zzzzzzzzzzzzzzzzzzz像科學家一樣思考：如何培育耐寒水稻？——圍繞“基因工程”大概念的二輪復習2026屆高考生物二輪精準復習

情境導入近年來，由于氣候變化異常，極端氣候發(fā)生頻繁，每年因低溫冷害導致我國水稻減產300~500萬噸。培育耐低溫水稻對于我國糧食安全具有重要意義。亞洲栽培稻有兩個亞種——秈（xian）稻和粳(jing)稻。秈稻主要種植在我國南方，而粳稻具備了耐低溫特性，主要分布在我國北方。思考：（1）結合所學育種方式，獲得耐低溫水稻的解決策略有哪些？倒春寒枯死的秧苗秈米（南方絲苗米）粳米（東北珍珠米）資料補充資料1：2018年，我國學者揭示bZIP73基因對水稻低溫耐受性影響。群體分析表明，bZIP73基因在粳稻與秈稻間僅有一個脫氧核苷酸差別（粳稻G，秈稻A），攜帶粳稻型bZIP73的水稻品種更適應低溫環(huán)境，緩解極端氣候（如倒春寒）導致的產量損失。

思考：若要培育耐寒秈稻，選擇哪種育種方式最合適？科研人員將粳稻耐寒型基因（bZIP73）導入秈稻品種中，培育耐寒型水稻新品種。2基因表達載體的構建3將目的基因導入受體細胞4目的基因的檢測與鑒定1目的基因的篩選與獲取基因工程培育耐寒秈稻的思路：耐寒粳稻提取耐寒型bZIP73基因

問題探究一：獲取目的基因（2023重慶高考改編）科研人員通過PCR從粳稻的DNA分子中獲取耐寒型基因（bZIP73）。請設計PCR擴增bZIP73基因時需添加的引物。耐寒型bZIP73基因序列引物1

引物2

AD3’5’5’3’-3’-5’5’3’3’5’5’3’5’-CGCCAGCACC-3’5’-GAGCGGAGCC-3’（2023重慶高考改編）科研人員通過PCR從粳稻的DNA分子中獲取耐寒型基因（bZIP73）。請設計PCR擴增bZIP73基因時需添加的引物。思考：

該過程至少需要經過幾次循環(huán)才能得到bZIP73基因？耐寒型bZIP73基因序列3次

問題探究一：獲取目的基因小組活動：PCR技術從粳稻DNA分子上獲取在bZIP73基因至少要經過幾次循環(huán)才能得到bZIP73基因？請用教具模擬該動態(tài)變化過程。

問題探究一：獲取目的基因3’5’5’3’引物引物引物引物粳稻DNA分子目的基因5’3’5’5’第一次循環(huán)第二次循環(huán)3’5’第三次循環(huán)3’3’小組活動：PCR技術從粳稻DNA分子上獲取在bZIP73基因至少要經過幾次循環(huán)才能得到bZIP73基因？請用教具模擬該過程。

問題探究一：獲取目的基因（2021山東高考改編）科研人員將粳稻耐冷型基因（bZIP73）導入農桿菌的Ti質粒中。圖中Ampr為氨芐青霉素抗性基因，Tetr為四環(huán)素抗性基因。過程③應選用哪種限制酶切割質粒？2基因表達載體的構建啟動子啟動子

問題探究二：限制酶的選擇bZIP73基因1.保證啟動子、終止子、標記基因、復制原點、目的基因的完整。2、使目的基因按正確的方向插入啟動子和終止子之間。

任務四（1）目的基因兩端不含限制酶識別位點，如何在目的基因兩端添加限制酶識別序列？思考：科研人員將粳稻耐冷型基因（bZIP73）導入農桿菌的Ti質粒中。其操作流程及可能用到的限制酶如下圖所示，圖中Ampr為氨芐青霉素抗性基因，Tetr為四環(huán)素抗性基因。bZIP73基因

問題探究三：改造目的基因（2）限制酶識別序列添加在引物的5’還是3’端，為什么？5’-GAGCGGAGCC-3’3’-CCACGACCGC-5’課后任務，完善引物設計。引物設計原則小結

