【生物】2018届一轮复习人教版从杂交育种到基因工程教案

【生物】2018届一轮复习人教版从杂交育种到基因工程教案

高中生物学业水平考试复习教案13‎ ‎ 第13单元从杂交育种到基因工程 一【三维目标】‎ 1、 知识与技能 内容 了解 理解 应用 六年考情 说明杂交育种的原理、过程 ‎√‎ ‎6年3考 说出诱变育种的原理和实例 ‎√‎ ‎6年4考 举例说出基因工程的概念、工具及其应用 ‎√‎ ‎6年5考 关注转基因生物和转基因食品的安全性 ‎√‎ ‎6年1考 ‎2、情感态度与价值观方面 ‎2.1关注转基因生物和转基因食品的安全性。‎ ‎2.2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。‎ ‎3、能力方面 ‎3.1运用遗传和变异原理，解决生产和生活实际中的问题。‎ ‎3.2进行转基因生物和转基因食品安全性的资料搜集和分析。‎ 二【教学重点】‎ 说明杂交育种的原理、过程 说出诱变育种的原理和实例 举例说出基因工程的概念、工具及其应用 三【教学难点】‎ 说出诱变育种的原理和实例 举例说出基因工程的概念、工具及其应用 四【教学方法】练习法和讲授法相结合 五【教学工具】学案、PPT 六【教学时数】1标准课时 七【教学过程】‎ ‎1基础知识梳理 多种育种方式的比较 杂交育种 诱变育种 多倍体育种 单倍体育种 基因工程育种 概念 将两个或多个品种的优良性状通过杂交集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法 诱变育种是指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，获得新品种的方法 利用诱导因素，使染色体组成倍增加 　‎ 花药离体培养，然后再诱导染色体加倍，以获得纯种 转基因技术将目的基因引入生物体内，培育新品种 原理 基因重组 基因突变 染色体变异 染色体变异 基因重组 方法 杂交→自交→筛选→自交(至纯合)‎ 辐射诱变、失重或超重诱变、激光诱变、化学诱变等 杂交→萌发种子或幼苗→秋水仙素处理→多倍体 杂交→花药离体培养单倍体幼苗→秋水仙素处理→二倍体(或多倍体)‎ 目的基因与运载体结合→导入受体细胞(细菌、真菌、动物或植物)‎ 优点 使位于不同个体的优良性状集中于同一个个体 加速育种进程，提高变异频率 器官巨大，提高产量和营养成分 可以明显缩短育种年限 打破物种界限，定向改变生物的性状 缺点 不能创造出新的基因，育种进程缓慢，过程繁琐，后代易出现分离现象　　　‎ 有利变异少，不利变异多，需要大量的处理实验材料，具有很大的不确定性 发育延迟，结实率低 技术复杂且需要与杂交育种配合　　　　‎ 有可能引起生态危机 应用 改良作物品质、提高农作物单位面积产量的常规方法，同时也可用于家禽、家畜的育种 主要应用于农作物和微生物育种　　‎ 主要用于培养农作物 主要用于培养农作物 作物育种与药物研制等 举例 矮秆抗病小麦的培育 高产青霉素菌株的培育、太空椒的培育 三倍体无子西瓜，八倍体小黑麦 单倍体育种获得的矮秆抗锈病小麦 产生人胰岛素的大肠杆菌，抗虫棉 本单元应重点关注：‎ ‎①杂交育种、诱变育种的原理。‎ ‎②基因工程的基本知识。‎ ‎2水考真题体验 ‎2.1(2015·湖南省学业水平考试真题)从目前来看，下列哪一生物科技成果没有运用基因工程技术(　　)‎ A．试管婴儿、克隆羊多利 B．抗虫棉、转基因玉米 C．利用大肠杆菌生产胰岛素 D．