名称原理方法优优点缺点应应用 杂杂交 育种基因 重组组培育纯纯合子品 种：杂杂交自 交筛选筛选 出符 合要求的表现现 型，通过过自交 到不发发生性状 分离为为止分散在 同一物种 不同品种 中的多个 优优良性状 集中于同 一个体； 操作简简 便年年 制种用纯纯种高 秆抗病小 麦与矮秆 不抗病小 麦培育矮 秆抗病小 麦 培育杂杂种优势优势 品种：一般是 选选取纯纯合双亲亲 杂杂交杂杂交水稻 、玉米名称 原理方法优优点缺点应应用诱诱变变育种基因突变变物理：紫外线线、X射线线或射线线、微重力、激光等处处理，再筛选筛选；化学：亚亚硝酸、硝酸二乙酯酯处处理，再选择选择提高变变异频频率，加快育种进进程，大幅度改良某些性状有利变变异少，需大量处处理实实验验材料(有很大盲目性)高产产 青霉 菌名称 原理方法优优点缺点应应用单单倍体育种染色体畸变变先将花药药离体培养，培养出单单倍体植株；将单单倍体幼苗经经一定浓浓度的秋水仙素处处理获获得纯纯合子；从中选择优选择优 良植株明显缩显缩 短育种年限，子代均为纯为纯 合子，加速育种进进程技术术复杂杂且需与杂杂交育种配合用纯纯种高秆抗病小麦与矮秆不抗病小麦快速培育矮秆抗病小麦名称原理方法优优点缺点应应用多倍体育种染色体变变异用一定浓浓度的秋水仙素处处理萌发发的种子或幼苗操作简简单单，能较较快获获得所需品种所获获品种发发育延迟迟，结结实实率低，一般只适用于植物三倍体无籽西瓜、八倍体小黑麦名称 原理方法优优点缺点应应用基因工程育种 基因重组组 提取目的基因构建基因表达载载体转转入(导导入受体细细胞)目的基因的表达与检测检测筛选获筛选获 得优优良个体 目的性强，育种周期短；克服了远缘杂远缘杂交不亲亲和的障碍 技术术复杂杂，安全性问问题题多，有可能引发发生态态危机 转转基因“向日葵豆”、转转基因抗虫棉 名称原理方法优优点缺点应应用细细胞工程育种细细胞的全能性去壁诱诱融组组培；核移植和胚胎移植克服远缘远缘杂杂交不亲亲和的障碍；可应应用于繁育优优良动动物，抢抢救濒濒危动动物技术术要求高白菜甘蓝蓝的培育、克隆羊“多利”(1)杂交育种与杂种优势的区别杂交育种是通过有性生殖，使不同的优良性状组合到后代的一个个体中，从而选育出优良品种的方法。杂种优势是指基因型不同的个体杂交产生的杂交一代，在适应能力等方面优于两个亲本的现象。(2)不同育种目的的杂交育种的基本步骤及特点培育杂合子品种杂种优势的利用在农业生产上，可以将杂种一代作为种子直接利用，如水稻、玉米等。a基本步骤：选取双亲P(、)杂交F1。b特点：高产、优质、抗性强，但种子只能种一年。培育纯合子品种a培育隐性纯合子品种的基本步骤选取双亲P(、)杂交F1自交F2选出表现型符合要求的个体种植推广。b培育双显纯合子或隐显纯合子品种的基本步骤选取双亲P(、)杂交F1自交F2选出表现型符合要求的个体自交F3选出稳定遗传的个体推广种植。c特点：操作简单，但需要的时间较长。1(2010广东质检)小麦是一种重要的粮食作物，改善小麦的遗传性状是科学工作者不断努力的目标，下图是遗传育种的一些途径。(1)以矮秆易感病(ddrr)和高秆抗病(DDRR)小麦为亲本进行杂交，培育矮秆抗病小麦品种过程中，F1自交产生F2，其中矮秆抗病类型出现的比例是_，选F2矮秆抗病类型连续自交、筛选，直至_。(2)如想在较短时间内获得上述新品种小麦，可选图中_(填字母)途径所用的方法。其中的F环节是_。(3)科学工作者欲使小麦获得燕麦抗锈病的性状，应该选择图中_(填字母)表示的技术手段最为合理可行，该技术手段主要包括：_。(4)小麦与玉米杂交，受精卵发育初期出现玉米染色体在细胞分裂时全部丢失的现象，将种子中的胚取出进行组织培养，得到的是小麦_植株。(5)两种亲缘关系较远的植物进行杂交，常出现杂交不亲和现象，这时可采用_技术手段进行处理。