从杂交育种到基因工程(2).ppt

服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 抓住2个基础础知识识点 掌握2个核心考点 高效训练训练6道题题 提 能 课时课时限时检测时检测 第3讲讲 从杂杂交育种到基因工程 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 一、杂杂交育种与诱变诱变 育种 1杂杂交育种 (1)含义义：将_的优优良性状通过过交配集中在 一起，再经过经过 _，获获得新品种的方法。 (2)育种原理：_。 (3)方法：杂杂交_选选种自交。 抓住 2 个基础础知识识点 两个或多个品种 选择选择 和培育 基因重组组 自交 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 2诱变诱变 育种 (1)含义义：利用物理因素或化学因素来处处理生物，使生物发发生 _。 (2)育种原理：_。 基因突变变 基因突变变 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 3生物育种的原理、方法、实实例(连线连线 ) 原理 方法 实实例 基因重组组 a杂杂交育种 .高产产青霉菌 基因突变变 b诱变诱变 育种 抗虫棉 c多倍体育种 三倍体无子西瓜 染色体变变异 d基因工程育种 .杂杂交水稻 【提示】 a d b c 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 名师师点拨拨 (1)杂杂交育种与诱变诱变 育种的最大区别别在于诱变诱变 育种能产产生新基 因，从而创创造出新性状，而杂杂交育种则则不能。 (2)杂杂交育种第一步杂杂交的目的是将两个亲亲本的优优良性状集中 到一个个体上。 (3)杂杂交育种不一定都需要连续连续 自交。 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 二、基因工程及应应用 1概念 基因工程别别名基因拼接技术术或_技术术 操作环环境生物体体外 操作对对象_ 操作水平_ 水平 基本过过程剪切、拼接、导导入、表达 结结果 _改造生物的遗传遗传 性状，获获得人 类类需要的_ DNA重组组 DNA分子 DNA分子 定向 优优良性状 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 2原理 不同生物之间间的_。 3工具 (1)剪刀与针线针线 (如图图) 基因的“剪刀”：_，如图图_。 基因的“针线针线 ”：_，如图图_。 (2)基因的“运输输工具”：_，常用_、噬菌体， 动动植物病毒等。 基因重组组 限制性核酸内切酶a DNA连连接酶 b 运载载体质质粒 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 4基本步骤骤 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 5应应用 (1) _，如抗虫棉。 (2) _，如胰岛岛素等。 (3) _，如转转基因细细菌分解石油。 6转转基因生物和转转基因食品的安全性“两种态态度” (1)转转基因生物和转转基因食品不安全，要_； (2)转转基因生物和转转基因食品安全，应该应该 _。 育种 药药物研制 环环境保护护 严严格控制 大范围围推广 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 名师师点拨拨 基因工程育种与传统传统 育种的两个重要区分点 (1)基因工程育种的优势优势 在于突破物种间间的界限，实现实现 真正意 义义的远缘杂远缘杂 交。 (2)基因工程技术术是定向改造生物，获获得目的产产品而传统传统 育种 则则是不定向的。 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 1下列关于育种方法的叙述正确的是( ) A用杂杂交的方法进进行育种，往往从F1自交后代中可筛选筛选 出符 合人类类需要的优优良品种 B用辐辐射的方法进进行诱变诱变 育种，诱变诱变 后的植株一定比诱变诱变 前的植株具备备更多优优良性状 C用基因型为为DdTt的植株进进行单单倍体育种，所育的新品种 自交后代中约约有1/4为纯为纯 合子 D用基因型为为DdTt的植株进进行多倍体育种，所育的新品种和 原品种杂杂交一定能产产生可育后代 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 【解析】 诱变诱变 育种的生物学原理为为基因突变变，基因突变变具 有多害少利和不定向的特点，诱变诱变 后的植株不一定比诱变诱变 前 的植株具备备更多优优良性状。用基因型为为DdTt的植株进进行单单倍 体育种，产产生的新品种全为纯为纯 合子，其自交后代也全为纯为纯 合 子。二倍体植株染色体加倍后成为为四倍体植株，四倍体植株和 原二倍体植株杂杂交得到的三倍体植株是高度不育的。 【答案】 A 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 2(2013大纲纲全国卷)下列实实践活动动包含基因工程技术术的是( ) A水稻F1花药经药经 培养和染色体加倍，获获得基因型纯纯合新品种 B抗虫小麦与矮秆小麦杂杂交，通过过基因重组获组获 得抗虫矮秆小 麦 C将含抗病基因的重组组DNA导导入玉米细细胞，经组织经组织 培养获获 得抗病植株 D用射线线照射大豆使其基因结结构发发生改变变，获获得种子性状 发发生变变异的大豆 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 【解析】 本题题要求考生综综合理解单单倍体育种、杂杂交育种、 基因工程育种和诱变诱变 育种的原理。