高考生物第一輪復(fù)習(xí)知識拓展 6.41基因工程及其應(yīng)用課件 浙科版必修2

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1、第四十一課時基因工程及其應(yīng)用第四十一課時基因工程及其應(yīng)用考點一基因工程及其應(yīng)用考點一基因工程及其應(yīng)用【基礎(chǔ)知識整合基礎(chǔ)知識整合】 1.含義含義(1)操作對象：基因。操作對象：基因。(2)過程：提取某種基因過程：提取某種基因 導(dǎo)入另一種生物的細導(dǎo)入另一種生物的細胞。胞。(3)目的：按照人們的意愿，定向改造生物的目的：按照人們的意愿，定向改造生物的 。2原理：原理： 。修飾修飾遺傳性遺傳性狀狀基因重組基因重組3特點特點(1)可以在不同種生物間進行，即可以將一種生物控可以在不同種生物間進行，即可以將一種生物控制優(yōu)良性狀的基因移植到另一種生物。制優(yōu)良性狀的基因移植到另一種生物。(2)可以按照人們的意愿

2、直接可以按照人們的意愿直接 地改造生物，培地改造生物，培育出新品種。育出新品種。定向定向4基本工具基本工具(1)基因的基因的“剪刀剪刀”：指：指 ，具，具有有 ，即一種限制酶只能識別一種，即一種限制酶只能識別一種 ，并在特定的位點上切割，并在特定的位點上切割 。(2)基因的基因的“針線針線”：指：指 ，它能在脫氧核，它能在脫氧核糖與磷酸之間形成一定的化學(xué)鍵，而互補的堿基之間是糖與磷酸之間形成一定的化學(xué)鍵，而互補的堿基之間是通過通過 連接的。連接的。(3)基因的運載體：常用的運載體有質(zhì)粒、基因的運載體：常用的運載體有質(zhì)粒、 、 等。質(zhì)粒主要存在于許多等。質(zhì)粒主要存在于許多 和和 等生物中，其作用

3、是將外源基因送入受體細胞。等生物中，其作用是將外源基因送入受體細胞。限制性核酸內(nèi)切酶限制性核酸內(nèi)切酶專一性專一性DNA分子分子特定的核苷特定的核苷酸序列酸序列DNA連接酶連接酶氫鍵氫鍵噬菌體噬菌體動植物病毒動植物病毒細菌細菌酵母菌酵母菌5基本步驟基本步驟提取目的基因提取目的基因 將目將目的基因?qū)胧荏w細胞的基因?qū)胧荏w細胞 。6應(yīng)用應(yīng)用(1)作物育種：利用作物育種：利用 的方法，獲得高產(chǎn)、的方法，獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具有穩(wěn)產(chǎn)和具有 的農(nóng)作物，培育出具有各種的農(nóng)作物，培育出具有各種抗逆性的作物新品種，如抗蟲棉。抗逆性的作物新品種，如抗蟲棉。(2)藥物研制：利用基因工程，培育轉(zhuǎn)基因生物，利藥物研制：利

4、用基因工程，培育轉(zhuǎn)基因生物，利用轉(zhuǎn)基因生物生產(chǎn)出各種高質(zhì)量、低成本的藥品，用轉(zhuǎn)基因生物生產(chǎn)出各種高質(zhì)量、低成本的藥品，如如 、干擾素、干擾素、 等。等。(3)環(huán)境保護：如利用轉(zhuǎn)基因細菌環(huán)境保護：如利用轉(zhuǎn)基因細菌 有毒有害有毒有害的化合物，吸收環(huán)境中的重金屬，的化合物，吸收環(huán)境中的重金屬， 泄漏的石泄漏的石油，處理工業(yè)廢水等。油，處理工業(yè)廢水等。目的基因與運載體結(jié)合目的基因與運載體結(jié)合目的基因的檢測與鑒定目的基因的檢測與鑒定基因工程基因工程優(yōu)良品質(zhì)優(yōu)良品質(zhì)胰島素胰島素乙肝疫苗乙肝疫苗降解降解分解分解5基本步驟基本步驟提取目的基因提取目的基因 將目的將目的基因?qū)胧荏w細胞基因?qū)胧荏w細胞 。6應(yīng)用

5、應(yīng)用(1)作物育種：利用作物育種：利用 的方法，獲得高產(chǎn)、穩(wěn)的方法，獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具有產(chǎn)和具有 的農(nóng)作物，培育出具有各種抗逆的農(nóng)作物，培育出具有各種抗逆性的作物新品種，如抗蟲棉。性的作物新品種，如抗蟲棉。(2)藥物研制：利用基因工程，培育轉(zhuǎn)基因生物，利用藥物研制：利用基因工程，培育轉(zhuǎn)基因生物，利用轉(zhuǎn)基因生物生產(chǎn)出各種高質(zhì)量、低成本的藥品，轉(zhuǎn)基因生物生產(chǎn)出各種高質(zhì)量、低成本的藥品，如如 、干擾素、干擾素、 等。等。(3)環(huán)境保護：如利用轉(zhuǎn)基因細菌環(huán)境保護：如利用轉(zhuǎn)基因細菌 有毒有害的化有毒有害的化合物，吸收環(huán)境中的重金屬，合物，吸收環(huán)境中的重金屬， 泄漏的石油，處泄漏的石油，處理工業(yè)廢水等。理

