1、专题复习专题复习 生生 物物 育育 种种安达市教师进修学校安达市教师进修学校 王晓雪王晓雪本专题所涉及的本专题所涉及的2011年高考考纲要求：年高考考纲要求：内容内容等级要求等级要求生物变异在育种上的应用生物变异在育种上的应用基因工程的应用基因工程的应用植物组织培养植物组织培养动物的细胞培养与体细胞克隆动物的细胞培养与体细胞克隆转基因食品的安全性转基因食品的安全性 复习目标：复习目标：1 1将分散于各章节的有关生物性状改造方将分散于各章节的有关生物性状改造方法的知识梳理出来形成知识体系。法的知识梳理出来形成知识体系。2 2利用基因突变、基因重组、染色体变异、利用基因突变、基因重组、染色体变异、
2、基因工程、细胞工程等遗传学原理，设计培育基因工程、细胞工程等遗传学原理，设计培育具有优良性状的新品种的育种方法。具有优良性状的新品种的育种方法。3 3通过试题分析、练习提高审题解题能力。通过试题分析、练习提高审题解题能力。（1）古印第安人培育玉米的方法称为）古印第安人培育玉米的方法称为 。选择育种选择育种（2）选择育种的优缺点是）选择育种的优缺点是 。l 优点：技术简单、容易操作。优点：技术简单、容易操作。l 缺点：选择范围有限，育种周期长。缺点：选择范围有限，育种周期长。思考：思考：已知小麦的高秆（已知小麦的高秆（D）对矮秆（）对矮秆（d）为显性，抗锈病（为显性，抗锈病（T）对易染锈病（）对
3、易染锈病（t）为显性，两对性状独立遗传。现有高秆为显性，两对性状独立遗传。现有高秆抗锈病、矮秆易染病两纯系品种。你用抗锈病、矮秆易染病两纯系品种。你用什么方法能把两个品种的优良性状结合什么方法能把两个品种的优良性状结合在一起，又能把双方的缺点都去掉？将在一起，又能把双方的缺点都去掉？将你的设想用遗传图解表示出来。你的设想用遗传图解表示出来。思考：思考：P DDTT ddtt 高杆抗病高杆抗病矮杆不抗病矮杆不抗病F1 DdTt高杆抗病高杆抗病D_T_,D_tt,ddT_,ddttF2连续自交直至连续自交直至到不再发生性到不再发生性状分离为止状分离为止ddTT(矮抗矮抗)杂交育种：杂交育种：深入思
4、考深入思考 还有什么育种方法有可能还有什么育种方法有可能缩短育种年限，使具有小麦的缩短育种年限，使具有小麦的矮杆抗锈病的品种能更迅速在矮杆抗锈病的品种能更迅速在生产实践上得到应用？生产实践上得到应用？P DDTTddtt F1 DdTt 花药离体培养花药离体培养单倍体植株单倍体植株(DT、Dt、dT、dt)人工诱导加倍人工诱导加倍 淘汰高杆易染锈病、淘汰高杆易染锈病、选矮秆抗病的个体选矮秆抗病的个体（ddTT）高杆抗病、矮秆易染锈病高杆抗病、矮秆易染锈病 个体（个体（DDTT、DDtt、ddtt）采收种子留种采收种子留种 单倍体育种单倍体育种 在杂交育种的过程中运用单倍体在杂交育种的过程中运用
5、单倍体育种的方法可以显著缩短育种进程。育种的方法可以显著缩短育种进程。但是仍然不能产生新的基因，应怎样但是仍然不能产生新的基因，应怎样做才能做才能产生产生更多可供选择的更多可供选择的新基因新基因呢？呢？诱变育种诱变育种太空育种太空育种主要是利用返回式卫星或宇宙飞船等把种主要是利用返回式卫星或宇宙飞船等把种子带到太空，通过宇宙空间的子带到太空，通过宇宙空间的强辐射、微重力和高强辐射、微重力和高真空真空等条件使植物种子遗传物质发生变异，从而选等条件使植物种子遗传物质发生变异，从而选育新品种。育新品种。aabbAabb激光、射线或激光、射线或化学药品处理化学药品处理 例：例：科学家做了两项实验：（科
