第第4講講 從雜交育種到基因工程從雜交育種到基因工程一、雜交育種和誘變育種雜交育種誘變育種概念將_集中在一起，再經(jīng)過選擇和培育，獲得新品種的方法利用_處理生物，使生物發(fā)生_，從而獲得優(yōu)良變異類型的育種方法知識梳理知識梳理雜交育種誘變育種原理_范圍_的生物所有生物方法雜交自交選優(yōu)自交物理_處理、化學(xué)_處理特點(diǎn)不能產(chǎn)生_，原有基因性狀的重新組合育種進(jìn)程緩慢提高_(dá)，加快育種進(jìn)程產(chǎn)生_，新性狀，大幅改良性狀盲目性大，有利變異_二、基因工程及其應(yīng)用1概念的理解基因工程別名基因拼接技術(shù)或_技術(shù)操作環(huán)境生物體體_操作對象_操作水平DNA_水平基本過程剪切、拼接、導(dǎo)入、表達(dá)結(jié)果_改造生物的遺傳性狀，獲得人類需要的_提醒：(1)基因工程的原理：基因重組。(2)優(yōu)點(diǎn)：與雜交育種相比較明顯的優(yōu)點(diǎn)：克服遠(yuǎn)緣雜交不親合障礙。與誘變育種相比較明顯的優(yōu)點(diǎn)：定向改造生物性狀，目的性強(qiáng)。2工具工具(1)基因的基因的“剪刀剪刀”：_(2)基因的基因的“針線針線”：_。(3)基因的基因的_：常用的有質(zhì)粒、噬菌體和動植物：常用的有質(zhì)粒、噬菌體和動植物病毒等，目的是將病毒等，目的是將_基因送入基因送入_細(xì)胞。細(xì)胞。3步驟提取目的基因目的基因與_結(jié)合將目的基因?qū)隷目的基因的_4基因工程的應(yīng)用自主核對：一、兩個(gè)或多個(gè)品種的優(yōu)良性狀通過交配物理因素或化學(xué)因素基因突變基因重組基因突變有性生殖射線誘變劑新基因突變率新基因少二、1.DNA重組外基因分子定向基因產(chǎn)物2.限制酶DNA連接酶運(yùn)載體目的受體3.運(yùn)載體受體細(xì)胞表達(dá)和檢測4.育種藥物環(huán)境1各種育種方式有何特點(diǎn)？2各種育種方式如何結(jié)合應(yīng)用？考點(diǎn)1遺傳育種的方法及原理名稱原理方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)應(yīng)用雜交育種基因重組培育純合子品種：雜交自交篩選出符合要求的表現(xiàn)型，通過自交到不發(fā)生性狀分離為止分散在同一物種不同品種中的多個(gè)優(yōu)良性狀集中于同一個(gè)體；操作簡便年年制種用純種高稈抗病小麥與矮稈不抗病小麥培育矮稈抗病小麥培育雜種優(yōu)勢品種：一般是選取純合雙親雜交雜交水稻、玉米考點(diǎn)突破考點(diǎn)突破名稱原理方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)應(yīng)用誘變育種基因突變物理：紫外線、X射線或射線、微重力、激光等處理，再篩選；化學(xué)：亞硝酸、硝酸二乙酯處理，再選擇提高變異頻率，加快育種進(jìn)程，大幅度改良某些性狀有利變異少，需大量處理實(shí)驗(yàn)材料(有很大盲目性)高產(chǎn)青霉菌單倍體育種染色體變異先將花藥離體培養(yǎng)，培養(yǎng)出單倍體植株；將單倍體幼苗經(jīng)一定濃度的秋水仙素處理獲得純合子；從中選擇優(yōu)良植株明顯縮短育種年限，子代均為純合子，加速育種進(jìn)程技術(shù)復(fù)雜且需與雜交育種配合用純種高稈抗病小麥與矮稈不抗病小麥快速培育矮稈抗病小麥名稱原理方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)應(yīng)用多倍體育種染色體變異用一定濃度的秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗操作簡單，能較快獲得所需品種所獲品種發(fā)育延遲，結(jié)實(shí)率低，一般只適用于植物三倍體無子西瓜、八倍體小黑麥基因工程育種基因重組提取目的基因一構(gòu)建基因表達(dá)載體轉(zhuǎn)入(導(dǎo)入受體細(xì)胞)目的基