【創(chuàng)新設計】2014屆高考生物總復習 2-3-3從雜交育種到基因工程課件 新人教版必修2

1、第第3講從雜交育種到基因工程講從雜交育種到基因工程生物變異在育種上的應用生物變異在育種上的應用()轉(zhuǎn)基因食品的安全轉(zhuǎn)基因食品的安全()知識點一雜交育種和誘變育種知識點一雜交育種和誘變育種1雜交育種雜交育種(1)概念：將兩個或多個品種的優(yōu)良性狀通過交配集中在一起，概念：將兩個或多個品種的優(yōu)良性狀通過交配集中在一起，再經(jīng)過再經(jīng)過_和和_，獲得新品種的方法，獲得新品種的方法(2)原理：原理：_選擇選擇 培育培育 基因重組基因重組 (3)過程：選擇具有不同優(yōu)良性狀的親本過程：選擇具有不同優(yōu)良性狀的親本_，獲，獲得得F1_鑒別、選擇需要的類型鑒別、選擇需要的類型(4)優(yōu)點：可以把多個品種的優(yōu)良性狀集中在

2、一起優(yōu)點：可以把多個品種的優(yōu)良性狀集中在一起缺點：獲得新品種的周期缺點：獲得新品種的周期_(5)應用：根據(jù)需要培育理想類型應用：根據(jù)需要培育理想類型雜交雜交 F1自交自交 獲得獲得F2 長長 2誘變育種誘變育種(1)概概念：利用物理因素或化學因素來處理生物，使生物發(fā)生念：利用物理因素或化學因素來處理生物，使生物發(fā)生_，從而獲得優(yōu)良變異類型的育種方法，從而獲得優(yōu)良變異類型的育種方法(2)原理：原理：_(3)過程：選擇生物過程：選擇生物 培培育育基因突變基因突變 基因突變基因突變 誘發(fā)基因突變誘發(fā)基因突變 選擇理想類型選擇理想類型 (5)缺點：誘發(fā)產(chǎn)生的突變，有利的個體往往不多，需處理缺點：誘發(fā)產(chǎn)

3、生的突變，有利的個體往往不多，需處理大量材料大量材料應用：培育具有新性狀的品種應用：培育具有新性狀的品種突變頻率突變頻率 比一比：比一比：(1)雜交育種與雜種優(yōu)勢是一回事嗎？雜交育種與雜種優(yōu)勢是一回事嗎？(2)誘變育誘變育種與雜交育種相比，最大的區(qū)別是什么？種與雜交育種相比，最大的區(qū)別是什么？答案：答案：(1)不不是。兩者都是將兩個品種中的優(yōu)良性狀集中到一是。兩者都是將兩個品種中的優(yōu)良性狀集中到一個親本上，但雜交育種培育成能穩(wěn)定遺傳的純合子，雜種優(yōu)個親本上，但雜交育種培育成能穩(wěn)定遺傳的純合子，雜種優(yōu)勢主要是利用雜種勢主要是利用雜種F1的優(yōu)良性狀，并不要求遺傳學上的穩(wěn)定；的優(yōu)良性狀，并不要求遺傳

4、學上的穩(wěn)定；(2)二者最大的區(qū)別在于誘變育種能創(chuàng)造出新基因。二者最大的區(qū)別在于誘變育種能創(chuàng)造出新基因。知識點二基因工程知識點二基因工程1概念概念又叫又叫_或或DNA重組技術(shù)。通俗地說，就是重組技術(shù)。通俗地說，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來，加以修按照人們的意愿，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胞里，飾改造，然后放到另一種生物的細胞里，_地改造生地改造生物的物的_2原理原理不同生物間的不同生物間的_基因拼接技術(shù)基因拼接技術(shù) 定向定向 遺傳性狀遺傳性狀 基因重組基因重組 限制性核酸內(nèi)切酶限制性核酸內(nèi)切酶 DNA連接酶連接酶 質(zhì)粒質(zhì)粒 噬菌體噬菌體

5、 動植物病毒動植物病毒 4操作步驟操作步驟提取提取_目的基因與目的基因與_結(jié)合結(jié)合將目的基因?qū)雽⒛康幕驅(qū)隷目的基因的目的基因的_目的基因目的基因 運載體運載體 受體細胞受體細胞 檢測與鑒定檢測與鑒定 5應用應用(1)作作物育種：利用基因工程的方法，獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具有優(yōu)物育種：利用基因工程的方法，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_等等(2)藥物研制：利用基因工程的方法，培育轉(zhuǎn)基因生物，利用轉(zhuǎn)藥物研制：利用基因工程的方法，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，如胰島素、基因

6、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、乙肝疫苗等(3)環(huán)境保護：如利用轉(zhuǎn)基因細菌降解有毒有害的化合物，吸收環(huán)境保護：如利用轉(zhuǎn)基因細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，處理工業(yè)廢水等環(huán)境中的重金屬，分解泄漏的石油，處理工業(yè)廢水等轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性討論轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性討論抗蟲棉抗蟲棉 干擾素干擾素比一比：比一比：(1)DNA連接酶和連接酶和DNA聚合酶有何不同？聚合酶有何不同？(2)運載運載體和細胞膜上的載體相同嗎？體和細胞膜上的載體相同嗎？比一比：比一比：(1)DNA連接酶是修復愈合連接酶是修復愈合DNA片段間單鏈上的缺

7、片段間單鏈上的缺口，使之形成磷酸二酯鍵。口，使之形成磷酸二酯鍵。DNA聚合酶是聚合酶是DNA分子復制時，分子復制時，按模板鏈的要求，逐個把脫氧核苷酸連接起來，形成按模板鏈的要求，逐個把脫氧核苷酸連接起來，形成DNA的的子鏈。子鏈。(2)不同。不同。運載體是將外源基因?qū)胧荏w細胞的專門運輸工運載體是將外源基因?qū)胧荏w細胞的專門運輸工具，常用的運載體有質(zhì)粒、動植物病毒、噬菌體等。具，常用的運載體有質(zhì)粒、動植物病毒、噬菌體等。位于位于細胞膜上的載體是蛋白質(zhì)，與控制物質(zhì)進出細胞有關(guān)系。細胞膜上的載體是蛋白質(zhì)，與控制物質(zhì)進出細胞有關(guān)系。 現(xiàn)代生物技術(shù)：凝膠電泳現(xiàn)代生物技術(shù)：凝膠電泳A在在DNA樣本中加入

