2019版高考生物一轮复习 第七单元 生物的变异、育种与进化 第3讲 从杂交育种到基因工程课件 新人教版

题组 2 育种步骤分析 3．某二倍体植物的体细胞中染色体数为 24 条，基因型为 AaBbCCDd， 这 4 对基因分别位于 4 对同源染色体上。下列说法错误的是( )
A．产生花粉的基因型有 8 种 B．C 处是指用秋水仙素处理，则个体Ⅰ的体细胞中含有 48 条染色体 C．个体Ⅱ中能稳定遗传的占 1/8，重组类型占 37/64 D．若要尽快获得优良纯种 aaBBCCdd，则应采用图中 A、B、C 过程 进行育种
3．基因工程的三种工具 (1)限制酶：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。 (2)DNA 连接酶：在 DNA 片段之间的磷酸与脱氧核糖之间 形成磷酸二酯键。 (3)运载体：将目的基因导入受体细胞。常见的运载体有质粒、 噬菌体和动植物病毒等。
关于变异与育种的 3 个易混易错点 (1)单倍体育种和花药离体培养相混淆。花药离体培养只能获 得单倍体，而单倍体育种最终要获得正常个体。 (2)不同的育种方法获得的新品种性状能否遗传的问题。凡是 依据基因突变、基因重组和染色体变异原理获得的新品种性 状都是可遗传的，如通过多倍体育种获得的无子西瓜的“无 子”性状属于可遗传变异，而通过涂抹生长素获得的无子番 茄无子性状是不遗传的变异。
题组演练
题组 1 育种方法的选择 1．(2018·山西四校联考)野生猕猴桃是一种多年生富含 VC 的二倍体 (2n＝58)小野果。下图是某科研小组以大量的野生猕猴桃种子(aa) 为实验材料培育抗虫猕猴桃无子新品种的过程，分析正确的是 ()
A．该培育过程中不可使用花药离体培养 B．③⑦过程必须使用秋水仙素 C．⑤的亲本不是同一物种 D．⑥过程得到的个体是四倍体
③需及时发现优 良品种
优良性状
培育杂合子品 集中于同
种：一般是选 一个体上 取纯合双亲子
年年制种
一代
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
杂交水稻、 杂交玉米等
名称 原理
方法
优点
缺点 应用
诱变 育种
①物理：紫外
线、X或γ射线、 微重力、激光 等处理，再筛
提高_变__异_ _频__率__，
单倍 染色 株；②将单倍 体育 体变 体幼苗经一定 种 异 浓度的秋水仙
素处理获得纯
子代均为 ____ 纯合 _子__，加 速育种进
技术 复杂
麦与矮秆 不抗病小 麦快速培
育矮秆抗
合子；③从中 程
病小麦
选择优良植株
名称 原理 方法
优点
缺点
应用
多倍 体育
种
染色 体数 目变
异
所获品种发 三倍体
用一定浓度 操作简单，
①生物的基因型为 AaBB，转变为 AABB，可以通过连续自 交实现，采用的应该是杂交育种方法；②生物的基因型为 AaBB，转变为 aB，采用的应该是花药离体培养；③生物的 基因型为 AaBB，转变为 AaBBC，相比较多了一个外源基 因，采用的应该是转基因技术；④生物的基因型为 AaBB， 转变为 AAaaBBBB，染色体数目加倍，采用的应该是多倍 体育种方法。所以本题选 B。 答案：B
③如果是三对以上相对性状的育种，则育种时限会在上述基 础上相应延长。 (3)杂交育种——多年生植物 如果育种对象为多年生植物，则杂交育种的周期就会更长。 (4)单倍体育种 花药离体培养必然是第二年的工作，诱导单倍体幼苗的染色 体数加倍，所需的时间很短，故理论上，第二年就可以得到 所需新品种。
[方法技巧] 关注“三最”定方向 (1)最简便——侧重于技术操作，杂交育种操作最简便。 (2)最快——侧重于育种时间，单倍体育种所需时间明显缩短。 (3)最准确——侧重于目标精准度，基因工程技术可“定向”改 变生物性状。
(2)杂交育种——性状表现于种子 ①一年生作物育种，以豌豆为例。育种目标为具有双显性性 状的植株。参照上图可知：性状表现于种子时，理论上，双 显性性状育种或单显性性状育种所需时限应比性状表现于 植株时节省一年的时间，即到第三年就能获得所需品种。 ②一年生作物育种，以豌豆为例。育种目标为具有双隐性性 状的植株。参照上图可知：性状表现于种子时，理论上，第 二年就能获得所需品种。
