1、第章第章從雜交育種到基因工程從雜交育種到基因工程知知 識(shí)識(shí) 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu)(對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)P98)1生物變異在育種上的應(yīng)用。2轉(zhuǎn)基因食品的安全。課程標(biāo)準(zhǔn)課程標(biāo)準(zhǔn)知知 識(shí)識(shí) 研研 讀讀(對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)P98)知識(shí)梳理知識(shí)梳理知識(shí)一知識(shí)一雜交育種和誘變育種雜交育種誘變育種概念將_集中在一起，再經(jīng)過(guò)選擇和培育，獲得新品種的方法利用_處理生物，使生物發(fā)生_，從而獲得優(yōu)良變異類(lèi)型的育種方法過(guò)程選擇_的親本通過(guò)雜交獲得F1，_，從中篩選獲得需要的類(lèi)型利用射線和化合物等理化因素誘導(dǎo)_的細(xì)胞發(fā)生_，并選取需要的類(lèi)型應(yīng)用_，提高農(nóng)作物單位面積產(chǎn)量；培育優(yōu)良家畜、家禽主要用于_兩個(gè)或兩個(gè)以上優(yōu)良性

2、狀物理因素或化學(xué)因素基因突變具有不同優(yōu)良性狀F1自交得到F2分裂旺盛基因突變改良農(nóng)作物品質(zhì)農(nóng)作物和微生物育種思考感悟在誘變育種過(guò)程中，為什么需要大量處理供試材料？提示：誘變育種只能提高變異頻率，但突變具有不定向性，必須從大量的實(shí)驗(yàn)材料中選擇出人類(lèi)所需的變異類(lèi)型。知識(shí)二基因工程的原理1基因工程的概念基因工程又叫_或DNA重組技術(shù)。它是按照人們的意愿，把一種生物的某種_提取出來(lái)，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”限制性核酸內(nèi)切酶，簡(jiǎn)稱(chēng)_。一種限制酶只能識(shí)別一種特定的_序列，并在特定的切割點(diǎn)上切割_。基因拼接技術(shù)基因定向限制酶核苷酸DNA

3、分子(2)基因的“針線”_。把脫氧核糖和磷酸交替連接而構(gòu)成的DNA骨架上的缺口“縫合”起來(lái)，即連接_形成_。(3)基因的運(yùn)輸工具_(dá)，將外源基因送入受體細(xì)胞。目前常用的運(yùn)載體有_、_、_等。 3.操作步驟提取_目的基因與_結(jié)合將目的基因?qū)隷目的基因的_。DNA連接酶磷酸和脫氧核糖磷酸二酯鍵運(yùn)載體質(zhì)粒噬菌體動(dòng)植物病毒目的基因運(yùn)載體受體細(xì)胞檢測(cè)與鑒定知識(shí)三知識(shí)三基因工程的應(yīng)用1基因工程的應(yīng)用及轉(zhuǎn)基因生物和食品的安全性(1)基因工程與作物育種利用_的方法，獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具有優(yōu)良品質(zhì)的 農(nóng) 作 物 ， 培 育 出 具 有 各 種 抗 逆 性 的 作 物 新 品 種 ， 如_等。(2)基因工程與藥物研

4、制利用基因工程的方法，培育_生物，利用轉(zhuǎn)基因生物生產(chǎn)出各種高質(zhì)量、低成本的藥品，如胰島素、_、乙肝疫苗等。(3)基因工程與環(huán)境保護(hù)基因工程轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉轉(zhuǎn)基因干擾素如利用_細(xì)菌降解有毒有害的化合物，吸收環(huán)境中的重金屬，分解泄漏的石油，處理_等。2轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性科學(xué)技術(shù)是一把雙刃劍，既可為人類(lèi)造福，又可造成一些負(fù)面影響，身為現(xiàn)代公民，應(yīng)關(guān)注科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和影響。目前對(duì)轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品有兩種觀點(diǎn)。一種觀點(diǎn)認(rèn)為轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品不安全，要_；另一種觀點(diǎn)則認(rèn)為是_的，應(yīng)該大范圍_。轉(zhuǎn)基因工業(yè)廢水嚴(yán)格控制安全推廣(即時(shí)鞏固解析為教師用書(shū)獨(dú)有即時(shí)鞏固解析為教師用書(shū)獨(dú)有)考點(diǎn)一考點(diǎn)一

5、幾種育種方法的比較考點(diǎn)整合考點(diǎn)整合名稱(chēng)原理方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)應(yīng)用雜交育種基因重組雜交自交篩選使分散在同一物種不同品種中的多個(gè)優(yōu)良性狀集中于同一個(gè)體上育種時(shí)間一般比較長(zhǎng)局限于同種或親緣關(guān)系較近的個(gè)體需及時(shí)發(fā)現(xiàn)優(yōu)良品種用純種高稈抗病小麥與矮稈不抗病小麥培育矮稈抗病小麥培育雜合子品種：一般是選取純合雙親 子一代年年制種雜交水稻、雜交玉米等誘變育種基因突變誘變因素處理后篩選提高變異頻率，加快育種進(jìn)程，大幅度改良某些性狀盲目性大，有利變異少，工作量大，需要大量的供試材料高產(chǎn)青霉菌單倍體育種染色體變異明顯縮短育種年限，子代均為純合子，加速育種進(jìn)程技術(shù)復(fù)雜用純種高稈抗病小麥與矮稈不抗病小麥快速培育矮稈抗病小麥多倍

