高三生物知識(shí)點(diǎn)整合復(fù)習(xí)教案48

從雜交育種到基因工程

考綱要求

生物變異在育種上的應(yīng)用(n)。

2.轉(zhuǎn)基因食品的安全(I)。

復(fù)習(xí)要求

1.簡(jiǎn)述基因工程的基本原理。

2.舉例說(shuō)出基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用。

3.關(guān)注轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性。

基礎(chǔ)自查

一、雜交育種

1.概念

2.原理

3.過(guò)程

4.優(yōu)

點(diǎn)

O

5.缺點(diǎn)

(1)

(2)o

6.意義：培育優(yōu)良新品種。

二、誘變育種

1.概念。

2.原理:

3.過(guò)程:

4.優(yōu)點(diǎn)

(1)。

(2)。

5.缺點(diǎn)：誘發(fā)產(chǎn)生的突變，有利的個(gè)體往往不多，需處理大量材料,

使選育工作量大，具有盲目性。

6.培育具有新性狀的品種。

三.基因工程的操作工具

1.基因的“剪刀”——限制性核酸內(nèi)切酶(簡(jiǎn)稱(chēng)限制酶)

(1)分布：。

(2)特

性：

(3)實(shí)例：EcoRI限制酶能專(zhuān)一識(shí)別GAATTC序列，并在G和A之

間將這段序列切開(kāi)。

AATTC

|CTTAAG

(4)切割結(jié)果。

(5)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(lái)的DNA

切斷，對(duì)自己的DNA無(wú)損害。

2.基因的“針線”——DNA連接酶

(1)催化對(duì)象：

(2)催化位置：

(3)催化結(jié)果：形成重組DNA。

3.常用的運(yùn)載體——

(1)本質(zhì)：小型環(huán)狀DNA分子

(2)作用

(3)條件

四、試用流程圖表示基因工程的操作步驟

課堂深化探究

一.常見(jiàn)育種方式的比較［

誘變育單倍體育基因工程育

雜交育種多倍體育種

種種種

原基因突染色體變

基因重組染色體變異基因重組

理變異

常

用

方

式

育

種

程

序

優(yōu)

點(diǎn)

缺

點(diǎn)

應(yīng)

用

特別提醒：

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(lèi)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、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(2、6)一雜交一Fl。

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P0、6)一雜交一F1-自交一F2T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一顯純合子品種的基本步驟

選取雙親PR、6）一雜交一F1-自交一F2T選出表現(xiàn)型符合要求的個(gè)

體自交一F3T......一選出穩(wěn)定遺傳的個(gè)體推廣種植。

③特點(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(kāi)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(guò)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(guò)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。

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?

4.DNA連接酶、DNA聚合酶和DNA酶有何不同？

5.基因工程中的運(yùn)載體和細(xì)胞膜上的載體相同嗎？

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(guò)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甘酸之間

形成的磷酸二酯鍵(不是氫鍵)，只是一個(gè)切開(kāi)，一個(gè)連接。

⑸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甘酸。

(6)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。

(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(guò)程中，催化形成新DNA分子的酶，是將單個(gè)游離的脫氧

核甘酸加到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(chóng)基因來(lái)自蘇云金芽泡桿菌)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(guò)組織培養(yǎng)的

方式形成新個(gè)體。

(11)抗蟲(chóng)棉只能抗蟲(chóng)，不能抗病毒、細(xì)菌。

對(duì)應(yīng)訓(xùn)練

1.太空育種是指利用太空綜合因素如強(qiáng)輻射、微重力等，誘導(dǎo)由宇

宙飛船攜帶的種子發(fā)生變異，然后進(jìn)行培育的一種育種方法。下列說(shuō)

法正確的是()

A.太空育種產(chǎn)生的突變總是有益的

B.太空育種產(chǎn)生的性狀是定向的

C.太空育種培育的植物是地球上原本不存在的

D.太空育種與其他誘變方法在本質(zhì)上是一樣的

2.將①、②兩個(gè)植株雜交，得到③，將③再做進(jìn)一步處理，如圖所

示。下列分析錯(cuò)誤的是()

多次射線處理種z公史姓

經(jīng)多次選行一⑷租怵

1rl然生.⑤植株等⑩植株

③幼田T秋水仙楚⑥植株］、一⑧植株

范進(jìn)一⑦幼苗秋水仙重⑨植株

A.由③到④過(guò)程一定發(fā)生了等位基因分離、非同源染色體上非等位

基因自由組合

B.由⑤x⑥到⑧的育種過(guò)程中，遵循的主要原理是染色體變異

C.若③的基因型為AaBbdd,則⑩植株中能穩(wěn)定遺傳的個(gè)體占總數(shù)