因的表達(dá)與檢測篩選獲得優(yōu)良個(gè)體目的性強(qiáng)，育種周期短；克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙技術(shù)復(fù)雜，安全性問題多，有可能引發(fā)生態(tài)危機(jī)轉(zhuǎn)基因“向日葵豆”、轉(zhuǎn)基因抗蟲棉細(xì)胞工程育種細(xì)胞的全能性去壁誘融組培；核移植和胚胎移植克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，可應(yīng)用于繁育優(yōu)良動物，搶救瀕危動物技術(shù)要求高白菜甘藍(lán)的培育、克隆羊“多利”應(yīng)用指南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，最簡捷、常規(guī)的育種方法雜交育種。3雜交育種選育的時(shí)間是F2，原因是從F2開始發(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。4雜交育種是通過雜交培育具有優(yōu)良性狀且能穩(wěn)定遺傳(純合子)的新品種，而雜種優(yōu)勢則是通過雜交獲得種子，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l(fā)生性狀分離。5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。6雜交育種與雜種優(yōu)勢的區(qū)別雜交育種是通過有性生殖，使不同的優(yōu)良性狀組合到后代的一個(gè)個(gè)體中，從而選育出優(yōu)良品種的方法。雜種優(yōu)勢是指基因型不同的個(gè)體雜交產(chǎn)生的雜交一代，在適應(yīng)能力等方面優(yōu)于兩個(gè)親本的現(xiàn)象。7不同育種目的的雜交育種的基本步驟及特點(diǎn)培育雜合子品種雜種優(yōu)勢的利用在農(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。a基本步驟：選取雙親P(、 )雜交F1。b特點(diǎn)：高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗性強(qiáng)，但種子只能種一年。培育純合子品種a培育隱性純合子品種的基本步驟選取雙親P(、 )雜交，F(xiàn)1自交F2選出表現(xiàn)型符合要求的個(gè)體種植推廣。b，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P(、 )雜交F1自交F2選出表現(xiàn)型符合要求的個(gè)體自交F3選出穩(wěn)定遺傳的個(gè)體推廣種植。c特點(diǎn)：操作簡單，但需要的時(shí)間較長。例1(2009南京期末)用純種的高稈(D)抗銹病(T)小麥與矮稈(d)易染銹病(t)小麥培育矮稈抗銹病小麥新品種的方法如下，下列有關(guān)此育種方法的敘述中，正確的是()A過程的作用原理為染色體變異過程的作用原理為染色體變異B過程必須經(jīng)過受精作用過程必須經(jīng)過受精作用C過程必須使用生長素處理幼苗過程必須使用生長素處理幼苗D此育種方法可選出符合生產(chǎn)要求的品種占此育種方法可選出符合生產(chǎn)要求的品種占1/4解析解析圖示為單倍體育種，過程原理為基因重組；圖示為單倍體育種，過程原理為基因重組；是將花藥培養(yǎng)為幼苗，屬于植物組織培養(yǎng)；過程應(yīng)該用一定是將花藥培養(yǎng)為幼苗，屬于植物組織培養(yǎng)；過程應(yīng)該用一定濃度的秋水仙素處理幼苗。濃度的秋水仙素處理幼苗。答案答案D對點(diǎn)訓(xùn)練1小麥?zhǔn)且环N重要的糧食作物，改善小麥的遺傳性狀是科學(xué)工作者不斷努力的目標(biāo)下圖是遺傳育種的一些途徑。