A项为单项为单 倍体育种，原理 是染色体变变异；B项为杂项为杂 交育种，原理为为基因重组组；C项为项为 基因工程育种，需要利用基因工程技术术将重组组DNA分子导导入 受体细细胞，原理为为基因重组组；D项为诱变项为诱变 育种，原理为为基因 突变变。 【答案】 C 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 3下列有关生物变变异的叙述，正确的是( ) A采用60Co射线诱变处线诱变处 理花生，使其基因的数目发发生改变变 ，从而获获得高产产、优质优质 、多抗的花生新品种 B玉米F1花药经药经 离体培养可获获得基因型纯纯合新品种 C利用高产产早熟小麦品种和高产产感病大豆品种杂杂交筛选筛选 ， 可获获得高产产抗病新品种 D将苏苏云金芽孢孢杆菌的抗虫基因(Bt基因)导导入棉花叶肉细细胞 ，经组织经组织 培养可获获得抗虫植株 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 【解析】 采用60Co射线诱变处线诱变处 理花生获获得新品种的原理是 基因突变变，结结果是基因的结结构发发生了改变变，而不改变变基因的 数目；玉米F1花药经药经 离体培养只能得到单单倍体，欲获获得纯纯合 子还还需诱导诱导 其染色体加倍；杂杂交育种的原理是基因重组组，而 C项给项给 定的高产产早熟小麦不涉及抗病性状或基因，利用高产产早 熟小麦品种和高产产感病大豆品种杂杂交筛选筛选 ，无法获获得高产产抗 病新品种。利用基因工程技术术将抗虫基因整合到棉花叶肉细细胞 染色体上，利用细细胞的全能性，对对此细细胞进进行组织组织 培养，可 获获得抗虫植株。 【答案】 D 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 4如图图两个亲亲本的基因型分别为别为 AAbb和aaBB，这这两对对基 因按自由组组合定律遗传遗传 ，要培育出基因型为为aabb的新品种， 所示某种二倍体农农作物不同的育种方法，据图图判断下列有关叙 述正确的是( ) 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 A过过程中使用的花药药只能从C品种植株上采集，且此过过程 体现现了体细细胞的全能性 B利用育种方式可定向改变变性状的特点获获得所需新品种 C由C品种D，则则D植株中不能稳稳定遗传遗传 的个体 占总总数的1/4 D上述育种方法中最简简捷的方式是杂杂交育种 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 【解析】 过过程为为花药药离体培养，体现现了生殖细细胞的全能 性，A项错误项错误 ；为诱变为诱变 育种，其原理为为基因突变变，具有不 定向性，B项错误项错误 ；经杂经杂 交育种获获得D植株，其后代中不能稳稳 定遗传遗传 的比例为为11/21/213/4，C错误错误 ；用单单倍体育种 快速但不简简便；人工诱变处诱变处 理，工作量大且变变异具有不定向 性；杂杂交育种应为应为 最简简捷的方法。 【答案】 D 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 5(2013江苏苏高考改编编)现现有小麦种质资质资 源包括：高产产、 感病；低产产、抗病；高产产、晚熟等品种。为满为满 足不同地 区及不同环环境条件下的栽培需求，育种专专家要培育3类类品种： a.高产产、抗病；b.高产产、早熟；c.高产产、抗旱。下述育种方法 可行的是( ) A利用、品种间杂间杂 交筛选获筛选获 得a B对对品种进进行染色体加倍处处理筛选获筛选获 得b C只有b和c的培育可采用诱变诱变 育种方法 D用转转基因技术术将外源抗旱基因导导入中获获得c 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 【解析】 欲获获得a，应应利用和品种间进间进 行杂杂交筛选筛选 ，A 错误错误 ；染色体加倍后结实结实 率降低，欲获获得b应对应对 进进行诱变诱变 育种，B错误错误 ；诱变诱变 育种可以产产生新基因，因此a、b、c都可 以通过诱变过诱变 育种获获得；基因工程可定向改造生物的性状， 获获得c可通过过基因工程实现实现 ，D正确。 【答案】 D 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 6(2014西城一模)优质优质 彩棉是通过过多次杂杂交获获得的品种， 其自交后代常出现现色彩、纤维长纤维长 短等性状遗传遗传 不稳稳定的问题问题 。请请分析回答： (1)欲解决彩棉性状遗传遗传 不稳稳定的问题问题 ，理论论上可直接培养 _，通过过_育种方式，快速获获得纯纯合子 。但此技术术在彩棉育种中尚未成功。 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 (2)为获为获 得能稳稳定遗传遗传 的优质优质 彩棉品种，研究人员员以白色棉品 种574 做母本，棕色彩棉做父本杂杂交，授粉后存在着精子与卵 细细胞不融合但母本仍可产产生种子的现现象。