胡玲第23讲《杂交育种到基因工程》教师版

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1、 淅 川 二 高 学校 生 物 学科导学案与课堂组织设计活页纸（教师版） 第 周 第 课时 课堂环节突破策略：【课堂导入】教师通过图片和音像资料展示基因工程产品，如种子、水果、疫苗或药物等，引入课题。教师利用“问题探讨”，提出问题，组织学生讨论交流看法。为什么能把一种生物的基因“嫁接”到另一种生物上？推测这种“嫁接”怎样才能实现?这种“嫁接”对品种改良有什么意义？【预习案】处理办法：小组内自查，统一看法。组间补充质疑。（2分钟）易错警示与遗传育种有关的4个“比较”(1)杂交育种不一定需要连续自交。若选育显性优良纯种，则需要连续自交筛选直至性状不再发生分离；若选育隐性优良纯种，则只要在子二代出现

2、该性状个体即可。(2)诱变育种与杂交育种相比，前者能产生前所未有的新基因，创造变异新类型；后者不能产生新基因，只是实现原有基因的重新组合。(3)杂交育种与杂种优势不同：杂交育种是在杂交后代众多类型中选择符合育种目标的个体进一步培育，直到获得稳定遗传的具有优良性状的新品种；杂种优势主要是利用杂种F1的优良性状，并不要求遗传上的稳定。(4)杂交种与多倍体的比较：二者都可产生很多优良性状如茎秆粗壮、抗倒伏、产量提高、品质改良，但多倍体生长周期长，晚熟；而杂交种可早熟，故根据成熟期早晚可判定是多倍体还是杂交种。【探究案】学习要求与处理办法：先结合课本相应知识资料，形成自己的思考。然后组内讨论，统一观点

3、，小组长安排展示，别的小组质疑点评补充。探究点一教师点拨：准确解答遗传育种题目应注意以下几点(1)对涉及遗传图解的题目要书写规范。(2)对以图形为信息载体的题目，要对几种育种方法进行辨析并进行比较，牢记各种育种方法的原理、优缺点等内容。(3)根据育种要求选择合适的育种方案，需要学生明确各种育种方法的优点，从而达到育种目标。探究点二教师点拨：与基因工程有关的3个说明：(1)限制性核酸内切酶和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，不要把质粒等同于运载体，除此之外，噬菌体的衍生物和动植物病毒也可作为运载体。运载体的化

4、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。【当堂训练】处理办法：1.学生自主完成，小组统一答案，展示并点评补充。2.教师以套餐练习形式，分设针对每组A、B、C三层学生的ABC套餐练习，超出本层外的作业可自由选择完成，多做多得分，从而激发各层学生勇于挑战的学习激情。【课堂小结】教师引导学生画出本节知识网络，展示知识框架，建立学生的概括意识，提高学生的总结概括能力和逻辑思维能力。课 题: 第23讲从杂交育种到基因工程 设计人：胡玲【学习目标】1、 知识与能力（1） 举例说出生物变异在育种上应用的实例；（2） 简述杂交育种和诱变育种的作

5、用及其局限性；（3） 简述基因工程的原理及其应用。2、过程与方法（1）联系实际生活，结合基因工程的原理，小组讨论生物变异的应用；（2）讨论探究杂交育种和诱变育种的作用，概括总结其局限性。3、情感态度价值观（1）关注转基因生物和转基因食品的安全性；（2）讨论从杂交育种到基因工程这一科技发展历程中，科学、技术和社会的相互作用。【预习案】考点一生物变异在育种上的应用1 杂交育种(1)概念：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 和 ，获得新品种的方法。(2)原理： 。(3)过程：选择具有不同优良性状的亲本 ，获得F1F1 获得F2鉴别、选择需要的类型，优良品种。(4)优点： 。(5)应

