高考生物大一輪復(fù)習(xí) 30 從雜交育種到基因工程學(xué)案

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1、 從雜交育種到基因工程 考綱要求　1.生物變異在育種上的應(yīng)用(Ⅱ)。2.轉(zhuǎn)基因食品的安全(Ⅰ)。 一、雜交育種 1．概念：將兩個(gè)或多個(gè)品種的________通過交配集中在一起，再經(jīng)過__________，獲得新品種的方法。 2．原理：________。 3．過程：選擇具有不同優(yōu)良性狀的親本通過________獲得F1，F(xiàn)1連續(xù)________或雜交，從中篩選獲得需要的類型。 思考　在雜交育種中，如果新品種是雜合子，如玉米、水稻應(yīng)注意什么？如果新品種是純合子，如小麥應(yīng)注意什么？ 　 　 二、誘變育種 1．概念：利用物理因素或化學(xué)因素處理生物，使生物發(fā)生_______

2、_，從而獲得優(yōu)良變異類型的育種方法。 2．原理：________。 3．特點(diǎn)：可以____________，在較短時(shí)間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類型。 思考　衛(wèi)星搭載種子育種的原理是什么？ 　 三、基因工程 1．概念：又叫基因拼接技術(shù)或____________，是按照人們的意愿，把一種生物的________提取出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，________地改造生物的遺傳性狀。 2．基本工具：(1)基因的剪刀：________________。(2)基因的針線：________________。(3)基因的運(yùn)載體：常用的有________、噬菌體和__________

3、______等。 3．操作步驟：(1)提取________。(2)目的基因與________結(jié)合。(3)將目的基因?qū)隷_________。(4)目的基因的________________。 4．應(yīng)用：基因工程主要在________、藥物研制和________等方面取得了重大成就。 思考　DNA連接酶與DNA聚合酶有什么不同？ 　 　 探究點(diǎn)一　雜交育種和誘變育種 完成雜交育種和誘變育種比較表，并掌握理解： 雜交育種 誘變育種 概念 將_______________________集中在一起，再經(jīng)過選擇和培育，獲得新品種的方法 利用_____________

4、_____處理生物，使生物發(fā)生________，從而獲得優(yōu)良變異類型的育種方法 原理 ________ ________ 范圍 ________的生物 所有生物 方法 物理______處理、化學(xué)______處理 特點(diǎn) ①不能產(chǎn)生______，原有基因性狀的重新組合 ②育種進(jìn)程緩慢 ①提高_(dá)_____，加快育種進(jìn)程 ②產(chǎn)生______，新性狀，大幅改良性狀 ③盲目性大，有利變異__________ 思維拓展 1．誘變育種與雜交育種相比，前者能產(chǎn)生前所未有的新基因，創(chuàng)造變異新類型；后者不能產(chǎn)生新基因，只是實(shí)現(xiàn)原有基因的重新組合。 2．在所有育種方法中，最簡(jiǎn)捷、

5、常規(guī)的育種方法——雜交育種。 3．不同育種目的的雜交育種的基本步驟及特點(diǎn) (1)培育雜合子品種——雜種優(yōu)勢(shì)的利用 在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，可以將雜種一代作為種子直接利用，如水稻、玉米等。 ①基本步驟：選取雙親P(♀、♂)→雜交→F1。 ②特點(diǎn)：高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗性強(qiáng)，但種子只能種一年。 (2)培育純合子品種 ①培育隱性純合子品種的基本步驟 選取雙親P(♀、♂)→雜交→F1→自交→F2→選出表現(xiàn)型符合要求的個(gè)體種植推廣。 ②培育雙顯純合子或隱—顯純合子品種的基本步驟 選取雙親P(♀、♂)→雜交→F1→自交→F2→選出表現(xiàn)型符合要求的個(gè)體自交→F3→……→選出穩(wěn)定遺傳的個(gè)體推廣種植。 ③特

