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1、第十二章,高考成功方案 第1步,高考成功方案 第2步,高考成功方案 第3步,高考成功方案 第4步,一、杂交育种与诱变育种,基因重组,基因突变,具有不同优良性状,F1连续自交,基因突变,改良作物品质,农作物和 微生物,二、基因工程 1基本工具 (1)基因的剪刀是 。 (2)基因的针线是 。 (3)常用的运载体有 。,限制性核酸内切酶,DNA连接酶,质粒、噬菌体和动植物病毒等,2操作步骤 (1)写出基因工程的四个步骤： (2)第二步的操作用到什么工具？ 。,提取目的基因,目的基因与运载体结合,将目的基因导入受体细胞,目的基因的表达与检测,限制酶和DNA连接酶,(3)怎样确认目的基因已被导入受体细胞
2、？,若受体细胞表现出运载体“标记基因”所控制的性状，说明目的基因已被导入受体细胞。,3应用 (1)作物育种：利用基因工程，获得高产、稳产和具有优良 品质的农作物，培育出具有各种 的作物新品种，如 。 (2)药物研制：利用基因工程，培育转基因生物，利用转基 因生物生产出各种高质量、低成本的药品，如 、 、乙肝疫苗等。 (3)环境保护：如利用 降解有毒有害的化合物， 吸收环境中的重金属，分解泄漏的石油，处理工业废水等。,抗逆性,抗虫棉,胰岛素,干扰素,转基因细菌,4转基因生物和转基因食品的安全性 2001年5月，我国国务院公布了农业转基因生物安全管理条例，对农业转基因生物的 、生产和加工、经营和进
3、出口等作了具体规定。,研究和试验,做一题 例1 通过DNA重组技术使原有基因得以改造的动物称为转基因动物。运用这一技术可使羊奶中含有人体蛋白质，下图表示了这一技术的基本过程，在该过程中所用的基因“剪刀”能识别的序列和切点是GGATCC，请回答：,(1)从羊染色体中“剪下”羊蛋白质基因的酶是_。人 体蛋白质基因“插入”后连接在羊体细胞染色体中需要的酶是_。 (2)人体蛋白质基因之所以能“插入”到羊的染色体内，原因 是_。 (3)将人体蛋白质基因导入羊体内并成功地表达，使羊产生 新的性状。这种变异属于_，这里“成功地表达”的含义是_。 (4)你认为此类羊产生的奶安全可靠吗？理由是什么？,解析 本题
4、主要考查基因工程的一般步骤、操作工具、应用以及转基因技术的安全性等知识。(1)基因工程的基本操作中用到的工具酶是限制性核酸内切酶、DNA连接酶。(2)不同生物的DNA分子的化学组成和空间结构相同，即都具有相同的物质基础和结构基础。(3)人体蛋白质基因导入羊体内并成功地表达，使羊产生新的性状，这是将一种基因导入另一种生物，变异类型属于基因重组，目的基因成功表达的含义是人体蛋白质基因在羊体细胞内通过转录、翻译两个过程控制合成人体蛋白质。(4)为开放性的题目，但要注意回答的理由要与观点相对应。,答案 (1)限制性核酸内切酶 DNA连接酶 (2)人和羊DNA分子的空间结构、化学组成相同；有互补的碱基序
5、列(答出其中一点即可) (3)基因重组 人体蛋白质基因在羊体细胞内控制合成人体蛋白质 (4)安全，因为目的基因导入受体细胞后没有改变，控制合成的人体蛋白质成分没有改变。(或不安全，因为目的基因导入受体细胞后，可能由于羊细胞中某些成分的影响，合成的蛋白质成分可能发生一定的改变。),链一串 有关基因工程中的几个问题归纳 (1) 限制性核酸内切酶和DNA连接酶的作用部位都是脱氧核 苷酸之间形成的磷酸二酯键(不是氢键)，只是一个切开，一个连接。 (2) 限制性核酸内切酶在第一步和第二步操作中都用到，且 要求同一种酶，目的是产生相同的黏性末端；第二步中两种工具酶都用到。,(3) DNA酶即DNA水解酶，
6、是将DNA水解的酶；DNA聚 合酶是在DNA复制过程中，催化形成新DNA分子的酶，是将单个游离的脱氧核苷酸加到DNA片段上，需要模板；但DNA连接酶是将两个DNA片段的两个缺口同时连接，不需要模板，DNA聚合酶和DNA连接酶作用的化学键相同，都是磷酸二酯键。,(4) 质粒是最常用的运载体，不要把质粒同运载体等同，除 此之外，噬菌体和动植物病毒也可作为运载体。运载体的化学本质为DNA，其基本单位为脱氧核苷酸。 (5) 原核生物基因(如抗虫基因来自苏云金芽孢杆菌)可为真 核生物(如棉花)提供目的基因。 (6) 基因工程可按照人们的意愿定向培育新品种，且可突破 生殖隔离，实现不同物种间的基因重组。,
7、通一类 1(2011烟台质检)以下说法正确的是 ( ) A所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 B质粒是基因工程中唯一的运载体 C运载体必须具备的条件之一是：具有一个至多个限制 酶切点，以便与外源基因连接 DDNA连接酶使黏性末端的碱基之间形成氢键,解析：每一种限制酶只能识别一种(或者一类)特定的核苷酸序列，不同的限制酶所识别的序列不同；质粒是常用的运载体，但不是唯一的。DNA连接酶连接的是两个被限制酶切割的DNA片段的切口，即断开的磷酸二酯键，而不是碱基之间的氢键。 答案： C,2用基因工程技术可使大肠杆菌合成人的蛋白质，下列叙 述不正确的是 ( ) A常用相同的限制性内切酶处理目的基因
