1、江蘇省如東縣馬塘中學(xué)2013屆高三生物一輪復(fù)習(xí) 從雜交育種到基因工程學(xué)案 蘇教版【基礎(chǔ)知識(shí)梳理】一、雜交育種與誘變育種雜交育種誘變育種原理過(guò)程選擇 的親本通過(guò)雜交獲得F1， ，從中篩選獲得需要的類型利用射線和化合物等理化因素誘導(dǎo)分裂的細(xì)胞發(fā)生 ，并選取需要的類型應(yīng)用 ，提高農(nóng)作物單位面積產(chǎn)量；培育優(yōu)良家畜、家禽主要用于【思考】：雜交育種發(fā)生適用于什么生物？發(fā)生在什么過(guò)程中的什么時(shí)期？ 誘變育種適用于什么生物？發(fā)生在什么過(guò)程中？二、基因工程1基本工具(1)基因的剪刀是 。(2)基因的針線是 。(3)常用的運(yùn)載體有 。2操作步驟(1)寫(xiě)出基因工程的四個(gè)步驟： (2)第二步的操作用到什么工具？ ?！?/p>

2、思考】：怎樣確認(rèn)目的基因已被導(dǎo)入受體細(xì)胞？基本工具的本質(zhì)是什么？3應(yīng)用(1)作物育種：利用基因工程，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 的作物新品種，如 。(2)藥物研制：利用基因工程，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 、 、乙肝疫苗等。(3)環(huán)境保護(hù)：如利用 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4轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性2001年5月，我國(guó)國(guó)務(wù)院公布了農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理?xiàng)l例，對(duì)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物的 、生產(chǎn)和加工、經(jīng)營(yíng)和進(jìn)出口等作了具體規(guī)定。【構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)】【考綱解讀】考點(diǎn)一：基因工程高考中常涉及基因工

3、程的簡(jiǎn)單應(yīng)用，轉(zhuǎn)基因生物及轉(zhuǎn)基因食品的安全性等知識(shí)，在2013年高考中仍會(huì)呈現(xiàn)?；蚬こ痰幕竟ぞ叩奶攸c(diǎn)及操作步驟亦是?？键c(diǎn)，不容忽視。例1通過(guò)DNA重組技術(shù)使原有基因得以改造的動(dòng)物稱為轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。運(yùn)用這一技術(shù)可使羊奶中含有人體蛋白質(zhì)，下圖表示了這一技術(shù)的基本過(guò)程，在該過(guò)程中所用的基因“剪刀”能識(shí)別的序列和切點(diǎn)是GGATCC，請(qǐng)回答：(1)從羊染色體中“剪下”羊蛋白質(zhì)基因的酶是_ _。人體蛋白質(zhì)基因“插入”后連接在羊體細(xì)胞染色體中需要的酶是_。(2)人體蛋白質(zhì)基因之所以能“插入”到羊的染色體內(nèi)，原因是_。(3)將人體蛋白質(zhì)基因?qū)胙蝮w內(nèi)并成功地表達(dá)，使羊產(chǎn)生新的性狀。這種變異屬于_，這里“成功

4、地表達(dá)”的含義是_。(4)你認(rèn)為此類羊產(chǎn)生的奶安全可靠嗎？理由是什么？【歸納】(1) 限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶的作用部位都是脫氧核苷酸之間形成的 (不是氫鍵)，只是一個(gè)切開(kāi)，一個(gè)連接。(2) 限制性核酸內(nèi)切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 ；第二步中兩種工具酶都用到。(3) 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)游離的脫氧核苷酸加到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，DNA聚合酶和DNA連接酶作用的化學(xué)鍵相同，都是 。(4) 質(zhì)粒是

5、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 ，其基本單位為 。(5) 原核生物基因(如抗蟲(chóng)基因來(lái)自蘇云金芽孢桿菌)可為真核生物(如棉花)提供目的基因。(6) 基因工程可按照人們的意愿定向培育新品種，且可突破生殖隔離，實(shí)現(xiàn)不同物種間的基因重組?？键c(diǎn)二：生物變異在育種中的應(yīng)用高考中通常以實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題、圖解題形式考查生物育種的原理、流程、優(yōu)缺點(diǎn)等，綜合性強(qiáng)。預(yù)計(jì)2013年有可能與遺傳規(guī)律、細(xì)胞增殖和分化等知識(shí)聯(lián)系，與生產(chǎn)生活、最新科技成果等結(jié)合命制實(shí)驗(yàn)題目，對(duì)該考點(diǎn)進(jìn)行考查。例2(2012安徽百校聯(lián)考)下圖為水稻的幾種不同育種方法示意圖，據(jù)圖