(1)以矮稈易感病以矮稈易感病(ddrr)和高稈抗病和高稈抗病(DDRR)小麥為親本進(jìn)小麥為親本進(jìn)行雜交，培育矮稈抗病小麥品種過程中，行雜交，培育矮稈抗病小麥品種過程中，F(xiàn)1自交產(chǎn)生自交產(chǎn)生F2，其中，其中矮稈抗病類型出現(xiàn)的比例是矮稈抗病類型出現(xiàn)的比例是_，選，選F2矮稈抗病類型連矮稈抗病類型連續(xù)自交、篩選，直至續(xù)自交、篩選，直至_。(2)如想在較短時(shí)間內(nèi)獲得上述新品種小麥，可選圖中_(填字母)途徑所用的方法。其中的F環(huán)節(jié)是_。(3)科學(xué)工作者欲使小麥獲得燕麥抗銹病的性狀，應(yīng)該選擇圖中_(填字母)表示的技術(shù)手段最為合理可行，該技術(shù)手段主要包括：_。(4)小麥與玉米雜交，受精卵發(fā)育初期出現(xiàn)玉米染色體在細(xì)胞分裂時(shí)全部丟失的現(xiàn)象，將種子中的胚取出進(jìn)行組織培養(yǎng)，得到的是小麥_植株。(5)兩種親緣關(guān)系較遠(yuǎn)的植物進(jìn)行雜交，常出現(xiàn)雜交不親和現(xiàn)象，這時(shí)可采用_技術(shù)手段進(jìn)行處理。(6)圖中的遺傳育種途徑，_(填字母)所表示的方法具有典型的不定向性。解析：圖中A、B為誘變育種，C、D為基因工程育種，E、F、G為單倍體育種，H、I為細(xì)胞工程育種，J、K為多倍體育種；(1)用矮稈易感病(ddrr)和高稈抗病(DDRR)小麥為親本進(jìn)行雜交，培育矮稈抗病小麥品種的過程叫做雜交育種，F(xiàn)2中矮稈抗病類型出現(xiàn)的比例是3/16，讓F2矮稈抗病類型連續(xù)自交、篩選，直至不再發(fā)生性狀分離，即新的品種培育成功；(2)要盡快獲得矮稈抗病類型新品種，應(yīng)該采用圖中E、F、G單倍體育種的方式；(3)欲使小麥獲得燕麥抗銹病的性狀，應(yīng)該是用基因工程的育種方式，其過程包括：提取目的基因、目的基因與運(yùn)載體結(jié)合、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、目的基因的檢測和表達(dá)；(4)小麥與玉米雜交后，由于發(fā)育初期受精卵中玉米染色體全部丟失，胚細(xì)胞中只剩下小麥生殖細(xì)胞中的染色體，因此將胚取出進(jìn)行組織培養(yǎng)，得到的是小麥單倍體植株；(5)要克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，需要采用細(xì)胞工程育種的方式，讓兩個(gè)物種的體細(xì)胞融合，通過組織培養(yǎng)的方式培養(yǎng)雜種細(xì)胞，即可得到新的物種；(6)誘變育種、雜交育種都是不定向的過程。答案：(1)3/16不再發(fā)生性狀分離(2)E、F、G花藥離體培養(yǎng)(3)C、D提取目的基因、目的基因與運(yùn)載體結(jié)合、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、目的基因的檢測和表達(dá)(4)單倍體(5)植物體細(xì)胞雜交(6)A、B考點(diǎn)2基因工程1基因工程的原理(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基因工程操作的工具(1)限制性核酸內(nèi)切酶基因的“剪刀”存在場所：主要是存在于微生物細(xì)胞中。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，并且能夠在特定的切點(diǎn)上切割DNA分子。作用結(jié)果：得到平末端或黏性末端。(2)DNA連接酶基因的“針線”作用：連接限制性核酸內(nèi)切酶切開的斷口。常用的種類及來源：分類不同點(diǎn)EcoliDNA連接酶T4DNA連接酶來源大腸桿菌T4噬菌體作用只連接黏性末端連接黏性末端、平末端(3)運(yùn)載體運(yùn)載體基因的運(yùn)輸工具基因的運(yùn)輸工具作為運(yùn)載體必須具備的條件：作為運(yùn)載體必須具備的條件：能夠在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定地保存。