6、学家做了两项实验：（1）用适当浓度的）用适当浓度的生长素溶液处理未受粉的番茄花蕾子房，发育成生长素溶液处理未受粉的番茄花蕾子房，发育成无子番茄。（无子番茄。（2）用四倍体与二倍体西瓜杂交，）用四倍体与二倍体西瓜杂交，获得三倍体西瓜植株，给其雌蕊授二倍体花粉，获得三倍体西瓜植株，给其雌蕊授二倍体花粉，子房发育成无子西瓜。下列叙述正确的是（子房发育成无子西瓜。下列叙述正确的是（）A.上述无子番茄性状能遗传上述无子番茄性状能遗传 B.若取无子番茄植株进行无性繁殖，长成的植株若取无子番茄植株进行无性繁殖，长成的植株所结果实中有种子所结果实中有种子 C.若取上述无子西瓜进行无性繁殖，长成的植株若取上述无
7、子西瓜进行无性繁殖，长成的植株子房壁细胞含有四个染色体组子房壁细胞含有四个染色体组D.上述无子西瓜进行无性繁殖，长成的植株所结上述无子西瓜进行无性繁殖，长成的植株所结果实中有种子果实中有种子 B杂交育种杂交育种诱变育种诱变育种多倍体育种多倍体育种单倍体育种单倍体育种原理原理基因重组基因重组基因突变基因突变染色体变异染色体变异染色体变异染色体变异方法方法杂交再杂交再连续连续自交自交，不断，不断选种选种激光、射线或激光、射线或化学药品处理化学药品处理低温低温处理或处理或秋秋水仙素水仙素处理萌处理萌发种子或幼苗发种子或幼苗花药离体培养花药离体培养再人工诱导染再人工诱导染色体数目加倍色体数目加倍优点优
8、点可集中优良可集中优良性状性状时间短时间短器官大和营养器官大和营养物质含量高物质含量高迅速获得纯系迅速获得纯系品种，缩短育品种，缩短育种年限种年限缺点缺点育种年限长育种年限长盲目性及突变盲目性及突变频率较低频率较低结实率低，结实率低，动动物中难以开展物中难以开展成活率低，只成活率低，只适用于植物适用于植物举例举例改良作物品改良作物品质，家畜家质，家畜家禽的育种禽的育种农作物新品种的农作物新品种的培育，培育，青霉素高青霉素高产菌株的获得产菌株的获得三倍体无子西三倍体无子西瓜瓜矮杆抗病植株矮杆抗病植株的育成的育成一一、利用、利用“可遗传变异可遗传变异”的原理育种的原理育种(三三)荔枝介壳虫害严重影
9、响了荔枝介壳虫害严重影响了“西园西园挂绿挂绿”的产量，以前果农常采用喷洒的产量，以前果农常采用喷洒农药、放养寄生蜂等方法来防治。如农药、放养寄生蜂等方法来防治。如今科学家在一种细菌体内找到了它的今科学家在一种细菌体内找到了它的抗性基因（抗性基因（L L），请设计育种方案来），请设计育种方案来有效减轻荔枝介壳虫危害。有效减轻荔枝介壳虫危害。基因工程育种基因工程育种提取提取导入导入增殖、增殖、表达表达例：例：番茄与甜椒自然杂交后形成的后代既像辣番茄与甜椒自然杂交后形成的后代既像辣椒又像番茄，故称番茄椒。它同时具有番茄和椒又像番茄，故称番茄椒。它同时具有番茄和甜椒的特点，果实色泽鲜红，果皮比较厚实，
10、甜椒的特点，果实色泽鲜红，果皮比较厚实，耐储运，具有加热后对营养和颜色毫无影响的耐储运，具有加热后对营养和颜色毫无影响的特性。但是此番茄椒不能产生后代。特性。但是此番茄椒不能产生后代。思考：为什么此番茄椒不能产生后代？怎样才能培育出可育的番茄椒？番茄番茄甜椒甜椒番茄椒番茄椒番茄番茄（AAAA）甜椒甜椒（BBBB）(AB)(AB)(AABB)(AABB)不育的番茄椒不育的番茄椒 秋水仙素处理秋水仙素处理 使染色体加倍使染色体加倍 可育的番茄椒可育的番茄椒 方案一：多倍体育种方案一：多倍体育种杂种细胞杂种细胞杂种植株杂种植株番茄细胞番茄细胞(AA)(AA)甜椒细胞甜椒细胞(BB)(BB)愈伤组织愈