6、回答下列問(wèn)題：(1)B常用的方法是_，用到秋水仙素的過(guò)程有_(用圖中字母表示)。(2)打破物種界限的育種方法是_ _(用圖中的字母表示)，該方法所運(yùn)用的原理_。(3)假設(shè)你想培育一個(gè)穩(wěn)定遺傳的水稻品種，它的性狀都是由隱性基因控制的，其最簡(jiǎn)單的育種方法是_；如果都是由顯性基因控制的，為縮短育種時(shí)間常采用的方法是_。(用圖中的字母表示)(4)現(xiàn)有三個(gè)水稻品種，的基因型為aaBBDD，的基因型為AAbbDD，的基因型為AABBdd，三對(duì)等位基因分別位于三對(duì)同源染色體上?，F(xiàn)運(yùn)用雜交育種方法利用以上三個(gè)品種獲得基因型為aabbdd的植株(用文字簡(jiǎn)要描述獲得過(guò)程即可)： _ _ ?！拘〗Y(jié)】方法原理常用方法

7、優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)代表實(shí)例雜交育種操作簡(jiǎn)單，目標(biāo)性強(qiáng)育種年限長(zhǎng)矮稈抗病小麥誘變育種輻射誘變、激光誘變等提高突變率，加速育種進(jìn)程有利變異少，需處理實(shí)驗(yàn)材料多高產(chǎn)青霉素菌株多倍體育種操作簡(jiǎn)單，并可以在較短時(shí)間內(nèi)獲得新品種新品種發(fā)育遲緩、結(jié)實(shí)率低，在動(dòng)物中無(wú)法開(kāi)展無(wú)子西瓜、八倍體小黑麥單倍體育種技術(shù)復(fù)雜，需要與雜交育種配合“京花一號(hào)” 小麥基因工程育種將一種生物特定的基因轉(zhuǎn)移到另一種生物細(xì)胞中有可能引發(fā)生態(tài)危機(jī)轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉【實(shí)驗(yàn)】育種方法的選擇例3糧食是人類生存的基本條件，提高單位面積糧食的產(chǎn)量、質(zhì)量是解決糧食問(wèn)題的主要途徑之一。(1)為提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，得到抗倒伏、抗銹病等優(yōu)良性狀，科學(xué)家往往采取多種育種方

8、法來(lái)培育符合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要求的新品種。根據(jù)下面提供的材料，設(shè)計(jì)育種方案，以便最快得到所需品種。非生物材料：可自選。生物材料有：A水稻的高稈(顯性)抗銹病(顯性)純種 B水稻的矮稈(隱性)不抗銹病(隱性)純種C水稻的高稈(顯性)不抗銹病(隱性)純種要得到能直接應(yīng)用于生產(chǎn)的具有抗倒伏、抗銹病等優(yōu)良性狀的品種，該品種應(yīng)是_。所選擇的生物材料：_(填寫(xiě)代表生物材料的字母)。育種過(guò)程中運(yùn)用的最常見(jiàn)的方法是_。預(yù)期產(chǎn)生這種結(jié)果(所需性狀類型)的概率是_。如果從播種到獲得種子需要一年，則獲得該品種植株至少需要_年。(2) 隨著科技的發(fā)展，許多新的育種方法已經(jīng)出現(xiàn)并投入使用。用普通小麥和黑麥培育的八倍體小黑麥的原

9、理是_。航天育種是目前的一個(gè)熱門(mén)話題，如“神七”就搭載了萌發(fā)著的植物種子。那么利用這種方法是否一定能獲得人們所期望的理想性狀？為什么？_。螟蟲(chóng)是危害水稻的主要害蟲(chóng)之一。科學(xué)家為了減少農(nóng)藥的使用，希望培育出具有抗螟蟲(chóng)性狀的水稻新品種，最適合的育種方法是_，其原理是_?！緹狳c(diǎn)】雜交育種與雜種優(yōu)勢(shì)例4中國(guó)農(nóng)業(yè)部驗(yàn)收組2011年9月19日公布，袁隆平指導(dǎo)的“Y兩優(yōu)2號(hào)”百畝超級(jí)雜交稻試驗(yàn)田平均畝產(chǎn)926.6公斤，創(chuàng)中國(guó)大面積水稻畝產(chǎn)最高紀(jì)錄。超級(jí)雜交稻是通過(guò)形態(tài)改良和利用亞種間雜種優(yōu)勢(shì)相結(jié)合的技術(shù)路線來(lái)提高產(chǎn)量。請(qǐng)回答下面的問(wèn)題：(1)水稻的穗大(A)對(duì)穗小(a)為顯性?；蛐蜑锳a的水稻自交，子一代