利用酵母菌细胞生产乙肝病毒疫苗 ‎【解析】　抗虫棉培育利用基因工程技术把苏云金芽孢杆菌体内的抗虫基因转移到了棉花细胞内；大肠杆菌生产胰岛素，利用基因工程技术把人为控制胰岛素合成的基因转移到了大肠杆菌体内；酵母菌细胞生产乙肝病毒疫苗，利用基因工程技术把乙肝病毒的相关基因转移到了酵母菌体内。试管婴儿运用的技术主要有体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植，克隆羊多利运用的技术主要有细胞核移植、早期胚胎培养和胚胎移植。‎ ‎【答案】　A ‎2.2(2016·湖南省学业水平考试真题)在生物学育种中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，获得新品种的方法是(　　)‎ A．诱变育种 B．杂交育种 C．基因工程育种 D．单倍体育种 ‎【解析】　杂交育种可以把多个品种的优良性状集中在一起。‎ ‎【答案】　B ‎2.3(2014·湖南省学业水平考试真题)基因工程的基本工具——基因的“剪刀”是指(　　)‎ A．限制性核酸内切酶 B．蛋白质酶 C．DNA连接酶 D．运载体 ‎【解析】　在基因工程中，限制性核酸内切酶能识别基因中特定的碱基序列并在特定的位点切割DNA，被比喻为基因的“剪刀”。基因的“针线”是指DNA连接酶。运载体是基因的运输工具。‎ ‎【答案】　A 八【课堂演练】‎ ‎1．(2014·湖南省学业水平考试真题)杂交育种所依据的主要遗传学原理是(　　)‎ A．基因突变 B．基因重组 C．染色体结构变异 D．染色体数目变异 ‎【解析】　基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。杂交育种是通过杂交把存在于不同品种的优良性状结合到一起培育新品种的方法，因此，杂交育种利用的原理是基因重组。‎ ‎【答案】　B ‎2．杂交育种和诱变育种的实质是利用(　　)‎ A．基因突变 B．基因重组和基因突变 C．染色体变异 D．基因突变和染色体变异 ‎【解析】　杂交育种的原理是基因重组，诱变育种的原理是基因突变。单倍体育种和多倍体育种的原理是染色体(数目)变异。‎ ‎【答案】　B ‎3．下图表示无籽西瓜的培育过程：‎ 根据图解，结合生物学知识，判断下列叙述错误的是(　　)‎ A．秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗的茎尖，主要是抑制有丝分裂前期纺锤体的形成 B．四倍体植株所结的西瓜，果皮细胞内含有4个染色体组 C．无籽西瓜既没有种皮，也没有胚 D．培育无籽西瓜通常需要年年制种，但用植物组织培养技术可以快速进行无性繁殖 ‎【解析】　四倍体植株所结西瓜中，除胚细胞为三个染色体组外，其余细胞均为四个染色体组。无籽西瓜有由珠被发育而成的种皮，但由于没有经过受精作用，所以没有胚。因为没有种子，所以需要年年制种。‎ ‎【答案】　C ‎4．下图中甲、乙表示水稻的两个品种，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，①～⑦表示培育水稻新品种的过程，下列叙述不正确的是(　　)‎ A．①→②过程简便，但育种周期长 B．②和⑥的变异都发生于有丝分裂间期 C．③过程常用的方法是花药离体培养 D．⑤和⑦过程的育种原理不相同 ‎【解析】　①→②分别是杂交和自交，周期长，A对；⑥过程是秋水仙素处理，抑制纺缍体形成，是前期，B错；③是花药离体培养，C对；⑦属于基因工程育种，原理是基因重组。⑤原理是基因突变，属于诱变育种，D对。‎ ‎【答案】　B ‎5．某科研人员在作物品种研究中，偶然发现试验田中出现了一株抗旱、抗盐品质优秀的植株，在下列研究和应用的设想中，错误的是(　　)‎ A．