特性：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子。
③实例：EcoRI限制酶能专一识别GAATTC序列，并在G和A之间将这段序列切开。 栏目链接要 点探 究④切割结果：产生两个带有黏性末端的DNA片段。
⑤作用：基因工程中重要的切割工具，能将外来的DNA切断，对自己的DNA无损害。 栏目链接要 点探 究(2)基因的“针线”——DNA连接酶。
①催化对象：两个具有相同黏性末端的DNA片段。
②催化位置：脱氧核糖与磷酸之间的缺口。
③催化结果：形成重组DNA。
(3)常用的运载体——质粒。
①本质：小型环状DNA分子。
②作用：
a．作为运载工具，将目的基因送到宿主细胞中去；
b．用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。 栏目链接要 点探 究③条件：
a．能在宿主细胞内稳定保存并大量复制；
b．有多个限制酶切点；
c．有标记基因。
2．基因工程操作步骤图解。 栏目链接要 点探 究特别提醒：(1)基因工程的原理：基因重组。
(2)优点：①与杂交育种相比较明显的优点：克服远缘杂交不亲和障碍。②与诱变育种相比较明显的优点：定向改造生物性状，目的性强。
(3)基因工程操作工具酶只有两种，工具有三种。两种酶比较如下： 栏目链接要 点探 究作用对象 连接DNA片段 连接游离的脱氧核苷酸作用条件 不需要模板 需要模板相同点 作用部位连接不同脱氧核苷酸之间的磷酸和脱氧核糖(4)操作步骤中只有第三步导入受体细胞不涉及碱基互补配对，其余三步都涉及。
(5)微生物常做受体细胞的原因是因其繁殖速度快、代谢旺盛、目的产物多。
(6)目的基因表达的标志：通过转录翻译合成出相应的蛋白质。 栏目链接要 点探 究问题导学用同一种限制酶切割形成的是同一种黏性末端，可以通过碱基互补配对的形式结合到一起，并用DNA连接酶将其“缝合”。1.(1)将目的基因与运载体结合时为什么用同一种限制酶，两者结合的原理是什么？(2)基因工程中，为什么目的基因在不同物种中均能成功表达？不同的生物体共用一套遗传密码，控制合成相同的蛋白质。 栏目链接要 点探 究【例1?】 在基因工程操作的基本步骤中，没有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．目的基因的检测表达
技巧归纳： 基因工程与基因重组的比较 栏目链接要 点探 究 栏目链接基因工程操作的基本步骤中只有第三步“将目的基因导入受体细胞”不涉及碱基互补配对，其余三步都涉及。 栏目链接要 点探 究C要 点探 究跟踪训练1．大肠杆菌的一种质粒只有某限制酶的一个识别序列，位于该质粒的lacZ基因中。lacZ基因若无外源基因插入，便可表达出半乳糖苷酶。当培养基中含有两种物质I和X时，X便会被半乳糖苷酶水解成蓝色，大肠杆菌将形成蓝色菌落。如果lacZ基因中插入了外源基因，带有该种质粒的大肠杆菌便不能表达半乳糖苷酶，培养基中的X不会被水解成蓝色，大肠杆菌将形成白色菌落。大肠杆菌的这种质粒还携带了氨苄青霉素抗性基因。如图是利用lacZ基因的插入失活、筛选出重组质粒的示意图。据图回答下列问题： 栏目链接要 点探 究(1)图示通过________切割可获得蓝藻基因。作为受体大肠杆菌应不含__________________基因，以方便筛选已导入重组质粒的受体大肠杆菌。取用氯化钙溶液处理过的受体大肠杆菌，置于试管Ⅱ中，完成基因工程操作______________________步骤。限制酶氨苄青霉素抗性目的基因导入受体细胞 栏目链接要 点探 究 (2)图中选择培养基中，除了含有大肠杆菌必需的葡萄糖、氮源、无机盐、水、生长因子、I、X等营养物质外，还应加入______________等物质，以筛选导入了重组质粒的受体大肠杆菌。
(3)将上述处理后的大肠杆菌置于图中选择培养基上培养，以检测受体大肠杆菌是否导入重组质粒，请预测菌落的颜色，并分析结果：
①__________________________________________________________________________________________。
氨苄青霉素如果长出蓝色菌落，说明没有与目的基因重组的质粒已转入受体菌(或说明重组质粒没导入受体大肠杆菌) 栏目链接②____________________________________________________________________。要 点探 究如果长出白色菌落，说明重组质粒已经导入受体大肠杆菌 栏目链接探究二 有关基因工程中一些观点说法的辨析要 点探 究1．限制性内切酶和DNA连接酶的作用部位都是脱氧核苷酸之间形成的磷酸二酯键(不是氢键)，只是一个切开，一个连接。