10、中，基因型為_(kāi)的個(gè)體表現(xiàn)出穗小，應(yīng)淘汰；基因型為_(kāi)的個(gè)體表現(xiàn)出穗大，需進(jìn)一步自交和選育；按照這種自交淘汰選育的育種方法，理論上第n代種子中雜合子的比例是_。(2)水稻的晚熟(B)對(duì)早熟(b)為顯性，請(qǐng)回答利用現(xiàn)有純合子水稻品種，通過(guò)雜交育種方法培育純合大穗早熟水稻新品種的問(wèn)題。培育純合大穗早熟水稻新品種，選擇的親本基因型分別是_和_。兩親本雜交的目的是_。將F1所結(jié)種子種下去，長(zhǎng)出的水稻中表現(xiàn)為大穗早熟的幾率是_，在這些大穗早熟植株中約有_是符合育種要求的?！菊n堂練習(xí)】1(2011煙臺(tái)質(zhì)檢)以下說(shuō)法正確的是 ()A所有的限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列B質(zhì)粒是基因工程中唯一的運(yùn)載體C運(yùn)載體必

11、須具備的條件之一是：具有一個(gè)至多個(gè)限制酶切點(diǎn)，以便與外源基因連接DDNA連接酶使黏性末端的堿基之間形成氫鍵2用基因工程技術(shù)可使大腸桿菌合成人的蛋白質(zhì)，下列敘述不正確的是() A常用相同的限制性內(nèi)切酶處理目的基因和質(zhì)粒B可用含抗生素的培養(yǎng)基檢測(cè)大腸桿菌中是否導(dǎo)入了重組質(zhì)粒CDNA連接酶和RNA聚合酶是構(gòu)建重組質(zhì)粒必需的工具酶D導(dǎo)入大腸桿菌中的目的基因不一定能成功表達(dá)3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，高蔓(A)、感病(B)是顯性性狀。據(jù)圖分析回答：(1)過(guò)程表示的育種方式是_，F(xiàn)1自交獲得的F2中，高蔓抗病植株中純合體占_。(2)過(guò)程表示的育種方式是_，

12、可以取任一植株的適宜花藥作培養(yǎng)材料，培養(yǎng)得到的單倍體基因型有_種；用秋水仙素處理，使染色體數(shù)目加倍，獲得的二倍體植株的基因型分別是_。(3)過(guò)程表示的育種方式是_，葉肉細(xì)胞培育成轉(zhuǎn)基因植株的過(guò)程體現(xiàn)了細(xì)胞的_性。(4)過(guò)程表示的育種方式是_，該育種方法的優(yōu)點(diǎn)是_。例1、答案 (1)限制性核酸內(nèi)切酶DNA連接酶(2)人和羊DNA分子的空間結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成相同；有互補(bǔ)的堿基序列(答出其中一點(diǎn)即可)(3)基因重組人體蛋白質(zhì)基因在羊體細(xì)胞內(nèi)控制合成人體蛋白質(zhì)(4)安全，因?yàn)槟康幕驅(qū)胧荏w細(xì)胞后沒(méi)有改變，控制合成的人體蛋白質(zhì)成分沒(méi)有改變。(或不安全，因?yàn)槟康幕驅(qū)胧荏w細(xì)胞后，可能由于羊細(xì)胞中某些成分的影響，合成的蛋白質(zhì)成分可能發(fā)生一定的改變。)例2答案(1)花藥離體培養(yǎng)C、F(2)E基因重組(3)ADABC(4)與雜交得到雜交一代，雜交一代與雜交，得到雜交二代，雜交二代自交，可以得到基因型為aabbdd的種子，該種子可長(zhǎng)成基因型為aabbdd的植株例3答案(1)純合子(純種)A、B雜交、花藥離體培養(yǎng)、人工誘導(dǎo)