这样这样 的种子萌发发后 ，会出现现少量的父本单单倍体植株、母本单单倍体植株及由父本 和母本单单倍体细细胞组组成的嵌合体植株。 欲获获得纯纯合子彩棉，应选择应选择 _植株，用 秋水仙素处处理植株的_，使其体细细胞染色体数目加倍 。 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 下图图是研究人员员在诱导诱导 染色体数目加倍时时的实验处实验处 理和结结 果，本实验实验 的目的是探究_ _ _，实验实验 效果 最好的实验处实验处 理 _。 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 欲鉴鉴定枝条中染色体数目是否加倍，可以通过过直接测测量 _，并与单单倍体枝条进进行比较较作 出判断。 (3)欲检测检测 染色体数目已加倍的植株是否为纯为纯 合体，在实实践中 应应采用_的方法，依据后代是否出现现_作出判 断。 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 【解析】 (1)快速获获得能稳稳定遗传遗传 的纯纯合子常用的育种方式 为单为单 倍体育种，具体做法先是用组织组织 培养技术术，将花粉培育 为单为单 倍体植株，然后用秋水仙素处处理，获获得符合要求的纯纯合 子。 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 (2)父本为为棕色彩棉，欲获获得纯纯合子彩棉应选择应选择 父本单单倍体 植株，可用秋水仙素处处理其幼苗或芽，使体细细胞染色体数加倍 ；分析题图题图 可知，用0.05%的秋水仙素诱导诱导 12小时时，染色 体加倍百分比为为22%，实验实验 效果最好；可根据多倍体植株 的特点，直接测测量茎的粗细细、叶面积积的大小并与单单倍体枝条 进进行比较较。(3)自交是鉴鉴定纯纯合体的最简简便的方法，可通过观过观 察自交后代是否出现现性状分离来作出判断。 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 【答案】 (1)彩棉花粉(花药药) 单单倍体 (2)父本单单倍体 芽(茎的生长长点) 不同秋水仙素浓浓度和不同处处理时间对细时间对细 胞内染色体数目加倍效果的影响 0.05%秋水仙素，处处理12小 时时 茎的粗细细、叶面积积的大小(营营养器官的大小) (3)(连续连续 ) 自交 性状分离 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 纵纵横联联系理脉络络关键语键语 句熟记忆记忆 1.诱变诱变 育种时时突变变的个体中有害个体多 于有利个体。 2诱变诱变 育种能产产生前所未有的新基因， 创创造变变异新类类型。 3杂杂交育种能将多个优优良性状集中到同 一生物个体上。 4杂杂合子品种的种子只能种一年，需要 年年制种。 5一种限制酶只能识别识别 一种特定的核苷 酸序列并在特定的切点上切割DNA分子 。 6DNA连连接酶的作用是在DNA片段之间间 的磷酸与脱氧核糖之间间形成磷酸二酯键酯键 。 7基因工程育种能定向改造生物性状。 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 考点一 47 五种育种方法的比较较 掌握 2 个核心考点 考 题题 引 领领 下列说说法是否正确？(用“”或“”) 1.(2013江苏苏高考T25(4)改编编)利用高产产、感病小麦与高产产、晚熟小麦品种间间 杂杂交筛选筛选 可获获得高产产、抗病小麦的品种。( ) 2(2013全国大纲纲卷T5C改编编)将含抗病基因的重组组DNA导导入玉米细细胞，经经 组织组织 培养获获得抗病植株，这这种实实践活动动包含基因工程技术术。( ) 3(2013四川高考T5C改编编)将大豆种子60Co处处理后，筛选筛选 出一株杂杂合子抗 病植株连续连续 自交若干代，则则其纯纯合抗病植株的比例逐代下降。( ) 4(2013浙江高考T32(1)改编编)以纯纯合的非抗非糯玉米的花粉经经EMS诱变处诱变处 理并培育，获获得可育的非抗糯性个体的过过程，需要的技术术手段有EMS诱变诱变 处处理、花药药离体培养及秋水仙素处处理等。( ) 5(2010浙江高考T2B改编编)用基因工程技术术构建抗除草剂剂的转转基因烟草时时 ，需用DNA连连接酶连连接经经切割的抗除草剂剂基因的载载体。( ) 【提示】 1.，高产产、晚熟小麦无抗病基因，与高产产、感病小麦杂杂交无法 获获得高产产、抗病小麦品种。 2 3.，杂杂合子自交，随自交代数增加， 纯纯合子逐代增多。 4. 5. 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 原理 常用 方式 优优点缺点举举例 杂杂交 育种 基因 重组组 杂杂交 自交 选选种 自交 使不同个体 优优良性状集 中在一个个体 上 操作简简便 育种时间时间 长长 局限于亲缘亲缘 关系较较近的个 体 矮秆抗 病小麦 诱变诱变 育种 基因 突变变 辐辐射、激 光、空间间 诱变诱变 等 提高变变异频频 率，加速育种 进进程，大幅 度改良性状 有很大盲目性 ，有利变变异少 ，需大量处处理 实验实验 材料 青霉素高 产产菌株 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 原理 常用 方式 优优点缺点举举例 单单倍 体育 种 染色 体变变 异 花药药离体培 养，用秋水仙 素处处理 明显缩显缩 短 育种年限 子代均为为 纯纯合子 技术术复杂杂 ，需与杂杂 交育种配 合 单单倍体育 种获获得矮 秆抗病小 麦 多倍 体育 种 染色 体变变 异 用秋水仙素 处处理萌发发的 种子或幼苗 器官大，提 高营营养物质质 含量 只适用于 植物，发发 育延迟迟， 结实结实 率低 三倍体 无子西瓜 基因 工程 育种 基因 重组组 将一种生物的 特定基因转转 移到另一种生 物细细胞中 打破物种界 限，定向改 造生物的遗遗 传传性状 技术术复杂杂 ，生态态安 全问题较问题较 多 转转基因抗 虫棉的培 育 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 特别别提醒 不同育种方法需注意的问题问题 (1)原核生物不能进进行减数分裂，所以不能运用杂杂交的方法进进 行育种，如细细菌的育种一般采用的方法是诱变诱变 育种。 (2)杂杂交育种不一定需要连续连续 自交。若选选育显显性优优良纯纯种，需 要连续连续 自交筛选筛选 ，直至性状不再发发生分离；若选选育隐隐性优优良 纯纯种，则则只要出现该现该 性状个体即可。 (3)花药药离体培养只是单单倍体育种中的一个程序，要想得到可 育的品种，一般还还需要用秋水仙素处处理单单倍体使染色体加倍 。 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 育种与遗传遗传 定律的综综合考查查 1棉花的棉纤维纤维 大多为为白色，目前各种天然彩棉很受大众喜 爱爱。棉纤维纤维 白色(B)和红红色(b)是一对对相对对性状，育种专专家发发 现现深红红棉(棉纤维纤维 深红红色)基因型为为bb，其单单倍体植株为为粉红红 棉(棉纤维纤维 粉红红色)，为为了获获得产产量高的的粉红红棉新品种，育 种专专家对对深红红棉作了如图图(和为为染色体)所示过过程的技术术 处处理，得到了基因型为为6的粉红红棉新品种。 考向预测练预测练 1 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 (1)图图中培育新品种的处处理过过程发发生了染色体_变变异， 该该粉红红棉新品种自交后代发发生性状分离出现现了另一种白色棉 ，该该新品种白色棉的基因型是_。请请用遗传图遗传图 解说说明 该该新品种白色棉产产生的过过程。 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 (2)通过过分析，以上种子不能大面积积推广，欲得到能大量推广 的粉色棉种子，育种专专家最简单简单 的育种方法是_ _(写明材料和方法即可)。 (3)图图中基因A、a分别别控制抗旱与不抗旱性状，则图则图 新品种自 交产产生的子代中，抗旱粉红红棉的概率是_。 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 【解析】 (1)图图中少了染色体片段，发发生了染色体结结构(或缺 失)变变异，粉红红棉新品种b自交后代发发生性状分离出现现了另 一种白色棉的基因型是。(2)为为大量推广种植粉红红棉，育 种专专家最简单简单 的育种方法是用深红红棉(bb)与以上新品种白 色棉()杂杂交。(3)基因A、a分别别控制抗旱与不抗旱性状， 位于染色体上，与控制颜颜色的基因分别别位于不同的染色体上 ，遵循基因的自由组组合定律。所以图图示新品种自交产产生的子 代中，抗旱粉红红棉的概率是3/41/23/8。 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 【答案】 (1)结结构 (2)用深红红色棉与以上新品种白色棉杂杂交 (3)3/8 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 育种与减数分裂的综综合 2(2013温州市高三、二模改编编)下图图表示小麦的三个品系的 部分染色体及基因组组成。、表示染色体，D为为矮秆基因， T为为抗白粉病基因，R为为抗矮黄病基因，均为显为显 性，d为为高秆 基因。乙品系是通过过基因工程获获得的品系，丙品系由普通小麦 与近缘缘种偃麦草杂杂交后，经经多代选选育而来(图图中黑色部分是来 自偃麦草的染色体片段)。 考向预测练预测练 2 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 甲 乙 丙 (1)普通小麦为为六倍体，染色体数是42条，若每个染色体组组包 含的染色体数相同，则则小麦的一个染色体组组含有_条 染色体。 (2)乙品系的变变异类类型是_，丙品系的变变异类类型是 _。 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 (3)甲和丙杂杂交得到F1，若减数分裂中甲与丙因差异较较大 不能正常配对对，将随机移向细细胞的任何一极，F1产产生的配子 中DdR占_(用分数表示)。 (4)甲和乙杂杂交，得到的F1中矮秆抗白粉病植株再与丙杂杂交， 后代基因型有_种(只考虑图虑图 中的有关基因)。 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 (5)甲和乙杂杂交得到F1，请请画出F1能产产生dT配子的次级级精母细细 胞后期图图(假设设不发发生交叉互换换，只需画出、染色体，要 求标标出相应应基因，请请画在下面的虚线线框内)。 细细胞分裂图图 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 (6)若把甲和乙杂杂交得到的F1基因型看作DdTt，请请用遗传图遗传图 解 和必要的文字表示F1经单经单 倍体育种得到矮秆抗白粉病纯纯合子 的过过程。