(6)图中的遗传育种途径，_(填字母)所表示的方法具有典型的不定向性。解析：图中A、B为诱变育种，C、D为基因工程育种，E、F、G为单倍体育种，H、I为细胞工程育种，J、K为多倍体育种；(1)用矮秆易感病(ddrr)和高秆抗病(DDRR)小麦为亲本进行杂交，培育矮秆抗病小麦品种的过程叫做杂交育种，F2中矮秆抗病类型出现的比例是3/16，让F2矮秆抗病类型连续自交、筛选，直至不再发生性状分离，即新的品种培育成功；(2)要尽快获得矮秆抗病类型新品种，应该采用图中E、F、G单倍体育种的方式；(3)欲使小麦获得燕麦抗锈病的性状，应该是用基因工程的育种方式，其过程包括：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、目的基因的检测和表达；(4)小麦与玉米杂交后，由于发育初期受精卵中玉米染色体全部丢失，胚细胞中只剩下小麦生殖细胞中的染色体，因此将胚取出进行组织培养，得到的是小麦单倍体植株；(5)要克服远缘杂交不亲和的障碍，需要采用细胞工程育种的方式，让两个物种的体细胞融合，通过组织培养的方式培养杂种细胞，即可得到新的物种；(6)诱变育种、杂交育种都是不定向的过程。答案：(1)3/16 不再发生性状分离 (2)E、F、G 花药离体培养 (3)C、D 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、目的基因的检测和表达 (4)单倍体 (5)植物体细胞杂交 (6)A、B1.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”存在场所：主要是存在于微生物细胞中。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。作用结果：得到平末端或黏性末端。(2)DNA连接酶基因的“针线”作用：连接限制性核酸内切酶切开的断口。常用的种类及来源：分类类不同点 EcoliDNA 连连接酶T4DNA连连接酶来 源大肠肠杆菌T4噬菌体 作 用只连连接黏性 末端连连接黏性末端、平末端(3) 运载体基因的运输工具作为运载体必须具备的条件：能够在宿主细胞内复制并稳定地保存。含有多个限制酶切点，以便和外源基因相连。含有标记基因，以便于筛选。(1)基因工程的三种工具中，限制性核酸内切酶、DNA连接酶是基因操作过程中的酶工具，化学本质是蛋白质。但它们的功能不同，前者切割磷酸二酯键，后者连接磷酸二酯键。而运载体可能是质粒或病毒。(2)限制性核酸内切酶、DNA连接酶都是一类酶，不是一种酶。(3)DNA连接酶与DNA聚合酶的不同DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核酸片段的3末端的羟基上；而DNA连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键，不是在单个核苷酸与DNA片段之间形成磷酸二酯键。DNA聚合酶是以一条DNA链为模板，将单个核苷酸通过磷酸二酯键形成一条与模板链互补的DNA链；而DNA连接酶是将DNA双链上的两个缺口同时连接起来，因此DNA连接酶不需要模板。3基因工程与基因重组比较项较项 目基因重组组基因工程 不 同 点重组组方式 同一物种的不同基因 不同物种间间的不同 基因 繁殖方式有性生殖无性生殖 变变异大小小大 意义义是生物变变异的来源之 一，对对生物进进化有重 要意义义使人类类有可能按自 己的意愿直接定向 地改造生物，培育 出新品种 相同点都实现实现 了不同基因间间的重新组组合，都能使 生物产产生变变异基因重组发生于有性生殖中，不能打破生殖隔离，而基因工程则可实现异种生物的基因转移。基因工程可使受体获得新的基因，表现出新的性状，该技术可看作是一种广义的基因重组。