的1/4

D.由③到⑦過(guò)程可能發(fā)生突變和重組，為生物進(jìn)化提供原材料

3.如圖表示某種農(nóng)作物品種①和②培育出⑥的幾種方法，下列有關(guān)

說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()

A.經(jīng)過(guò)HI培育形成④常用的方法是花藥離體培養(yǎng)

B.過(guò)程VI常用一定濃度的秋水仙素處理④的幼苗

C.由品種①直接形成⑤的過(guò)程必須經(jīng)過(guò)基因突變

D.由品種①和②培育能穩(wěn)定遺傳的品種⑥的最快途徑是I-V

4.用高稈抗銹病(DDTT)和矮稈不抗銹病(ddtt)的二倍體水稻品種進(jìn)行

育種時(shí)，方法一是雜交得到Fl,F1再自交得到F2,然后選育所需類(lèi)

型；方法二是用F1的花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)，再用秋水仙素處理幼苗得

到相應(yīng)植株。下列敘述正確的是（）

A.方法一所得F2中重組類(lèi)型、純合子各占3/8、1/4

B.方法二所得植株中純合子、可用于生產(chǎn)的類(lèi)型比例分別為1/2、

1/4

C.方法一和方法二依據(jù)的主要原理分別是基因重組和染色體結(jié)構(gòu)變

異

D.方法二的最終目的是獲得單倍體植株，秋水仙素可提高基因突變

頻率

5.在已知某小片段基因堿基序列的情況下，獲得該基因的最佳方法

是（）

A.用mRNA為模板反轉(zhuǎn)錄合成DNA

B.以4種脫氧核甘酸為原料人工合成

C.將供體DNA片段轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞中，再進(jìn)一步篩選

D.由蛋白質(zhì)的氨基酸序列推測(cè)mRNA

6.在用基因工程技術(shù)構(gòu)建抗除草劑的轉(zhuǎn)基因煙草過(guò)程中，下列操作

中錯(cuò)誤的是（）

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

實(shí)驗(yàn)探究

現(xiàn)有三個(gè)番茄品種，基因型分別為AABBdd、AAbbDD、aaBBDD,

三對(duì)等位基因分別位于三對(duì)同源染色體上，并且分別控制葉形、花色

和果形三對(duì)相對(duì)性狀。如何運(yùn)用雜交育種的方法利用以上三個(gè)品種的

種子獲得基因型為aabbdd的植株？(要寫(xiě)出詳細(xì)的方法和步驟)

(1)

⑵

(3)

(4)

限時(shí)訓(xùn)練

題組一育種方法

1.已知水稻的抗病(R)對(duì)感病(r)為顯性，有芒(B)對(duì)無(wú)芒(b)為顯性。

現(xiàn)有抗病有芒和感病無(wú)芒兩個(gè)品種，要想選育出抗病無(wú)芒的新品種，

生產(chǎn)中一般選用的育種方法是()

A.誘變育種B.多倍體育種C.基因工程育種D.雜

交育種

2.在自然界的谷物中，水稻、玉米等都具有糯性，而小麥沒(méi)有糯性。

江蘇某農(nóng)科所通過(guò)江蘇自火麥與日本關(guān)東107、美國(guó)IKE等種間雜交

后獲得糯性基因，再用其后代與揚(yáng)麥158品種進(jìn)行多次回交，將糯性

品質(zhì)固定在揚(yáng)麥158品種上，培育出糯性小麥。相關(guān)的育種過(guò)程如圖。

下列敘述正確的是（）

A.上述材料中，江蘇某農(nóng)科所培育糯性小麥的過(guò)程中運(yùn)用的遺傳學(xué)

原理是基因突變

B.要想在短時(shí)間內(nèi)獲得糯性小麥的育種方法是a,此方法能提高突

變率

C.a、c過(guò)程都需要使用秋水仙素，都作用于萌發(fā)的種子

D.要獲得yyRR,b過(guò)程需要進(jìn)行不斷地自交來(lái)提高純合率，理論上

F2中獲得yyRR的幾率是1/16

3.用基因型為DDee與ddEE的個(gè)體雜交的豌豆種子（DdEe）獲得純合

子（ddee）,最簡(jiǎn)捷的方法是（）

A.種植一F2T選不分離者一純合子

B.種植―秋水仙素處理一純合子

C.種植一花藥離體培養(yǎng)—秋水仙素處理一純合子

D.種植-秋水仙素處理一花藥離體培養(yǎng)一純合子

4.下列所列出的是四種常見(jiàn)育種方法的優(yōu)、缺點(diǎn)，請(qǐng)?zhí)畛觫?④所

對(duì)應(yīng)的育種方法名稱(chēng)（）

育種名

優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)