6、工業(yè)廢水等。目的基因與運載體結(jié)合目的基因與運載體結(jié)合目的基因的檢測與鑒定目的基因的檢測與鑒定基因工程基因工程優(yōu)良品質(zhì)優(yōu)良品質(zhì)胰島素胰島素乙肝疫苗乙肝疫苗降解降解分解分解一、基因工程的操作工具一、基因工程的操作工具1 1基因的基因的“剪刀剪刀”限制性核酸內(nèi)切酶限制性核酸內(nèi)切酶( (簡稱限制簡稱限制酶酶) )(1)(1)分布：主要在微生物體內(nèi)。分布：主要在微生物體內(nèi)。(2)(2)特性：一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序特性：一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列，并在特定的切點上切割列，并在特定的切點上切割DNADNA分子。分子。(3)(3)實例：實例：EcoEcoRR限制酶能專一識別限制酶能專

7、一識別GAATTCGAATTC序列，并序列，并在在G G和和A A之間將這段序列切開。之間將這段序列切開。(4)(4)切割結(jié)果：產(chǎn)生兩個帶有黏性末端的切割結(jié)果：產(chǎn)生兩個帶有黏性末端的DNADNA片段。片段。(5)作用：基因工程中重要的切割工具，能將外來的作用：基因工程中重要的切割工具，能將外來的DNA切斷，對自己的切斷，對自己的DNA無損害。無損害。2基因的基因的“針線針線”DNA連接酶連接酶(1)催化對象：兩個具有相同黏性末端的催化對象：兩個具有相同黏性末端的DNA片段。片段。(2)催化位置：脫氧核糖與磷酸之間的缺口。催化位置：脫氧核糖與磷酸之間的缺口。(3)催化結(jié)果：形成重組催化結(jié)果：形成

8、重組DNA。3常用的運載體常用的運載體質(zhì)粒質(zhì)粒(1)本質(zhì)：小型環(huán)狀本質(zhì)：小型環(huán)狀DNA分子。分子。(2)作用作用作為運載工具，將目的基因送到宿主細胞中去；作為運載工具，將目的基因送到宿主細胞中去；用它在宿主細胞內(nèi)對目的基因進行大量復(fù)制。用它在宿主細胞內(nèi)對目的基因進行大量復(fù)制。(3)條件條件能在宿主細胞內(nèi)穩(wěn)定保存并大量復(fù)制；能在宿主細胞內(nèi)穩(wěn)定保存并大量復(fù)制；有多個限制酶切點；有多個限制酶切點；有標記基因。有標記基因。二、基因工程操作的基本步驟二、基因工程操作的基本步驟【例例1 1】在用基因工程技術(shù)構(gòu)建抗除草劑的轉(zhuǎn)基因煙在用基因工程技術(shù)構(gòu)建抗除草劑的轉(zhuǎn)基因煙草過程中，下列操作錯誤的是草過程中，下列

9、操作錯誤的是( )( )A A用限制性核酸內(nèi)切酶切割煙草花葉病毒的核酸用限制性核酸內(nèi)切酶切割煙草花葉病毒的核酸B B用用DNADNA連接酶連接經(jīng)切割的抗除草劑基因和載體連接酶連接經(jīng)切割的抗除草劑基因和載體C C將重組將重組DNADNA分子導(dǎo)入原生質(zhì)體分子導(dǎo)入原生質(zhì)體D D用含除草劑的培養(yǎng)基篩選轉(zhuǎn)基因煙草細胞用含除草劑的培養(yǎng)基篩選轉(zhuǎn)基因煙草細胞【典例精析典例精析】A【解析解析】本題考查基因工程的操作過程。要想得到抗本題考查基因工程的操作過程。要想得到抗除草劑的轉(zhuǎn)基因煙草，就應(yīng)把具有相關(guān)抗性的基因?qū)С輨┑霓D(zhuǎn)基因煙草，就應(yīng)把具有相關(guān)抗性的基因?qū)氲綗煵菁毎?。首先要用相同的限制酶切割目的基入到煙?/p>

10、細胞中。首先要用相同的限制酶切割目的基因和運載體，其次用因和運載體，其次用DNA連接酶對這兩者進行連接，連接酶對這兩者進行連接，形成重組載體，再把重組載體導(dǎo)入到煙草細胞中，最形成重組載體，再把重組載體導(dǎo)入到煙草細胞中，最后把導(dǎo)入目的基因的細胞放在具有除草劑的培養(yǎng)基中后把導(dǎo)入目的基因的細胞放在具有除草劑的培養(yǎng)基中進行選擇性培養(yǎng)，能成功表達抗性基因的細胞被選擇進行選擇性培養(yǎng)，能成功表達抗性基因的細胞被選擇下來，就可培育成抗除草劑的轉(zhuǎn)基因煙草了。下來，就可培育成抗除草劑的轉(zhuǎn)基因煙草了?！纠? 2】下列敘述符合基因工程概念的是下列敘述符合基因工程概念的是( )( )A AB B淋巴細胞與腫瘤細胞融合