6、點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單，但需要的時(shí)間較長(zhǎng)。 4．雜交育種選育的時(shí)間是F2，原因是從F2開始發(fā)生性狀分離；選育后是否連續(xù)自交取決于所選優(yōu)良性狀是顯性還是隱性。 5．雜交育種是通過雜交培育具有優(yōu)良性狀且能穩(wěn)定遺傳(純合子)的新品種，而雜種優(yōu)勢(shì)則是通過雜交獲得種子，一般不是純合子，在雜種后代上表現(xiàn)出多個(gè)優(yōu)良性狀，但只能用雜種一代，因?yàn)楹蟠鷷?huì)發(fā)生性狀分離。 6．誘變育種盡管能提高突變率，但處理材料時(shí)仍然是未突變的遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于突變的個(gè)體；突變的不定向性和一般有害的特性決定了在突變的個(gè)體中有害仍多于有利，只是與自然突變相比較，二者都增多。 探究示例1　下列關(guān)于雜交育種與誘變育種的敘述正確的是(　　) A．誘變

7、育種是通過改變?cè)谢蚪Y(jié)構(gòu)而導(dǎo)致新品種出現(xiàn)的方法 B．基因重組是雜交育種的原理，基因重組發(fā)生在受精作用過程中 C．誘變育種一定能較快選育出新的優(yōu)良品種 D．通過雜交育種方式培育新品種，從F1就可以進(jìn)行選擇 聽課記錄：　 　 變式訓(xùn)練1　(2010·蘇州質(zhì)檢)1993年，生物學(xué)家利用太空搭載的常規(guī)水稻種子做“太空條件下植物突變類型”的課題研究。當(dāng)年，科學(xué)家將這些遨游太空后的種子播種后長(zhǎng)出2 000多株禾苗，只有其中1株出現(xiàn)與眾不同的特性。在此后15年的種植培養(yǎng)過程中，這株水稻的后代發(fā)生了變異，有糯化早熟型、長(zhǎng)粒型、高粗稈大穗型、小粒型、大粒型等十多個(gè)品種，有的植株高達(dá)1.8米左右

8、。 (1)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該變異最有可能是____________，屬于____________。 (2)通過太空搭載獲得新的水稻品種，這種育種方法是________。與之相比，傳統(tǒng)雜交育種的時(shí)間較長(zhǎng)，其依據(jù)的原理是____________。 (3)2 000多株禾苗中，只有其中1株出現(xiàn)與眾不同的特性，而其后代發(fā)生變異形成了十多個(gè)品種，說明突變具有__________________的特點(diǎn)。 (4)變異的水稻中，植株過高的品種不會(huì)成為理想的育種對(duì)象。但是在能源匱乏的今天，這種水稻的秸稈也許會(huì)成為制備“生物能源”的材料。在“秸稈乙醇”生產(chǎn)中主要采用的生物技術(shù)是__________，要獲得較高

9、的產(chǎn)量首先要____________________________。 探究點(diǎn)二　基因工程 1．基因工程的原理是什么？ 　 　 2．簡(jiǎn)述基因操作工具的特性。 　 　 　 　 3．簡(jiǎn)述基因工程的基本操作程序？ 　 　 思維拓展 1．基因工程的三種工具中，限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶是基因操作過程中的酶工具，化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)。但它們的功能不同，前者切割磷酸二酯鍵，后者連接磷酸二酯鍵。而運(yùn)載體可能是質(zhì)?；虿《?，它不是酶工具。 2．限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶都是一類酶，不是一種酶。 3．質(zhì)粒是最常用的運(yùn)載體，不要把質(zhì)粒同運(yùn)載體等同，除此之外，噬

10、菌體和動(dòng)植物病毒也可作為運(yùn)載體。運(yùn)載體的化學(xué)本質(zhì)為DNA，其基本單位為脫氧核苷酸。 4．要想從DNA上切下某個(gè)基因，應(yīng)切2個(gè)切口，產(chǎn)生4個(gè)黏性末端。 探究示例2　利用外源基因在受體細(xì)胞中表達(dá)，可生產(chǎn)人類所需要的產(chǎn)品。下列能說明目的基因完成了在受體細(xì)胞中表達(dá)的是(　　) A．棉花二倍體細(xì)胞中檢測(cè)到細(xì)菌的抗蟲基因 B．大腸桿菌中檢測(cè)到人胰島素基因及mRNA C．山羊乳腺細(xì)胞中檢測(cè)到人生長(zhǎng)激素DNA序列 D．酵母菌細(xì)胞中提取到人干擾素蛋白 聽課記錄：　 　 變式訓(xùn)練2　(2011·哈爾濱九中測(cè)試)通過DNA重組技術(shù)使原有基因得以改造的動(dòng)物稱為轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。運(yùn)用這一技術(shù)使羊奶中含有