稱(chēng)

①—使位于不同個(gè)體的優(yōu)良性時(shí)間長(zhǎng)、需及時(shí)發(fā)現(xiàn)優(yōu)良性

狀集中在一個(gè)個(gè)體上狀

①有利變異少，需大量處理

②—可以提高變異頻率或出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)材料

新性狀，加速育種進(jìn)程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—適用于植物，在動(dòng)物中很難

提高產(chǎn)量和營(yíng)養(yǎng)成分

開(kāi)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

5.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（）

踞如理F叫噩

一...百電畫(huà)畫(huà)當(dāng)轉(zhuǎn)基因植株J

A.過(guò)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(guò)程②可以取任一植株的適宜花藥作培養(yǎng)材料

C.過(guò)程③包括脫分化和再分化兩個(gè)過(guò)程

D.圖中篩選過(guò)程不改變抗病基因頻率

題組二基因工程

6.基因工程是將?目的基因通過(guò)一定過(guò)程，轉(zhuǎn)入到受體細(xì)胞，經(jīng)過(guò)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

有侈選）（）

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.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)一mRNA—①一目的基因

一②一與質(zhì)粒DNA重組一③一導(dǎo)入乙細(xì)胞一生一獲得甲生物的蛋白

質(zhì)，下列說(shuō)法正確的是（）

A.①過(guò)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(guò)程中用的原料不含有A、U、G、C

8.利用外源基因在受體細(xì)胞中表達(dá)，可生產(chǎn)人類(lèi)所需要的產(chǎn)品。下

列選項(xiàng)中能說(shuō)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(chóng)基因

B.大腸桿菌中檢測(cè)到人胰島素基因及其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

9.在基因工程中不會(huì)出現(xiàn)（）

A.DNA連接酶將黏性末端的堿基連接起來(lái)C.目的基因需由運(yùn)載

體導(dǎo)入受體細(xì)胞

B.限制性核酸內(nèi)切酶用于目的基因的獲得D.人工合成目的基因

要用限制性?xún)?nèi)切酶

題組三應(yīng)用提升

10.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(guò)雜交篩選技術(shù)培育出高產(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(guò)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B胡蘿卜素的有關(guān)基因轉(zhuǎn)進(jìn)水稻，培育成可防止人類(lèi)VA

缺乏癥的轉(zhuǎn)基因水稻

11（2012?北京東城區(qū)）將某種二倍體植物①、②兩個(gè)植株雜交，得到③,

將③再做進(jìn)一步處理，如下圖所示。下列分析不正確的是（）o

多次射線處理種子

④植株

經(jīng)多次選育

爾自然生長(zhǎng)

①\-----------,⑩植株

自)③一?幼苗

②1秋水仙素⑧植株

花粉-?^苗秋水仙素》⑨植株

A.由③到④的育種過(guò)程依據(jù)的主要原理是基因突變

B.由⑤x⑥過(guò)程形成的⑧植株屬于新物種

C.若③的基因型為AaBbdd,則⑩植株中能穩(wěn)定遺傳的個(gè)體占總數(shù)

D.由⑦到⑨的過(guò)程會(huì)發(fā)生突變和重組，可為生物進(jìn)化提供原材料

12下面為6種不同的育種方法。

方法1方法2方法3方法4方法5方法6

據(jù)圖回答下列問(wèn)題。

(1)圖中A至D方向所示的途徑表示育種方式，這種方法屬

常規(guī)育種，一般從F2代開(kāi)始選種，這是因?yàn)閛

A一~>B一一>C的途徑表示育種方式，這兩種育種方式中后

者的優(yōu)越性主要表現(xiàn)在O

(2)B常用的方法為。

⑶E方法所用的原理是,所用的方法如

、o育種時(shí)所需處理的種子應(yīng)是萌動(dòng)

的（而非休眠的）種子，原因是O

（4）C、F過(guò)程最常用的藥劑是，其作用的原理

⑸由G到H過(guò)程中涉及的生物技術(shù)有和

（6）K一一＞L一一＞M這種育種方法的優(yōu)越性表現(xiàn)在

O

高考真題體驗(yàn)

