考綱要求展示知識內(nèi)容要求生物變異在育種上的應(yīng)用Ⅱ轉(zhuǎn)基因食品的安全性Ⅰ知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建第1、2節(jié)雜交育種與誘變育種、基因工程及其應(yīng)用二、基因工程1．基因工程的原理概念：又叫________技術(shù)或________技術(shù)。按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來，加以________，然后放到另一種生物的細胞里，________地改造生物的遺傳性狀。步驟：提取________基因→目的基因與________結(jié)合→將目的基因?qū)隷_______細胞→目的基因的________與檢測。2.基因工程的應(yīng)用：作物育種、________、環(huán)境保護。一、育方法的比較育種方法雜交育種誘變育種單倍體育種多倍體育種基因工程育種細胞融合技術(shù)原理基因重組基因突變?nèi)旧w變異染色體變異基因重組基因重組、染色體變異方法雜交↓自交↓選種↓自交輻射、誘變花藥離體培養(yǎng)，后加倍秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗目的基因引入生物體內(nèi)，培育新品種不同生物原生質(zhì)體融合，同種生物細胞可融合為多倍體優(yōu)點①使位于不同個體的優(yōu)良性狀集中到一個個體上；②操作簡便提高變異頻率、加速育種進程或大幅度地改良某些性狀①明顯縮短育種年限；②所得品種為純合子器官巨大，提高產(chǎn)量和營養(yǎng)成分打破物種界限，定向改變生物的性狀按照人們的意愿改變細胞內(nèi)遺傳物質(zhì)或獲得細胞產(chǎn)品，且克服了遠緣雜交不親和的障礙缺點①育種時間長②不能克服遠緣雜交不親和的障礙有利變異少，須大量處理實驗材料(有很大盲目性)技術(shù)復(fù)雜且須與雜交育種配合只適用于植物，發(fā)育延遲，結(jié)實率低有可能引發(fā)生態(tài)危機技術(shù)難度高舉例矮稈抗銹病小麥青霉素高產(chǎn)菌株、太空椒單倍體育種獲得的矮稈抗銹病小麥三倍體無子西瓜、八倍體小黑麥產(chǎn)生人胰島素的大腸桿菌、抗蟲棉白菜—甘藍、番茄—馬鈴薯二、根據(jù)不同育種需求選擇不同的育種方法從基因組成上看，目標基因可能是純合體，可防止后代發(fā)生性狀分離，便于制種和推廣；也有可能是雜合體，即利用雜種優(yōu)勢的原理，如雜交水稻的培育、玉米的制種等。(1)若要培育隱性性狀個體，可用自交或雜交，只要出現(xiàn)該性狀即可。(2)有些植物如小麥、水稻等，雜交實驗較難操作，則最簡便的方法是自交。(3)若要快速獲得純種，則用單倍體育種方法(與雜交配合)。(4)若實驗植物為營養(yǎng)繁殖如土豆、地瓜等，則只要出現(xiàn)所需性狀即可，不需要培育出純種。(5)若要培育原先沒有的性狀，則可用誘變育種。1.進行雜交育種的個體一定是進行有性生殖的個體，只進行無性生殖的個體無法通過雜交育種的方法培育新品種；2.雜交育種只能利用已有的基因重新組合，按需選擇，并不產(chǎn)生新的基因；誘變育種屬于分子水平育種，只有此種育種方法能夠產(chǎn)生新基因。【例1】

(2010·江蘇高考·T6)育種專家在稻田中發(fā)現(xiàn)一株十分罕見的“一稈雙穗”植株，經(jīng)鑒定該變異性狀是由基因突變引起的。下列敘述正確的是(

)A.這種現(xiàn)象是由顯性基因突變成隱性基因引起的B.該變異株自交可產(chǎn)生這種變異性狀的純合個體C.觀察細胞有絲分裂中期染色體形態(tài)可判斷基因突變發(fā)生的位置D.將該株水稻的花粉離體培養(yǎng)后即可獲得穩(wěn)定遺傳的高產(chǎn)品系【解析】A項，基因突變往往只改變一個基因，由顯性基因突變成隱性基因?qū)儆陔[性突變，一般不改變表現(xiàn)型，由此判斷A項錯誤；B項，連續(xù)自交屬于雜交育種中的核心過程，其目的是獲得能夠穩(wěn)定遺傳的個體(純合體)，由此判斷B項正確；C項，觀察細胞有絲分裂中期圖像只能觀察到染色體，不能觀察到基因，由此判斷C項錯誤；D項，該過程屬于單倍體育種，花粉離體培養(yǎng)后獲得的是單倍體，再經(jīng)秋水仙素(低溫)處理才可獲得穩(wěn)定遺傳的高產(chǎn)品系，由此判斷D項錯誤。