(1)杂交育种——性状表现于植株 ①一年生作物育种，以玉米为例。育种目标为具有双显性性 状的植株。玉米种群中存在高产不抗病(AAbb)、低产抗病 (aaBB)两种类型，以此为材料培育高产抗病(AABB)新品种。
②一年生作物育种，以玉米为例。育种目标为具有双隐性性 状的植株。参照图示可知：理论上，第三年就可以得到所需 品种(aabb)。 ③一年生作物育种，以玉米为例。育种目标为具有一显一隐 性状的植株。参照图示可知：理论上到第四年就能获得所需 品种。
强，育种 杂，安
周期短； 全性问
②克服了 题多，
远缘杂交 有可能
Baidu Nhomakorabea
不亲和的 引起生
障碍
态危机
应用
转基因 “向日葵 豆”、转 基因抗虫 棉
2.育种程序图的识别
(1)首先要识别图解中各字母表示的处理方法：A——杂交， D——自交，B——花药离体培养，C——秋水仙素处理， E——诱变处理，F——秋水仙素处理，G——转基因技术， H——脱分化，I——再分化，J——包裹人工种皮。这是识 别各种育种方法的主要依据。
3．原理
4．实例：三倍体无子西瓜
两次第一次传粉：杂交获得 三倍体种子 (1)传粉第二次传粉：刺激子房发育成 果实 (2)三倍体西瓜无子的原因：三倍体西瓜在减数分裂过程中， 由于染色体 联会紊乱 ，不能产生正常配子。
五、基因工程
1.杂交育种的两个特点 能将多个优良性状集中到同一生物个体上；耗时较长。 2．诱变育种的方法和特点 (1)两种诱变方法：物理诱变、化学诱变。 (2)两个特点：提高突变率；在较短时间内获得更多的优良变 异类型。
②若为动物，杂交育种中纯合子的获得不能通过逐代自交， 而应通过 测交实验 直接判断基因型。 ③若为营养繁殖类如土豆、红薯等，则只要出现所需性状即 可，不需要培育出纯种。 ④若为原核生物，不能运用杂交育种，细菌的育种一般采用 诱变育种和基因工程育种。
2．针对不同育种目的，选取不同的杂交育种方案 (1)培育杂合子品种 在农业生产上，可以将杂种一代作为种子直接利用，如水稻、 玉米等。其特点是利用杂种优势，品种高产、抗性强，但种子 只能种一年。培育基本步骤如下： 选取符合要求的纯种双亲 P 杂交(♀×♂)→F1(即为所需品种)。
1．原理： 染色体(数目)变异 。
2．方法
花
离体
单倍体
药
―培―养→
幼苗
人工诱导 ――用―秋―水―仙――素―处―理―→
染色体数目加倍，得到 正常纯合子
3．优点：明显缩短育种年限 ，所得个体均为 纯合体 。
4．缺点：技术复杂。
四、多倍体育种 1．方法：用 秋水仙素 或低温处理。 2．处理材料：萌发的种子或幼苗 。
基因
加快育种
选；
突变
进程，大
②化学：
_亚__硝__酸__、硫酸
幅度改良 某些性状
二乙酯处理，
再选择
盲目性大， 有利变异 少，工作 量大，需 要处理大 量的供试 材料
高产 青霉 菌
名称 原理
方法
优点 缺点 应用
①先进行_花__药__ _离__体__培养，培 明显缩短
用纯种高
养出单倍体植 育种年限，
秆抗病小
该植物产生花粉的基因型种类为 2×2×1×2＝(8 种)，A 项正 确；由于花粉粒发育成的单倍体幼苗中只含有一个染色体组(12 条染色体)，经秋水仙素处理(C)染色体加倍后，个体Ⅰ的体细 胞中含有 24 条染色体，B 项错误；个体Ⅱ中能稳定遗传的占 1/2×1/2×1×1/2 ＝ 1/8 ， 与 亲 本 表 现 型 一 致 的 可 表 示 为 A_B_C_D_，其他都为重组类型，占 1－3/4×3/4×1×3/4＝ 37/64，C 项正确；A、B、C 过程为单倍体育种，单倍体育种 可以尽快获得优良纯种，D 项正确。 答案：B
第七单元 生物的变异、育种与进化 第3讲 从杂交育种到基因工程
C目录 ONTENTS
固考基·双基体系优化 研考点·重点难点探究 悟高考·真题演练 课时作业
[考纲要求] 1.生物变异在育种上的应用(Ⅱ)。2.转基因食品 的安全(Ⅰ)。
固考基·双基体系优化
一、杂交育种
二、诱变育种
三、单倍体育种