1.（2013全國(guó)卷大綱版，5）下列實(shí)踐活動(dòng)包含基因工程技術(shù)的是

A.水稻F1花藥經(jīng)培養(yǎng)和染色體加倍，獲得基因型純合新品種

B.抗蟲(chóng)小麥與矮稈小麥雜交，通過(guò)基因重組獲得抗蟲(chóng)矮稈小麥

C.將含抗病基因的重組DNA導(dǎo)入玉米細(xì)胞，經(jīng)組織培養(yǎng)獲得抗病植

株

D.用射線照射大豆使其基因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，獲得種子性狀發(fā)生變異的

大豆

2.（2013上海卷，25）研究者從冰川土樣中分離獲得了具有較高脂肪

酶活性的青霉菌菌株，為了在此基礎(chǔ)上獲得脂肪酶活性更高的菌株，

最可行的做法是（）A

A.用紫外線照射青霉菌菌株，再進(jìn)行篩選

B.將青霉菌菌株與能高效水解蛋白質(zhì)的菌株混合培養(yǎng)，再進(jìn)行篩選

C.將能高效水解蛋白質(zhì)的菌株的基因?qū)肭嗝咕?，再進(jìn)行篩選

D.設(shè)置培養(yǎng)基中各種營(yíng)養(yǎng)成分的濃度梯度，對(duì)青霉菌菌株分別培養(yǎng),

再進(jìn)行篩選

3.（2013江蘇卷，25）現(xiàn)有小麥種質(zhì)資源包括:①高產(chǎn)、感??；②低

產(chǎn)、抗??；③高產(chǎn)、晚熟等品種。為滿(mǎn)足不同地區(qū)及不同環(huán)境條件

下的栽培需求，育種專(zhuān)家要培育3類(lèi)品種：a.高產(chǎn)、抗??；b.高產(chǎn)、

早熟；c.高產(chǎn)、抗旱。下述育種方法可行的是（多選）

A.利用①、③品種間雜交篩選獲得a

B.對(duì)品種③進(jìn)行染色體加倍處理篩選獲得b

C.a、b和c的培育均可采用誘變育種方法

D.用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將外源抗旱基因?qū)擘壑蝎@得c

4.（2013浙江卷，32）（18分）在玉米中，控制某種除草劑抗性（簡(jiǎn)

稱(chēng)抗性，T）與除草劑敏感（簡(jiǎn)稱(chēng)非抗,t）,非糯性（G）與糯性（g）

的基因分別位于兩對(duì)同源染色體上。有人以純合的非抗非糯性玉米

（甲）為材料，經(jīng)過(guò)EMS誘變處理獲得抗性非糯性個(gè)體（乙）；甲的

花粉經(jīng)EMS誘變處理并培養(yǎng)等，獲得可育的非抗糯性個(gè)體（丙）。

請(qǐng)回答：

（1）獲得丙的過(guò)程中，運(yùn)用了誘變育種和育種技術(shù)。

（2）若要培育抗性糯性的新品種，采用乙與丙雜交，F(xiàn)1只出現(xiàn)抗性

非糯性和非抗非糯性的個(gè)體；從F1中選擇表現(xiàn)為—的個(gè)體自交，

F2中有抗性糯性個(gè)體，其比例是o

（3）采用自交法鑒定F2中抗性糯性個(gè)體是否為純合子。若自交后代

中沒(méi)有表現(xiàn)型為

的個(gè)體，則被鑒定個(gè)體為純合子；反之則為雜合子。請(qǐng)用遺

傳圖解表示雜合

子的鑒定過(guò)程。

（4）擬采用轉(zhuǎn)基因技術(shù)改良上述抗性糯性玉米的抗蟲(chóng)性。通常從其

它物種獲得,將其和農(nóng)桿菌的用合適的限制性核

酸內(nèi)切酶分別切割，然后借助連接，形成重組DNA分子,

再轉(zhuǎn)移到該玉米的培養(yǎng)細(xì)胞中，經(jīng)篩選和培養(yǎng)等獲得轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)植

株。

5（2012浙江）32.（18分）玉米的抗病和不抗?。ɑ?yàn)锳、a）、

高桿和矮桿（基因?yàn)锽、b）是兩對(duì)獨(dú)立遺傳的相對(duì)性狀?，F(xiàn)有不抗

病矮桿玉米種子（甲），研究人員欲培育抗病高桿玉米，進(jìn)行以下實(shí)