(请请写在下面的虚线线框内) 遗传图遗传图 解 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 【解析】 (1)每个染色体组组包含的染色体数相同，则则普通小 麦的一个染色体组组含有42/67条染色体。 (2)乙品种为为基因工程产产物，其变变异类类型为为DNA分子重组组即基 因重组组；丙品系染色体部分来自偃麦草的染色体片段，应应属于 染色体变变异。 (3)甲和丙杂杂交得到F1的基因型为为DdR，共产产生4种基因型 的配子，即D、dR、DdR，其中DdR占1/4。 (4)甲和乙杂杂交，得到的F1中矮秆抗白粉病植株基因型为为 DdT，产产生的配子有4种，而丙产产生的配子只有一种类类型， 二者杂杂交获获得的子代的基因型为为4种。 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 (5)由题题意知F1能产产生dT配子的次级级精母细细胞的基因型为为 ddTT，其后期因着丝丝点断裂，使连连在同一条染色体上的两条 姐妹染色单单体变为变为 了两条子染色体移向细细胞两极。 (6)基因型为为DdTt的F1进进行花药药离体培养后获获得单单倍体幼苗， 其基因型有四种情况即DT、Dt、dt、dT，欲获获得矮秆抗白粉 病纯纯合子即DDTT，需对单对单 倍体幼苗进进行一定浓浓度的秋水仙素 处处理，使之加倍，从而获获得符合题题意的品种。 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 【答案】 (1)7 (2)基因重组组 染色体变变异(或染色体结结构变变 异) (3)1/4 (4)4 (5)如图图 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 考点二 48 基因工程的操作工具及步骤骤 考 题题 引 领领 下列说说法是否正确？(用“”或“”) 1.(2013大纲纲全国卷T5改编编)抗虫小麦与矮杆小麦杂杂交，通过过 基因重组获组获 得抗虫矮杆小麦，此次实实践活动动包含基因工程技 术术。( ) 2(2012浙江高考T6C改编编)利用DNA聚合酶可将矮牵牵牛中控 制蓝蓝色色素合成的基因与质质粒连连接后导导入玫瑰细细胞中。( ) 3(2010浙江高考T2A改编编)利用基因工程技术术构建抗除草剂剂 的转转基因烟草时时可用限制酶切割烟草花叶病毒的核酸。( ) 【提示】 1.，此项项育种的原理为为基因重组组，育种方式为杂为杂 交育种。 2.，目的基因与质质粒的连连接工具为为DNA连连接酶。 3.，限制酶切割的是DNA，而不切割烟草花叶病毒的RNA。 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 一、基因工程操作工具 1限制性核酸内切酶(简简称限制酶)： (1)分布：主要在微生物体内。 (2)特性：一种限制酶只能识别识别 一种特定的核苷酸序列，并在 特定的切点上切割DNA分子。 (3)实实例：EcoR限制酶能专专一识别识别 GAATTC序列，并在G和 A之间间将这这段序列切开。 (4)切割结结果：产产生两个带带有黏性末端的DNA片段。 (5)作用：基因工程中重要的切割工具，能将外来的DNA切断 ，对对自己的DNA无损损害。 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 2DNA连连接酶： (1)催化对对象：两个具有相同黏性末端的DNA片段。 (2)催化位置：脱氧核糖与磷酸之间间的缺口。 (3)催化结结果：形成重组组DNA。 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 3常用的运载载体质质粒： (1)本质质：小型环环状DNA分子。 (2)作用： 作为为运载载工具，将目的基因运送到受体细细胞中去； 用它在受体细细胞内对对目的基因进进行大量复制。 (3)条件： 能在受体细细胞内稳稳定保存并大量复制； 有多个限制酶切点； 有标记标记 基因。 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 二、对对基因工程操作步骤骤的几点说说明 1限制酶在第一步和第二步操作中都用到，且要求是同一种 酶，目的是产产生相同的黏性末端；第二步中两种工具酶都用到 。 2质质粒是最常用的运载载体，不要把质质粒和运载载体等同，除此 之外，噬菌体和动动植物病毒也可作为为运载载体。运载载体的化学 本质为质为 DNA，其基本单单位为为脱氧核苷酸。 3目的基因表达的标标志：通过过翻译译合成相应应的蛋白质质。 4通过过基因工程培育的抗虫棉，只能抗虫不能抗病毒、细细菌 。 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 易误误易混 DNA连连接酶和DNA聚合酶 (1)DNA连连接酶：在两个DNA片段之间间形成磷酸二酯键酯键 。不需 模板。 (2)DNA聚合酶：可将单单个的脱氧核苷酸加到已有的脱氧核苷 酸序列上，形成磷酸二酯键酯键 。以一条DNA链为链为 模板。 (3)相同点：这这两种酶都是蛋白质质，都可以形成两个脱氧核苷 酸之间间的磷酸二酯键酯键 。均参与DNA复制、逆转录转录 等过过程。 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 基因工程育种与其他育种方式的综综合 3(2013安徽马马鞍山一模)如图图甲、乙表示水稻两个品种(两 对对相对对性状独立遗传遗传 )，表示培育水稻新品种的过过程。 