能夠在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定地保存。含有多個(gè)限制酶切點(diǎn)，以便和外源基因相連。含有多個(gè)限制酶切點(diǎn)，以便和外源基因相連。含有標(biāo)記基因，以便于篩選。含有標(biāo)記基因，以便于篩選。3基因工程與基因重組比較項(xiàng)目基因重組基因工程不同點(diǎn)重組方式同一物種的不同基因不同物種間的不同基因繁殖方式有性生殖無性生殖變異大小小大意義是生物變異的來源之一，對生物進(jìn)化有重要意義使人類有可能按自己的意愿直接定向地改造生物，培育出新品種相同點(diǎn)都實(shí)現(xiàn)了不同基因間的重新組合，都能使生物產(chǎn)生變異應(yīng)用指南1基因工程的三種工具中，限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶是基因操作過程中的酶工具，化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)。但它們的功能不同，前者切割磷酸二酯鍵，后者連接磷酸二酯鍵。而運(yùn)載體可能是質(zhì)?；虿《?。2限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶都是一類酶，不是一種酶。3DNA連接酶與DNA聚合酶的不同DNA聚合酶只能將單個(gè)核苷酸加到已有的核酸片段的3末端的羥基上；而DNA連接酶是在兩個(gè)DNA片段之間形成磷酸二酯鍵，不是在單個(gè)核苷酸與DNA片段之間形成磷酸二酯鍵。DNA聚合酶是以一條DNA鏈為模板，將單個(gè)核苷酸通過磷酸二酯鍵形成一條與模板鏈互補(bǔ)的DNA鏈；而DNA連接酶是將DNA雙鏈上的兩個(gè)缺口同時(shí)連接起來，因此DNA連接酶不需要模板。4基因重組發(fā)生于有性生殖中，不能打破生殖隔離，而基因工程則可實(shí)現(xiàn)異種生物的基因轉(zhuǎn)移。5基因工程可使受體獲得新的基因，表現(xiàn)出新的性狀，該技術(shù)可看作是一種廣義的基因重組。6轉(zhuǎn)基因動、植物的培育，因其細(xì)胞全能性不同，外源基因的受體、細(xì)胞也不同。培育轉(zhuǎn)基因動物的受體細(xì)胞一般為受精卵；培育轉(zhuǎn)基因植物的受體細(xì)胞可用生殖細(xì)胞，也可用體細(xì)胞。基因工程常需與其他工程技術(shù)配合，才能實(shí)現(xiàn)目的。例2下列有關(guān)基因工程中限制酶的描述，錯誤的是()A一種限制酶只能識別一種特定的脫氧核苷酸序列B限制酶的活性受溫度影響C限制酶能識別和切割RNAD限制酶可從原核生物中提取答案C對點(diǎn)訓(xùn)練2人體細(xì)胞內(nèi)含有抑制癌癥發(fā)生的p53基因，生物技術(shù)可對此類基因的變化進(jìn)行檢測。(1)目的基因的獲取方法通常包括_和_。(2)圖表示從正常人和患者體內(nèi)獲取的p53基因的部分區(qū)域。與正常人相比，患者在該區(qū)域的堿基會發(fā)生改變，在上圖中用方框圈出發(fā)生改變的堿基對；這種變異被稱為_。(3)已知限制酶E識別序列為CCGG，若用限制酶E分別完全切割正常人和患者的p53基因部分區(qū)域(見上圖)，那么正常人的會被切成_個(gè)片段；而患者的則被切割成長度為_對堿基和_對堿基的兩種片段。(4)如果某人的p53基因部分區(qū)域經(jīng)限制酶E完全切割后，共出現(xiàn)170、220、290和460堿基對的四種片段，那么該人的基因型是_(以P表示正?；?，P表示異?；?。解析：(1)目的基因通常從細(xì)胞中直接分離或通過化學(xué)方法人工合成。(2)對比正常人和患者p53基因部分區(qū)域的堿基對序列可知：正常基因中的CG堿基對被TA堿基對替換而成為異?；颉?3)由圖示知：正常人的p53基因部分區(qū)域有2個(gè)限制酶切割位點(diǎn)，用限制酶E對正常人的該基因區(qū)域進(jìn)行切割，將得到長度分別為290對堿基、170對堿基和200對堿基3個(gè)片段。