8、一個或數(shù)個限制性核酸內(nèi)切酶。這些樣本中加入一個或數(shù)個限制性核酸內(nèi)切酶。這些酶把酶把DNA切成小片段。切成小片段。B凝膠塊一端有注入凝膠塊一端有注入DNA樣本的小孔，方便注入樣本；注樣本的小孔，方便注入樣本；注入入DNA樣本后，對凝膠樣本后，對凝膠(相當于固定溶液相當于固定溶液)施以電場。施以電場。C片段遷移帶負電的片段遷移帶負電的DNA片段會朝正極遷移。片段越小，片段會朝正極遷移。片段越小，在凝膠中的遷移速度越快。因此小片段最后會離加樣孔在凝膠中的遷移速度越快。因此小片段最后會離加樣孔最遠。最遠。DNA重組技術(shù)重組技術(shù)(基因工程基因工程)將人的生長激素基因與質(zhì)粒將人的生長激素基因與質(zhì)粒(運載體

9、運載體)重組并導入細菌中，重重組并導入細菌中，重組質(zhì)粒大量克隆的同時，目的基因表達組質(zhì)粒大量克隆的同時，目的基因表達(如上圖合成了人的如上圖合成了人的生長激素生長激素)幾種常見育種方式的比較幾種常見育種方式的比較 高考地位：高考地位：5年年19考考 ( (2012天津卷、海南卷、浙江卷、江蘇天津卷、海南卷、浙江卷、江蘇卷，卷，2011四川卷、福建卷，四川卷、福建卷，2010安徽安徽卷、四川卷卷、四川卷) ) 雜交育種雜交育種誘變育誘變育種種單倍體育單倍體育種種多倍體育多倍體育種種基因工程基因工程育種育種原原理理基因重組基因重組基因突基因突變變?nèi)旧w變?nèi)旧w變異異染色體變?nèi)旧w變異異基因重組基因

10、重組常常用用方方式式選育純種：選育純種：雜交雜交自交自交選優(yōu)選優(yōu)自交自交選育雜種：選育雜種：雜交雜交雜交種雜交種輻射誘輻射誘變、激變、激光誘變、光誘變、空間誘空間誘變變花藥離體花藥離體培養(yǎng)，然培養(yǎng)，然后再使染后再使染色體數(shù)目色體數(shù)目加倍加倍秋水仙素秋水仙素處理萌發(fā)處理萌發(fā)的種子或的種子或幼苗幼苗轉(zhuǎn)基因轉(zhuǎn)基因(DNA重重組組)技術(shù)技術(shù)將目的基將目的基因?qū)肷驅(qū)肷矬w內(nèi)，物體內(nèi)，培育新品培育新品種種人工誘導染人工誘導染色體數(shù)目加倍色體數(shù)目加倍 秋水仙素秋水仙素 人工選育人工選育 導入導入 培育培育優(yōu)點優(yōu)點使位于不使位于不同個體的優(yōu)同個體的優(yōu)良性狀集中良性狀集中到一個個體到一個個體上上操作簡便操

11、作簡便可以提高可以提高變異的頻變異的頻率、加速率、加速育種進程育種進程且大幅度且大幅度地改良某地改良某些性狀些性狀明顯縮明顯縮短育種年短育種年限限所得品所得品種為純合種為純合子子器官巨器官巨大，提大，提高產(chǎn)量高產(chǎn)量和營養(yǎng)和營養(yǎng)成分成分打破物打破物種界限，種界限，定向改定向改變生物變生物的性狀的性狀缺缺點點育種時間育種時間長長不能克服不能克服遠緣雜交不遠緣雜交不親和的障礙親和的障礙有利變異少，有利變異少，需大量處理需大量處理實驗材料實驗材料(有很大盲有很大盲目性目性)技術(shù)復技術(shù)復雜且需雜且需與雜交與雜交育種配育種配合合只適用只適用于植物，于植物，發(fā)育延發(fā)育延遲，結(jié)遲，結(jié)實率低實率低有可能有可能引

12、發(fā)生引發(fā)生態(tài)危機態(tài)危機應用應用用純種高稈用純種高稈抗病小麥與抗病小麥與矮稈不抗病矮稈不抗病小麥培育矮小麥培育矮稈抗病小麥稈抗病小麥高產(chǎn)青霉高產(chǎn)青霉菌菌用純種高用純種高稈抗病小稈抗病小麥與矮稈麥與矮稈不抗病小不抗病小麥快速培麥快速培育矮稈抗育矮稈抗病小麥病小麥三倍體無三倍體無子西瓜、子西瓜、八倍體小八倍體小黑麥黑麥轉(zhuǎn)基因轉(zhuǎn)基因“向日葵向日葵豆豆”、轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)基因抗蟲基因抗蟲棉棉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，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，只是實現(xiàn)原有基因創(chuàng)造變異新類型；后者不能產(chǎn)生新基因，只是實現(xiàn)原有基因的重新組合。的重

13、新組合。2在所有育種方法中，最簡捷、常規(guī)的育種方法在所有育種方法中，最簡捷、常規(guī)的育種方法雜交育種。雜交育種。3根據(jù)不同育種需求選擇不同的育種方法。根據(jù)不同育種需求選擇不同的育種方法。(1)將兩親本的兩個不同優(yōu)良性狀集中于同一生物體上，將兩親本的兩個不同優(yōu)良性狀集中于同一生物體上，可利用雜交育種，亦可利用單倍體育種。可利用雜交育種，亦可利用單倍體育種。(2)要求快速育種，則運用單倍體育種。要求快速育種，則運用單倍體育種。(3)要求大幅度改良某一品種，使之出現(xiàn)前所未有的性狀，要求大幅度改良某一品種，使之出現(xiàn)前所未有的性狀，可利用誘變育種和雜交育種相結(jié)合的方法。可利用誘變育種和雜交育種相結(jié)合的方法