11、人體蛋白質(zhì)，下圖表示了這一技術(shù)的基本過程，在該工程中所用的基因“剪刀”能識(shí)別的序列和切點(diǎn)是—G↓GATCC—，請(qǐng)回答： (1)從羊染色體中“剪下”羊蛋白質(zhì)基因的酶是__________________。人體蛋白質(zhì)基因“插入”后連接在羊體細(xì)胞染色體中時(shí)需要的酶是________。 (2)人體蛋白質(zhì)基因之所以能“插入”到羊的染色體內(nèi)，原因是__________________ ______________________________________________________。 (3)將人體蛋白質(zhì)基因?qū)胙蝮w內(nèi)并成功地表達(dá)，使羊產(chǎn)生新的性狀。這種變異屬于________，這里“

12、成功地表達(dá)”的含義是_______________________________________ _________________________________。 (4)你認(rèn)為此類羊產(chǎn)生的奶安全可靠嗎？理由是什么？ 探究點(diǎn)三　基因重組與基因工程 完成理解基因重組與基因工程比較表： 比較項(xiàng)目 基因重組 基因工程 不同點(diǎn) 概念 在生物體進(jìn)行______過程中，控制______的基因的重新組合 按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，____地改造生物的遺傳性狀 重組 基因 ____物種的不同基因 ____物種間的不同

13、基因 繁殖 方式 ________ ________ 變異 大小 ____ ____ 意義 是生物變異的來源之一，對(duì)生物進(jìn)化有重要意義 使人類有可能按自己的意愿________地改造生物，培育出新品種 相同點(diǎn) 都實(shí)現(xiàn)了__________基因間的重新組合，都能使生物產(chǎn)生____ 思維拓展 1．基因重組發(fā)生于有性生殖中，不能打破生殖隔離，而基因工程則可實(shí)現(xiàn)異種生物的基因轉(zhuǎn)移。 2．基因工程可使受體獲得新的基因，表現(xiàn)出新的性狀，該技術(shù)可看作是一種廣義的基因重組。 3．轉(zhuǎn)基因動(dòng)、植物的培育，因其細(xì)胞全能性不同，外源基因的受體細(xì)胞也不同。培育轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的受體細(xì)胞一般為

14、受精卵；培育轉(zhuǎn)基因植物的受體細(xì)胞可用生殖細(xì)胞，也可用體細(xì)胞?；蚬こ坛Ｐ枧c其他工程技術(shù)配合，才能實(shí)現(xiàn)目的。 探究示例3　下列高科技成果中，根據(jù)基因重組原理進(jìn)行的是(　　) ①利用雜交技術(shù)培育出超級(jí)水稻?、谕ㄟ^返回式衛(wèi)星搭載種子培育出太空椒　③通過體細(xì)胞克隆技術(shù)培養(yǎng)出克隆?！、軐⑻K云金芽孢桿菌的某些基因移植到棉花體內(nèi)，培育出抗蟲棉?、輰⒔】等说恼；蛑踩氩∪梭w內(nèi)治療基因病?、抻靡欢舛鹊纳L(zhǎng)素處理，獲得無子番茄 A．①③⑤ B．①②④ C．①④⑤ D．①②⑥ 聽課記錄：　 　 拓展提升　(1)單倍體育種：利用植物的花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)獲取單倍體幼苗，再應(yīng)用秋水

15、仙素處理，獲取所需品種的育種方式。與雜交育種相比，明顯縮短育種年限，且性狀穩(wěn)定遺傳。 (2)多倍體育種：利用秋水仙素對(duì)植物正在萌發(fā)的種子或幼苗處理，使其染色體加倍，獲取新品種的育種方式，如：六倍體小麥、三倍體無子西瓜的培育。 題組一　育種方法 1．在紅粒高稈的麥田里，偶然發(fā)現(xiàn)一株白粒矮稈優(yōu)質(zhì)小麥，欲在兩三年內(nèi)能獲得大量的白粒矮稈麥種，通常用的育種方法是(　　) A．自交(雜交)育種 B．誘變育種 C．人工嫁接 D．單倍體育種 2．與雜交育種、單倍體育種、多倍體育種和基因工程育種相比，盡管人工誘變育種具有很大的盲目性，但是該育種方法的獨(dú)特之處是(　　) A