11、，雜交瘤細胞中含有淋巴細胞與腫瘤細胞融合，雜交瘤細胞中含有B B淋淋巴細胞中的抗體基因巴細胞中的抗體基因B B將人的干擾素基因重組到質(zhì)粒后導(dǎo)入大腸桿菌，獲將人的干擾素基因重組到質(zhì)粒后導(dǎo)入大腸桿菌，獲得能產(chǎn)生人干擾素的菌株得能產(chǎn)生人干擾素的菌株C C用紫外線照射青霉菌，使其用紫外線照射青霉菌，使其DNADNA發(fā)生改變，通過篩發(fā)生改變，通過篩選獲得青霉素高產(chǎn)菌株選獲得青霉素高產(chǎn)菌株D D自然界中天然存在的噬菌體自行感染細菌后其自然界中天然存在的噬菌體自行感染細菌后其DNADNA整合到細菌整合到細菌DNADNA上上 B【解析解析】本題考查基因工程的知識?；蚬こ淌侵赴幢绢}考查基因工程的知識?；蚬こ?/p>

12、是指按照人們的愿望，進行嚴格的設(shè)計，并通過照人們的愿望，進行嚴格的設(shè)計，并通過DNA重組和重組和轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性，進而創(chuàng)造轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性，進而創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。B細細胞與腫瘤細胞融合，屬于細胞工程；用紫外線照射青胞與腫瘤細胞融合，屬于細胞工程；用紫外線照射青霉菌，使其霉菌，使其DNA發(fā)生改變，進而篩選出青霉素高產(chǎn)菌發(fā)生改變，進而篩選出青霉素高產(chǎn)菌株，屬于人工誘變；自然界中天然存在的噬菌體自行株，屬于人工誘變；自然界中天然存在的噬菌體自行感染細菌后其感染細菌后其DNA整合到細菌整合到細

13、菌DNA上，并沒有進行人上，并沒有進行人為的加工，不屬于基因工程。為的加工，不屬于基因工程。課時練習(xí)四十三課時練習(xí)四十三一、選擇題一、選擇題(每小題只有一個正確選項每小題只有一個正確選項)1基因工程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和質(zhì)基因工程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和質(zhì)粒，便于重組和篩選。已知限制酶粒，便于重組和篩選。已知限制酶的識別序列和切點的識別序列和切點是是GGATCC，限制酶，限制酶的識別序列和切點是的識別序列和切點是GATC。根據(jù)圖示判斷下列操作正確的是。根據(jù)圖示判斷下列操作正確的是( )DA目的基因和質(zhì)粒均用限制酶目的基因和質(zhì)粒均用限制酶切割切割 B目的基因和質(zhì)粒均用限

14、制酶目的基因和質(zhì)粒均用限制酶切割切割C質(zhì)粒用限制酶質(zhì)粒用限制酶切割，目的基因用限制酶切割，目的基因用限制酶切切割割D質(zhì)粒用限制酶質(zhì)粒用限制酶切割，目的基因用限制酶切割，目的基因用限制酶切切割割2以下說法正確的是以下說法正確的是( )A目的基因是指重組目的基因是指重組DNA質(zhì)粒質(zhì)粒 B一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列C重組重組DNA所用的工具酶是限制酶、連接酶和運所用的工具酶是限制酶、連接酶和運載體載體 D只要受體細胞中含有目的基因，目的基因一定只要受體細胞中含有目的基因，目的基因一定能夠表達能夠表達B3下列四個下列四個DNA分子，其黏性末端能互補配對

15、的分子，其黏性末端能互補配對的一組是一組是 ( )A B C DD4DNA連接酶的主要功能是連接酶的主要功能是 ( )ADNA復(fù)制時母鏈與子鏈之間形成的氫鍵復(fù)制時母鏈與子鏈之間形成的氫鍵B黏性末端堿基之間形成的氫鍵黏性末端堿基之間形成的氫鍵C將兩條將兩條DNA末端之間的縫隙連接起來，重新形末端之間的縫隙連接起來，重新形成磷酸二酯鍵成磷酸二酯鍵D將堿基、脫氧核糖、磷酸之間的鍵連接起來將堿基、脫氧核糖、磷酸之間的鍵連接起來C5下列關(guān)于運載體的敘述中，錯誤的是下列關(guān)于運載體的敘述中，錯誤的是( )A與目的基因結(jié)合后，實質(zhì)上就是一個重組與目的基因結(jié)合后，實質(zhì)上就是一個重組DNA分子分子B對某種限制酶而

16、言，最好只有一個切點，但還要有對某種限制酶而言，最好只有一個切點，但還要有其他多種限制酶的切點其他多種限制酶的切點C目前最常用的有質(zhì)粒、噬菌體和動植物病毒目前最常用的有質(zhì)粒、噬菌體和動植物病毒D具有某些標記基因，便于對其進行切割具有某些標記基因，便于對其進行切割D【解析解析】運載體具有某些標記基因，便于對其進行運載體具有某些標記基因，便于對其進行檢測和篩選。檢測和篩選。6我國科學(xué)工作者培育成的抗棉鈴蟲的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉，我國科學(xué)工作者培育成的抗棉鈴蟲的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉，其抗蟲基因來源于其抗蟲基因來源于( )A普通棉的突變基因普通棉的突變基因B棉鈴蟲變異形成的致死基因棉鈴蟲變異形成的致死基因C寄生在棉鈴