14、。(4)要求提高品種產(chǎn)量，提高營養(yǎng)物質(zhì)含量，可運用多倍要求提高品種產(chǎn)量，提高營養(yǎng)物質(zhì)含量，可運用多倍體育種。體育種。4隨著我國航天技術(shù)的日趨成熟，太空育種正在興起，有隨著我國航天技術(shù)的日趨成熟，太空育種正在興起，有兩個優(yōu)勢：兩個優(yōu)勢：太空失重、真空狀態(tài)，將很多在地球重力太空失重、真空狀態(tài)，將很多在地球重力場中無法完成的育種實驗變?yōu)槿菀讓崿F(xiàn)的現(xiàn)實；場中無法完成的育種實驗變?yōu)槿菀讓崿F(xiàn)的現(xiàn)實；太空太空高輻射環(huán)境為動、植物、微生物發(fā)生基因突變提供良好高輻射環(huán)境為動、植物、微生物發(fā)生基因突變提供良好條件！條件！本考點單科試卷多以選擇題形式出現(xiàn)，而理綜試卷本考點單科試卷多以選擇題形式出現(xiàn)，而理綜試卷多以非

15、選擇題形式綜合考查各種育種的原理、方法及相互聯(lián)多以非選擇題形式綜合考查各種育種的原理、方法及相互聯(lián)系，往往作為壓軸的高區(qū)分度試題拉開考生間距離，應特別系，往往作為壓軸的高區(qū)分度試題拉開考生間距離，應特別重視，防止丟分。重視，防止丟分?！镜淅淅?】下下圖表示以番茄植株圖表示以番茄植株(HhRr)為實驗材料培育新品種的途為實驗材料培育新品種的途徑。請據(jù)圖分析回答下列問題。徑。請據(jù)圖分析回答下列問題。(1)途徑途徑2、3中獲得幼苗的過程都應用了植物組織培養(yǎng)技術(shù)，該中獲得幼苗的過程都應用了植物組織培養(yǎng)技術(shù)，該技術(shù)依據(jù)的生物學原理是技術(shù)依據(jù)的生物學原理是_。(2)要盡快獲得穩(wěn)定遺傳的優(yōu)良品種應采用途徑

16、要盡快獲得穩(wěn)定遺傳的優(yōu)良品種應采用途徑_，該過，該過程中秋水仙素的作用機理是程中秋水仙素的作用機理是_。(3)品種品種A與途徑與途徑3中幼苗基因型相同的概率為中幼苗基因型相同的概率為_，品種，品種C的基的基因型是因型是_。(4)品種品種C與與B是否為同一個物種？是否為同一個物種？_，原因是，原因是_。(5)途徑途徑4依據(jù)的原理是依據(jù)的原理是_，此途徑與雜交育種相比，此途徑與雜交育種相比，最突出的優(yōu)點是最突出的優(yōu)點是_。解析解析圖圖解中途徑解中途徑1為種子繁殖，途徑為種子繁殖，途徑2為單倍體育種，途徑為單倍體育種，途徑3為為多倍體育種，途徑多倍體育種，途徑4為誘變育種?；ㄋ庪x體培養(yǎng)的生物學原理是

17、為誘變育種。花藥離體培養(yǎng)的生物學原理是植物細胞的全能性，單倍體育種能明顯縮短育種年限，秋水仙素植物細胞的全能性，單倍體育種能明顯縮短育種年限，秋水仙素的作用機理是抑制紡錘體的形成，品種的作用機理是抑制紡錘體的形成，品種C和品種和品種B不是同一物種，不是同一物種，因為它們存在生殖隔離。因為它們存在生殖隔離。答案答案(1)植植物細胞的全能性物細胞的全能性(2)2抑制細胞分裂時紡錘體的形成抑制細胞分裂時紡錘體的形成(3)HHhhRRrr(4)否存在生殖隔離否存在生殖隔離(5)基因突變能夠產(chǎn)生新基因基因突變能夠產(chǎn)生新基因【訓練訓練1】(經(jīng)典題經(jīng)典題)下下面為面為6種不同的育種方法。種不同的育種方法。據(jù)

18、圖回答下列問題。據(jù)圖回答下列問題。(1)圖中圖中A至至D方向所示的途徑表示方向所示的途徑表示_育種方式，這種方法育種方式，這種方法屬 常 規(guī) 育 種 ， 一 般 從屬 常 規(guī) 育 種 ， 一 般 從 F2代 開 始 選 種 ， 這 是 因 為代 開 始 選 種 ， 這 是 因 為_。ABC的途徑表示的途徑表示_育種方式，育種方式，這 兩 種 育 種 方 式 中 后 者 的 優(yōu) 越 性 主 要 表 現(xiàn) 在這 兩 種 育 種 方 式 中 后 者 的 優(yōu) 越 性 主 要 表 現(xiàn) 在_。(2)B常用的方法為常用的方法為_。(3)E方法所用的原理是方法所用的原理是_，所用的方法如，所用的方法如_、_。育

19、種時所需處理的種子應。育種時所需處理的種子應是 萌 動 的是 萌 動 的 ( 而 非 休 眠 的而 非 休 眠 的 ) 種 子 ， 原 因 是種 子 ， 原 因 是_。 (4)C、F過程最常用的藥劑是過程最常用的藥劑是_，其作用的原理，其作用的原理是是_。( 5 ) 由由 G 到到 H 過 程 中 涉 及 的 生 物 技 術(shù) 有過 程 中 涉 及 的 生 物 技 術(shù) 有_和和_。( 6 ) K L M 這 種 育 種 方 法 的 優(yōu) 越 性 表 現(xiàn) 在這 種 育 種 方 法 的 優(yōu) 越 性 表 現(xiàn) 在_。答案答案(1)雜雜交從交從F2代開始發(fā)生性狀分離單倍體明顯縮代開始發(fā)生性狀分離單倍體明顯縮