下列说说法正确的是( ) 考向预测练预测练 1 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 A如果过过程中逐代自交，那么自交代数越多纯纯合植株的比 例越高 B与过过程的育种原理不同，过过程表示单单倍体育种 C育种过过程中需要进进行筛选筛选 ，筛选筛选 不会改变变任何一 个基因的频频率 D经过经过 和过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 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 【解析】 由图图可知，为杂为杂 交育种，为单为单 倍体育 种，为为基因工程育种；为为多倍体育种，为诱变为诱变 育种。杂杂合子连续连续 自交，随自交代数的增加纯纯合子的比例逐 代增加；诱变诱变 育种原理是基因突变变，基因工程育种的原理是 基因重组组；筛选过筛选过 程种群基因频频率发发生改变变；甲、乙品种为为 二倍体植物，经过经过 和过过程培育的品种为为四倍体植物，二 倍体植物与四倍体植物杂杂交后代是三倍体，由于三倍体植物不 可育，因此二倍体与四倍体间间存在生殖隔离，为为不同的物种。 【答案】 A 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 基因工程育种的操作步骤骤 4(2012浙江高考)天然的玫瑰没有蓝蓝色花，这这是由于缺少控 制蓝蓝色色素合成的基因B，而开蓝蓝色花的矮牵牵牛中存在序列已 知的基因B。现现用基因工程技术术培育蓝蓝玫瑰，下列操作正确的 是( ) 考向预测练预测练 2 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 A提取矮牵牵牛蓝蓝色花的mRNA，经经逆转录获转录获 得互补补的DNA ，再扩扩增基因B B利用限制性核酸内切酶从开蓝蓝色花矮牵牵牛的基因文库库中获获 取基因B C利用DNA聚合酶将基因B与质质粒连连接后导导入玫瑰细细胞 D将基因B直接导导入大肠肠杆菌，然后感染并转转入玫瑰细细胞 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 【解析】 如果所需要的目的基因的序列是完全未知的，往往 就需要构建基因文库库，然后从基因文库库中获获取目的基因，而 在基因序列已知的情况下，获获取目的基因通常用逆转录转录 法或 利用化学方法直接人工合成，因此，A项项正确、B项错误项错误 ；将 目的基因与质质粒连连接的酶是DNA连连接酶，而非DNA聚合酶， C项错误项错误 ；目的基因必须须与载载体结结合后导导入受体细细胞才能够够 自我复制和表达，且导导入植物细细胞常用的载载体是农农杆菌，而 不是大肠肠杆菌，D项错误项错误 。 【答案】 A 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 育种方法的选择选择 和育种方案的设计设计 一、育种方法的选择选择 1若要培育隐隐性性状个体，则则可用自交或杂杂交，只要出现该现该 性状即可。 2有些植物如小麦、水稻等，杂杂交实验较难实验较难 操作，则则最简简 便的方法是自交。 3若要快速获获得纯纯种，则则用单单倍体育种方法。 4若实验实验 植物为营为营 养繁殖类类如土豆、地瓜等，则则只要出现现 所需性状即可，不需要培育出纯纯种。 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 5若要培育原先没有的性状，则则可用诱变诱变 育种。 6提高营营养物质质含量可运用多倍体育种。 7将两个亲亲本的不同优优良性状集中在一起，可利用杂杂交育种 。 8若要定向地改造生物性状，则则可用基因工程育种。 9在实际实际 育种过过程中，并非单单一地运用某种育种方式，而是 根据需要综综合运用多种育种方式。 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 二、育种方案设计设计 的一般程序 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 玉米(2 N20)是重要的粮食作物之一。对对于玉米基因组组的研 究将有助于科学家们们改良玉米和其他谷类类粮食作物(水稻、小 麦和大麦)的品种。已知玉米的高秆、易倒伏(A)对对矮秆、抗倒 伏(a)为显为显 性，抗病(B)对对易感病(b)为显为显 性，控制上述两对对性 状的基因分别别位于两对对同源染色体上。现现有两个纯纯合的玉米 品种甲(AABB)和乙(aabb)，据此培养aaBB品种。根据材料分 析回答： 1个示范例 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 (1)玉米体细细胞中有20条染色体，那么玉米单单倍体基因组组需要 测测定的是_条染色体上DNA的碱基序列。 (2)某研究小组组的同学打算针对针对 玉米的一对对相对对性状进进行杂杂交 实验实验 ，以探究这对这对 性状的遗传遗传 是否属伴性遗传遗传 。你认为认为 他们们 的研究是否有意义义？为为什么？ _。 (3)由品种AABB、aabb经过经过 a、b、c过过程培育出新品种的育 种方式称为为_，F2的高秆抗病玉米中纯纯合子占 _。 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 (4)过过程e常采用_方法由AaBb得到aB个体。