驗(yàn)：

取適量的甲，用合適劑量的y射線照射后種植，在后代中觀察到白化

苗4株、抗病矮桿1株（乙）和不抗病高桿1株（丙）。將乙與丙雜

交，F(xiàn)1中出現(xiàn)抗病高桿、抗病矮桿、不抗病高桿、不抗病矮桿。

選F1中的抗病高桿植株上的花藥進(jìn)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桿植株（丁）。

另一實(shí)驗(yàn)表明，以甲和丁為親本進(jìn)行雜交，子一代均為抗病高桿。

請(qǐng)回答：

（1）對(duì)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缺失

了一段DNA,因此該基因不能正常，功能喪失，無(wú)法合

成葉綠素，表明該白化苗的變異具有的特點(diǎn)，該變異類(lèi)型屬

于。

(2)上述培育抗病高桿玉米的實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了、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?；ㄋ庪x體培養(yǎng)中，可通過(guò)誘導(dǎo)愈傷組織分

化出芽、根獲得再生植株，也可通過(guò)誘導(dǎo)分化成獲得再生

植株。

(3)從基因組成看，乙與丙植株雜交的F1中抗病高桿植株能產(chǎn)生

種配子。

(4)請(qǐng)用遺傳圖解表示乙與丙植株雜交得到F1的過(guò)程。

從雜交育種到基因工程

答案與解析

基礎(chǔ)自查

一、雜交育種

1.將兩個(gè)或多個(gè)品種的優(yōu)良性狀通過(guò)交配集中在一起，再經(jīng)過(guò)選擇

和培育，獲得新品種的方法。

2.基因重組。

3.選擇具有不同優(yōu)良性狀的親本雜交一獲得F1—F1自交或雜交一獲

得F2T鑒別、選擇需要的類(lèi)型一優(yōu)良品種。

4.可以把多個(gè)品種的優(yōu)良性狀集中在一起。

5.(1)育種年限較長(zhǎng)；(2)存在遠(yuǎn)緣雜交不親和的現(xiàn)象。

二、誘變育種

1.利用物理因素或化學(xué)因素來(lái)處理生物，使生物發(fā)生基因突變，從

而獲得優(yōu)良變異類(lèi)型的育種方法。

2.基因突變。

3.選擇生物一誘發(fā)基因突變一選擇理想類(lèi)型一培育。

4.(1)可以提高突變頻率，在較短時(shí)間內(nèi)獲得較多的優(yōu)良變異類(lèi)型。

(2)大幅度地改良某些性狀。

6.培育具有新性狀的品種。

三.基因工程的操作工具

1.限制性核酸內(nèi)切酶(簡(jiǎn)稱(chēng)限制酶)

(1)主要在微生物體內(nèi)。

(2)一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核甘酸序列，并在特定的切點(diǎn)上

切割DNA分子。

(4)產(chǎn)生兩個(gè)帶有黏性末端的DNA片段。

2.(1)兩個(gè)具有相同黏性末端的DNA片段(或兩個(gè)具有平末端的DNA

片段)。

(2)脫氧核糖與磷酸之間的缺口。

(3)形成重組DNAo

3.質(zhì)粒

1①作為運(yùn)載工具，將目的基因送到宿主細(xì)胞中去

Q)[②用它在宿主細(xì)胞內(nèi)對(duì)目的基因進(jìn)行大量復(fù)制

[①能在宿主細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定保存并大量復(fù)制

(3)1②有多個(gè)限制酶切點(diǎn)

、③有標(biāo)記基因

四、

'目的基因：人們所需的特定基因

(直接分離目的基因

提取目「①反轉(zhuǎn)錄法

的基因取得途徑J人工合成J②根據(jù)蛋白質(zhì)中氨基酸的序

目的基因|列推測(cè)出核甘酸序列，通過(guò)

、II化學(xué)方法人工合成DNA

'用一定的限制酶切割質(zhì)粒

目的基因與用同一種限制酶切割目的基因

<

運(yùn)載體結(jié)合加入DNA連接酶

、質(zhì)粒和目的基因結(jié)合成重組DNA分子

將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞：主要是借鑒細(xì)菌或病毒侵染細(xì)胞

的方法

〃檢測(cè)：根據(jù)受體細(xì)胞中是否具有標(biāo)記基因，判斷

目的基因的目的基因?qū)肱c否

<

檢測(cè)與鑒定鑒定：受體細(xì)胞是否表現(xiàn)目的基因控制的性狀，

、如棉花抗蟲(chóng)性狀的表現(xiàn)