20、短育種年限短育種年限(2)花藥離體培養(yǎng)花藥離體培養(yǎng)(3)基因突變基因突變X射線、紫外射線、紫外線、激光亞硝酸、硫酸二乙酯、秋水仙素線、激光亞硝酸、硫酸二乙酯、秋水仙素(理化因素需各理化因素需各說出一項說出一項)種子萌動后進行細胞分裂，種子萌動后進行細胞分裂，DNA在復制過程中在復制過程中可能由于某種因素的影響發(fā)生基因突變可能由于某種因素的影響發(fā)生基因突變(4)秋水仙素在細秋水仙素在細胞分裂時，抑制紡錘體形成，引起染色體數(shù)目加倍胞分裂時，抑制紡錘體形成，引起染色體數(shù)目加倍(5)基因基因工程工程(或或DNA拼接技術(shù)或拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)或轉(zhuǎn)基因技術(shù)重組技術(shù)或轉(zhuǎn)基因技術(shù))植物植物組織培養(yǎng)組織培養(yǎng)

21、(6)克服了遠緣雜交不親和的障礙，大大擴展了可克服了遠緣雜交不親和的障礙，大大擴展了可用于雜交的親本組合范圍用于雜交的親本組合范圍題后反思題后反思(1)雜雜交育種選育的時間是從交育種選育的時間是從F2代開始，原因是從代開始，原因是從F2開開始發(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。性還是隱性。(2)基因工程技術(shù)應用于育種有明顯的優(yōu)勢：基因工程技術(shù)應用于育種有明顯的優(yōu)勢：能夠按照人們的能夠按照人們的意愿，定向改造生物的性狀，目的性強，如生產(chǎn)人的胰島素、干意愿，定向改造生物的性狀，目的性強，如生產(chǎn)人的胰島素、干擾素、

22、白蛋白的各種工程菌的構(gòu)建；擾素、白蛋白的各種工程菌的構(gòu)建；打破了物種界限，克服了打破了物種界限，克服了遠緣雜交不親和的障礙。遠緣雜交不親和的障礙。(3)誘變育種大幅度改良生物性狀，這是優(yōu)點；能提高突變率，誘變育種大幅度改良生物性狀，這是優(yōu)點；能提高突變率，但突變的不定向性和一般有害的特性決定了在突變的個體中有害但突變的不定向性和一般有害的特性決定了在突變的個體中有害遠多于有利，因而需要大量處理材料，工作量大，能否產(chǎn)生有價遠多于有利，因而需要大量處理材料，工作量大，能否產(chǎn)生有價值的變異類型，不以人的意志為轉(zhuǎn)移，目的性差。值的變異類型，不以人的意志為轉(zhuǎn)移，目的性差。一、操作工具一、操作工具1基因的

23、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(簡稱限制酶簡稱限制酶)(1)分布：主要在微生物體內(nèi)。分布：主要在微生物體內(nèi)。(2)特性：一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列，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并在特定的切點上切割DNA分子。分子?；蚬こ痰牟僮鞴ぞ呒盎静襟E基因工程的操作工具及基本步驟 高考地位：高考地位：5年年32考考 ( (2012全國新課標卷、浙江卷、福建卷、全國新課標卷、浙江卷、福建卷、江蘇卷、海南卷，江蘇卷、海南卷，2011山東卷、浙江卷、山東卷、浙江卷、四川卷、江蘇卷、海南卷四川卷、江蘇卷、海南卷) ) (3)實例：實例：Eco

24、R 限制酶能專一識別限制酶能專一識別GAATTC序列，并在序列，并在G和和A之間將這段序列切開。之間將這段序列切開。(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DNA片段。片段。(5)作用：基因工程中重要的切割工具。在微生物體內(nèi)能作用：基因工程中重要的切割工具。在微生物體內(nèi)能將外來的將外來的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)催催化對象：兩個具有相同黏性末端的化對象：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：

25、形成重組催化結(jié)果：形成重組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分子分子將目的基因?qū)胧荏w細胞：主要是借鑒細菌或病毒侵染細將目的基因?qū)胧荏w細胞：主要是借鑒細菌或病毒侵染細胞的方法胞的方法 (1)微生物常被用做受體細胞的原因是其具有繁殖微生物常被用做受體細胞的原因是其具有繁殖快、代謝快、目的基因產(chǎn)物多的特點?？臁⒋x快、目的基因產(chǎn)物多的特點。(2)動物受體細胞一般動物受體細胞一般選用受精卵，植物受體細胞可以是體細胞，但需與植物組織選用受精卵，植物受體細胞可以是體細胞，但需與植物組織培養(yǎng)技術(shù)相結(jié)合。培養(yǎng)技術(shù)相結(jié)合。本考點必修內(nèi)容側(cè)重轉(zhuǎn)基因技術(shù)的基本操作

26、、工具本考點必修內(nèi)容側(cè)重轉(zhuǎn)基因技術(shù)的基本操作、工具及安全性，深入考查基因工程的原理、過程及其應用則是選及安全性，深入考查基因工程的原理、過程及其應用則是選修三的高考要求。從歷年高考命題來看，全國卷及各省市卷修三的高考要求。從歷年高考命題來看，全國卷及各省市卷都有具體要求和較固定的命題模式都有具體要求和較固定的命題模式(有的為必考，有的為選有的為必考，有的為選考考)。備考時應按本省市具體高考要求有的放矢的進行復習。備考時應按本省市具體高考要求有的放矢的進行復習和訓練。和訓練?！镜淅镜淅?】(2012全國新課標，全國新課標，40)根根據(jù)基因工程的有關(guān)知識，回答下?lián)蚬こ痰挠嘘P(guān)知識，回答下列問題