通过杂交育种的方式，把抗性性状转移到其它物种的农作物中 B．通过研究该植株细胞的细胞膜的结构和功能，探索抗旱、抗盐机理 C．该抗性植株可能由基因突变引起，可通过基因工程技术培育其它抗性植物 D．可通过组织培养技术，大量生产该抗性作物的幼苗 ‎【解析】　把一种生物优良的性状转移给另一种生物，通过杂交是不可能实现的，因为不同种的生物是不能通过交配实现基因重组的。只有通过基因工程把其中的优良基因转移给受体生物才能够实现不同种生物之间的基因重组。‎ ‎【答案】　A ‎6．属于分子水平上的育种工作的是(　　)‎ A．诱变育种 B．杂交育种 C．单倍体育种 D．多倍体育种 ‎【解析】　诱变育种的原理是诱发基因突变，基因突变是DNA分子中碱基对增添、缺失和替换所引起的基因结构的改变。‎ ‎【答案】　A ‎7．培育原理相同的一组是(　　) ‎ A．太空椒和抗虫棉 B．无子番茄和“番茄—马铃薯”‎ C．高产优质杂交水稻和青霉素高产菌株 D．无子西瓜和八倍体小黑麦 ‎【解析】　太空椒、青霉素高产菌株都利用了基因突变的原理；抗虫棉、高产优质杂交水稻的育种原理是基因重组；无子番茄的育种原理是生长素促进果实发育；“番茄—马铃薯”的培育利用了植物体细胞杂交的原理；无子西瓜和八倍体小黑麦的育种原理是染色体变异。‎ ‎【答案】　D ‎8．(2016·湖南省学业水平考试真题)下列哪项不属于基因工程最基本的工具 (　　)‎ A．限制酶 B．DNA连接酶 C．运载体 D．DNA水解酶 ‎【答案】　D ‎9．下列不属于基因工程的是(　　)‎ A．培养出抗烟草花叶病的番茄植株 B．在大肠杆菌中获取人的干扰素 C．培养出兼有鲤鱼与鲫鱼特点的鲤鲫移核鱼 D．利用“工程菌”生产乙肝疫苗 ‎【解析】　兼有鲤鱼与鲫鱼特点的鲤鲫移核鱼的培养，属于细胞工程。‎ ‎【答案】　C ‎10．(2014·湖南省学业水平考试真题)下列有关转基因食品的说法正确的是(　　)‎ A．转基因食品进入市场必须经过相关部门的检测和批准 B．转基因食品绝对不安全，应该全面禁止 C．转基因食品绝对安全 D．转基因食品可以治疗各种疾病 ‎【解析】　1993年，我国制定了国家法规——《基因工程安全管理办法》，2001年，我国公布了《农业转基因生物安全管理条例》，对农业转基因生物的研究和试验、生产和加工、经营和进出口等作了具体规定。因此，转基因食品进入市场必须经过相关部门的检测和批准。对转基因食品的安全性问题有两种不同的看法，有的认为是安全的，有的认为是不安全的，很难说谁对谁错。食品不是药物，不能治疗疾病更不可能治疗各种疾病。‎ ‎【答案】　A ‎11．(2014·湖南省学业水平考试真题)假设小麦的低产基因用A表示，高产基因用a表示；抗病基因用B表示，不抗病基因用b表示，两对基因独立遗传。下图是利用低产抗病小麦(AABB)及高产不抗病小麦(aabb)两品种，通过多种育种方式培育出高产抗病小麦(aaBB)新品种的过程图解，请据图回答：‎ ‎(1)经过①、②、③过程培育高产抗病小麦(aaBB)新品种的育种方法称为________，原理是________(填“基因重组”或“染色体变异”)。‎ ‎(2)经过⑥过程的育种方法叫做________。除利用X射线等物理因素处理外，还可利用亚硝酸盐等________因素来处理生物，使生物发生________，但利用这种方法不一定能获得高产抗病小麦(aaBB)新品种，因为这种变异是________(填“定向的”或“不定向的”)。‎ ‎(3)经过④、⑤过程的育种方法称为________(填“单倍体育种”或“多倍体育种”)，从育种周期来看，这种育种方法的优点是能明显________(填“延长”或“缩短”)育种年限。