課堂深化探究

一.常見(jiàn)育種方式的比較

雜交育種誘變育單倍體育多倍體育種基因工程育

種種種

原基因突染色體變

基因重組染色體變異基因重組

理變異

①選育純

種：雜

交一->自

輻射誘花藥離體轉(zhuǎn)基因（DNA

常交--->選

變、激培養(yǎng)，然后秋水仙素處理重組）技術(shù)將

用優(yōu)一->自

光誘再使染色萌發(fā)的種子或目的基因?qū)?/p>

方交

變、空體數(shù)目加幼苗入生物體內(nèi)，

式②選育雜

間誘變倍培育新品種

種：雜

交一->雜

交種

甲品種X乙品種

取相關(guān)植株花粉

育1目的基因+運(yùn)載體

1花藥離正常幼苗

1體培養(yǎng)、/

生物［秋水仙素

單倍體幼苗重組DNA分子

種地面理1太空飛

化處理1船搭無(wú)

F2人工誘導(dǎo)染

多種變異11導(dǎo)人

1色體數(shù)目加倍染色體數(shù)目加倍

金施1人工選育

程若干植株［人工選育受體細(xì)胞

性狀穩(wěn)定遺傳的新品種

新品種［人工選育1培育

序

新品種新品種轉(zhuǎn)基因生物

①使位于可以提①明顯縮

器官巨大，提IWI打破物種界

優(yōu)不同個(gè)體局變異短育種年

產(chǎn)量和營(yíng)養(yǎng)成限，定向改變

占

J、、、的優(yōu)良性的頻限

分生物的性狀

狀集中到率、加②所得品

一個(gè)個(gè)體速育種種為純合

上進(jìn)程且子

②操作簡(jiǎn)大幅度

便地改良

某些性

狀

有利變

①育種時(shí)異少，

壬-U旦

間長(zhǎng)而天里技術(shù)復(fù)雜

只適用于植物，

缺②不能克處理實(shí)且需與雜有可能引發(fā)

發(fā)育延遲，結(jié)實(shí)

點(diǎn)服遠(yuǎn)緣雜驗(yàn)材料交育種配生態(tài)危機(jī)

率低

交不親和（有很人口

的障礙大盲目

性）

用純種高用純種高

稈抗病小稈抗病小

麥與矮稈麥與矮稈三倍體無(wú)子西轉(zhuǎn)基因“向日

應(yīng)高產(chǎn)青

不抗病小不抗病小瓜、八倍體小黑葵豆“、轉(zhuǎn)基

用霉菌

麥培育矮麥快速培麥因抗蟲(chóng)棉

稈抗病小育矮稈抗

麥病小麥

二基因工程

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)別一種特定的核甘酸序列，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(qián)”

連接限制性核酸內(nèi)切酶切開(kāi)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。

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)?/p>

入受體細(xì)胞；

(4)目的基因的檢測(cè)和鑒定。

4.DNA連接酶是連接DNA的片段；DNA聚合酶是DNA分子復(fù)制

時(shí)一，按模板鏈的要求，將脫氧核甘酸逐個(gè)連接起來(lái)，形成DNA的子

鏈；DNA酶的作用是水解DNA。

5.不同；①基因工程中的運(yùn)載體是將外源基因?qū)胧荏w細(xì)胞的專(zhuān)門(mén)

運(yùn)輸工具，常用的運(yùn)載體有質(zhì)粒、動(dòng)植物病毒、噬菌體等；②細(xì)胞膜

上的載體是位于細(xì)胞膜上的載體蛋白，與控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞有關(guān)。