異常基因因堿基替換而失去一個(gè)限制酶E的切割位點(diǎn)，故用限制酶E切割患者的p53基因部分區(qū)域，只能得到長度為460對堿基和220對堿基的2種片段。(4)若某人的該基因區(qū)域用限制酶E完成切割后，共出現(xiàn)170、290、220和460堿基對4種片段。說明該人既有正常基因，又有異常基因，故該人基因型為PP。答案：(1)從細(xì)胞中分離通過化學(xué)方法人工合成(2)見下圖基因堿基對的替換基因堿基對的替換(基因突變基因突變)(3)3460220(4)PP考點(diǎn)3實(shí)驗(yàn)面面觀：探究性生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法探究性生物學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)在明確實(shí)驗(yàn)要求、目的的前提下，遵循實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)“操作方便、程序合理、藥品節(jié)約、依據(jù)現(xiàn)象推測結(jié)論”的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，一般可分為以下幾個(gè)環(huán)節(jié)；1理論假設(shè)的提出根據(jù)題目要求，確定實(shí)驗(yàn)的條件即實(shí)驗(yàn)變量x，實(shí)驗(yàn)中要注意控制無關(guān)“變量”。一般只確定一個(gè)變量，即在一定條件下唯一一個(gè)對實(shí)驗(yàn)結(jié)果可能產(chǎn)生影響的變量。在此基礎(chǔ)上提出理論假設(shè)，它常?？梢悦枋鰹椋骸爱?dāng)條件x存在時(shí)，事件P(實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象)可能發(fā)生；當(dāng)條件x改變時(shí)，若事件P發(fā)生，能得出何結(jié)論：當(dāng)事件P不發(fā)生，能得出何結(jié)論。 2設(shè)計(jì)探究性假設(shè)分五個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行：實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備，包括必要的實(shí)驗(yàn)器材及實(shí)驗(yàn)藥品的準(zhǔn)備；滿足條件x，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，觀察事件P能否發(fā)生；條件x改變，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，觀察事件P能否發(fā)生，發(fā)生的程度如何？設(shè)計(jì)對照實(shí)驗(yàn)。梳理，實(shí)驗(yàn)是否遵循“單因子變量”、“平行重復(fù)”原則。3觀察、記錄和結(jié)論仔細(xì)觀察并準(zhǔn)確記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象做出相應(yīng)的結(jié)論。應(yīng)用指南1若條件x存在，事件P能發(fā)生，條件x改變，事件P不能發(fā)生(或發(fā)生程度改變)，結(jié)論是“_”。2若條件x存在，事件P能發(fā)生，條件x改變，事件P能發(fā)生(或發(fā)生程度改變)，結(jié)論是“_”。3若條件x存在，事件P不能發(fā)生，條件x改變，事件P能發(fā)生(或發(fā)生程度改變)，結(jié)論是“_”。例3已知桃樹中，樹體喬化與矮化為一對相對性狀(由等位基因D、d控制)，蟠桃果形與圓桃果形為一對相對性狀(由等位基因H、h控制)，蟠桃對圓桃為顯性。