16、．可以將不同品種的優(yōu)良性狀集中到一個(gè)品種上 B．育種周期短，加快育種的進(jìn)程 C．改變基因結(jié)構(gòu)，創(chuàng)造前所未有的性狀類型 D．能夠明顯縮短育種年限，后代性狀穩(wěn)定快 3．(2011·淮安模擬)下列所列出的是四種常見育種方法的優(yōu)、缺點(diǎn)，請(qǐng)?zhí)畛觫佟芩鶎?duì)應(yīng)的育種方法名稱(　　) 育種名稱 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) ①______ 使位于不同個(gè)體的優(yōu)良性狀集中 在一個(gè)個(gè)體上 時(shí)間長(zhǎng)、需及時(shí)發(fā)現(xiàn)優(yōu)良性狀 ②______ 可以提高變異頻率或出現(xiàn)新性狀， 加速育種進(jìn)程 ①有利變異少，需大量處理實(shí)驗(yàn)材料 ②變異具有不確定性，盲目性大 ③______ 明顯縮短育種年限 技術(shù)復(fù)雜 ④__

17、____ 提高產(chǎn)量和營(yíng)養(yǎng)成分 適用于植物，在動(dòng)物中很難開展 A．雜交育種　單倍體育種　多倍體育種　誘變育種 B．基因工程育種　雜交育種　單倍體育種　多倍體育種 C．誘變育種　雜交育種　多倍體育種　單倍體育種 D．雜交育種　誘變育種　單倍體育種　多倍體育種 4．(新題快遞)為獲得純合高蔓抗病番茄植株，采用了下圖所示的方法，圖中兩對(duì)相對(duì)性狀獨(dú)立遺傳。據(jù)圖分析，不正確的是(　　) A．過程①的自交代數(shù)越多，純合高蔓抗病植株的比例越高 B．過程②可以取任一植株的適宜花藥作培養(yǎng)材料 C．過程③包括脫分化和再分化兩個(gè)過程 D．圖中篩選過程不改變抗病基因頻率 題組二　基因工程

18、5．在用基因工程技術(shù)構(gòu)建抗除草劑的轉(zhuǎn)基因煙草過程中，下列操作正確的是(多選)(　　) A．用限制性核酸內(nèi)切酶切割煙草花葉病毒的核酸 B．用DNA連接酶連接經(jīng)切割的抗除草劑基因和載體 C．將重組DNA分子導(dǎo)入煙草原生質(zhì)體 D．用含除草劑的培養(yǎng)基篩選轉(zhuǎn)基因煙草細(xì)胞 6．基因工程是將目的基因通過一定過程，轉(zhuǎn)入到受體細(xì)胞，經(jīng)過受體細(xì)胞的分裂，使目的基因的遺傳信息擴(kuò)大，再進(jìn)行表達(dá)，從而培養(yǎng)成工程生物或生產(chǎn)基因產(chǎn)品的技術(shù)。你認(rèn)為支持基因工程技術(shù)的理論有(多選)(　　) A．遺傳密碼的通用性 B．不同基因可獨(dú)立表達(dá) C．不同基因表達(dá)互相影響 D．DNA作為遺傳物質(zhì)能夠嚴(yán)格地自我復(fù)制 7．