6、用：培育 优良品种。2 诱变育种(1)概念：利用物理因素或化学因素来处理生物，使生物发生 ，从而获得优良变异类型的育种方法。(2)原理： 。(3)过程：选择生物诱发基因突变选择 培育。(4)优点：可以提高 ，在较短时间内获得更多的优良变异类型。大幅度地改良某些性状。(5)应用：培育具有 的品种。考点二基因工程的操作工具及基本步骤1 基因工程的概念基因工程，又叫做 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， ，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 基因工程操作的基本工具有哪些？概括说明。3 基因工程操作的基本步骤提取目的基因目的基因与运载体

7、结合将目的基因导入 目的基因的 。4 基因工程的应用(1) ，如抗虫棉。(2) 研制，如胰岛素等。(3)环境保护，如转基因细菌分解石油。5 转基因生物和转基因食品的安全性对转基因生物和转基因食品的两种态度：(1)转基因生物和转基因食品不安全，要 。(2)转基因生物和转基因食品是安全的，应该 。 【探究案】探究点一1几种常见遗传育种方式的不同点方法原理常用方法优点缺点代表实例杂交育种 操作 ，目标性 育种年限 矮秆抗病小麦诱变育种 、激光诱变等提高 ，加速育种进程有利变异 ，需 处理实验材料高产青霉菌株多倍体育种染色体变异秋水仙素处理萌发的 操作 ，且能在 的时间内获得所需品种所得品种发育迟缓，

8、结实率低；在动物中无法开展无子西瓜、八倍体小黑麦单倍体育种 花药离体培养后，再用 处理明显缩短 技术复杂，需要与杂交育种配合“京花1号”小麦基因工程育种 将一种生物特定的基因转移到另一种生物细胞中能 改造生物的遗传性状有可能引发生态危机转基因抗虫棉2 针对不同育种目标如何选择育种方案育种目标育种方案集中双亲优良性状对原品系实施“定向”改造基因工程及植物细胞工程(植物体细胞杂交)育种让原品系产生新性状(无中生有)使原品系营养器官“增大”或“加强”典例剖析1 图中，甲、乙表示两个水稻品种，A、a和B、b分别表示位于两对同源染色体上的两对等位基因，表示培育水稻新品种的过程，则下列说法错误的是()A过

9、程简便，原理是基因重组B和的变异都发生于有丝分裂间期C过程可明显缩短育种年限，常用的方法是花药离体培养D过程与过程的育种原理相同2 如图甲、乙表示水稻两个品种(两对相对性状独立遗传)，表示培育水稻新品种的过程。下列说法正确的是()A如果过程中逐代自交，那么自交代数越多纯合植株的比例越高B与过程的育种原理不同，过程表示单倍体育种C育种过程中需要进行筛选，筛选不会改变任何一个基因的频率D经过和过程培育的品种和甲、乙品种基因型不同，但是仍然属于同一个物种探究点二根据基因工程操作步骤图解，填写相关内容典例剖析下图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图，请据图作答。(1)图中基因工程的基本过程可

10、以概括为“四步曲”：_；_；_；_。(2)能否利用人的皮肤细胞来完成过程？_，为什么？_。(3)过程必需的酶是_酶，过程必需的酶是_酶。(4)若A中共有a个碱基对，其中鸟嘌呤有b个，则过程连续进行4次，至少需提供胸腺嘧啶_个。(5)在利用A、B获得C的过程中，常用_切割A和B，使它们产生_，再加入_才可形成C。【当堂训练】A层 1科学家将豌豆染色体片段导入玉米细胞，培育出具有豌豆优良性状而染色体数目不变的玉米新品种。下列有关叙述正确的是 ()A新品种玉米的培育原理是染色体结构变异B新品种玉米表现出的豌豆性状一定是单基因控制的性状C新品种玉米自交后代仍然都具有豌豆的优良性状D新品种玉米能表现出玉