下表是桃樹兩個(gè)雜交組合的實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)：親本組合后代的表現(xiàn)型及其株數(shù)組別表現(xiàn)型喬化蟠桃喬化圓桃矮化蟠桃矮化圓桃甲喬化蟠桃矮化圓桃410042乙喬化蟠桃喬化圓桃3013014(1)根據(jù)組別_的結(jié)果，可判斷桃樹樹體的顯性性狀為_。(2)甲組的兩個(gè)親本基因型分別為_。(3)根據(jù)甲組的雜交結(jié)果可判斷，上述兩對相對性狀的遺傳不遵循自由組合定律。理由是：如果這兩對性狀的遺傳遵循自由組合定律，則甲組的雜交后代應(yīng)出現(xiàn)_種表現(xiàn)型，比例應(yīng)為_。(4)桃樹的蟠桃果形具有較高的觀賞性。已知現(xiàn)有蟠桃樹種均為雜合子，欲探究蟠桃是否存在顯性純合致死現(xiàn)象(即HH個(gè)體無法存活)，研究小組設(shè)計(jì)了以下遺傳實(shí)驗(yàn)，請補(bǔ)充有關(guān)內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)方案：_，分析比較子代的表現(xiàn)型及比例；預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論：如果子代_，則蟠桃存在顯性純合致死現(xiàn)象；如果子代_，則蟠桃不存在顯性純合致死現(xiàn)象。解析(1)乙組雜交親本均為喬化，雜交后代出現(xiàn)了矮化，可判斷喬化為顯性性狀。(2)把兩對性狀分別統(tǒng)計(jì)：喬化矮化喬化 矮化1 1，推知親本的基因型為Dddd；蟠桃圓桃蟠桃 圓桃1 1，推知親本基因型為Hhhh，由可知親本基因型為DdHhddhh。 (3)如果兩對相對性狀的遺傳符合自由組合定律，測交后代應(yīng)有四種表現(xiàn)型，比例為1 1 1 1。(4) 若存在顯性純合致死若存在顯性純合致死(HH死亡死亡)現(xiàn)象，則蟠桃現(xiàn)象，則蟠桃 圓桃圓桃2 1；若不存在顯性純合致死；若不存在顯性純合致死(HH存活存活)現(xiàn)象，則蟠桃現(xiàn)象，則蟠桃 圓桃圓桃3 1。本題考查遺傳的基本規(guī)律，難度較小，屬于考綱理解層本題考查遺傳的基本規(guī)律，難度較小，屬于考綱理解層次。解題關(guān)鍵在于把兩對性狀分開分析。次。解題關(guān)鍵在于把兩對性狀分開分析。 答案(1)乙喬化(2)DdHhddhh(3)41 1 1 1(4)蟠桃(Hh)自交(蟠桃與蟠桃雜交)表現(xiàn)型為蟠桃和圓桃，比例為2 1表現(xiàn)型為蟠桃和圓桃，比例為3 1例1利用蘇云金桿菌的抗蟲基因培育的抗蟲棉是否成功，最好檢測()A是否有抗生素產(chǎn)生B是否有目的基因表達(dá)C是否有抗蟲的性狀出現(xiàn)D是否能分離到目的基因解析本題易錯選B選項(xiàng)。本題問的是轉(zhuǎn)基因抗蟲棉培育是否成功，而考生在審題時(shí)常把它當(dāng)成基因工程操作步驟的第四步目的基因的檢測和表達(dá)來回答。要檢驗(yàn)導(dǎo)入了蘇云金桿菌抗蟲基因的棉花植株是否培育成功，需要做抗蟲的接種實(shí)驗(yàn)，以確定棉花是否有抗蟲的性狀出現(xiàn)，如果有抗蟲的性狀出現(xiàn)，則說明抗蟲棉培育成功了。答案C例22009年春節(jié)聯(lián)歡晚會上，航天英雄們手捧經(jīng)過太空育種的太空花，給全國人民拜年。下列相關(guān)敘述正確的是()A培育太空花依據(jù)的基本原理是基因重組B太空育種一定會出現(xiàn)人類需要的新品種C太空花的性狀是可以遺傳的D可以從太空花的紫色花瓣中提取紫色蛋白用作染料錯因分析對DNA連接酶的作用部位和作用特點(diǎn)不清易錯選B。解析太空育種的基本原理是基因突變，基因突變屬于可遺傳的變異；基因突變的頻率低且是不定向的，故不一定會出現(xiàn)我們需要的新品種；花瓣的紫色是由于液泡中含有花青素，而不是含有紫色蛋白，故不能從太空花的紫色花瓣中提取紫色蛋白用作染料。