6、體育種染色體數(shù)目變異用一定濃度的秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗操作簡(jiǎn)單，能較快獲得所需品種所獲品種發(fā)育延遲，結(jié)實(shí)率低，一般只適用于植物三倍體無(wú)子西瓜、八倍體小黑麥基因工程育種基因重組提取目的基因目的基因與運(yùn)載體結(jié)合將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因的檢測(cè)與鑒定篩選獲得優(yōu)良個(gè)體目的性強(qiáng)，育種周期短克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙技術(shù)復(fù)雜，安全性問(wèn)題多，有可能引起生態(tài)危機(jī)轉(zhuǎn)基因“向日葵豆”、轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉【特別提醒】雜種優(yōu)勢(shì)不同于雜交育種，雜種優(yōu)勢(shì)是雜交子一代所表現(xiàn)的優(yōu)良性狀。【案例1】 (2009廣東)為了快速培育抗某種除草劑的水稻，育種工作者綜合應(yīng)用了多種育種方法，過(guò)程如下。請(qǐng)回答問(wèn)題。(1)從對(duì)該種除草劑

7、敏感的二倍體水稻植株上取花藥離體培養(yǎng)，誘導(dǎo)成_幼苗。(2)用射線照射上述幼苗，目的是_；然后用該除草劑噴灑其幼葉，結(jié)果大部分葉片變黃，僅有個(gè)別幼葉的小片組織保持綠色，表明這部分組織具有_。(3)取該部分綠色組織再進(jìn)行組織培養(yǎng)，誘導(dǎo)植株再生后，用秋水仙素處理幼苗，使染色體_，獲得純合_，移栽到大田后，在苗期噴灑該除草劑鑒定其抗性。(4)對(duì)抗性的遺傳基礎(chǔ)做進(jìn)一步研究，可以選用抗性植株與_雜交，如果_，表明抗性是隱性性狀。F1自交，若F2的性狀分離比為15(敏感)1(抗性)，初步推測(cè)_。【解析解析】本題考查了單倍體育種、誘變育種等知識(shí)，同時(shí)考查了多倍體育種的方法和遺傳規(guī)律的應(yīng)用。花藥離體培養(yǎng)是單倍體

8、育種的基本手段，射線激光有誘發(fā)突變的能力，而且體細(xì)胞突變必須經(jīng)過(guò)無(wú)性繁殖才能保留該突變性狀，所以需要經(jīng)過(guò)組織培養(yǎng)。為了獲得可育的植株，需用秋水仙素使染色體加倍，加倍獲得的是純合子，通過(guò)與敏感型植株雜交，子一代表現(xiàn)出來(lái)的性狀是顯性，子二代出現(xiàn)性狀分離，分離比是151，不符合分離定律，可以用自由組合定律來(lái)解釋?zhuān)挥袃蓪?duì)基因都隱性時(shí)才表現(xiàn)為抗性。所以初步推測(cè)該抗性植株中兩個(gè)基因發(fā)生了突變。【答案答案】(1)單倍體(2)誘發(fā)基因突變抗該除草劑的能力(3)加倍二倍體(4)(純合)敏感型植株F1都是敏感型該抗性植株中有兩個(gè)基因發(fā)生了突變【即時(shí)鞏固1】有兩個(gè)純種的小麥，一個(gè)為高稈(D)抗銹病(T)；另一個(gè)為

9、矮稈(d)易染銹病(t)，這兩對(duì)性狀獨(dú)立遺傳，現(xiàn)要培育矮稈抗銹病的新品種，方法如下：高稈抗銹病矮稈易染銹病 穩(wěn)定遺傳的矮稈抗銹病新品種(1)這種育種方法叫_育種，過(guò)程a叫_，過(guò)程b叫_。(2)過(guò)程c的處理方法是_。(3)F1的基因型是_，表現(xiàn)型是_，穩(wěn)定遺傳的矮稈抗銹病新品種的基因型為_(kāi)。【解析解析】將小麥兩個(gè)品種的優(yōu)良性狀通過(guò)雜交集中在一起，培育矮稈抗銹病新品種的方法為雜交育種。其中過(guò)程a叫雜交，產(chǎn)生的F1基因型為DdTt，表現(xiàn)型為高稈抗銹病。過(guò)程b叫自交，目的是獲取表現(xiàn)型為矮稈抗銹病的小麥品種(ddT_)，因?yàn)榇诉^(guò)程所得后代會(huì)發(fā)生性狀分離，所以要想得到穩(wěn)定遺傳的矮稈抗銹病植株必須經(jīng)過(guò)c，即