19、人們?cè)噲D利用基因工程的方法，用乙種生物生產(chǎn)甲種生物的一種蛋白質(zhì)。生產(chǎn)流程是：甲生物的蛋白質(zhì)→mRNA目的基因與質(zhì)粒DNA重組導(dǎo)入乙細(xì)胞獲得甲生物的蛋白質(zhì)，下列說法正確的是(　　) A．①過程需要的酶是逆轉(zhuǎn)錄酶，原料是A、U、G、C B．②要用限制酶切斷質(zhì)粒DNA，再用DNA連接酶將目的基因與質(zhì)粒連接在一起 C．如果受體細(xì)胞是細(xì)菌，可以選用枯草桿菌、炭疽桿菌等 D．④過程中用的原料不含有A、U、G、C 題組三　應(yīng)用提升 8．生物世界廣泛存在著變異，人們研究并利用變異可以培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的作物新品種。下列能產(chǎn)生新基因的育種方式是(　　) A．“雜交水稻之父”袁隆平通過雜交篩選技術(shù)培育出

20、高產(chǎn)的超級(jí)水稻 B．用X射線進(jìn)行大豆人工誘變育種，從誘變后代中選出抗病性強(qiáng)的優(yōu)良品種 C．通過雜交篩選和人工染色體加倍技術(shù)，成功培育出抗逆能力強(qiáng)的八倍體小黑麥 D．把合成β胡蘿卜素的有關(guān)基因轉(zhuǎn)進(jìn)水稻，培育成可防止人類VA缺乏癥的轉(zhuǎn)基因水稻 9．(2011·連云港月考)搭乘“神舟七號(hào)”飛船進(jìn)入太空誘變的87個(gè)品系的蔬菜種子，已運(yùn)回甘肅天水航天育種基地，選育工作于2009年展開。太空育種的原理及優(yōu)勢(shì)是利用太空特殊的環(huán)境(　　) A．誘發(fā)基因突變、產(chǎn)生新基因和新性狀 B．誘發(fā)基因重組、產(chǎn)生新性狀和新的基因型 C．誘發(fā)染色體變異、產(chǎn)生新性狀和新的基因型 D．誘發(fā)染色體變異、得到生育期短

21、和產(chǎn)量高的新品種 題 號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答 案 10.(2011·四川卷，31Ⅱ)小麥的染色體數(shù)為42條。下圖表示小麥的三個(gè)純種品系的部分染色體及基因組成： Ⅰ、Ⅱ表示染色體，A為矮稈基因，B為抗矮黃病基因，E為抗條斑病基因，均為顯性。乙品系和丙品系由普通小麥與近緣種偃麥草雜交后，經(jīng)多代選育而來(圖中黑色部分是來自偃麥草的染色體片段)。 (1)乙、丙品系在培育過程發(fā)生了染色體的________變異。該現(xiàn)象如在自然條件下發(fā)生，可為________提供原材料。 (2)甲與乙雜交所得到的F1自交，所有染色體正

22、常聯(lián)會(huì)，則基因A與a可隨____________的分開而分離。F1自交所得F2中有______種基因型，其中僅表現(xiàn)抗矮黃病的基因型有________種。 (3)甲與丙雜交所得到的F1自交，減數(shù)分裂中Ⅰ甲與Ⅰ丙因差異較大不能正常配對(duì)，而其他染色體正常配對(duì)，可觀察到________個(gè)四分體；該減數(shù)分裂正常完成，可產(chǎn)生________種基因型的配子，配子中最多含有________條染色體。 (4)讓(2)中F1與(3)中F1雜交，若各種配子的形成機(jī)會(huì)和可育性相等，產(chǎn)生的種子均發(fā)育正常，則后代植株同時(shí)表現(xiàn)三種性狀的幾率為________。 11．下圖為基因工程技術(shù)生產(chǎn)人胰島素的操作過程示意圖，請(qǐng)

23、據(jù)圖回答： (1)能否利用人的皮膚細(xì)胞來完成①過程________，為什么？____________________ ________________________________________________________________________。 (2)過程②代表的生理過程是________；過程③常用的方法是________，根據(jù)圖中信息，過程④完成需要的物質(zhì)是_____________________________________________________。 (3)若A中共有a個(gè)堿基對(duì)，其中鳥嘌呤有b個(gè)，則③④⑤過程連續(xù)進(jìn)行4次，至少需要提供胸腺嘧