11、米和豌豆的所有性状2各种育种方法或技术都有其优劣之处，下列相关叙述不正确的是 ()A传统的育种方法周期长，可选择的范围有限B通过人工诱变，人们有目的地选育新品种，能避免育种的盲目性C杂交育种难以克服远缘杂交不亲和的障碍，过程繁杂缓慢，效率低D基因工程可以实现基因在不同物种之间的转移，人们可以定向选育新品种3通过下列育种方法产生的后代，其染色体数一定发生变化的是 ()A单倍体育种 B植物体细胞杂交育种C杂交育种 D转基因育种4如图为DNA分子的某一片段，其中分别表示某种酶的作用部位，则相应的酶依次是 ()ADNA连接酶、限制性核酸内切酶、解旋酶B限制性核酸内切酶、解旋酶、DNA连接酶C解旋酶、限

12、制性核酸内切酶、DNA连接酶D限制性核酸内切酶、DNA连接酶、解旋酶5下列品种的培育与育种原理相符的是（）A无子西瓜的培育染色体数目变异B高产青霉菌株的培育基因重组C用花粉（Ab）培养成幼苗，再用秋水仙素处理获得纯种植株（AAbb）基因突变D培育能产生人胰岛素的大肠杆菌染色体结构变异B层 1在实验田中偶然出现了一株抗旱、抗盐的玉米，设想利用该植株培育能稳定遗传的抗旱、抗盐水稻品种，用到的育种方法和技术应有()诱变育种单倍体育种转基因技术组织培养技术A BC D 2下列关于限制酶和DNA连接酶的理解，正确的是()A其化学本质都是蛋白质BDNA连接酶可以恢复DNA分子中的氢键C它们不能被反复使用D

13、在基因工程操作中可以用DNA聚合酶代替DNA连接酶3无子西瓜的培育过程如下列简图所示：根据上述图解，结合你所学过的生物学知识，下列叙述中正确的是 ()A过程只能用秋水仙素处理，它的作用主要是抑制细胞有丝分裂前期纺锤体的形成B由三倍体种子发育成无子西瓜，与中心体有密切的关系C四倍体西瓜与二倍体西瓜不存在生殖隔离，它们属于同一物种D四倍体植株所结的西瓜，果皮细胞内含有4个染色体组4 农业生产上常常需要进行作物育种，以保证正常的农业生产活动。下列有关作物育种方法的叙述，正确的是()A作物育种中最简捷的方法是杂交育种和单倍体育种B只有单倍体育种能明显缩短育种年限C采用克隆的方法培育作物品种能保持亲本的

14、优良性状D体细胞中染色体组数为奇数的作物品种都是经花药离体培养得来的5通过DNA重组技术使原有基因得以改造的动物称为转基因动物。运用这一技术可使羊奶中含有人体蛋白质，下图表示这一技术的基本过程，在该工程中所用的基因“剪刀”能识别的序列和切点是GGATCC，请回答下面的问题。(1)从羊染色体中“剪下”羊蛋白质基因的酶是_，人体蛋白质基因“插入”后连接在羊体细胞染色体中需要的酶是_。(2)请画出质粒被切割形成黏性末端的过程图。GGATC C(3)人体蛋白质基因之所以能连接到羊的染色体DNA中，原因是_，人体蛋白质基因导入羊细胞时常用的工具是_。(4)此过程中目的基因的检测与表达中的表达是指_。(5

15、)你认为此类羊产的奶安全可靠吗？理由是什么？C层 应用提升1 (2013四川卷，5)大豆植株的体细胞含40条染色体。用放射性60Co处理大豆种子后，筛选出一株抗花叶病的植株X，取其花粉经离体培养得到若干单倍体植株，其中抗病植株占50%。下列叙述正确的是()A用花粉离体培养获得的抗病植株，其细胞仍具有全能性B单倍体植株的细胞在有丝分裂后期，共含有20条染色体C植株X连续自交若干代，纯合抗病植株的比例逐代降低D放射性60Co诱发的基因突变，可以决定大豆的进化方向2 将、两个植株杂交，得到，将再做进一步处理，如图所示。下列分析错误的是()A若的基因型为AaBbdd，则植株中能稳定遗传的个体占总数的1