對(duì)應(yīng)訓(xùn)練

1【答案】D

【解析】突變大部分都是有害的，產(chǎn)生的性狀是不定向的，該植物本

質(zhì)未發(fā)生改變，只有個(gè)別性狀發(fā)生變化，故D選項(xiàng)符合題意。

2【答案】A

【解析】圖中③一④過(guò)程屬于誘變育種，其原理是射線使種子中基因

發(fā)生突變，從中選育優(yōu)良品種，并不一定發(fā)生等位基因的分離和非同

源染色體上非等位基因的自由組合；⑤、⑥的雜交屬于不同物種間的

雜交，⑧個(gè)體中染色體2/3來(lái)自于⑥，1/3來(lái)自于⑤，所以屬于染色

體變異；③經(jīng)⑤到的過(guò)程中存在AABBdd、aaBBdd、AAbbdd、aabbdd

四種純合子，占總數(shù)的1/4；③一⑦是取花粉進(jìn)行培養(yǎng)，經(jīng)過(guò)減數(shù)分

裂有可能發(fā)生基因突變和染色體變異，但一定會(huì)發(fā)生基因重組。故A

選項(xiàng)符合題意。

3【答案】D

【解析】品種①的基因型為AABB,品種②的基因型為aabb,要培

育出基因型為AAbb的品種⑥最快的途徑應(yīng)為單倍體育種，所以應(yīng)為

途徑I-III-VI,而I-V途徑獲得的子代中既有純合體又有雜合

體，還需要不斷的連續(xù)自交進(jìn)行篩選才能獲得需要的品種⑥。故D

選項(xiàng)符合題意。

4【答案】A

【解析】?jī)蓚€(gè)親本的基因型是DDTT和ddtt,為雙顯性和雙隱性純合

子，可知其子二代中重組類(lèi)型、純合子各占3/8、1/4是正確的，A選

項(xiàng)正確；單倍體育種所得子代均為純合子，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；單倍體育種

依據(jù)的主要原理是染色體數(shù)目的變異，c選項(xiàng)錯(cuò)誤；單倍體育種的最

終目的是獲得符合生產(chǎn)要求的純合植株，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。故A選項(xiàng)符

合題意。

5【答案】D

【解析】人工合成目的基因有兩種方法：一是通過(guò)mRNA一單鏈

DNA一雙鏈DNA；二是根據(jù)蛋白質(zhì)氨基酸序列一mRNA序列一推測(cè)

出結(jié)構(gòu)基因的核昔酸序列一通過(guò)化學(xué)方法人工合成；在已知基因堿基

序列的情況下，合成目的基因的最佳方法就是以4種脫氧核甘酸為原

料，進(jìn)行化學(xué)合成（第二種方法）。故B選項(xiàng)符合題意。

6【答案】A

【解析】構(gòu)建重組DNA分子時(shí)，需用同種限制性核酸內(nèi)切酶切割目

的基因和載體，再用DNA連接酶連接形成重組DNA分子，而煙草

花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA,所以A選項(xiàng)錯(cuò)誤。重組DNA分子形

成后要導(dǎo)入受體細(xì)胞（若是植物細(xì)胞，則可導(dǎo)入其原生質(zhì)體），若導(dǎo)入

的受體細(xì)胞是體細(xì)胞，經(jīng)組織培養(yǎng)可獲得轉(zhuǎn)基因植物。目的基因?yàn)榭?/p>

除草劑基因，所以未成功導(dǎo)入目的基因的細(xì)胞不具有抗除草劑的能

力，可用含除草劑的培養(yǎng)基篩選轉(zhuǎn)基因煙草細(xì)胞。故A選項(xiàng)符合題

忌、O

實(shí)驗(yàn)探究

【答案】（1）將AABBdd和AAbbDD的種子種下，當(dāng)植株長(zhǎng)大后，讓

其相互授粉，進(jìn)行雜交，得至UFl（AABbDd）的種子。

⑵將F1與aaBBDD的種子種下，當(dāng)植株長(zhǎng)大后，讓其相互授粉，進(jìn)

行雜交，可以得到F2的種子(含基因型為AaBbDd的種子)。

(3)將F2的種子種下，當(dāng)植株長(zhǎng)大后，讓其相互授粉，進(jìn)行自交，得

到F3的種子(含基因型為aabbdd的種子)。

(4)將F3的種子全部種下，長(zhǎng)出植株后，根據(jù)葉形選出基因型為aa

的個(gè)體，淘汰其他個(gè)體；當(dāng)長(zhǎng)到開(kāi)花時(shí)一，根據(jù)花色選擇出基因型為

bb的個(gè)體，淘汰其他個(gè)體，并讓其自花授粉，長(zhǎng)成果實(shí)后，根據(jù)果

實(shí)的形狀選擇出基因型為dd的個(gè)體，淘汰其他個(gè)體。

【解析】在寫(xiě)實(shí)驗(yàn)過(guò)程時(shí)、要注意其合理性和科學(xué)性，并注意準(zhǔn)確表

述相互授粉、根據(jù)植株的葉形選出基因型為aa的個(gè)體、根據(jù)花色選

出基因型為bb的個(gè)體、根據(jù)果實(shí)的形狀選擇出基因型為dd的個(gè)體。

限時(shí)訓(xùn)練

題組一育種方法

1【答案】D

【解析】本題考查育種的兒種方法，雜交育種能集兩個(gè)親本的不同優(yōu)