2．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。
3．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。 栏目链接要 点探 究4．DNA酶即DNA水解酶，是将DNA水解的酶；DNA聚合酶是在DNA复制过程中，催化形成新DNA分子的酶，是将单个游离的脱氧核苷酸加到DNA片段上，需要模板；但DNA连接酶是将两个DNA片段的两个缺口同时连接，不需要模板，两者作用的化学键相同，都是磷酸二酯键。
5．原核生物基因(如抗虫基因来自苏云金芽孢杆菌)可为真核生物(如棉花)提供目的基因。 栏目链接要 点探 究6．限制酶在第一步和第二步操作中都用到。且要求同一种酶，目的是产生相同的黏性末端；第二步中两种工具酶都用到。
7．受体细胞动物一般用受精卵，植物若用体细胞则通过组织培养的方式形成新个体。
8．抗虫棉只能抗虫，不能抗病毒、细菌。
?特别提醒：通过转基因技术可以产生具有新性状的个体，但并没有产生新物种。转基因奶牛和普通奶牛属于同一物种。 栏目链接要 点探 究问题导学 2.(1)不同的限制酶切割形成的黏性末端一定不能连接在一起吗？为什么？不一定。例如，限制酶1的识别序列和切点分别是GGATCC、在G与G之间切开，限制酶2的识别序列和切点分别是GATC、在G之前切开，两者形成的黏性末端是可以互补配对并连接在一起的。 栏目链接要 点探 究 栏目链接①氢键的断裂和重新形成与限制酶和DNA连接酶无关，氢键的形成不需要酶的作用。②DNA连接酶无识别的特异性，能恢复两核苷酸间的磷酸二酯键，将两个DNA片段连接起来。(2)氢键形成需要酶的作用吗？DNA连接酶有识别的特异性吗？要 点探 究【例2?】 下图为真核细胞内某基因(15N标记)结构示意图，该基因全部碱基中A占20%，下列说法正确的是( ) 栏目链接要 点探 究C．DNA解旋酶作用于①部位，限制性核酸内切酶只作用于②部位
D．将该基因置于14N培养液中复制3次后，含15N的DNA分子占1/8
技巧归纳：区别限制性核酸内切酶与解旋酶
(1)限制性核酸内切酶：作用实质是使特定部位的两核苷酸之间磷酸二酯键断开，在基因工程第一步和第二步操作中都会用到。一般用同一种限制酶切割目的基因和运载体，以产生相同的黏性末端。 栏目链接要 点探 究 (2)解旋酶：解旋酶专门打开DNA双链碱基对间的氢键，从而打开DNA的双螺旋结构。在DNA复制和转录时均须先进行解旋，起作用的酶就是解旋酶。该基因可能存在于细胞核内染色体DNA，也可能存在于细胞质中；由于A占20%，可知T也是20%，则G＋C＝60%；DNA解旋酶作用于②部位，限制性核酸内切酶只作用于①部位；将该基因置于14N培养液中复制3次后，含15N的DNA分子有2个，占1/4。B 栏目链接要 点探 究跟踪训练2．要把两个不同物种的优良性状集中在一起，应采用的育种方法是( )
A．杂交育种 B．单倍体育种
C．诱变育种 D．基因工程育种D 栏目链接要 点探 究该基因可能存在于细胞核内染色体DNA，也可能存在于细胞质中；由于A占20%，可知T也是20%，则G＋C＝60%；DNA解旋酶作用于②部位，限制性核酸内切酶只作用于①部位；将该基因置于14N培养液中复制3次后，含15N的DNA分子有2个，占1/4。B 栏目链接 栏目链接易 错剖 析【例】 (双选)下列有关基因工程的相关叙述中，正确的是( )
A．基因治疗就是去除生物体细胞中有缺陷的突变基因
B．运载体上抗性基因的存在有利于对运载体是否导入受体细胞进行检测
C．在基因工程操作中，必须用同种限制性核酸内切酶切割目的基因和质粒
D．转基因技术造成的变异，实质上相当于人为的基因重组，却产生了定向变异 栏目链接易 错剖 析易错选项：选AB项或CD项
错因分析：本题出错的原因是对相关知识理解有误。基因治疗的原理是基因重组，与基因突变不同；注意运载体上抗性基因的作用；获得目的基因不一定只用一种限制性核酸内切酶。 栏目链接要 点探 究 选B、D。基因治疗是将外源正常基因通过基因转移技术将其插入病人适当的受体细胞中，使外源基因制造的产物治疗某种疾病；运载体上抗性基因的存在有利于检测运载体是否导入受体细胞；一般用同种限制性核酸内切酶剪切目的基因和质粒，但也有两种不同的限制性核酸内切酶产生相同黏性末端，如G↓ATTCG 和↓ATTC；通过转基因技术实现基因重组，可以定向改造生物的性状。 栏目链接 栏目链接课题：确定对照实验的设计方法实 验专 项基础理论：