24、啶________個(gè)。 (4)在利用A、B獲得C的過程中，必須用__________________切割A(yù)和B，再加入________，才可形成C。 (5)中心法則的表達(dá)式為___________________________________________________。 學(xué)案30　從雜交育種到基因工程 課前準(zhǔn)備區(qū) 一、1.優(yōu)良性狀　選擇和培育　2.基因重組　3.雜交　自交 思考　在雜交育種中，如果新品種是雜合子，每年都要育種。如果新品種是純合子，要通過多代自交淘汰雜合子。 二、1.基因突變　2.基因突變　3.提高突變率 思考　衛(wèi)星搭載種子是利用宇宙空間的強(qiáng)輻射和微重

25、力的作用誘發(fā)基因突變。 三、1.DNA重組技術(shù)　某種基因　定向　2.(1)限制性核酸內(nèi)切酶　(2)DNA連接酶　 (3)質(zhì)粒　動(dòng)植物病毒　3.(1)目的基因　(2)運(yùn)載體　(3)受體細(xì)胞　(4)檢測(cè)和鑒定　4.作物育種　環(huán)境保護(hù) 思考　DNA連接酶連接的是雙鏈DNA片段。DNA聚合酶是在DNA復(fù)制時(shí)，將單個(gè)的脫氧核苷酸連接成單鏈DNA分子。 課堂活動(dòng)區(qū) 探究點(diǎn)一 兩個(gè)或多個(gè)品種的優(yōu)良性狀通過交配　物理因素或化學(xué)因素　基因突變　基因重組　基因突變　有性生殖　射線　誘變劑　新基因　突變率　新基因　少 探究示例1　A　[誘變育種的原理是基因突變，通過物理、化學(xué)等方法使基因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，

26、從而使基因控制的相應(yīng)性狀發(fā)生改變；基因重組一般發(fā)生在減數(shù)第一次分裂的四分體時(shí)期或后期；由于基因突變的不定向性，通過誘變育種的方法培育新品種，需要處理大量材料，才能從中選擇出優(yōu)良品種；雜交育種選育品種時(shí)，F(xiàn)1一般是雜合子，自交后代的性狀會(huì)發(fā)生分離，因此一般從F2進(jìn)行選種。] 變式訓(xùn)練1　(1)基因突變　可遺傳變異　(2)誘變育種　基因重組　(3)發(fā)生頻率低、不定向　(4)發(fā)酵工程　選育優(yōu)良菌種 解析　(1)從“這株水稻的后代發(fā)生了變異”的事實(shí)說明該變異為基因突變，屬于可遺傳的變異。(2)這種利用太空微重力和強(qiáng)輻射條件進(jìn)行的育種屬于誘變育種，其原理為基因突變；而傳統(tǒng)雜交育種的原理是基因重組

27、。(3)基因突變具有突變頻率低、不定向性和弊多利少性等特點(diǎn)。 探究點(diǎn)二 1．(1)不同生物的DNA分子具有相同結(jié)構(gòu)。 (2)基因是控制生物性狀的基本結(jié)構(gòu)單位和功能單位。 (3)各種生物共用一套遺傳密碼。 2．(1)限制性核酸內(nèi)切酶——基因的“剪刀” 一種限制性核酸內(nèi)切酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列，并且能夠在特定的切點(diǎn)上切割DNA分子。 (2)DNA連接酶——基因的“針錢” 連接限制性核酸內(nèi)切酶切開的斷口。 (3)運(yùn)載體——基因的運(yùn)輸工具 作為運(yùn)載體必須具備的條件：①能夠在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定地保存。②含有多個(gè)限制酶切點(diǎn)，以便和外源基因相連。③含有標(biāo)記基因，以便于篩選。

28、3．(1)提取目的基因；(2)目的基因與運(yùn)載體的結(jié)合；(3)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞； (4)目的基因的檢測(cè)和鑒定。 探究示例2　D　[若能在受體細(xì)胞中檢測(cè)到目的基因產(chǎn)物，則可表明目的基因完成了在受體細(xì)胞中的表達(dá)，D選項(xiàng)表明人的干擾素基因已經(jīng)在受體細(xì)胞酵母菌中成功表達(dá)。] 變式訓(xùn)練2　(1)限制性核酸內(nèi)切酶　DNA連接酶 (2)人和羊DNA分子的空間結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成相同；有互補(bǔ)的堿基序列(答出其中一點(diǎn)即可) (3)基因重組　人體蛋白質(zhì)基因在羊體細(xì)胞內(nèi)控制合成人體蛋白質(zhì) (4)安全，因?yàn)槟康幕驅(qū)胧荏w細(xì)胞后沒有改變，控制合成的人體蛋白質(zhì)成分沒有改變。(或不安全，因?yàn)槟康幕驅(qū)胧荏w