良性狀于一身，生產(chǎn)中一般選用此方法育種。故D選項(xiàng)符合題意。

2【答案】D

【解析】由題意可知，糯性小麥?zhǔn)峭ㄟ^(guò)種間雜交及多次回交后獲得的。

雜交與回交都是親代通過(guò)減數(shù)分裂產(chǎn)生重組型的配子，雌雄配子經(jīng)過(guò)

受精作用產(chǎn)生子代，此過(guò)程的遺傳學(xué)原理是基因重組；a過(guò)程屬于單

倍體育種，其特點(diǎn)是能夠明顯縮短育種年限；c過(guò)程為多倍體育種；

單倍體育種與多倍體育種都需要使用秋水仙素，前者處理的是幼苗，

后者處理的是萌發(fā)的種子或幼苗；b過(guò)程是雜交育種，可通過(guò)不斷連

續(xù)自交淘汰發(fā)生性狀分離的個(gè)體，不斷提高純合率，F(xiàn)1基因型為

YyRr,兩對(duì)基因分別位于兩對(duì)同源染色體上，F(xiàn)2中yyRR的兒率是

1/16。故D選項(xiàng)符合題意。

3【答案】A

【解析】從題干中可知獲得的是隱性純合子(ddee),所以在F2中可以

直接獲得，通過(guò)雜交育種獲得這種個(gè)體要比單倍體育種快。故A選

項(xiàng)符合題意。

4.【答案】D

【解析】［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。］

5.【答案】D

【解析】［過(guò)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(guò)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(guò)程③是植物組織培養(yǎng)的過(guò)程，包括

脫分化和再分化兩個(gè)過(guò)程；通過(guò)圖中的篩選可以使抗病的基因頻率增

加。］

題組二基因工程

6.【答案】ABD

【解析】［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.【答案】B

【解析】[①過(guò)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(guò)程是基因的表達(dá)過(guò)程，原料中含有A、U、G、Co]

8【答案】D

【解析】“基因的表達(dá)”是指基因使遺傳信息以一定的方式反映到蛋白

質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)上這一過(guò)程，即必須獲得相應(yīng)蛋白質(zhì)才能說(shuō)明基因完成

了表達(dá)過(guò)程。四個(gè)選項(xiàng)中，A選項(xiàng)中檢測(cè)到基因，B選項(xiàng)中檢測(cè)到基

因及其mRNA,C選項(xiàng)中檢測(cè)到DNA序列，而只有D選項(xiàng)中提取到

了蛋白質(zhì)。故D選項(xiàng)符合題意。

9【答案】A

【解析】基因操作的第一步是獲取目的基因，獲取目的基因的方法是

用限制性核酸內(nèi)切酶切割DNA獲取目的基因。人工合成的目的基因

也要用限制性核酸內(nèi)切酶修飾，露出黏性末端，這樣才能與運(yùn)載體結(jié)

合?；虿僮鞯牡诙绞悄康幕蚺c運(yùn)載體結(jié)合，用到的工具酶是限

制酶和DNA連接酶，限制酶與提取目的基因時(shí)用的是同一種，這樣

才能切出相同的黏性末端，然后用DNA連接酶把目的基因與運(yùn)載體

的黏性末端的主鏈連接，而不是把黏性末端的堿基連接。故A選項(xiàng)

符合題意。

題組三應(yīng)用提升

10.【答案】B

【解析】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。

11【答案】D

【解析】由⑦到⑨的過(guò)程是通過(guò)有絲分裂來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而基因重組發(fā)

生在減數(shù)分裂過(guò)程中，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。

12【答案】（1）雜交從F2代開(kāi)始發(fā)生性狀分離單倍體明顯縮

短育種年限（2）花藥離體培養(yǎng)（3）基因突變X射線、紫外線、激

光亞硝酸、硫酸二乙酯、秋水仙素（理化因素需各說(shuō)出一項(xiàng)）種子

萌動(dòng)后進(jìn)行細(xì)胞分裂，DNA在復(fù)制過(guò)程中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(xì)胞分裂時(shí)，抑制紡錘體形成，引

起染色體數(shù)目加倍

（5）基因工程（或DNA拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)或轉(zhuǎn)基因技術(shù)）植

物組織培養(yǎng)（6）克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，大大擴(kuò)展了可用于

雜交的親本組合范圍

題后反思

（1）雜交育種選育的時(shí)間是從F2代開(kāi)始，原因是從