27、。列問題。(1)限制性內(nèi)切酶切割限制性內(nèi)切酶切割DNA分子后產(chǎn)生的片段，其末端類型分子后產(chǎn)生的片段，其末端類型有有_和和_。(2)質(zhì)粒運載體用質(zhì)粒運載體用EcoR 切割后產(chǎn)生的片段如下：切割后產(chǎn)生的片段如下：AATT CG GCTTAA為使運載體與目的基因相連，含有目的基因的為使運載體與目的基因相連，含有目的基因的DNA除可用除可用EcoR 切割外，還可用另一種限制性內(nèi)切酶切割，該酶必切割外，還可用另一種限制性內(nèi)切酶切割，該酶必須具有的特點是須具有的特點是_。 (3)按其來源不同，基因工程中所使用的按其來源不同，基因工程中所使用的DNA連接酶有兩類，連接酶有兩類，即即_DNA連接酶和連接酶和_

28、DNA連接酶。連接酶。(4)反轉(zhuǎn)錄作用的模板是反轉(zhuǎn)錄作用的模板是_，產(chǎn)物是，產(chǎn)物是_。若要在體外獲得大量反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，常采用若要在體外獲得大量反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，常采用_技術(shù)。技術(shù)。(5)基因工程中除質(zhì)粒外，基因工程中除質(zhì)粒外，_和和_也可作為運載也可作為運載體。體。(6)若用重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌，一般情況下，不能直接用未若用重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌，一般情況下，不能直接用未處理的大腸桿菌作為受體細胞，原因是處理的大腸桿菌作為受體細胞，原因是_。解析解析此題考查基因工程應用的相關(guān)知識。此題考查基因工程應用的相關(guān)知識。(1)DNA分子經(jīng)限制分子經(jīng)限制酶切割產(chǎn)生的酶切割產(chǎn)生的DNA片段末端通常有黏性末端和平末端

29、兩種類型。片段末端通常有黏性末端和平末端兩種類型。(2)為使運載體與目的基因相連，應使二者被切割后產(chǎn)生的末端為使運載體與目的基因相連，應使二者被切割后產(chǎn)生的末端相同，故用另一種限制酶切割產(chǎn)生的末端必須與相同，故用另一種限制酶切割產(chǎn)生的末端必須與EcoR 切割產(chǎn)切割產(chǎn)生的末端相同。生的末端相同。(3)根據(jù)酶的來源不同，根據(jù)酶的來源不同，DNA連接酶分為連接酶分為Ecoli DNA連接酶和連接酶和T4DNA連接酶。連接酶。(4)以以RNA為模板，合成為模板，合成DNA的過的過程稱為逆轉(zhuǎn)錄，若要體外獲得大量程稱為逆轉(zhuǎn)錄，若要體外獲得大量DNA分子，可以使用分子，可以使用PCR技技術(shù)。術(shù)。(5)在基因

30、工程中，通常利用質(zhì)粒作為運載體，另外噬菌體在基因工程中，通常利用質(zhì)粒作為運載體，另外噬菌體和動植物病毒也可作為運載體。和動植物病毒也可作為運載體。(6)大腸桿菌作為受體細胞時，大腸桿菌作為受體細胞時，常用常用Ca2處理，使之成為能吸收周圍環(huán)境中處理，使之成為能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的感受態(tài)分子的感受態(tài)細胞。細胞。答案答案(1)黏黏性末端平末端性末端平末端(2)切割產(chǎn)生的切割產(chǎn)生的DNA片段末端片段末端與與EcoR 切割產(chǎn)生的相同切割產(chǎn)生的相同(其他合理答案也行其他合理答案也行)(3)大腸桿大腸桿菌菌(Ecoli)T4(4)mRNA(或或RNA)cDNA(或或DNA)PCR(5)噬菌體動植物病

31、毒噬菌體動植物病毒(6)未處理的大腸桿菌吸收質(zhì)粒未處理的大腸桿菌吸收質(zhì)粒(外源外源DNA)的能力極弱的能力極弱【訓練訓練2】(2012海南單科，海南單科，31)已已知甲種農(nóng)作物因受到乙種昆蟲危知甲種農(nóng)作物因受到乙種昆蟲危害而減產(chǎn)，乙種昆蟲食用某種原核生物分泌的丙種蛋白害而減產(chǎn)，乙種昆蟲食用某種原核生物分泌的丙種蛋白質(zhì)后死亡。因此，質(zhì)后死亡。因此， 可將丙種蛋白質(zhì)基因轉(zhuǎn)入到甲種農(nóng)作可將丙種蛋白質(zhì)基因轉(zhuǎn)入到甲種農(nóng)作物體內(nèi)，使甲種農(nóng)作物獲得抗乙種昆蟲危害的能力。物體內(nèi)，使甲種農(nóng)作物獲得抗乙種昆蟲危害的能力。回答下列問題。回答下列問題。(1)為了獲得丙種蛋白質(zhì)的基因，在已知丙種蛋白質(zhì)氨基為了獲得丙種蛋

32、白質(zhì)的基因，在已知丙種蛋白質(zhì)氨基酸序列的基礎上，推測出丙種蛋白質(zhì)的酸序列的基礎上，推測出丙種蛋白質(zhì)的_序列，序列，據(jù)此可利用據(jù)此可利用_方法合成目的基因。獲得丙種蛋白方法合成目的基因。獲得丙種蛋白質(zhì)的基因還可用質(zhì)的基因還可用_和和_方法。方法。 (2)在利用上述丙種蛋白質(zhì)基因和質(zhì)粒載體構(gòu)建重組質(zhì)粒的在利用上述丙種蛋白質(zhì)基因和質(zhì)粒載體構(gòu)建重組質(zhì)粒的過程中，常需要使用過程中，常需要使用_酶和酶和_酶。酶。(3)將含有重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌與甲種農(nóng)作物的愈傷組織共同培將含有重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌與甲種農(nóng)作物的愈傷組織共同培養(yǎng)，篩選出含有丙種蛋白質(zhì)的愈傷組織，由該愈傷組織培養(yǎng)養(yǎng)，篩選出含有丙種蛋白質(zhì)的愈傷組織，由