③对原品系营养器官“增加”、“加强”，则常采用_多__倍__体____ 育种。另外三倍体植物减数分裂时联会紊乱，所以可培育无子 果实。 ④如果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)结合实验材料进行选择 ①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。
育延迟，结 无子西
的秋水仙素 能较快获
实率低，一 瓜、八
处理萌发的 得所需品
般只适用于 倍体小
_种__子_或_幼__苗_ 种
植物
黑麦
名称
基因 工程 育种
原理
方法
基因 重组
提取目的基 因→目的基 因与运载体 结合→将目 的基因导入 受体细胞→ 目的基因的 表达与检测 →筛选获得 优良个体
优点 缺点
①目的性 技术复
4．育种工作离不开相关的生物学知识，下图为某育种过程的流程图， 则下列有关该育种过程所涉及的生物学原理的叙述恰当的是( )
A．过程②为减数分裂，涉及的遗传学原理是基因突变和染色体变异 B．过程③为花药离体培养，涉及的原理是植物体细胞具有全能性 C．过程④为染色体加倍，涉及的遗传学原理是染色体变异和基因重组 D．该育种过程为单倍体育种，涉及的遗传学原理主要是染色体变异和 基因重组
在减数分裂过程中，涉及的遗传学原理有：基因突变(减数第一次分 裂的间期)、基因重组(减数第一次分裂的后期)和染色体变异(减Ⅰ或 减Ⅱ)，A 错误；过程③为花药离体培养，涉及的原理是植物的生殖细 胞具有全能性，而不是体细胞，B 错误；过程④为染色体加倍，该过 程涉及的遗传学原理是染色体变异，没有涉及基因重组，C 错误；根 据流程图可知，该过程的育种方法为单倍体育种，在流程图中涉及杂 交过程(基因重组)和染色体加倍过程(染色体变异)，因此该育种过程 涉及的遗传学原理主要是染色体变异和基因重组，D 正确。 答案：D
考点研析
1．几种育种方法比较
名称 原理
方法
优点
缺点
应用
杂交 育种
培育纯合子品
①育种时间一般
种：杂交→自 交→筛选出符
方简法便____，
_比__较__长___； ②局限于同种或
合要求的表现 使分散在 亲缘关系较近的
型，通过自交 同一物种 个体；
基因 重组
至不发生 性__状__分__离__为止
不同品种 中的多个
图中②过程中可用花药离体培养，再诱导染色体加倍获得 AA 的个体，A 错误；秋水仙素或低温诱导均可导致染色体 数加倍，B 错误；⑤的亲本中，AA 为二倍体，AAAA 为四 倍体，不是同一物种，C 正确；⑥过程为基因工程导入抗虫 基因，获得的仍是三倍体，D 错误。 答案：C
2．(2018·福建四地六校联考)某生物的基因型为 AaBB，通 过下列技术可以分别将它转变为以下基因型的生物： ①AABB；②aB；③AaBBC；④AAaaBBBB。则以下排列 正确的是( ) A．诱变育种、转基因技术、花药离体培养、细胞融合 B．杂交育种、花药离体培养、转基因技术、多倍体育种 C．花药离体培养、诱变育种、多倍体育种、转基因技术 D．多倍体育种、花药离体培养、诱变育种、转基因技术
(2)培育隐性纯合子品种
⊗ 选取双亲 P 杂交(♀×♂)→F1――→F2→选出表现型符合要 求的个体种植推广。
(3)培育显性纯合子品种
⊗ 选取双亲 P 杂交(♀×♂)→F1――→F2→选出表现型符合要
⊗
⊗
⊗
求的个体――→F3――→……――→选出稳定遗传的个体推
广种植。
3．关于育种年限的分析 不同的育种方法需要的时间不同，即使是同一种育种方法， 也会因为物种、性状的不同而存在时限上的差异。下面所有 分析均为理论年限分析，在实践中，所需时间可能有变化。
(3)混淆“最简便”与“最快速”。“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。
研考点·重点难点探究
考点研析
1．常用育种方法的选择 (1)根据育种目的进行选择 ①如果将不同个体的优良性状集中到一个个体，则可以选择 __杂__交__育__种___或___单__倍__体___育种，其中单倍体育种可大大缩 短 育种年限 ，从而快速获得纯种。 ②如果要让原品系产生新性状(无中生有)，则可通过 诱变 育种和基因工程育种。