17、蟲體內(nèi)的線蟲基因寄生在棉鈴蟲體內(nèi)的線蟲基因D蘇云金芽孢桿菌中的抗蟲基因蘇云金芽孢桿菌中的抗蟲基因D7下列關(guān)于基因工程的敘述，正確的是下列關(guān)于基因工程的敘述，正確的是 ( )A基因工程經(jīng)常以抗菌素抗性基因為目的基因基因工程經(jīng)常以抗菌素抗性基因為目的基因B質(zhì)粒是基因工程常用的運載體質(zhì)粒是基因工程常用的運載體C通常用一種限制性酶處理含目的基因的通常用一種限制性酶處理含目的基因的DNA，用，用另一種限制酶處理運載體另一種限制酶處理運載體D為育成抗除草劑的作物新品種，導(dǎo)入抗除草劑基為育成抗除草劑的作物新品種，導(dǎo)入抗除草劑基因時只能以受精卵為受體因時只能以受精卵為受體B【解析解析】目的基因是指人們所需要的

18、具有某種特定功目的基因是指人們所需要的具有某種特定功能的基因，能的基因，A錯誤；通常用同一種限制酶處理含目的錯誤；通常用同一種限制酶處理含目的基因的基因的DNA和運載體，以產(chǎn)生相同的黏性末端，和運載體，以產(chǎn)生相同的黏性末端，C錯錯誤；導(dǎo)入抗除草劑基因時可以以體細胞為受體，誤；導(dǎo)入抗除草劑基因時可以以體細胞為受體，D錯錯誤。誤。8某科學(xué)工作者把控制合成兔血紅蛋白的信使某科學(xué)工作者把控制合成兔血紅蛋白的信使RNA加加入到大腸桿菌的提取液中，成功合成了兔的血紅蛋白，入到大腸桿菌的提取液中，成功合成了兔的血紅蛋白，這個事實說明這個事實說明( )A蛋白質(zhì)合成是在核糖體上進行的蛋白質(zhì)合成是在核糖體上進行的

19、B各種生物共用一套遺傳密碼各種生物共用一套遺傳密碼C兔子和大腸桿菌的基因發(fā)生了重組兔子和大腸桿菌的基因發(fā)生了重組D兔子的基因發(fā)生了突變兔子的基因發(fā)生了突變【解析解析】控制合成兔血紅蛋白的信使控制合成兔血紅蛋白的信使RNA在大腸桿菌在大腸桿菌的提取液中能夠表達，說明大腸桿菌識別信息和控制表的提取液中能夠表達，說明大腸桿菌識別信息和控制表達的方式與兔是一樣的。進一步說明各種生物是共用一達的方式與兔是一樣的。進一步說明各種生物是共用一套遺傳密碼的。套遺傳密碼的。B9. 我國科學(xué)家運用基因工程技術(shù)，將蘇云金芽孢桿菌我國科學(xué)家運用基因工程技術(shù)，將蘇云金芽孢桿菌的抗蟲基因?qū)朊藁毎⒊晒Ρ磉_，培育出了抗

20、蟲的抗蟲基因?qū)朊藁毎⒊晒Ρ磉_，培育出了抗蟲棉。下列敘述不正確的是棉。下列敘述不正確的是( )A轉(zhuǎn)基因棉花是否具有抗蟲特性是通過檢測棉花對轉(zhuǎn)基因棉花是否具有抗蟲特性是通過檢測棉花對抗生素抗性來確定的抗生素抗性來確定的B重組重組DNA分子中增加一個堿基對，不一定導(dǎo)致抗分子中增加一個堿基對，不一定導(dǎo)致抗蟲毒蛋白的毒性喪失蟲毒蛋白的毒性喪失C抗蟲棉的抗蟲基因可通過花粉傳遞到近緣作物，抗蟲棉的抗蟲基因可通過花粉傳遞到近緣作物，從而造成基因污染從而造成基因污染D基因非編碼區(qū)對于抗蟲基因在棉花細胞中的表達基因非編碼區(qū)對于抗蟲基因在棉花細胞中的表達不可缺少不可缺少【解析解析】轉(zhuǎn)基因棉花是否有抗蟲特性可通

21、過檢測棉花轉(zhuǎn)基因棉花是否有抗蟲特性可通過檢測棉花對害蟲的抗性來確定。對害蟲的抗性來確定。A10人們對種植轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物的利弊有爭論。正方認為人們對種植轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物的利弊有爭論。正方認為種植轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物對人類是有利的；反方認為種植轉(zhuǎn)基種植轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物對人類是有利的；反方認為種植轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物是有潛在風(fēng)險的。下列觀點中支持正方的是因農(nóng)作物是有潛在風(fēng)險的。下列觀點中支持正方的是( )A轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物會產(chǎn)生毒性蛋白或過敏蛋白轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物會產(chǎn)生毒性蛋白或過敏蛋白B轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物的擴散會威脅生物的多樣性轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物的擴散會威脅生物的多樣性C推廣種植抗蟲棉可減少農(nóng)藥的使用推廣種植抗蟲棉可減少農(nóng)藥的使用D轉(zhuǎn)基因生物可

22、打破自然物種的原有界限，破壞生態(tài)轉(zhuǎn)基因生物可打破自然物種的原有界限，破壞生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性系統(tǒng)的穩(wěn)定性 C11下圖為下圖為DNA分子在不同酶的作用下所發(fā)生的變分子在不同酶的作用下所發(fā)生的變化，圖中依次表示限制性內(nèi)切酶、化，圖中依次表示限制性內(nèi)切酶、DNA聚合酶、聚合酶、DNA連接酶、解旋酶作用的正確順序是連接酶、解旋酶作用的正確順序是( )ABCDCAaBB、Aabb、AABb、aaBb抗寒晚熟抗寒晚熟F2(或子或子二二)二、非選擇題二、非選擇題1212李振聲院士獲得了李振聲院士獲得了20062006年度國家最高科技獎，其主年度國家最高科技獎，其主要成就是實現(xiàn)了小麥同偃麥草的遠緣雜交，培育成了多