转基因动、植物的培育，因其细胞全能性不同，外源基因的受体、细胞也不同。培育转基因动物的受体细胞一般为受精卵；培育转基因植物的受体细胞可用生殖细 胞，也可用体细胞。基因工程常需与其他工程技术配合，才能实现目的。2(2007北京高考)利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需要的产品。下列选项中能说明目的基因完成了在受体细胞中表达的是 ( )A棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因B大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNAC山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA序列D酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白解析：若能在受体细胞检测到目的基因产物，则可表明目的基因完成了在受体细胞中的表达，D选项表明人的干扰素基因已经在受体细胞酵母菌中成功表达。答案：D为获得纯合高蔓抗病番茄植株，采用了下图所示的方法：( )图中两对相对性状独立遗传。据图分析，不正确的是( )A过程的自交代数越多，纯合高蔓抗病植株的比例越高B过程可以取任一植株的适宜花药作培养材料C过程原理是细胞的全能性D图中筛选过程不改变抗病基因频率.解析 以育种方法为背景，综合考查杂交育种、单倍体育种、基因工程育种。过程的自交代数越多，杂合高蔓抗病的比例越来越少，纯合高蔓抗病的比例越来越高。过程可以任取F1植株的适宜花药进行离体培养。过程由高度分化的叶肉细胞培养成为转基因植株，原理是细胞的全能性。图中人为保留抗病植株，筛选掉感病植株，会提高抗病基因频率。答案 D(1)培育兼有不同亲本优良性状的品种杂交育种、单倍体育种；(2)培育具有新性状的品种诱变育种；(3)培育具有其他物种遗传性状的品种基因工程育种；(4)培育种间杂种等具有某些优良特性的品种多倍体育种、细胞工程育种。人体细胞内含有抑制癌症发生的p53基因，生物技术可对此类基因的变化进行检测。(1)目的基因的获取方法通常包括_和_。(2)图表示从正常人和患者体内获取的p53基因的部分区域。与正常人相比，患者在该区域的碱基会发生改变，在上图中用方框圈出发生改变的碱基对；这种变异被称为_。(3)已知限制酶E识别序列为CCGG，若用限制酶E分别完全切割正常人和患者的p53基因部分区域(见上图)，那么正常人的会被切成_个片段；而患者的则被切割成长度为_对碱基和_对碱基的两种片段。(4)如果某人的p53基因部分区域经限制酶E完全切割后，共出现170、220、290和460碱基对的四种片段，那么该人的基因型是_(以P表示正常基因，P表示异常基因)。解析 (1)目的基因通常从细胞中直接分离或通过化学方法人工合成。(2)对比正常人和患者p53基因部分区域的碱基对序列可知：正常基因中的CG碱基对被TA碱基对替换而成为异常基因。(3)由图示知：正常人的p53基因部分区域有2个限制酶切割位点，用限制酶E对正常人的该基因区域进行切割，将得到长度分别为290对碱基、170对碱基和200对碱基3个片段。异常基因因碱基替换而失去一个限制酶E的切割位点，故用限制酶E切割患者的p53基因部分区域，只能得到长度为460对碱基和220对碱基的2种片段。(4)若某人的该基因区域用限制酶E完成切割后，共出现170、290、220和460个碱基对4种片段。说明该人既有正常基因，又有异常基因，故该人基因型为PP。答案 (1)从细胞中分离 通过化学方法人工合成 (2)见下图基因碱基对的替换(基因突变)(3)3 460 220 (4)PP本讲实验探究性生物学实验实验 的设计设计 方法探究性生物学实验应在