高考生物一轮复习 专题7_4 从杂交育种到基因工程教学案(含解析)

7.4 从杂交育种到基因工程

1.染色体结构变异和数目变异(Ⅰ)。

2.生物变异在育种上的应用(Ⅱ)。

3.转基因食品的安全(Ⅰ)

一、生物育种

1.杂交育种与单倍体育种的过程(以选育抗病高产aaBB为例)

2．几种育种方法的比较

方法原理常用方法优点缺点代表实例

杂交育种基因重组杂交

操作简单，目

标性强育种年限长

矮秆抗病小

麦

诱变育种基因突变

辐射诱变、激

光诱变等提高突变率，

加速育种进

程

有利变异少，

需大量处理

实验材料

高产青霉素

菌株

多倍体育种染色体变异秋水仙素处

理萌发的种

子或幼苗

操作简单，且

能在较短的

时间内获得

所需品种

所得品种发

育迟缓、结实

率低、在动物

中无法开展

无子西瓜、八

倍体小黑麦

3．生物育种方法的选择

(1)若要培育隐性性状个体，则可用自交或杂交的方法，只要出现该性状即可稳定遗传。

(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，则最好采用单倍体育种方法。

(4)若实验植物为营养繁殖类如马铃薯等，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。

二、基因工程

1.基因工程的原理

(1)不同生物的DNA分子具有相同结构。

(2)基因是控制生物性状的基本结构单位和功能单位。

(3)各种生物共用一套遗传密码。2．基因工程操作的工具

(1)限制性核酸内切酶——基因的“剪刀”

①存在场所：主要是存在于微生物细胞中。

②特性：一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且能够在特定的切点上切割DNA 分子。

③作用结果：得到黏性末端。

(2)DNA连接酶——基因的“针线”

①作用：连接限制性核酸内切酶切开的断口。

②常用的种类及来源：

分类

不同点

E·coliDNA连接酶T4DNA连接酶

来源大肠杆菌T4噬菌体

(3)运载体——基因的运输工具

作为运载体必须具备的条件：

①能够在宿主细胞内复制并稳定地保存。

②含有多个限制酶切点，以便和外源基因相连。

③含有标记基因，以便于筛选。

3．基因工程与基因重组

比较项目基因重组基因工程

不

同

点

重组方式同一物种的不同基因不同物种间的不同基因

繁殖方式有性生殖无性生殖

变异大小小大

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直接

定向地改造生物，培育出新品种相同点都实现了不同基因间的重新组合，都能使生物产生变异

高频考点一染色体结构变异的分析与判断

例1．如下图所示，图1、图2表示某种生物的部分染色体发生变异的示意图，其中①和②、③和④互为同源染色体，则两图所示的变异( )

A．均为染色体结构变异

B．基因的数目和排列顺序均发生改变

C．均使生物的性状发生改变

D．均可发生在减数分裂过程中

【答案】D

【变式探究】科学家以玉米为实验材料进行遗传实验，实验过程和结果如图所示，则F1中出现绿株的根本原因是( )

A．在产生配子的过程中，等位基因分离

B．射线处理导致配子中的染色体数目减少

C．射线处理导致配子中染色体结构缺失

D．射线处理导致控制茎颜色的基因发生突变

【答案】C

【解析】从图示看出，F1中出现绿株的根本原因是射线处理导致配子中染色体结构缺失。

高频考点二变异类型的区分

例2．下图中图1为等位基因Aa间的转化关系图，图2为黑腹果蝇(2n＝8)的单体图，图3为某动物的精原细胞形成的四个精细胞的示意图，则图1、2、3分别发生何种变异( )

A．基因突变染色体变异基因重组

B．基因突变染色体变异染色体变异

C．基因重组基因突变染色体变异

D．基因突变基因重组基因突变

【答案】A

【解析】等位基因A、a是由基因突变形成的，图1反映了突变的不定向性；图2黑腹果蝇正常体细胞

的染色体数为8条，单体则有7条，此变异应属于染色体数目变异；图3形成了四个染色体各不相同的精子，可推断某动物的精原细胞在减数第一次分裂时同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换。

高频考点三染色体组与生物体倍性的判断

例3．下图表示细胞中所含的染色体，下列叙述中不正确的是( )

A．甲代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含1条染色体

B．乙代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含3条染色体

C．丙代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含3条染色体

D．丁代表的生物可能是单倍体，其每个染色体组含4条染色体

【答案】B

【解析】乙中形态相同的染色体有三条，即含有三个染色体组，因此乙代表的生物可能是三倍体。

高频考点四、不同育种方法的比较

例4．作物育种技术是遗传学研究的重要内容之一，关于作物育种的叙述正确的是( )

A．培育高产、抗逆性强的杂交水稻属于诱变育种

B．改良缺乏某种抗病性的水稻品种常采用单倍体育种

C．培育无子西瓜过程中可用一定浓度的秋水仙素处理二倍体幼苗

D．把两个小麦品种的优良性状结合在一起，常采用植物体细胞杂交技术

【答案】C

【变式探究】如图甲、乙表示水稻两个品种(两对相对性状独立遗传)，①～⑧表示培育水稻新品种的过程。下列说法正确的是( )

A．如果过程②中逐代自交，那么自交代数越多纯合植株的比例越高

B．⑤与⑧过程的育种原理相同，③过程表示单倍体育种

C．育种过程②⑤⑥中需要进行筛选，筛选不会改变任何一个基因的频率