与过过程a 、b、c的育种方法相比，过过程a、e、f的优势优势 是 _。与过过程g的育种方式相比，过过程 d育种的优势优势 是_。 (5)上述育种方法中，最不容易获获得矮秆目标标品种的是 _，原因是_。 (6)欲使玉米中含有某种动动物蛋白成分可采用上述 _方法；若现现有玉米均为为晚熟品种，欲培育早熟品种 可采用 _方法。 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 (7)玉米中tt基因型植株不能长长出雌花而成为为雄株，而D控制的 性状是人类类所需要的某种优优良性状。现现有基因型为为TtDd的植 株，为为在短时间时间 内获获得大量这这种优优良性状的纯纯合雄性植株， 请请你写出简简要的设计设计 方案： _。 用秋水仙素使单单倍体加倍成纯纯合的二倍体，选选取ttDD性状 的植株。 _。 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 【答案】 (1)10 (2)无意义义 因为为玉米为为雌雄同株植物，不 存在伴性遗传遗传 (3)杂杂交育种 1/9 (4)花药药离体培养 明显显 缩缩短育种年限 能定向改造生物性状 (5)g 诱变诱变 育种基因 突变变的频频率较较低，而且是不定向的 (6)d 基因工程 g 诱诱 变变育种 (7)取该该植株进进行花药药离体培养成单单倍体植株苗 将中选选取的植株利用植物组织组织 培养技术进术进 行扩扩大培 养 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 油菜是我国重要的油料作物，已知油菜种子的高油与低油为为一 对对相对对性状(由等位基因D、d控制)，黄粒与褐粒为为一对对相对对 性状(由等位基因H、h控制)。下表是油菜的杂杂交组组合实验统实验统 计计数据： 1个押题练题练 亲本组合后代种子的表现型及数量 组别表现型高油黄粒高油褐粒低油黄粒低油褐粒 甲高油褐粒 低油黄粒 699 乙低油褐粒 低油黄粒 162325155 丙高油褐粒 低油褐粒 413208212 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 (1)根据甲组结组结 果，可以判断油菜的显显性性状分别别是_ 、_。 (2)乙组组两亲亲本的基因型分别为别为 ：_、_。 (3)根据丙组结组结 果分析，上述两对对相对对性状_(不遵循 、遵循)孟德尔的自由组组合定律。理由是_ _。 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 (4)油菜某些品系中有自交不亲亲和性状(植株可产产生功能正常的 配子，但自花授粉或同株授粉不能产产生种子)，自交不亲亲和性 状与自交亲亲和性状是1对对相对对性状，自交不亲亲和为显为显 性性状( 由S基因控制)，自交亲亲和为隐为隐 性性状(由s基因控制)。这对这对 性 状与油菜籽粒颜颜色性状之间间遵循自由组组合定律。 现现有纯纯种的黄粒自交不亲亲和与褐粒自交亲亲和种子少量，设计设计 实验实验 培育黄粒稳稳定遗传遗传 的种子。请请利用材料特点以最简简便的 方法完成下列实验实验 ： 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 第一年：将黄粒与褐粒种子分别别种植。开花前将_ 种子发发育的植株套袋，开花期授以_种子发发育的植株 的花粉，获获得种子(F1)。 第二年：种植种子(F1)，开花季节节_，获获得种 子(F2)。 第三年：将种子(F2)种植，开花前所有植株_处处理， 筛选筛选 _性状种子保留即可。 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 【解析】 此题题考查对查对 基因的自由组组合定律的应应用和杂杂交育 种。 (1)甲组组高油褐粒低油黄粒，后代都为为低油褐粒，因此判断油 菜的显显性性状分别别是低油、褐粒。 (2)根据性状的显隐显隐 性关系和亲亲本的表现现型，单单独分析每对对相 对对性状的遗传遗传 ，写出乙组亲组亲 本的基因型。 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 (3)根据性状的显隐显隐 性关系和亲亲本的表现现型，单单独分析每对对相 对对性状的遗传遗传 ，先确定亲亲本的基因型为为ddHh和DdHh，若两 对对性状的遗传遗传 遵循基因的自由组组合定律，ddHh和DdHh的后 代的表现现型应为应为 高油黄粒高油褐粒低油黄粒低油褐粒 1313，因此判断两对对性状的遗传遗传 不遵循基因的自由组组合定 律。 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 (4)由于黄粒自交不亲亲和，褐粒自交亲亲和，因此在杂杂交时为时为 省 掉去雄工作，可让让自交不亲亲和黄粒种子发发育成的植株做母本 进进行杂杂交。获获得的种子(F1)为为HhSs，第二年种植种子(F1)， 由于F1为为HhSs，是自交不亲亲和的，因此开花季节让节让 F1植株间间 相互杂杂交，获获得种子(F2)。在F2的植株中，黄粒的基因型有 hhSS、hhSs、hhss，hhSS和hhSs是自交不育的，因此套 袋不产产生种子，只有hhss套袋能产产生种子。 