23、要成就是實現(xiàn)了小麥同偃麥草的遠緣雜交，培育成了多個小偃麥品種，請回答下列有關(guān)小麥遺傳育種的問題：個小偃麥品種，請回答下列有關(guān)小麥遺傳育種的問題：(1) (1) 如果小偃麥早熟如果小偃麥早熟(A)(A)對晚熟對晚熟(a)(a)是顯性，抗干熱是顯性，抗干熱(B)(B)對對不抗干熱不抗干熱(b)(b)是顯性是顯性( (兩對基因自由組合兩對基因自由組合) )，在研究這兩對，在研究這兩對相對性狀的雜交試驗中，以某親本與雙隱性純合子雜交，相對性狀的雜交試驗中，以某親本與雙隱性純合子雜交，F(xiàn) F1 1代性狀分離比為代性狀分離比為1111，請寫出此親本可能的基因，請寫出此親本可能的基因型型: : 。(2)(2

24、)如果決定小偃麥抗寒與不抗寒的一對基因在葉綠體如果決定小偃麥抗寒與不抗寒的一對基因在葉綠體DNADNA上，若以抗寒晚熟與不抗寒早熟的純合親本雜交，要上，若以抗寒晚熟與不抗寒早熟的純合親本雜交，要得到抗寒早熟個體，需用表現(xiàn)型為得到抗寒早熟個體，需用表現(xiàn)型為的個體作母本，該純合的抗寒早熟個體最早出現(xiàn)在的個體作母本，該純合的抗寒早熟個體最早出現(xiàn)在 代。代。(3)小偃麥有藍粒品種，如果有一藍粒小偃麥變異株，小偃麥有藍粒品種，如果有一藍粒小偃麥變異株，籽粒變?yōu)榘琢?，?jīng)檢查，其體細胞缺少一對染色體，籽粒變?yōu)榘琢?，?jīng)檢查，其體細胞缺少一對染色體，這屬于染色體變異中的數(shù)目變異，如果將這一變異小這屬于染色體變異

25、中的數(shù)目變異，如果將這一變異小偃麥同正常小偃麥雜交，得到的偃麥同正常小偃麥雜交，得到的F1代自交，請分別分代自交，請分別分析析F2代中出現(xiàn)染色體數(shù)目正常與不正常個體的原因：代中出現(xiàn)染色體數(shù)目正常與不正常個體的原因：F1代通過代通過 能產(chǎn)生能產(chǎn)生 ； 產(chǎn)生正常的產(chǎn)生正常的F2代；代； 產(chǎn)生不正常的產(chǎn)生不正常的F2代。代。減數(shù)分裂減數(shù)分裂正常與不正常的兩正常與不正常的兩種配子種配子正常配子相互結(jié)合正常配子相互結(jié)合不正常配子相互結(jié)合、正常配子與不正常配子不正常配子相互結(jié)合、正常配子與不正常配子 結(jié)合結(jié)合(4) (4) 除小偃麥外，我國也實現(xiàn)了普通小麥與黑麥的遠除小偃麥外，我國也實現(xiàn)了普通小麥與黑麥的

26、遠緣雜交。緣雜交。普通小麥普通小麥( (六倍體六倍體) )配子中的染色體數(shù)為配子中的染色體數(shù)為2121，配子形，配子形成時處于減數(shù)第二次分裂后期的每個細胞中的染色體成時處于減數(shù)第二次分裂后期的每個細胞中的染色體數(shù)為數(shù)為 ；黑麥配子中的染色體數(shù)和染色體組數(shù)分別為黑麥配子中的染色體數(shù)和染色體組數(shù)分別為7 7和和1 1，則黑麥屬于則黑麥屬于 倍體植物；倍體植物；普通小麥與黑麥雜交，普通小麥與黑麥雜交，F(xiàn)1F1代體細胞中的染色體組數(shù)代體細胞中的染色體組數(shù)為為 ，由此，由此F1F1代可進一步育成小黑麥。代可進一步育成小黑麥。42二二41313(2011(2011重慶重慶) )擬南芥是遺傳學(xué)研究的模式植物

27、，某突擬南芥是遺傳學(xué)研究的模式植物，某突變體可用于驗證相關(guān)的基因的功能。野生型擬南芥的種變體可用于驗證相關(guān)的基因的功能。野生型擬南芥的種皮為深褐色皮為深褐色(TT)(TT)，某突變體的種皮為黃色，某突變體的種皮為黃色(tt)(tt)，下圖是，下圖是利用該突變體驗證油菜種皮顏色基因利用該突變體驗證油菜種皮顏色基因(T(Tn n) )功能的流程示功能的流程示意圖。意圖。(1)與擬南芥與擬南芥t基因的基因的mRNA相比，若油菜相比，若油菜Tn基因的基因的mRNA中中UGA變?yōu)樽優(yōu)锳GA，其末端序列成為，其末端序列成為“AGCGCGACCAGACUCUAA”，則，則Tn比比t多多編碼編碼_個氨基酸個氨