答案C典例1在用基因工程技術(shù)構(gòu)建抗除草劑的轉(zhuǎn)基因煙草過程中，下列操作錯誤的是()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)胞考查角度基因工程的工具及其應(yīng)用解析限制性核酸內(nèi)切酶用于提取目的基因和切割載體，煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，不能用限制性核酸內(nèi)切酶切割，A項(xiàng)錯誤；DNA連接酶可以連接具有相同黏性末端的目的基因和載體，B項(xiàng)正確；受體細(xì)胞可以是受精卵和體細(xì)胞，也可以是去除細(xì)胞壁的原生質(zhì)體，C項(xiàng)正確；目的基因?yàn)榭钩輨┗颍晕闯晒?dǎo)入目的基因的細(xì)胞不具有抗除草劑的能力，篩選時(shí)應(yīng)該用含除草劑的培養(yǎng)基篩選轉(zhuǎn)基因細(xì)胞，D項(xiàng)正確。答案A點(diǎn)評本題以培育轉(zhuǎn)基因煙草為載體全面考查綜合分析基因工程相關(guān)內(nèi)容的能力。難度適中，得分的關(guān)鍵是清楚限制性核酸內(nèi)切酶是用于DNA的切割。典例2如圖所示，科研小組用60Co照射棉花種子，誘變當(dāng)代獲得棕色(纖維顏色)新性狀，誘變1代獲得低酚(棉酚含量)新性狀。已知棉花的纖維顏色由一對基因(A、a)控制，棉酚含量由另一對基因(B、b)控制，兩對基因獨(dú)立遺傳。(1)兩個(gè)新性狀中，棕色是_性狀，低酚是_性狀。(2)誘變當(dāng)代中，棕色、高酚的棉花植株基因型是_，白色、高酚的棉花植株基因型是_。(3)棕色棉抗蟲能力強(qiáng)，低酚棉產(chǎn)量高。為獲得抗蟲高產(chǎn)棉花新品種，研究人員將誘變1代中棕色、高酚植株自交，每株自交后代種植在一個(gè)單獨(dú)的區(qū)域，從_的區(qū)域中得到純合棕色、高酚植株。請你利用該純合體作為一個(gè)親本，再從誘變1代中選擇另一個(gè)親本，設(shè)計(jì)一方案，盡快選育出抗蟲高產(chǎn)(棕色、低酚)的純合棉花新品種(用遺傳圖解和必要的文字表示)?？疾榻嵌扔N結(jié)合解析(1)由誘變當(dāng)代自交，誘變1代發(fā)生性狀分離可確定棕色為顯性性狀，低酚是隱性性狀。(2)由誘變當(dāng)代棕色、高酚自交結(jié)果，顏色發(fā)生性狀分離，高酚穩(wěn)定遺傳，可確定棕色高酚植株的基因型為AaBB，同理可確定白色高酚植株的基因型為aaBb。(3)誘變1代中棕色高酚植株有純合AABB和雜合的AaBB，自交不發(fā)生性狀分離的為純合體AABB。要培育棕色低酚的純合植株AAbb，需用AABB植株與誘變1代的白色低酚aabb植株雜交，因要求盡快選育則需用可明顯縮短育種年限的單倍體育種方法育種。答案(1)顯性隱性(2)AaBBaaBb (3)不發(fā)生性狀分離(或全為棕色棉，或沒有出現(xiàn)白色棉)表現(xiàn)為棕色、低酚表現(xiàn)為棕色、低酚(AAbb)性狀的植株即為所要選育的新性狀的植株即為所要選育的新品種品種點(diǎn)評本題主要考查遺傳定律及育種方法的應(yīng)用。題目難度適中，考查了學(xué)生對知識綜合運(yùn)用的能力。掌握由育種目的選用合適的育種方法及遺傳圖解的書寫要求是解答本題的關(guān)鍵。1兩個(gè)親本的基因型分別為AAbb和aaBB，這兩對基因按自由組合定律遺傳，要培育出基因型為aabb的新品種，最簡捷的方法是()A人工誘變育種B細(xì)胞工程育種C單倍體育種 D雜交育種答案：D隨堂過關(guān)隨堂過關(guān)2下列關(guān)于育種的敘述中，正確的是()A用物理因素誘變處理可提高突變率B誘變育種和雜交育種均可形成新的基因C三倍體植物不能由受精卵發(fā)育而來D誘變獲得的突變體多數(shù)表現(xiàn)出優(yōu)良性狀解析：物理因素如射線可以提高基因的突變率；雜交育種的原理是基因重組，并沒有形成新的基因；三倍體是指由受精卵發(fā)育而來，體細(xì)胞中含有三個(gè)染色體組的個(gè)體，如三倍體無子西瓜；誘變育種的原理是基因突變，而基因突變是不定向的。答案：A3填空回答下列問題：(1)水稻雜交育種是通過品種間雜交，創(chuàng)造新變異類型而選育新品種的方法。