【答案】B1.(2009·廣東高考)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，過程如下。請回答問題：(1)從對該種除草劑敏感的二倍體水稻植株上取花藥離體培養(yǎng)，誘導成____________幼苗。(2)用γ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行組織培養(yǎng)，誘導植株再生后，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)對抗性的遺傳基礎(chǔ)做進一步研究，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________________?！敬鸢浮?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基因發(fā)生了突變基因工程及其應(yīng)用一、基因工程操作的基本步驟二、基因工程的操作工具1.限制性核酸內(nèi)切酶(1)存在：微生物細胞內(nèi)，其作用是切割外源DNA分子。(2)特性：一種限制性核酸內(nèi)切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DNA分子。(3)結(jié)果：產(chǎn)生兩個帶有黏性末端或平末端的DNA片段。2.DNA連接酶(1)成分：蛋白質(zhì)。(2)作用：連接兩個DNA片段的黏性末端，形成磷酸二酯鍵。(3)結(jié)果：催化形成重組DNA分子。3.質(zhì)粒(常用運載體)(1)成分：小型環(huán)狀DNA分子。(2)作用：運載目的基因進入宿主細胞，并進行大量復(fù)制。(3)作為目的基因運載體的條件：①能在宿主細胞內(nèi)穩(wěn)定保存并大量復(fù)制；②有多個限制性核酸內(nèi)切酶切位點；③有標記基因?！纠?】

(2010·浙江理綜·T30)蘇云金芽孢桿菌產(chǎn)生的毒蛋白能使螟蟲死亡。研究人員將表達這種毒蛋白的抗螟蟲基因轉(zhuǎn)入非糯性抗稻瘟病水稻的核基因組中，培育出一批轉(zhuǎn)基因抗螟水稻。請回答：(1)染色體主要由________組成，若要確定抗螟基因是否已整合到水稻的某一染色體上，方法之一是測定該染色體的________。(2)選用上述抗螟非糯性水稻與不抗螟糯性水稻雜交得到F1，從F1中選取一株進行自交得到F2，F(xiàn)2的結(jié)果如下表：表現(xiàn)型抗螟非糯性抗螟糯性不抗螟非糯性不抗螟糯性個體數(shù)142485016分析表中數(shù)據(jù)可知，控制這兩對性狀的基因位于________染色體上，所選F1植株的表現(xiàn)型為________。親本中抗螟非糯性水稻可能的基因型最多有________種。(3)現(xiàn)欲試種這種抗螟水稻，需檢驗其是否為純合子，請用遺傳圖解表示檢驗過程(顯、隱性基因分別用B、b表示)，并作簡要說明。(4)上表中的抗螟水稻均能抗稻瘟病(抗稻瘟病為顯性性狀)，請簡要分析可能的原因。①_________________________________________。②_________________________________________?！窘馕觥咳旧w主要由DNA和細胞核中的組蛋白組成，可以通過測定染色體上的DNA序列來檢測抗螟基因是否已整合到水稻的染色體上；(2)分析F2的結(jié)果可知，抗螟∶不抗螟＝3∶1、非糯性∶糯性＝3∶1，所以抗螟對不抗螟為顯性，非糯性對糯性為顯性，且基因位于常染色體上，且F1植株的表現(xiàn)型為抗螟非糯性且為雙雜合子；抗螟非糯性水稻為雙顯性個體，基因型可能最多有四種；(3)欲判斷抗螟水稻是否為純合子，可以采用自交或測交的方法，自交的情況下如果后代全是抗螟則親本中的抗螟水稻為純合子，如果出現(xiàn)3∶1的性狀分離比，則親本中的抗螟水稻為雜合子；測交的情況下如果后代全是抗螟，則親本中的抗螟水稻為純合子，如果出現(xiàn)1∶1的性狀分離比，則親本中的抗螟水稻為雜合子；(4)上表中為F1自交得到的F2的結(jié)果，所以可能是F1中抗稻瘟病這對性狀為純合子，所以自交后代不發(fā)生性狀分離，F(xiàn)2全是能夠抗稻瘟病的純合子，也有可能是抗稻瘟病的基因和抗螟基因位于一條染色體上，這樣二者連鎖遺傳，使得抗螟水稻均能抗稻瘟病。【答案】(1)DNA和組蛋白DNA序列(2)非同源(兩對)抗螟非糯性4(3)(4)①選取的F1是抗稻瘟病純合子②抗螟基因與抗稻瘟病基因位于同一條染色體上育種方法的選擇在具體育種工作中，應(yīng)針對不同的育種目標采取不同的育種方案，現(xiàn)總結(jié)如下表：育種目標育種方案集中雙親優(yōu)良性狀單倍體育種(明顯縮短育種年限)雜交育種(耗時較長，但簡便易行)對原品系實施“定向”改造基因工程及細胞工程(植物體細胞雜交)讓原品系產(chǎn)生新性狀(無中生有)誘變育種(可提高變異頻率，期望獲得理想性狀)對原品種性狀進行“增大”或“加強”多倍體育種保持原品種的“優(yōu)良”特性，且快速繁殖植物組織培養(yǎng)、動物體細胞克隆(或胚