28、基酸(起始密碼子位置相同，起始密碼子位置相同，UCA、UAA為終止密碼子為終止密碼子)。(2)圖中圖中應(yīng)為應(yīng)為 。若。若不能在含抗生素不能在含抗生素Kan的培養(yǎng)基上生長，則原因的培養(yǎng)基上生長，則原因是是 ；若；若的種皮顏色的種皮顏色為為 ，則說明油菜，則說明油菜Tn基因與擬南芥基因與擬南芥T基因基因的功能相同。的功能相同。2重組質(zhì)粒重組質(zhì)粒(重組重組DNA分子分子)重組質(zhì)粒未導(dǎo)入重組質(zhì)粒未導(dǎo)入深褐色深褐色(3)假設(shè)該油菜假設(shè)該油菜Tn基因連接到擬南芥染色體并替換其中基因連接到擬南芥染色體并替換其中一個一個t基因，則基因，則中進行減數(shù)分裂的細胞在聯(lián)會時的基中進行減數(shù)分裂的細胞在聯(lián)會時的基因為因為

29、 ；同時，；同時，的葉片卷曲的葉片卷曲(葉片正常對葉片葉片正常對葉片卷曲為顯性，且與種皮性狀獨立遺傳卷曲為顯性，且與種皮性狀獨立遺傳)，用它與種皮深，用它與種皮深褐色、葉片正常的雙雜合體擬南芥雜交，其后代中所褐色、葉片正常的雙雜合體擬南芥雜交，其后代中所占比例最小的個體表現(xiàn)為占比例最小的個體表現(xiàn)為 ；??；取的莖尖培養(yǎng)成的莖尖培養(yǎng)成16棵植株，其性狀通?？弥仓?，其性狀通常 (填不變填不變或改變或改變)。(4)所得的轉(zhuǎn)基因擬南芥與野生型擬南芥所得的轉(zhuǎn)基因擬南芥與野生型擬南芥_(填是或者填是或者不是不是)同一個物種。同一個物種。 TnTntt黃色正常、黃色卷曲黃色正常、黃色卷曲不變不變是是【解析解析

30、】通過對基因工程和遺傳知識相結(jié)合來考查學(xué)通過對基因工程和遺傳知識相結(jié)合來考查學(xué)生對該部分知識的掌握，屬中檔題，較難。油菜生對該部分知識的掌握，屬中檔題，較難。油菜Tn基基因的因的mRNA中中UGA變?yōu)樽優(yōu)锳GA，而末端序列為，而末端序列為“AGCGCGACCAGACUCUAA”，在擬南芥，在擬南芥中的中的UGA本是終止密碼子不編碼氨基酸，而在油菜中本是終止密碼子不編碼氨基酸，而在油菜中變?yōu)樽優(yōu)锳GA可編碼一個氨基酸，而可編碼一個氨基酸，而CUC還可編碼一個氨還可編碼一個氨基酸，直到基酸，直到UAA終止密碼子不編碼氨基酸。終止密碼子不編碼氨基酸。假設(shè)油菜假設(shè)油菜Tn基因連接到擬南芥染色體并替換其

31、中一個基因連接到擬南芥染色體并替換其中一個t基因，注意擬南芥是指實驗中的突變體基因，注意擬南芥是指實驗中的突變體tt，所以，所以轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)基因擬南芥基因型為基因擬南芥基因型為Tnt，減數(shù)分裂聯(lián)會時形成四分體，減數(shù)分裂聯(lián)會時形成四分體是由于染色體進行了復(fù)制，基因也進行了復(fù)制，因而是由于染色體進行了復(fù)制，基因也進行了復(fù)制，因而基因型為基因型為TnTntt。 設(shè)設(shè)轉(zhuǎn)基因擬南芥的葉片卷曲與正常葉是由轉(zhuǎn)基因擬南芥的葉片卷曲與正常葉是由B、b基因控基因控制，正常葉為顯性，而該對性狀與種皮性狀為獨立遺傳，制，正常葉為顯性，而該對性狀與種皮性狀為獨立遺傳，則這兩對性狀遵循基因的分離與自由組合定律。則：則這兩對性狀遵

32、循基因的分離與自由組合定律。則：轉(zhuǎn)基因擬南芥轉(zhuǎn)基因擬南芥 雙雜合擬南芥雙雜合擬南芥 TntbbTtBb進行逐對分析：進行逐對分析：TntTt1/4TnT、1/4Tnt、1/4Tt、1/4tt由于由于Tn和和T的功能相同，所以表示為的功能相同，所以表示為3/4T(深褐色深褐色)、1/4tt(黃色黃色)bbBb1/2Bb(正常葉正常葉)、1/2bb(卷曲葉卷曲葉)所以后代中有四種表現(xiàn)型：所以后代中有四種表現(xiàn)型：3/8種皮深褐色正常葉、種皮深褐色正常葉、3/8種皮深褐色卷曲葉、種皮深褐色卷曲葉、1/8種皮黃種皮黃色正常葉、色正常葉、1/8種皮黃色卷曲葉。種皮黃色卷曲葉。取取轉(zhuǎn)基因擬南芥的莖尖培養(yǎng)為植