16、/4B由到的育种过程中，遵循的主要原理是染色体变异C由到过程产生的有利变异多D由到过程可能发生突变和基因重组，突变和基因重组为生物进化提供原材料3现有甲、乙两种植株（均为二倍体纯种），其中甲种植株的光合作用能力高于乙种植株，但乙种植株很适宜在盐碱地种植。要利用甲、乙两种植株各自的优势，培育出高产、耐盐的植株，有多种生物技术手段可以利用。下列所采用的技术手段中不可行的是 （）A利用植物细胞融合技术，可获得满足要求的四倍体杂种目的植株B将乙种植株耐盐基因导入甲种植株的受精卵中，可培育出目的植株C两种植株杂交后，得到的F1取其花粉，进行花药离体培养获得目的植株D诱导两种植株的花粉融合并培育成幼苗，幼

17、苗用秋水仙素处理，可培育出目的植株 4如图表示某种农作物品种和培育出的几种方法，有关说法错误的是()A培育品种的最简捷途径是VB通过过程最不容易到达目的C通过过程的原理是染色体变异D过程常用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗5家蚕是二倍体生物，含56条染色体，ZZ为雄性，ZW为雌性。幼蚕体色中的有斑纹和无斑纹性状分别由号染色体上的A和a基因控制。雄蚕由于吐丝多，丝的质量好，更受蚕农青睐，但在幼蚕阶段，雌雄不易区分。于是，科学家采用如图所示的方法培育出了“限性斑纹雌蚕”来解决这个问题。请回答下面的问题。(1)家蚕的一个染色体组含有_条染色体。(2)图中变异家蚕的“变异类型”属于染色体变异中的

18、_。由变异家蚕培育出限性斑纹雌蚕所采用的育种方法是_。图中的限性斑纹雌蚕的基因型为_。(3)在生产中，可利用限性斑纹雌蚕和无斑纹雄蚕培育出可根据体色辨别幼蚕性别的后代。请用遗传图解和适当的文字，描述选育雄蚕的过程。6叶锈病对小麦危害很大，伞花山羊草的染色体上携带抗体基因能抗叶锈病。伞花山羊草不能和普通小麦进行杂交，只能与其亲缘关系相近的二粒小麦杂交。这三种植物的染色体组成如下表所示：植物种类伞花山羊草二粒小麦普通小麦染色体组成2x14，CC4x28，AABB6x42，AABBDD注：x表示染色体组，每个字母表示一个(含有7条染色体的)染色体组为了将伞花山羊草携带的抗叶锈病基因转入小麦，研究人员

19、做了如图所示的操作。(1)杂种P由于_，不能正常产生生殖细胞，因而高度不育。用秋水仙素处理，使_，形成异源多倍体。(2)杂种Q的染色体组成可表示为_，在其减数分裂过程中有_个染色体组的染色体因无法配对而随机地趋向某一极，这样形成的配子中，有的配子除了含有ABD组全部染色体以外，还可能含有_。当这样的配子与普通小麦的配子融合后，能够产生多种类型的后代，选择其中具有抗性的后代杂种R，必然含有携带抗叶锈病基因的染色体。(3)研究人员采用射线照射杂种R的花粉，目的使携带抗叶锈病基因的染色体片段能_到小麦的染色体上。经照射诱变的花粉再授粉到经过_处理的普通小麦花上，选择抗叶锈病的子代普通小麦，经_可获得稳定遗传的抗叶锈病普通小麦。.小麦品种是纯合子，生产上用种子繁殖，现要选育矮秆(aa)、抗病(BB)的小麦新品种；马铃薯品种是杂合子(有一对基因杂合即可称为杂合子)，生产上通常用块茎繁殖，现要选育黄肉(Yy)、抗病(Rr)的马铃薯新品种。请分别设计小麦品种间杂交育种程序，以及马铃薯品种间杂交育种程序。要求用遗传图解表示并加以简要说明。(写出包括亲本在内的前三代即可) 【课堂小结】