33、該愈傷組織培養(yǎng)成的再生植株可抵抗成的再生植株可抵抗_的危害。的危害。(4)若用含有重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌直接感染甲種農(nóng)作物植株葉片若用含有重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌直接感染甲種農(nóng)作物植株葉片傷口，則該植株的種子傷口，則該植株的種子_(填填“含有含有”或或“不含不含”)丙丙種蛋白質(zhì)基因。種蛋白質(zhì)基因。解析解析本本題考查抗蟲作物培育過程的相關(guān)知識。題考查抗蟲作物培育過程的相關(guān)知識。(1)獲取目的獲取目的基因的方法主要有基因文庫獲取法、基因的方法主要有基因文庫獲取法、PCR技術(shù)擴增法和人工技術(shù)擴增法和人工化學合成法三種。已知丙種蛋白質(zhì)氨基酸序列，可通過推測化學合成法三種。已知丙種蛋白質(zhì)氨基酸序列，可通過推測丙種蛋白

34、質(zhì)的基因序列，然后利用化學方法人工合成丙種蛋丙種蛋白質(zhì)的基因序列，然后利用化學方法人工合成丙種蛋白質(zhì)基因。白質(zhì)基因。(2)在構(gòu)建重組質(zhì)粒的過程中，需要使用限制性核在構(gòu)建重組質(zhì)粒的過程中，需要使用限制性核酸內(nèi)切酶和酸內(nèi)切酶和DNA連接酶，前者能識別特定的核苷酸序列，使連接酶，前者能識別特定的核苷酸序列，使每條鏈特定部位的核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開，使其形成每條鏈特定部位的核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開，使其形成黏性末端，被喻為黏性末端，被喻為“分子手術(shù)刀分子手術(shù)刀”；后者能將兩個帶有相同；后者能將兩個帶有相同黏性末端的黏性末端的DNA片段連接起來，被稱為片段連接起來，被稱為“分子針線分子針線”。 (

35、3)將含有重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌與甲種農(nóng)作物的愈傷組織共同將含有重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌與甲種農(nóng)作物的愈傷組織共同培養(yǎng)，可篩選出含有丙種蛋白質(zhì)的愈傷組織，而后培養(yǎng)出含培養(yǎng)，可篩選出含有丙種蛋白質(zhì)的愈傷組織，而后培養(yǎng)出含有丙種蛋白質(zhì)的抗乙種昆蟲的植株。有丙種蛋白質(zhì)的抗乙種昆蟲的植株。(4)若只用重組質(zhì)粒感染若只用重組質(zhì)粒感染甲種農(nóng)作物葉片傷口，可在葉片組織中篩選出含丙種蛋白質(zhì)甲種農(nóng)作物葉片傷口，可在葉片組織中篩選出含丙種蛋白質(zhì)的細胞，由于該重組質(zhì)粒感染的是體細胞，故該植株的種子的細胞，由于該重組質(zhì)粒感染的是體細胞，故該植株的種子中不含有丙種蛋白質(zhì)。中不含有丙種蛋白質(zhì)。答案答案(1)基因化學基因文庫基因化學基因

36、文庫PCR(其他合理答案也可其他合理答案也可)(2)限制限制DNA連接連接(3)乙種昆蟲乙種昆蟲(4)不含不含易混點易混點1混淆無子西瓜培育過程中父本與母本的選擇與處理混淆無子西瓜培育過程中父本與母本的選擇與處理點撥點撥(1)無子西瓜的培育過程中，兩次傳粉的目的：第一次傳無子西瓜的培育過程中，兩次傳粉的目的：第一次傳粉是為了雜交得到三倍體種子，第二次傳粉是為了刺激子房發(fā)育成粉是為了雜交得到三倍體種子，第二次傳粉是為了刺激子房發(fā)育成果實。果實。(2)如果以二倍體西瓜為母本，四倍體西瓜為父本，也能得到如果以二倍體西瓜為母本，四倍體西瓜為父本，也能得到三倍體種子，但這種三倍體種子結(jié)的西瓜，因珠被發(fā)育

37、成厚硬的種三倍體種子，但這種三倍體種子結(jié)的西瓜，因珠被發(fā)育成厚硬的種皮，故達不到皮，故達不到“無子無子”的目的。的目的。(3)用秋水仙素處理二倍體西瓜幼苗用秋水仙素處理二倍體西瓜幼苗使之成為四倍體時，處理的對象應是使之成為四倍體時，處理的對象應是“幼苗或萌發(fā)的種子幼苗或萌發(fā)的種子”。因為。因為萌發(fā)的種子和幼苗具有分生能力，細胞進行有絲分裂，秋水仙素處萌發(fā)的種子和幼苗具有分生能力，細胞進行有絲分裂，秋水仙素處理后可達到使產(chǎn)生的新細胞染色體數(shù)目加倍的目的。理后可達到使產(chǎn)生的新細胞染色體數(shù)目加倍的目的。規(guī)避規(guī)避2個易混點個易混點易混點易混點2混淆混淆“最簡便最簡便”與與“最快最快”點撥點撥“最簡便最

38、簡便”著重于技術(shù)含量應為著重于技術(shù)含量應為“易操作易操作”如雜如雜交育種，雖然年限長，但農(nóng)民自己可簡單操作，但交育種，雖然年限長，但農(nóng)民自己可簡單操作，但“最快速最快速”則未必簡便如單倍體育種可明顯縮短育種年限，但其技術(shù)含則未必簡便如單倍體育種可明顯縮短育種年限，但其技術(shù)含量卻較高，單就花粉培養(yǎng)成幼苗已很難實現(xiàn)。量卻較高，單就花粉培養(yǎng)成幼苗已很難實現(xiàn)。糾錯演練糾錯演練1(2012江蘇蘇北四市一次調(diào)研江蘇蘇北四市一次調(diào)研)下列有關(guān)育種的敘述中，錯誤下列有關(guān)育種的敘述中，錯誤的是的是()。A用于大田生產(chǎn)的優(yōu)良品種不一定是純合子用于大田生產(chǎn)的優(yōu)良品種不一定是純合子B通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)培育脫毒苗，篩