29、細(xì)胞后，可能由于羊細(xì)胞中某些成分的影響，合成的蛋白質(zhì)成分可能發(fā)生一定的改變。) 解析　本題主要考查基因工程的一般步驟、操作工具、應(yīng)用以及轉(zhuǎn)基因技術(shù)的安全性等知識(shí)。(1)基因工程的基本操作中用到的工具酶有限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶。(2)不同生物的DNA分子的化學(xué)組成和空間結(jié)構(gòu)相同，即都具有相同的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。(3)人體蛋白質(zhì)基因?qū)胙蝮w內(nèi)并成功地表達(dá)，使羊產(chǎn)生新的性狀，這是將一種基因?qū)肓硪环N生物，變異類型屬于基因重組，目的基因成功表達(dá)的含義是人體蛋白質(zhì)基因在羊體細(xì)胞內(nèi)通過轉(zhuǎn)錄、翻譯兩個(gè)過程控制合成人體蛋白質(zhì)。(4)為開放性的題目，但要注意回答的理由要與觀點(diǎn)相對(duì)應(yīng)。 探究點(diǎn)三

30、有性生殖　不同性狀　定向　同一　不同　有性生殖　無性生殖　小　大　直接定向　新品種不同　變異 探究示例3　C　[通過返回式衛(wèi)星搭載種子培育出太空椒屬于太空育種，其原理為基因突變；通過體細(xì)胞克隆技術(shù)培養(yǎng)出克隆牛屬于無性生殖，應(yīng)用的原理是細(xì)胞核的全能性；用一定濃度的生長(zhǎng)素處理，獲得無子番茄應(yīng)用的是生長(zhǎng)素的生理作用。] 構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò) 基因工程育種　雜交　誘變　單倍體　DNA連接酶 課后練習(xí)區(qū) 1．A　[小麥一般無法用人工嫁接方法，白粒矮稈性狀已出現(xiàn)，不需要誘變育種。單倍體育種技術(shù)要求高，而小麥的雜交育種操作簡(jiǎn)單，并且可以在兩三年內(nèi)獲得大量麥種。] 2．C 方法鏈接　聚焦“育種方法”

31、 (1)各種育種方式中雜交育種、單倍體育種、多倍體育種都是不改變生物原有的基因，只是對(duì)原有的基因進(jìn)行重組或純合，培育出新基因型的新品種。誘變育種和轉(zhuǎn)基因育種可以增加該物種沒有的新基因。 (2)選擇育種方式要根據(jù)育種目的和提供的材料選擇合適的育種方法。比如培育無子西瓜，就選擇多倍體育種；培育從沒有過的優(yōu)良性狀的品種，則選擇誘變品種；如果要將兩個(gè)個(gè)體的優(yōu)良性狀集中到一個(gè)個(gè)體上，則可以選擇雜交育種或單倍體育種，單倍體育種的進(jìn)程更快；如果要克服遠(yuǎn)源雜交不親和的障礙，則可以選擇基因工程育種。 (3)根據(jù)個(gè)體的基因型變化分析育種圖解，如下圖 根據(jù)基因型的變化可以判斷：“aabb×AABB→Aa

32、Bb→AAbb”為雜交育種，“aabb×AABB→AaBb→Ab→AAbb”為單倍體育種，“aabb×AABB→AaBb→AaBB→aaBB”為誘變育種，“aabb×AABB→AaBb→AAaaBBbb”為多倍體育種。 3．D　[由表中優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)可知：①為雜交育種，②為誘變育種，③為單倍體育種，④為多倍體育種。] 4．D　[過程①為從F2中選擇高蔓抗病植株連續(xù)自交，F(xiàn)2中的高蔓抗病植株中有純合子和雜合子，雜合子自交發(fā)生性狀分離，通過篩選再自交，自交代數(shù)越多，純合子所占比例越高；F1代植株的基因型是相同的，都是雙雜合子，所以在進(jìn)行花藥離體培養(yǎng)時(shí)可以用F1代任一植株的花藥作培養(yǎng)材料；過程③是植

