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)粒或病毒，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?、弁ㄟ^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　⑤將健康人的正?；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)?！?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