11、伤组织（AABB）原生质体融合原生质体融合 植物组织培养植物组织培养 去壁去壁 方案二方案二:（AABB）植物体细胞杂交植物体细胞杂交（细胞工程育种）（细胞工程育种）克隆羊克隆羊多利多利三、利用植物激素进行育种三、利用植物激素进行育种1.1.原理：原理：适宜浓度的生长素可以促进果实的发育。适宜浓度的生长素可以促进果实的发育。2.2.方法：方法：在未受粉的雌蕊柱头上涂上一定浓度的在未受粉的雌蕊柱头上涂上一定浓度的 生长素类似物溶液，子房就可以发育成无子果实。生长素类似物溶液，子房就可以发育成无子果实。3.3.特点：特点：由于生长素所起的作用是促进果实的发由于生长素所起的作用是促进果实的发育，并不
12、能导致植物基因型的改变，所以该种变育，并不能导致植物基因型的改变，所以该种变异类型是不遗传的。异类型是不遗传的。4.4.举例：举例：无子番茄的培育无子番茄的培育四、归纳总结四、归纳总结最常规的：最常规的：最快速的：最快速的：能创造新性状的：能创造新性状的：能得到无子果实的：能得到无子果实的：能创造新物种的：能创造新物种的：能在种间进行育种的：能在种间进行育种的：杂交育种杂交育种单倍体育种单倍体育种诱变育种诱变育种多倍体育种、利用植物激素育种多倍体育种、利用植物激素育种多倍体育种、植物体细胞杂交多倍体育种、植物体细胞杂交基因工程育种、基因工程育种、植物体细胞杂交植物体细胞杂交在上述八种育种方法中
13、，在上述八种育种方法中，1 1、哪些用到了植物组织培养技术？、哪些用到了植物组织培养技术？2 2、哪些育种方法需要使用秋水仙素或低温处理？、哪些育种方法需要使用秋水仙素或低温处理？单倍体育种、基因工程、植物体细胞杂交单倍体育种、基因工程、植物体细胞杂交单倍体育种、多倍体育种单倍体育种、多倍体育种3 3、哪些育种方法能打破物种界限？、哪些育种方法能打破物种界限？基因工程、植物体细胞杂交基因工程、植物体细胞杂交4 4、能产生新基因的育种方法？、能产生新基因的育种方法？诱变育种诱变育种5 5、动物可用的育种方法？、动物可用的育种方法？植物可用的育种方法？植物可用的育种方法？微生物可用的育种方法？微生
14、物可用的育种方法？杂交育种、诱变育种、基因工程育种、核移植杂交育种、诱变育种、基因工程育种、核移植杂交育种、诱变育种、基因工程育种、单倍体育杂交育种、诱变育种、基因工程育种、单倍体育种、多倍体育种、植物体细胞杂交、利用植物激种、多倍体育种、植物体细胞杂交、利用植物激素育种素育种诱变育种、基因工程育种诱变育种、基因工程育种诱变育种诱变育种 杂交育种杂交育种 基因工程育种基因工程育种 单倍体育种单倍体育种 多倍体育种多倍体育种植物体细胞杂交植物体细胞杂交 核移植核移植 基因基因水平水平染色体染色体水平水平 细胞细胞水平水平操作水平操作水平育种方法育种方法7 7、完成下列表格、完成下列表格五、巩固练
15、习五、巩固练习例：下面为六种不同的育种方法。据图回答：例：下面为六种不同的育种方法。据图回答：(1)(1)图中图中A A至至D D方向所示的途径表示方向所示的途径表示 育种方式，这种育种方式，这种方法属常规育种，一般从方法属常规育种，一般从F F2 2代开始选种，这是因为代开始选种，这是因为。(2)B(2)B 常用的方法为常用的方法为 。(3)E方法所用的原理是方法所用的原理是 。育种时所需处理的。育种时所需处理的种子应当是萌发的（而非休眠的）种子，试阐述原因种子应当是萌发的（而非休眠的）种子，试阐述原因 、。杂交杂交 从从F F2 2开始发生性状分离开始发生性状分离 花药离体培养花药离体培养