33、物組織培養(yǎng)，為無轉(zhuǎn)基因擬南芥的莖尖培養(yǎng)為植物組織培養(yǎng)，為無性生殖，所以后代性狀一般不變。性生殖，所以后代性狀一般不變。(排除基因突變排除基因突變)由上可知所得由上可知所得轉(zhuǎn)基因擬南芥轉(zhuǎn)基因擬南芥Tnt和野生型擬南芥和野生型擬南芥TT兩兩個品種相當(dāng)于發(fā)生基因突變，沒有隔離，能雜交產(chǎn)生個品種相當(dāng)于發(fā)生基因突變，沒有隔離，能雜交產(chǎn)生可育后代，因此是同一個物種。可育后代，因此是同一個物種。【例例】下圖下圖列舉了五種育種方法，請回答相關(guān)列舉了五種育種方法，請回答相關(guān)問題：問題：(1)第第種方法屬于雜交育種，一般從種方法屬于雜交育種，一般從F2開始選種，這開始選種，這是因為是因為 。(2)在第在第種方法中

34、，我們?nèi)糁豢紤]種方法中，我們?nèi)糁豢紤]F1分別位于分別位于n對同對同源染色體上的源染色體上的n對等位基因，則利用其花藥離體培育成對等位基因，則利用其花藥離體培育成的幼苗應(yīng)有的幼苗應(yīng)有_種類型。種類型。(3)第第種育種方法中使用秋水仙素的作用是促使染色種育種方法中使用秋水仙素的作用是促使染色體加倍，其作用機理是體加倍，其作用機理是 。從從F2開始發(fā)生性狀分離開始發(fā)生性狀分離2n秋水仙素抑制細胞有絲分秋水仙素抑制細胞有絲分裂時紡錘裂時紡錘(絲絲)體的形成體的形成(4)第第種方法中發(fā)生的變異一般是基因突變，衛(wèi)星種方法中發(fā)生的變異一般是基因突變，衛(wèi)星搭載的種子應(yīng)當(dāng)選用萌動的搭載的種子應(yīng)當(dāng)選用萌動的(而非

35、休眠的而非休眠的)種子，原種子，原因是因是 。(5)第第種方法培育的新生物個體可以表達甲種生物種方法培育的新生物個體可以表達甲種生物的遺傳信息，該表達過程包括遺傳信息的的遺傳信息，該表達過程包括遺傳信息的 。此遺傳工程得以實現(xiàn)的重要理論基礎(chǔ)之。此遺傳工程得以實現(xiàn)的重要理論基礎(chǔ)之一是所有生物在合成蛋白質(zhì)的過程中，共用一套一是所有生物在合成蛋白質(zhì)的過程中，共用一套 。程中可能由于受到某種因素的影響發(fā)生基因突變程中可能由于受到某種因素的影響發(fā)生基因突變種子萌動后進行細胞分裂、種子萌動后進行細胞分裂、DNA在復(fù)制過在復(fù)制過(或間期細胞易發(fā)生基因突變或間期細胞易發(fā)生基因突變)轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄和翻譯和翻譯密碼子密

36、碼子【解析解析】本例是綜合考查雜交育種、誘變育種、本例是綜合考查雜交育種、誘變育種、單倍體育種、多倍體育種以及基因工程等幾種單倍體育種、多倍體育種以及基因工程等幾種育種的基礎(chǔ)知識。育種的基礎(chǔ)知識。屬于常規(guī)的雜交育種，因?qū)儆诔Ｒ?guī)的雜交育種，因為從為從F2開始發(fā)生性狀分離；開始發(fā)生性狀分離；屬于多倍體育屬于多倍體育種；種；是誘變育種；是誘變育種；則是基因工程育種。則是基因工程育種。【方法歸納方法歸納】(一一)根據(jù)根據(jù)“變異的來源變異的來源”原理進行育種原理進行育種A雜交育種：雜交育種：(1)原理：基因重組原理：基因重組(通過基因分離、自由組合或連鎖交通過基因分離、自由組合或連鎖交換，分離出優(yōu)良性狀

37、或使各種優(yōu)良性狀集中在一起換，分離出優(yōu)良性狀或使各種優(yōu)良性狀集中在一起)(2)方法：連續(xù)自交，不斷選種。方法：連續(xù)自交，不斷選種。(3)舉例：舉例： 雜交育種的圖解法雜交育種的圖解法(略略)(4)特點：育種年限長，需連續(xù)自交不斷擇優(yōu)汰劣才能特點：育種年限長，需連續(xù)自交不斷擇優(yōu)汰劣才能選育出需要的類型。選育出需要的類型。(5)說明：說明：該方法常用于：該方法常用于：a同一物種不同品種的個體間；同一物種不同品種的個體間；b植物體細胞雜交法：應(yīng)用于親緣關(guān)系較近的不同植物體細胞雜交法：應(yīng)用于親緣關(guān)系較近的不同物種個體間物種個體間(為了使后代可育，應(yīng)做染色體加倍處理，為了使后代可育，應(yīng)做染色體加倍處理，

38、得到的個體即是異源多倍體得到的個體即是異源多倍體)，如八倍體小黑麥的培，如八倍體小黑麥的培育、蘿卜和甘藍雜交。育、蘿卜和甘藍雜交。若該生物靠有性生殖繁殖后代，則必須選育出優(yōu)若該生物靠有性生殖繁殖后代，則必須選育出優(yōu)良性狀的純種，以免后代發(fā)生性狀分離；若該生物良性狀的純種，以免后代發(fā)生性狀分離；若該生物通過無性生殖產(chǎn)生后代，那么只要得到該優(yōu)良性狀通過無性生殖產(chǎn)生后代，那么只要得到該優(yōu)良性狀就可以了，純種、雜種并不影響后代性狀的表達。就可以了，純種、雜種并不影響后代性狀的表達。B誘變育種誘變育種(1)原理：基因突變原理：基因突變(2)方法：用物理因素方法：用物理因素(如如X射線、射線、射線、紫外線