其特點(diǎn)是將兩個(gè)純合親本的_通過雜交集中在一起，再經(jīng)過選擇和培育獲得新品種。(2)若這兩個(gè)雜交親本各具有期望的優(yōu)點(diǎn)，則雜交后，F(xiàn)1自交能產(chǎn)生多種非親本類型，其原因是F1在_形成配子過程中，位于_基因通過自由組合，或者位于_基因通過非姐妹染色單體交換進(jìn)行重新組合。(3)假設(shè)雜交涉及到n對相對性狀，每對相對性狀各受一對等位基因控制，彼此間各自獨(dú)立遺傳。在完全顯性的情況下，從理論上講，F(xiàn)2表現(xiàn)型共有_種，其中純合基因型共有_種，雜合基因型共有_種。(4)從F2代起，一般還要進(jìn)行多代自交和選擇。自交的目的是_；選擇的作用是_。解析：(1)雜交育種的過程：根據(jù)育種目的選定親本雜交得到F1代；F1代自交得F2，在F2中出現(xiàn)性狀分離，從中選擇所需性狀。(2)雜交育種遵循的原理是基因重組(基因的自由組合定律)?；蛑亟M有兩種類型：一種類型是發(fā)生在減數(shù)第一次分裂前期，同源染色體非姐妹染色單體的交叉互換；另一種類型是發(fā)生在減數(shù)第一次分裂后期，非同源染色體上非等位基因自由組合。(3)具有n對獨(dú)立遺傳的相對性狀的純合親本雜交，理論上F2表現(xiàn)型有2n，基因型有3n種，其中純合基因型有2n種，雜合基因型有3n2n種。(4)雜交育種最終目的是獲得穩(wěn)定遺傳的純合子。答案：(1)優(yōu)良性狀(或優(yōu)良基因)(2)減數(shù)分裂非同源染色體上的非等位同源染色體上的非等位(3)2n2n3n2n(4)獲得基因型純合的個(gè)體保留所需的類型不同育種方法的選擇育種的根本目的是培育具有優(yōu)良性狀(抗逆性好、生活力強(qiáng)、產(chǎn)量高、品質(zhì)優(yōu)良)的新品種，以便更好地為人類服務(wù)。從基因組成上看，目標(biāo)植株可能是純合體，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(gè)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(shí)驗(yàn)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。(4)若實(shí)驗(yàn)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，可用誘變育種?！纠}】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(dǎo)成_幼苗。(2)用射線照射上述幼苗，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(gè)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(jìn)行組織培養(yǎng)，誘導(dǎo)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(jìn)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_。【解析】二倍體水稻通過花藥離體培養(yǎng)可形成單倍體幼苗。用射線對單倍體幼苗進(jìn)行照射的目的是誘導(dǎo)產(chǎn)生抗該除草劑的水稻幼苗，除草劑處理后葉片仍保持綠色的植株表明組織內(nèi)含有抗該除草劑的基因。單倍體幼苗經(jīng)秋水仙素處理后，使其染色體數(shù)加倍，從而獲得純合二倍體。選用抗性水稻與敏感水稻進(jìn)行雜交，如果F1表現(xiàn)為抗性，表明抗該除草劑為顯性性狀，如果F1表現(xiàn)敏感則表明抗該除草劑為隱性性狀。F1自交后得F2的性狀分離比15 1，可初步推測水稻的抗除草劑性狀由兩對基因控制，基因型為雙隱性時(shí)才表現(xiàn)抗該除草劑，否則表現(xiàn)為敏感型?！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(gè)基因發(fā)生了突變