39、選培育抗病毒新通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)培育脫毒苗，篩選培育抗病毒新品種品種C誘變育種可提高突變頻率，加速新基因的產(chǎn)生，從而加誘變育種可提高突變頻率，加速新基因的產(chǎn)生，從而加速育種進程速育種進程D為了避免對三倍體無子西瓜年年制種，可利用植物組織為了避免對三倍體無子西瓜年年制種，可利用植物組織培養(yǎng)快速繁殖培養(yǎng)快速繁殖解析解析植物組織培養(yǎng)技術(shù)屬于無性繁殖，常采用莖尖部位進植物組織培養(yǎng)技術(shù)屬于無性繁殖，常采用莖尖部位進行培養(yǎng)，獲得脫毒苗，不需要篩選；人工誘變育種的優(yōu)點在行培養(yǎng)，獲得脫毒苗，不需要篩選；人工誘變育種的優(yōu)點在于提高突變頻率，加速新基因的產(chǎn)生，從而加速育種進程；于提高突變頻率，加速新基因的產(chǎn)生，

40、從而加速育種進程；三倍體無子西瓜減數(shù)分裂時聯(lián)會紊亂，不能產(chǎn)生種子，可利三倍體無子西瓜減數(shù)分裂時聯(lián)會紊亂，不能產(chǎn)生種子，可利用植物組織培養(yǎng)快速繁殖。用植物組織培養(yǎng)快速繁殖。答案答案B2(2012浙江金華十校期末，浙江金華十校期末，37)現(xiàn)有甲、乙兩物種的植株現(xiàn)有甲、乙兩物種的植株(均為均為二倍體純種二倍體純種)，其中甲種植株的光合作用能力高于乙種植株，其中甲種植株的光合作用能力高于乙種植株，但乙種植株很適宜在寒冷的條件下種植。若想培育出高產(chǎn)、但乙種植株很適宜在寒冷的條件下種植。若想培育出高產(chǎn)、耐寒的植株，有多種生物技術(shù)手段可以利用。下列所采用的耐寒的植株，有多種生物技術(shù)手段可以利用。下列所采用的

41、技術(shù)手段中可能不可行的是技術(shù)手段中可能不可行的是()。A先雜交得到先雜交得到F1，再利用單倍體育種技術(shù)獲得純種，再利用單倍體育種技術(shù)獲得純種的目標植株的目標植株B將乙種植株耐寒基因?qū)氲郊追N植株的根尖中，將乙種植株耐寒基因?qū)氲郊追N植株的根尖中，可培育出目標植株可培育出目標植株C利用人工誘變的方法處理乙種植株以獲得滿足要利用人工誘變的方法處理乙種植株以獲得滿足要求的目標植株求的目標植株D誘導兩種植株的愈傷組織細胞融合并培育成幼苗誘導兩種植株的愈傷組織細胞融合并培育成幼苗解析解析甲乙是兩種物種，遠緣雜交不親和，兩者不可甲乙是兩種物種，遠緣雜交不親和，兩者不可雜交產(chǎn)生后代。雜交產(chǎn)生后代。答案答案A

42、 1.(2012海南單科，海南單科，25)已已知小麥無芒知小麥無芒(A)與有芒與有芒(a)為一對相為一對相對性狀，用適宜的誘變方式處理花藥可導致基因突變。對性狀，用適宜的誘變方式處理花藥可導致基因突變。為了確定基因為了確定基因A是否突變?yōu)榛蚴欠裢蛔優(yōu)榛騛，有人設計了以下，有人設計了以下4個雜個雜交組合，雜交前對每個組合中父本的花藥進行誘變處理，交組合，雜交前對每個組合中父本的花藥進行誘變處理，然后與未經(jīng)處理的母本進行雜交。若要通過對雜交子一然后與未經(jīng)處理的母本進行雜交。若要通過對雜交子一代表現(xiàn)型的分析來確定該基因是否發(fā)生突變，則最佳的代表現(xiàn)型的分析來確定該基因是否發(fā)生突變，則最佳的雜交組合

43、是雜交組合是()。各種育種的原理、方法及應用各種育種的原理、方法及應用 A. 無芒無芒有芒有芒( AAaa)B. 無芒無芒有芒有芒( Aaaa)C. 無芒無芒無芒無芒( AaAa)D. 無芒無芒無芒無芒( AAAa)解析解析本題考查育種原理及其應用的知識。在四個選項中，本題考查育種原理及其應用的知識。在四個選項中，A選選項中，項中，、 個體均為純合子，是具有相對性狀的親本組合，其個體均為純合子，是具有相對性狀的親本組合，其雜交后代只有一種表現(xiàn)型，即顯性性狀，若雜交后代只有一種表現(xiàn)型，即顯性性狀，若 無芒個體中無芒個體中A突變突變?yōu)闉閍，則雜交后代將會出現(xiàn)有芒和無芒，則雜交后代將會出現(xiàn)有芒和無芒

44、，A選項適合；而選項適合；而B、C、D選項中，其親本選項中，其親本、 個體均有雜合子，故通過雜交實驗無法個體均有雜合子，故通過雜交實驗無法檢測檢測 無芒個體中的基因無芒個體中的基因A是否突變?yōu)榛蚴欠裢蛔優(yōu)榛騛。答案答案A2(2012海南單科，海南單科，29)無無子西瓜是由二倍體子西瓜是由二倍體(2n22)與同與同源四倍體雜交后形成的三倍體?；卮鹣铝袉栴}。源四倍體雜交后形成的三倍體。回答下列問題。(1)雜交時選用四倍體植株作母本，用二倍體植株作父本，雜交時選用四倍體植株作母本，用二倍體植株作父本，取其花粉涂在四倍體植株的取其花粉涂在四倍體植株的_上，授粉后套袋。上，授粉后套袋。四倍體植株上產(chǎn)