‎ ‎【解析】　(1)①过程为杂交，②、③过程为自交，因此，通过①、②、③过程培育高产抗病小麦(aaBB)新品种的育种方法称为杂交育种，杂交育种的原理是基因重组。(2)⑥过程是在射线的作用下，基因(b)变为(B)，因此，这种育种方法是诱变育种，原理是基因突变，诱发基因突变的因素包括物理因素和化学因素，基因突变具有不定向性的特点。(3)④、⑤过程是先用花药离体培养的方法获得单倍体(aB)，之后再用秋水仙素处理加倍形成(aaBB)的新品种，因此，这种育种方法称为单倍体育种，因为单倍体育种目的明确，也不像杂交育种那样要经过连续多代的自交，所以，单倍体育种能明显缩短育种年限。‎ ‎【答案】　‎ ‎(1)杂交育种　基因重组　‎ ‎(2)诱变育种　化学　基因突变　不定向的　‎ ‎(3)单倍体育种　缩短 ‎12．(2015·东莞市三校高二上期中联考)下图①～⑤列举了五种育种方法，请回答相关问题：‎ ‎(1)①属于________育种。水稻某一优良性状(A)对不良性状(a)为显性，如用第①种方法育种，杂合子Aa逐代自交3次，后代中纯合子的比例是________。‎ ‎(2)第④种育种方法的原理是______________，红色种皮的花生种子利用第④种育种方法培育获得了一株紫色种皮的变异植株，其自交后代中有些结出了红色种皮的种子，其原因是______________________________________________‎ ‎_______________________________________________________________。‎ ‎(3)能体现细胞具有全能性的是方法________(选填①～⑤)。与方法①相比方法②的优点是________。‎ ‎(4)通过育种方法⑤培育抗虫棉属于基因工程育种，此操作过程中抗虫基因表达时的遗传信息传递方向是________________。‎ ‎【解析】　依题意和图示分析可知：①～⑤列举的五种育种方法分别是杂交育种、单倍体育种、多倍体育种、人工诱变育种、基因工程育种。(1)①属于常规的杂交育种，亲代杂合子Aa逐代自交3次，子一代是AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1，淘汰aa后，在子一代的群体中Aa＝2/3、AA＝1/3。1/3AA的后代都是AA，2/3Aa的自交后代为2/3×1/4AA、2/3×1/2Aa、2/3×1/4aa，所以子一代自交所得到的子二代中，有AA∶Aa∶aa＝(1/3＋1/6)∶1/3∶1/6＝3∶2∶1，淘汰aa后在子二代的群体中，AA＝3/5、Aa＝2/5，同理可计算出，子二代再自交所得到的子三代中：AA∶Aa∶aa(淘汰)＝7∶2∶1(淘汰)，所以后代中纯合子的比例是7/(7＋2)＝7/9。(2)④是诱变育种，其原理是基因突变；依题意紫色种皮的变异植株，其自交后代中有些结出了红色种皮的种子，说明发生了性状分离，该变异植株是杂合子，该突变为显性突变。(3)②属于单倍体育种，运用植物组织培养技术将离体的花药培养成完整的单倍体植株，体现了细胞具有全能性。单倍体育种的优点是明显缩短育种年限。(4)⑤是基因工程育种。抗虫基因表达是指抗虫基因指导蛋白质的合成，因此抗虫基因表达时的遗传信息传递方向是：DNARNA蛋白质。‎ ‎【答案】　‎ ‎(1)杂交　7/9　‎ ‎(2)基因突变　该突变为显性突变(填该变异植株是杂合子也对)　‎ ‎(3)②　缩短育种年限　(4)DNARNA蛋白质(没有写转录和翻译这几个文字也行，加上DNA复制不扣分)‎ 九【教学反思】‎