10、連續(xù)自交，直至后代無(wú)性狀分離。【答案答案】(1)雜交雜交自交(2)連續(xù)種植和觀察，直至選出穩(wěn)定的矮稈抗銹病新品種(3)DdTt高稈抗銹病ddTT考點(diǎn)二考點(diǎn)二基因工程操作的基本步驟如圖：【案例2】(2009上海)人體細(xì)胞內(nèi)含有抑制癌癥發(fā)生的p53基因，生物技術(shù)可對(duì)此類(lèi)基因的變化進(jìn)行檢測(cè)。(1)目的基因的獲取方法通常包括_和_。(2)上圖表示從正常人和患者體內(nèi)獲取的p53基因的部分區(qū)域。與正常人相比，患者在該區(qū)域的堿基會(huì)發(fā)生改變，在上圖中用方框圈出發(fā)生改變的堿基對(duì)，這種變異被稱(chēng)為_(kāi)。 (3)已知限制酶E識(shí)別序列為CCGG，若用限制酶E分別完全切割正常人和患者的p53基因部分區(qū)域(見(jiàn)上圖)，那么正常

11、人的會(huì)被切成_個(gè)片段，而患者的則被切割成長(zhǎng)度為_(kāi)對(duì)堿基和_對(duì)堿基的兩種片段。 (4)如果某人的p53基因部分區(qū)域經(jīng)限制酶E完全切割后，共出現(xiàn)170、220、290和460個(gè)堿基對(duì)的四種片段，那么該人的基因型是_(以P表示正常基因，P表示異常基因)。【解析解析】本題主要考查基因工程相關(guān)知識(shí)。(1)目的基因的獲取方法有直接分離和化學(xué)方法人工合成兩種。(2)仔細(xì)對(duì)比正常人與患者的基因序列可知是CG堿基對(duì)變成了TA堿基對(duì)，這種變化屬于基因突變。(3)正常人p53基因有兩個(gè)限制酶E的識(shí)別序列，完全切割后可產(chǎn)生三個(gè)片段，患者p53基因中有一個(gè)限制酶E的識(shí)別序列發(fā)生突變，且突變點(diǎn)位于識(shí)別位點(diǎn)內(nèi)，這樣患者就只

12、有一個(gè)限制酶E的識(shí)別序列，切割后產(chǎn)生兩個(gè)片段，分別為290170460對(duì)堿基、220對(duì)堿基。(4)正常人經(jīng)限制酶E完全切割后產(chǎn)生三個(gè)片段，290對(duì)堿基、170對(duì)堿基和220對(duì)堿基，患者產(chǎn)生兩個(gè)片段460對(duì)堿基和220對(duì)堿基，則該人的基因型應(yīng)為PP。【答案答案】(1)從細(xì)胞中分離通過(guò)化學(xué)方法人工合成(2)見(jiàn)下圖基因突變(基因堿基對(duì)的替換)(3)3460220(4) PP【即時(shí)鞏固2】(2008山東理綜)為擴(kuò)大可耕地面積，增加糧食產(chǎn)量，黃河三角洲等鹽堿地的開(kāi)發(fā)利用備受關(guān)注。我國(guó)科學(xué)家應(yīng)用耐鹽基因培育了耐鹽水稻新品系。(1)獲得耐鹽基因后，構(gòu)建重組DNA分子所用的限制性內(nèi)切酶作用于圖中的_處，DNA

13、連接酶作用于_處。(填“a”或“b”)(2)將重組DNA分子導(dǎo)入水稻受體細(xì)胞的常用方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法和_。(3)由導(dǎo)入目的基因的水稻細(xì)胞培養(yǎng)成植株需要利用_技術(shù)，該技術(shù)的核心是_和_。(4)為了確定耐鹽轉(zhuǎn)基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素標(biāo)記的_作探針進(jìn)行分子雜交檢測(cè)，又要用_方法從個(gè)體水平鑒定水稻植株的耐鹽性。【解析解析】本題以社會(huì)的熱點(diǎn)和科技新進(jìn)展為背景，通過(guò)轉(zhuǎn)基因水稻的培育綜合考查了基因工程的基本工具、基本操作程序和植物細(xì)胞工程等知識(shí)，屬于識(shí)記內(nèi)容，要求簡(jiǎn)單。(1)限制性核酸內(nèi)切酶破壞的是相鄰兩個(gè)脫氧核苷酸之間的化學(xué)鍵。DNA連接酶的作用部位也是該處，但作用與限制酶正好相反。(2)重組DNA分子導(dǎo)入植物細(xì)胞常用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，也可以使用基因槍法或花粉管通道法。(3)目的基因的受體細(xì)胞是植物體細(xì)胞或受精卵，因此，要經(jīng)過(guò)植物組織培養(yǎng)過(guò)程才能成為植株。該過(guò)程的核心是脫分化和再分化。(