45、生的雌配子含有四倍體植株上產(chǎn)生的雌配子含有_條染色體，該條染色體，該雌配子與二倍體植株上產(chǎn)生的雄配子結(jié)合，形成含有雌配子與二倍體植株上產(chǎn)生的雄配子結(jié)合，形成含有_條染色體的合子。條染色體的合子。 (2)上述雜交獲得的種子可發(fā)育為三倍體植株。該植株會產(chǎn)上述雜交獲得的種子可發(fā)育為三倍體植株。該植株會產(chǎn)生無子果實，該果實無子的原因是三倍體的細胞不能進行正生無子果實，該果實無子的原因是三倍體的細胞不能進行正常的常的_分裂。分裂。(3)為了在短期內(nèi)大量繁殖三倍體植株，理論上可以采用為了在短期內(nèi)大量繁殖三倍體植株，理論上可以采用_的方法。的方法。解析解析本題以三倍體無子西瓜的培育過程為信息載體，考查了多本

46、題以三倍體無子西瓜的培育過程為信息載體，考查了多倍體育種的方法。倍體育種的方法。(1)在三倍體無子西瓜培育過程中，以四倍體在三倍體無子西瓜培育過程中，以四倍體植株為母本，授以二倍體植株花粉，可獲得三倍體西瓜種子植株為母本，授以二倍體植株花粉，可獲得三倍體西瓜種子(胚胚)。四倍體植株上產(chǎn)生的雌配子含有四倍體植株上產(chǎn)生的雌配子含有22條染色體，二倍體產(chǎn)生的雄配條染色體，二倍體產(chǎn)生的雄配子含子含11條染色體，則合子中含有三個染色體組，條染色體，則合子中含有三個染色體組，33條染色體。條染色體。(2)三倍體西瓜無子的原因是：三倍體的細胞含有三個染色體組，在三倍體西瓜無子的原因是：三倍體的細胞含有三個染

47、色體組，在減數(shù)分裂時，染色體聯(lián)會紊亂，不能產(chǎn)生正常的生殖細胞。減數(shù)分裂時，染色體聯(lián)會紊亂，不能產(chǎn)生正常的生殖細胞。(3)由于三倍體植株不能進行有性繁殖，故可采用組織培養(yǎng)等無性生由于三倍體植株不能進行有性繁殖，故可采用組織培養(yǎng)等無性生殖方式繁殖。殖方式繁殖。答案答案(1)雌蕊雌蕊(或柱頭或柱頭)2233(2)減數(shù)減數(shù)(3)組織培養(yǎng)組織培養(yǎng)(其他合理答案也可其他合理答案也可)3(2012浙江理綜，浙江理綜，32)玉玉米的抗病和不抗病米的抗病和不抗病(基因為基因為A、a)、高稈、高稈和矮稈和矮稈(基因為基因為B、b)是兩對獨立遺傳的相對性狀。現(xiàn)有不抗病矮是兩對獨立遺傳的相對性狀?，F(xiàn)有不抗病矮稈玉米種

48、子稈玉米種子(甲甲)，研究人員欲培育抗病高稈玉米，進行以下實驗：，研究人員欲培育抗病高稈玉米，進行以下實驗：取適量的甲，用合適劑量的取適量的甲，用合適劑量的 射線照射后種植，在后代中觀察射線照射后種植，在后代中觀察到白化苗到白化苗4株、抗病矮稈株、抗病矮稈1株株(乙乙)和不抗病高稈和不抗病高稈1株株(丙丙)。將乙與丙。將乙與丙雜交，雜交，F(xiàn)1中出現(xiàn)抗病高稈、抗病矮稈、不抗病高稈和不抗病矮稈。中出現(xiàn)抗病高稈、抗病矮稈、不抗病高稈和不抗病矮稈。選取選取F1中抗病高稈植株上的花藥進行離體培養(yǎng)獲得幼苗，經(jīng)秋水中抗病高稈植株上的花藥進行離體培養(yǎng)獲得幼苗，經(jīng)秋水仙素處理后選出純合二倍體的抗病高稈植株仙素處

49、理后選出純合二倍體的抗病高稈植株(丁丁)。另一實驗表明，以甲和丁為親本進行雜交，子一代均為抗病高另一實驗表明，以甲和丁為親本進行雜交，子一代均為抗病高稈。稈。請回答下列問題。請回答下列問題。 (1)對上述對上述1株白化苗的研究發(fā)現(xiàn)，控制其葉綠素合成的基因株白化苗的研究發(fā)現(xiàn)，控制其葉綠素合成的基因缺失了一段缺失了一段DNA，因此該基因不能正常，因此該基因不能正常_，功能喪失，功能喪失，無法合成葉綠素，表明該白化苗的變異具有無法合成葉綠素，表明該白化苗的變異具有_的特點，的特點，該變異類型屬于該變異類型屬于_。(2)上述培育抗病高稈玉米的實驗運用了上述培育抗病高稈玉米的實驗運用了_、單倍體育、單倍體育種和雜交育種技術(shù)，其中雜交育種技術(shù)依據(jù)的原理是種和雜交育種技術(shù)，其中雜交育種技術(shù)依據(jù)的原理是_?；ㄋ庪x體培養(yǎng)中，可通過誘導愈傷組織分化出芽、?；ㄋ庪x體培養(yǎng)中，可通過誘導愈傷組織分化出芽、根獲得再生植株，也可通過誘導分化成根獲得再生植株，也可通過誘導分化成_獲得再生植獲得再生植株。株。 (3)從基因組成看，乙與丙植株雜交的從基因組成看，乙與丙植株雜交的F1中抗病高稈植株能中抗病高稈植株能產(chǎn)生產(chǎn)生_種配子。種配子。(4)請用遺傳圖解表示乙與丙植株雜交