33、物組織培養(yǎng)的過程，包括脫分化和再分化兩個(gè)過程；通過圖中的篩選可以使抗病的基因頻率增加。] 5．BCD 特別提醒　(1)微生物常做受體細(xì)胞的原因是因其繁殖速度快、代謝旺盛、目的產(chǎn)物多。 (2)目的基因表達(dá)的標(biāo)志：通過轉(zhuǎn)錄翻譯合成出相應(yīng)的蛋白質(zhì)。 (3)只有第三步將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞不涉及到堿基互補(bǔ)配對(duì)。 (4)限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶的作用部位都是脫氧核苷酸之間形成的磷酸二酯鍵(不是氫鍵)，只是一個(gè)切開，一個(gè)連接。 (5)質(zhì)粒是最常用的運(yùn)載體，不要把質(zhì)粒同運(yùn)載體等同，除此之外，噬菌體和動(dòng)植物病毒也可作為運(yùn)載體。運(yùn)載體的化學(xué)本質(zhì)為DNA，其基本單位為脫氧核苷酸。 (6)要想從

34、DNA上切下某個(gè)基因，應(yīng)切2個(gè)切口，產(chǎn)生4個(gè)黏性末端。 (7)DNA酶即DNA水解酶，是將DNA水解的酶；DNA聚合酶是在DNA復(fù)制過程中，催化形成新DNA分子的酶，是將單個(gè)游離的脫氧核苷酸加到DNA片段上，需要模板；但DNA連接酶是將兩個(gè)DNA片段的兩個(gè)缺口同時(shí)連接，不需要模板，兩者作用的化學(xué)鍵相同，都是磷酸二酯鍵。 (8)原核生物基因(如抗蟲基因來自蘇云金芽孢桿菌)可為真核生物(如棉花)提供目的基因。 (9)限制酶在第一步和第二步操作中都用到，且要求同一種酶，目的是產(chǎn)生相同的黏性末端；第二步中兩種工具酶都用到。 (10)受體細(xì)胞動(dòng)物一般用受精卵，植物若用體細(xì)胞則通過組織培養(yǎng)的方式形

35、成新個(gè)體。 (11)抗蟲棉只能抗蟲，不能抗病毒、細(xì)菌。 6．ABD　[轉(zhuǎn)基因之所以在不同生物間可以進(jìn)行，是因?yàn)檫z傳密碼的通用性，不同基因表達(dá)的獨(dú)立性，DNA自我復(fù)制的嚴(yán)格性。] 7．B　[①過程是逆轉(zhuǎn)錄，利用逆轉(zhuǎn)錄酶合成DNA片段，需要的原料是A、T、G、C；②是目的基因與質(zhì)粒DNA重組階段，需要限制酶切斷質(zhì)粒DNA，再用DNA連接酶將目的基因與質(zhì)粒連接在一起；③如果受體細(xì)胞是細(xì)菌，則不應(yīng)該用致病菌，而炭疽桿菌是致病菌；④過程是基因的表達(dá)過程，原料中含有A、U、G、C。] 8．B　[基因突變可產(chǎn)生新的基因，轉(zhuǎn)基因技術(shù)和雜交篩選技術(shù)可產(chǎn)生新的基因型，但不會(huì)產(chǎn)生新的基因。] 9．A　[太空育種也屬于誘變育種，因此太空育種的原理是誘發(fā)基因突變，優(yōu)勢(shì)是利用太空特殊的環(huán)境產(chǎn)生新基因和新性狀。] 10．(1)結(jié)構(gòu)　生物進(jìn)化　(2)同源染色體　9　2 (3)20　4　22　(4)3/16 11．(1)不能　皮膚細(xì)胞中的胰島素基因未表達(dá)(或未轉(zhuǎn)錄)，不能形成胰島素mRNA (2)逆轉(zhuǎn)錄　加熱解旋　ATP、DNA聚合酶、脫氧核苷酸 (3)15(a—b)　(4)同一種限制性核酸內(nèi)切酶　DNA連接酶 (5) 11