8、和质粒 B可用含抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了 重组质粒 CDNA连接酶和RNA聚合酶是构建重组质粒必需的工 具酶 D导入大肠杆菌中的目的基因不一定能成功表达,.,解析：构建重组质粒(重组DNA分子)必需的工具酶是DNA连接酶和限制性内切酶，RNA聚合酶的作用是催化合成RNA。 答案： C,做一题 例2 (2012安徽百校联考)下图为水稻的几种不同育种方法示意图，据图回答下列问题：,(1)B常用的方法是_，用到秋水仙素的过程 有_(用图中字母表示)。 (2)打破物种界限的育种方法是_(用图中的字母表 示)，该方法所运用的原理是_。 (3)假设你想培育一个稳定遗传的水稻品种，它的性状都是
9、 由隐性基因控制的，其最简单的育种方法是_；如果都是由显性基因控制的，为缩短育种时间常采用的方法是_。(用图中的字母表示),(4)现有三个水稻品种，的基因型为aaBBDD，的基因型 为AAbbDD，的基因型为AABBdd，三对等位基因分别 位于三对同源染色体上。现运用杂交育种方法利用以上 三个品种获得基因型为aabbdd的植株(用文字简要描述获 得过程即可)：_ _ _ _。,解析 图中A过程代表杂交、D过程代表自交、B过程代表花药离体培养、C和F过程代表用秋水仙素使染色体加倍、E过程代表基因工程。其中基因工程可以在任何生物之间进行，该技术的原理为基因重组。如果选育的性状都是隐性性状，最简单的
10、方法是杂交育种，因为隐性性状表现出来即为纯合，可稳定遗传，即AD过程；如选育的性状都是显性性状，用杂交育种年限比较长，可明显缩短育种年限的育种方法是单倍体育种，即ABC过程。三个水稻品种，基因型均为“双显一隐”的组合方式。要利,用杂交育种培育基因型为aabbdd的品种，可选择任意两个品种作亲本杂交得到杂交一代，然后杂交一代与剩下一个品种杂交得到杂交二代，杂交二代自交即可得到基因型为aabbdd的种子，由基因型为aabbdd的种子长成的植株即为符合要求的植株。,答案 (1)花药离体培养 C、F (2)E 基因重组 (3)AD ABC (4)与杂交得到杂交一代，杂交一代与杂交，得到杂交二代，杂交二
11、代自交，可以得到基因型为aabbdd的种子，该种子可长成基因型为aabbdd的植株,链一串 各种育种方式的比较,关键一点 (1)在所有育种方法中，最简便、常规的育种方法是杂交 育种，可以培育具有优良性状且能稳定遗传的新品种， 防止后代发生性状分离，便于制种和推广。 (2)杂交育种不一定都需要连续自交，若选育显性优良纯 种，则需要连续自交，直至性状不再发生分离；若选育 隐性优良纯种，则只要出现该性状即可。 (3)杂种优势是通过杂交获得种子，一般不是纯合子，在 杂种后代上表现出多个优良性状，但只能用杂种一代， 因为后代会发生性状分离，如杂交玉米的制种。,通一类 3为获得纯合高蔓抗病番茄植株，采用了
12、下图所示的方 法。图中两对相对性状独立遗传，高蔓(A)、感病(B)是显性性状。据图分析回答：,(1)过程表示的育种方式是_，F1自交获得的F2中，高蔓抗病植株中纯合体占_。 (2)过程表示的育种方式是_，可以取任一植株的适宜花药作培养材料，培养得到的单倍体基因型有_种；用秋水仙素处理，使染色体数目加倍，获得的二倍体植株的基因型分别是_。,(3)过程表示的育种方式是_，叶肉细胞培育成转基因植株的过程体现了细胞的_性。 (4)过程表示的育种方式是_，该育种方法的优点是_。,解析：过程表示的育种方法是杂交育种，F2中高蔓抗病植株的基因型为A_bb，则其中纯合体占1/3。过程表示的是单倍体育种，方法是
13、先花药离体培养得到单倍体幼苗，再用秋水仙素处理，使染色体数目加倍，获得纯合体。F1的基因型为AaBb，所以单倍体育种得到的纯合二倍体基因型有4种。过程为基因工程育种。过程为诱变育种，其优点是可以提高突变率，在短时间内获得更多的变异类型。,答案：(1)杂交育种 1/3 (2)单倍体育种 4 AAbb、aabb、AABB、aaBB (3)基因工程育种 全能 (4)诱变育种 可以提高突变率，在短时间内获得更多的变异类型,做一题 例3 粮食是人类生存的基本条件，提高单位面积粮食的产量、质量是解决粮食问题的主要途径之一。 (1)为提高农作物的产量，得到抗倒伏、抗锈病等优良性 状，科学家往往采取多种育种方
14、法来培育符合农业生 产要求的新品种。根据下面提供的材料，设计育种方 案，以便最快得到所需品种。非生物材料：可自选。生 物材料有：,A水稻的高秆(显性)抗锈病(显性)纯种 B水稻的矮秆(隐性)不抗锈病(隐性)纯种 C水稻的高秆(显性)不抗锈病(隐性)纯种 要得到能直接应用于生产的具有抗倒伏、抗锈病等优良性状的品种，该品种应是_。,所选择的生物材料：_(填写代表生物材料的字母)。 育种过程中运用的最常见的方法是_。 预期产生这种结果(所需性状类型)的概率是_。如果从播种到获得种子需要一年，则获得该品种植株至少需要_年。,(2) 随着科技的发展，许多新的育种方法已经出现并投入 使用。 用普通小麦和黑麦培育的八倍体小黑麦的原理是_。 航天育种是目前的一个热门话题，如“神七”就搭载了萌发着的植