依据实验目的，可以将对照实验的设计方法分为两类：
1．添加法：运用的是加法原理——给研究对象施加自变量进行干预，探索因变量。也就是说，实验的目的是为了探求某一变量会产生什么结果，即知道自变量，不知道因变量。为了“探求结果”，将这一变量添加到实验中，看它会产生什么影响。例如，为了探究“光对鼠妇生活的影响”， 栏目链接实 验专 项将10只左右的鼠妇放在具有阴暗和明亮两种环境的实验装置的中央，进行观察、记录；这里自变量是“光”，将这一变量(明亮)添加到实验中，看它对“鼠妇的生活有什么影响”。教材中的大多数对照实验，采用的都是添加法的实验设计方法。
2．排除法：运用的是减法原理——排除自变量对研究对象的干扰，同时尽量保持被研究对象的稳定。具体而言，结果已知，但不知道此结果是由什么原因导致的，实验的目的是为了探求确切的“原因变量”。为了“追踪求源”，将某一变量人为地去除掉，看是否还能够产生这一结果。 栏目链接实 验专 项如果产生了这一结果，则自变量不是原因变量，将其从原因中排除；如果没有产生此结果，则自变量和因变量存在因果关系。例如，为了探究“鱼的尾鳍在游泳中的作用”，可以用剪掉鱼尾鳍的方法来比较它和正常鱼游泳的区别。排除法的实验设计在教材中并不多见。 栏目链接典例剖析实 验专 项(1)科学家为探究棉花生长的最佳光照强度，设计了下面的实验：首先取若干生长状况相同的棉花植株，平均分为7组，分别放在密闭的玻璃容器中。实验开始时测定CO2的浓度，12小时后再次测定CO2的浓度。实验结果如下表：1 25 0 0.35 0.368
2 25 10 0.35 0.342
3 25 20 0.35 0.306
4 25 40 0.35 0.289
5 25 60 0.35 0.282
6 25 80 0.35 0.280
7 25 95 0.35 0.279 栏目链接实 验专 项 请分析回答：
①这一实验的自变量是________，写出该实验设计的一种无关变量：________ 。
②如果需要测棉花植株在12小时后的补偿点，你认为应在哪两组间增加实验组____________。
③如果在实验过程中使用了不同品种的棉花植株，这样设计违背了科学实验的______________原则。
④该实验设计尚不能确定棉花生长的最佳光照强度，请你提出进一步探究的实验设计思路： __________________________________________。光照强度温度(其他合理答案也可)1组和2组之间单一变量对照增加若干实验组，依次增加光照强度 栏目链接实 验专 项(2)科学家对苏云金芽孢杆菌和棉花细胞进行研究，发现它们有一个相同的细胞器是__________。苏云金芽孢杆菌的抗虫基因能在棉花细胞中表达的原因是____________________。
(3)科学家运用基因工程技术将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因(k基因)导入棉花，筛选出k基因成功整合到染色体上的抗虫植株(假定k基因都能正常表达)。某些抗虫植株体细胞含两个k基因，假设这两个基因在染色体上随机整合，这两个基因在染色体上的整合情况有下图所示的三种类型(黑点表示k基因的整合位点)，核糖体共用一套遗传密码 栏目链接实 验专 项让该抗虫植株自交，后代中抗虫植株和非抗虫植株之间的比例分别是：甲______乙________丙________。1：03：115:1 栏目链接实 验专 项(1) ①由“探究棉花生长的最佳光照强度”可知这一实验的自变量是光照强度，该实验设计的无关变量有温度、二氧化碳等。②由12小时后1组和2组的二氧化碳浓度，一个比起始高，一个比起始低，所以应在1组和2组两组间增加实验组。③如果在实验过程中使用了不同品种的棉花植株，就违背了科学实验的单一变量原则。(2) 苏云金芽孢杆菌和棉花细胞，一个是原核细胞，一个是真核细胞，它们共有的是核糖体。苏云金芽孢杆菌的抗虫基因能在棉花细胞中表达，是因为它们共用一套遗传密码。(3) 甲图个体减数分裂产生配子全含k基因；个体自交，后代中全部含抗虫基因。 栏目链接乙图个体减数分裂产生配子有一半含k基因；个体自交，后代中不含抗虫基因的个体占的比例为1/2×1/2＝1/4，抗虫个体占的比例为1－1/4=3/4。丙图个体减数分裂产生配子有3/4含k基因；个体自交，后代中不含抗虫基因的个体占的比例为1/4×1/4＝1/16，抗虫个体占的比例为1－1/16＝15/16。实 验专 项 栏目链接