16、 基因突变基因突变发后进行细胞分裂，发后进行细胞分裂，DNADNA在复制过程中由于某种因素在复制过程中由于某种因素种子萌种子萌的影响可发生基因突变的影响可发生基因突变。（4）C、F过程最常用的药剂是过程最常用的药剂是 ，其作用的原理，其作用的原理 是是 。秋水仙素秋水仙素 （5）由）由G到到H过程中涉及的生物技术有过程中涉及的生物技术有 、和和 。（6）KLM这种育种方法的优越性表现在这种育种方法的优越性表现在 、。抑制纺锤体的形成，引起染色体加倍抑制纺锤体的形成，引起染色体加倍 基因工程（基因工程（DNA DNA 重组技术）重组技术）植物组织培养植物组织培养 克服远缘杂交克服远缘杂交 不亲和
17、的障碍，大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围不亲和的障碍，大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围 1 1、（、（06 06 江苏）江苏）2020世纪世纪5050年代，科学家受达尔文进年代，科学家受达尔文进化思想的启发，广泛开展了人工动、植物育种研究，化思想的启发，广泛开展了人工动、植物育种研究，通过人工创造变异选育优良的新品种。这一过程人通过人工创造变异选育优良的新品种。这一过程人们形象地称为们形象地称为“人工进化人工进化”。(1)(1)我国科学家通过航天搭载种子或块茎进行蔬菜我国科学家通过航天搭载种子或块茎进行蔬菜作物的育种，用空间辐射等因素创造变异，这种变作物的育种，用空间辐射等因素创造变异，这
18、种变异类型可能属于异类型可能属于 、。与诱变育种方法相比，与诱变育种方法相比，DNADNA重组技术最大的特点重组技术最大的特点是是 。六、高考链接六、高考链接基因突变基因突变染色体变异染色体变异定向改造生物性状定向改造生物性状(2)(2)若以某植物抗病高秆品种与感病矮秆品种杂交，若以某植物抗病高秆品种与感病矮秆品种杂交，选育抗病矮秆品种，其依据的遗传学原理选育抗病矮秆品种，其依据的遗传学原理是是 。假设该植物具有假设该植物具有3 3对同源染色体，用杂种一代花药离对同源染色体，用杂种一代花药离体培养获得单倍体，其单倍体细胞中的染色体体培养获得单倍体，其单倍体细胞中的染色体(遗传遗传物质物质)完全
19、来自父本的概率为完全来自父本的概率为 。基因重组基因重组 l/8 2 2、（、（0606天津）甲种植物高产，乙种植物耐盐，通过细天津）甲种植物高产，乙种植物耐盐，通过细胞工程技术，利用甲、乙两种植物的各自优势，培育胞工程技术，利用甲、乙两种植物的各自优势，培育高产耐盐的杂种植株。请完善实验流程并回答问题：高产耐盐的杂种植株。请完善实验流程并回答问题：（1 1）A A是是 酶，酶，B B是是 ，C C是是 性状的幼芽。性状的幼芽。（2 2）若目的植株丢失）若目的植株丢失1 1条染色体，不能产生正常配子条染色体，不能产生正常配子而高度不育，则可用而高度不育，则可用 （试剂）处理（试剂）处理幼芽，以
20、便获得可育的植株。幼芽，以便获得可育的植株。纤维素酶和果胶纤维素酶和果胶 融合的原生质体融合的原生质体 耐盐耐盐 秋水仙素秋水仙素 3 3、(07(07江苏江苏)很久以前科学家在土壤中发现了某种很久以前科学家在土壤中发现了某种细菌能制造一种对昆虫有毒的蛋白质，当时许多人细菌能制造一种对昆虫有毒的蛋白质，当时许多人就想把编码这一蛋白质的基因就想把编码这一蛋白质的基因(抗虫基因抗虫基因)转移到农转移到农作物中，以降低昆虫对农作物造成的危害。作物中，以降低昆虫对农作物造成的危害。2020世纪世纪9090年代，美国科学家采用基因工程技术首次培育出年代，美国科学家采用基因工程技术首次培育出抗虫玉米新品种