以下限制酶序列均為5’→3’方向

問題探究三：改造目的基因①5’-GAGCTC②GGATCC-3’1.引物與模板鏈的3’端的序列互補，長度通常在20-30個堿基。2.一對引物之間不能相互配對。3.若添加限制酶識別序列，應加在引物的5’端。2基因表達載體的構建3將目的基因導入受體細胞4目的基因的檢測與鑒定1目的基因的篩選與獲取基因工程培育耐寒秈稻的過程：耐寒粳稻提取耐寒型bZIP73基因構建重組Ti質粒秈稻細胞導入植物組培耐寒秈稻？思考：（1）表達載體經農桿菌導入秈稻細胞，此過程有幾次導入和篩選？bZIP73基因

問題探究四：目的基因的檢測與鑒定抗氨芐青霉素不抗四環(huán)素（2）轉化成功的農桿菌抗性特點

（2024安徽卷節(jié)選）（4）使用BamHI和salI限制酶處理質粒和X基因，連接后轉化大腸桿菌，并涂布在無抗生素平板上（如圖）。在此基礎上，進一步篩選含目的基因菌株的實驗思路是

。

問題探究四：目的基因的檢測與鑒定在平板中添加氯霉素，再將在含氯霉素的培養(yǎng)基中生長的菌落利用影印法影印到添加四環(huán)素的培養(yǎng)基中，在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基中不能正常生長的菌落即為目的菌株。含四環(huán)素構建基因表達載體導入受體細胞含氯霉素含四環(huán)素轉化失敗轉化空質粒轉化重組質粒深入探究

問題探究四：目的基因的檢測與鑒定萊德伯格(Lederbergj.和LederergE.M.1952)影印平板培養(yǎng)法：把長有許多菌落的母種培養(yǎng)皿倒置于包有一層滅菌絲絨布的木質圓柱印章上，使其均勻地沾滿來自母培養(yǎng)皿平板上的菌落。然后可把這一“印章”上的菌落接種到不同的選擇性培養(yǎng)基平板上。思考：構建好的表達載體經農桿菌導入秈稻細胞，此過程有幾次篩選？如何進行檢測和鑒定？啟動子啟動子bZIP73基因對轉基因耐寒秈稻，幾個水平上的檢測和鑒定？選必三P82

問題探究四：目的基因的檢測與鑒定中國“雙抗稻1號”通過疊加qCTB7（耐寒）與TT1（耐高溫）基因，在云貴高原實現-2℃至42℃跨度種植，產量較傳統品種提高15%。

任務六思考：結合拓展知識，科研人員還可以利用什么方式培育耐寒秈稻？利用PCR定點突變改造秈稻bZIP73基因，培育耐冷型水稻新品種。資料：bZIP73基因在粳稻與秈稻間僅有一個脫氧核苷酸差別（粳稻G，秈稻A），攜帶粳稻型bZIP73的水稻品種更適應低溫環(huán)境。拓展延伸點突變技術——大引物PCR拓展延伸

任務六思考：結合拓展知識，科研人員還可以利用什么方式改造秈稻？利用基因編輯技術改造秈稻bZIP73基因。拓展延伸必修二P85中國農業(yè)部僅僅在2023年，一年之內就批準了轉基因的新品種113個（頒發(fā)證書）。部分證書如下圖所示：基因的結構和功能一個方向四幅圖二條引物三種酶一個核心和四個關鍵點真題疑難點核苷酸鏈5’→3’

引物1和2（大小引物）限制酶、DNA聚合酶、DNA連接酶PCR圖、凝膠電泳圖、遺傳系譜圖、變異圖肺炎鏈球菌的轉化實驗，不僅證明了遺傳物質是DNA，還證明了DNA可以在同種生物個體間轉移。DNA雙螺旋結構模型，DNA的半保留復制，中心法則，遺傳密碼破譯體外進行了DNA的改造，成功構建了第一個體外重組DNA分子。DNA序列分析DNA合成儀農桿菌轉化法發(fā)明PCR,為獲取目的基因提供了有效手段。細菌質粒有自我