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 【答案】 (1)低油 褐粒 (2)DdHh Ddhh (3)不遵循 若 遵循自由组组合定律，丙组组后代表现现型应为应为 高油黄粒高油褐 粒低油黄粒低油褐粒1313 (4)黄粒 褐粒 植株 间间相互杂杂交 套袋 黄粒 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 1(2014上海松江区高三一模)陶渊明的诗诗“采菊东篱东篱 下，悠 然见见南山”传诵传诵 千年，中国人对对菊花的喜爱爱可见见一斑。菊花是 多年生菊科草本植物，品种繁多。花农农培育新品种菊花的传传 统统方法是( ) A辐辐射诱变诱变 B化学诱变诱变 C杂杂交育种 D基因工程育种 【解析】 自然状态态下的培育品种的传统传统 方法是杂杂交育种， 所以C选项选项 正确的。 【答案】 C 高效训练训练 6 道题题 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 2(2013太原高三二模)如图图所示某种二倍体农农作物不同的育 种方法，据图图判断下列有关叙述正确的是( ) 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 A通过过途径培育新品种的过过程中，E幼苗和F植株的染 色体数目相同 B若A、B两品种的基因型分别别是AABBdd、aabbdd，则则D 植株中不能稳稳定遗传遗传 的个体占总总数的3/4 C过过程中也可用秋水仙素处处理E萌发发的种子来获获得F植株 D过过程中使用的花药药可以从A、B、C三个品种植株上采集 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 【解析】 过过程为单为单 倍体育种过过程，主要包括花药药离 体培养获获得单单倍体幼苗和用秋水仙素处处理幼苗获获得正常植株 ，因此经过经过 过过程形成的F植株的染色体数目是E幼苗的2倍， 故A错误错误 ；A、B两品种的基因型分别别是AABBdd、aabbdd， 可得C的基因型为为AaBbdd，其后代中不能稳稳定遗传遗传 的比例为为 11/21/213/4，故B正确；E幼苗是由二倍体的花药发药发 育 成的，是高度不育的，不能形成种子，故C错误错误 ；过过程中使 用的花药药只能在C植株上采集才能获获得新品种，故D错误错误 。 【答案】 B 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 3(2013四川高考)大豆植株的体细细胞含40条染色体。用放射 性60Co处处理大豆种子后，筛选筛选 出一株抗花叶病的植株X，取其 花粉经经离体培养得到若干单单倍体植株，其中抗病植株占50%。 下列叙述正确的是( ) 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 A用花粉离体培养获获得的抗病植株，其细细胞仍具有全能性 B单单倍体植株的细细胞在有丝丝分裂后期，共含有20条染色体 C植株X连续连续 自交若干代，纯纯合抗病植株的比例逐代降低 D放射性60Co诱发诱发 的基因突变变，可以决定大豆的进进化方向 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 【解析】 大豆体细细胞含40条染色体，减数分裂产产生的花粉 经经离体培养，得到的单单倍体植株细细胞含有20条染色体，但仍 含有发发育成完整个体的全部遗传遗传 信息，所以具有全能性，A项项 正确；单单倍体植株细细胞含20条染色体，在有丝丝分裂后期由于 着丝丝点分裂，姐妹染色单单体分开变变成染色体，染色体数暂时暂时 加倍，变为变为 40条，B项错误项错误 ；因为为植株X的花粉离体培养得到 的单单倍体有50%抗病，说说明植株X为杂为杂 合子，杂杂合子自交，随 着自交代数增加，纯纯合子逐代增多，C项错误项错误 ；基因突变变只 能为为自然选择选择 提供原始材料，自然选择选择 决定了生物进进化的方 向，D项错误项错误 。 【答案】 A 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 4(2012天津高考)芥酸会降低菜籽油的品质质。油菜有两对对独 立遗传遗传 的等位基因(H和h，G和g)控制菜籽的芥酸含量，下图图 是获获得低芥酸油菜新品种(HHGG)的技术术路线线。已知油菜单单个 花药药由花药药壁(2n)及大量花粉(n)等组组分组组成，这这些组组分的细细 胞都具有全能性。 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 据图图分析，下列叙述错误错误 的是( ) A、两过过程均需要植物激素来诱导细诱导细 胞脱分化 B与过过程相比，过过程可能会产产生二倍体再生植株 C图图中三种途径中，利用花粉培养筛选筛选 低芥酸植株(HHGG) 的效率最高 DF1减数分裂时时，H基因所在染色体会与G基因所在染色体 发发生联联会 服/务/教/师 免/费/馈/赠 生物 返回菜单单 【解析】 通过过分析比较较三种不同育种过过程的本质质快速解答 。过过程均为为植物组织组织 培养中的脱分化，均需要利用植物 激素来诱导诱导 ，A项项正确。两亲亲本杂杂交使H基因和G基因集中到 一个生物个体中，可通过杂过杂 交育种的方法获获得双显显性性状个 体，但要获获得HHGG纯纯合子需要H_G_个体连续连续 多年自交，育 种效率不高；根据自由组组合定律推知：F1产产生的花粉有HG、 Hg、hG、hg四种，花药药离体培养获获得的再生单单倍体植株也 是四种，使用秋水仙素处处理后可根据性状直接筛选获筛选获 得纯