21、。下图为这一转基因玉米的主要培抗虫玉米新品种。下图为这一转基因玉米的主要培育过程。育过程。(1)(1)获得特定目的基因的途径除了从该细菌中直接分离获得特定目的基因的途径除了从该细菌中直接分离抗虫基因外，还可以抗虫基因外，还可以 。将目的基因与运载。将目的基因与运载体结合时必须用体结合时必须用 酶和酶和DNADNA连接酶。在基因工连接酶。在基因工程中，常用的运载体有程中，常用的运载体有 等，而作为运载体必等，而作为运载体必须具备相应的条件，例如应具有须具备相应的条件，例如应具有 以便进行以便进行筛选。筛选。(2)(2)由转基因玉米细胞经过由转基因玉米细胞经过 形成愈伤组织，然形成愈伤组织，然后发
22、育成胚状体和试管苗。若要制备转基因玉米的人后发育成胚状体和试管苗。若要制备转基因玉米的人工种子，可选择上述实验过程中的工种子，可选择上述实验过程中的 再包裹合再包裹合适的人造种皮等。适的人造种皮等。人工合成人工合成 同种限制同种限制 质粒质粒标记基因标记基因 脱分化脱分化 胚状体胚状体 4 4、（、（0707山东）山东）普通小麦中有高杆抗病（普通小麦中有高杆抗病（TTRRTTRR）和矮）和矮杆易感病（杆易感病（ttrrttrr）两个品种，控制两对相对性状的基）两个品种，控制两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上。实验小组利用不同的因分别位于两对同源染色体上。实验小组利用不同的方法进行了如下
23、三组实验，方法进行了如下三组实验，请分析回答：请分析回答：（1 1）A A组由组由F1F1获得获得F2F2的方法是的方法是 ，F2F2矮杆抗病植矮杆抗病植株中不能稳定遗传的占株中不能稳定遗传的占 。（2 2）、三类矮杆抗病植株中，最可能产生不三类矮杆抗病植株中，最可能产生不育配子的是育配子的是 类。类。（3 3）A A、B B、C C三组方法中，最不容易获得矮杆抗病小麦三组方法中，最不容易获得矮杆抗病小麦新品种的方法是新品种的方法是 组，原因组，原因是是 。自交自交 2/3 2/3 C C 基因突变频率低且不定向基因突变频率低且不定向 （4 4）通过矮杆抗病）通过矮杆抗病获得矮杆抗病小麦新品种
24、的方获得矮杆抗病小麦新品种的方法是法是 。获得的矮杆抗病植株中能稳定遗传的占获得的矮杆抗病植株中能稳定遗传的占 。（5 5）在一块高杆（纯合体）小麦田中，发现了一株）在一块高杆（纯合体）小麦田中，发现了一株矮杆小麦。请设计实验方案探究该性状出现的可能矮杆小麦。请设计实验方案探究该性状出现的可能的原因（简要写出所用方法、结果和结论）的原因（简要写出所用方法、结果和结论）秋水仙素（或低温）诱导染色体加倍秋水仙素（或低温）诱导染色体加倍 100%100%方法一：将矮杆小麦与高杆小麦杂交；如果子一代为高方法一：将矮杆小麦与高杆小麦杂交；如果子一代为高杆，子二代高杆：矮杆杆，子二代高杆：矮杆=3=3：1 1（或出现性状分离），则（或出现性状分离），则矮杆性状是基因突变造成的；否则，矮杆性状是环境引矮杆性状是基因突变造成的；否则，矮杆性状是环境引起的。起的。方法二：将矮杆小麦与高杆小麦种植在相同环境条件下；方法二：将矮杆小麦与高杆小麦种植在相同环境条件下；如果两者未出现明显差异，则矮杆性状由环境引起；否如果两者未出现明显差异，则矮杆性状由环境引起；否则，矮杆性状是基因突变的结果。则，矮杆性状是基因突变的结果。