39、、射線、紫外線、激光等激光等)或化學(xué)因素或化學(xué)因素(如亞硝酸、硫酸二乙酯、秋水如亞硝酸、硫酸二乙酯、秋水仙素等仙素等)來處理生物，使其在細胞分裂間期來處理生物，使其在細胞分裂間期DNA復(fù)復(fù)制時發(fā)生差錯，從而引起基因突變。制時發(fā)生差錯，從而引起基因突變。(3)舉例：太空育種、青霉素高產(chǎn)菌株的獲得舉例：太空育種、青霉素高產(chǎn)菌株的獲得(4)特點：提高了突變率，創(chuàng)造人類需要的變異類型，特點：提高了突變率，創(chuàng)造人類需要的變異類型，從中選擇培育出優(yōu)良的生物品種，但由于突變的不從中選擇培育出優(yōu)良的生物品種，但由于突變的不定向性，因此該種育種方法具有盲目性。定向性，因此該種育種方法具有盲目性。(5)說明：該種

40、方法常用于微生物育種、農(nóng)作物誘變說明：該種方法常用于微生物育種、農(nóng)作物誘變育種等育種等C單倍體育種：詳見第單倍體育種：詳見第5章章D多倍體育種：詳見第多倍體育種：詳見第5章章(二二)依據(jù)依據(jù)“生物工程原理生物工程原理”進行育種進行育種A利用利用“基因工程基因工程”育種育種(1)原理：原理：DNA重組技術(shù)重組技術(shù)(屬于屬于“基因重組基因重組”范疇范疇)(2)方法：按照人們的意愿，把一種生物的個別基因方法：按照人們的意愿，把一種生物的個別基因復(fù)制出來，加以修飾改造，放到另一種生物的細胞復(fù)制出來，加以修飾改造，放到另一種生物的細胞里，定向地改造生物的遺傳性狀。里，定向地改造生物的遺傳性狀。(3)舉例

41、：能分泌人類胰島素的大腸桿菌菌株的獲得，舉例：能分泌人類胰島素的大腸桿菌菌株的獲得，抗蟲棉，轉(zhuǎn)基因動物等?？瓜x棉，轉(zhuǎn)基因動物等。(4)特點：目的性強，育種周期短。特點：目的性強，育種周期短。(5)說明：對于微生物來說，該項技術(shù)須與發(fā)酵工程說明：對于微生物來說，該項技術(shù)須與發(fā)酵工程密切配合，才能獲得人類所需要的產(chǎn)物。密切配合，才能獲得人類所需要的產(chǎn)物。B利用利用“細胞工程細胞工程”育種育種原原理理植物體細胞雜交植物體細胞雜交細胞核移植細胞核移植方方法法用兩個來自不同植物的體用兩個來自不同植物的體細胞融合成雜種細胞，并細胞融合成雜種細胞，并且把雜種細胞培育成新植且把雜種細胞培育成新植物體的方法。操

42、作步驟包物體的方法。操作步驟包括：用酶解法去掉細胞壁、括：用酶解法去掉細胞壁、用誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)原生質(zhì)體融用誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合、將雜種細胞進行組織合、將雜種細胞進行組織培養(yǎng)等。培養(yǎng)等。將某生物的細胞核移植到將某生物的細胞核移植到另一生物的去核卵細胞中，另一生物的去核卵細胞中，再把該細胞培育成一個新再把該細胞培育成一個新的生物個體。操作步驟包的生物個體。操作步驟包括：吸取細胞核、將其移括：吸取細胞核、將其移植到去核卵細胞中、培育、植到去核卵細胞中、培育、胚胎移植技術(shù)等。胚胎移植技術(shù)等。舉舉例例“番茄馬鈴薯番茄馬鈴薯”雜種植株雜種植株鯉鯽移核魚，克隆動物等鯉鯽移核魚，克隆動物等特特點點可克服遠緣雜交

43、不親合的可克服遠緣雜交不親合的障礙，大大擴展了可用于障礙，大大擴展了可用于雜交的親本組合范圍。雜交的親本組合范圍。說說明明該種方法須有植物組織培該種方法須有植物組織培養(yǎng)等技術(shù)手段的支持。養(yǎng)等技術(shù)手段的支持。該種方法有時須有胚胎移該種方法有時須有胚胎移植等技術(shù)手段的支持。植等技術(shù)手段的支持。(三三)利用植物激素進行育種利用植物激素進行育種A原理：適宜濃度的生長素可以促進子房發(fā)育為果實原理：適宜濃度的生長素可以促進子房發(fā)育為果實B方法：在未授粉的雌蕊柱頭上涂上一定濃度的生長方法：在未授粉的雌蕊柱頭上涂上一定濃度的生長素類似物溶液，子房就可以發(fā)育成無子果實。素類似物溶液，子房就可以發(fā)育成無子果實。C舉例：無子番茄的培育舉例：無子番茄的培育D特點：由于生長素所起的作用是促進果實的發(fā)育，特點：由于生長素所起的作用是促進果實的發(fā)育，并不能導(dǎo)致植物的基因型改變，所以該種變異類型是不并不能導(dǎo)致植物的基因型改變，所以該種變異類型是不遺傳的。遺傳的。E說明：該種方法適用于植物。說明：該種方法適用于植物。