《2018版高中生物 第2章 生物科學(xué)與農(nóng)業(yè) 第2節(jié) 現(xiàn)代生物技術(shù)在育種上的應(yīng)用學(xué)案 新人教版選修2.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018版高中生物 第2章 生物科學(xué)與農(nóng)業(yè) 第2節(jié) 現(xiàn)代生物技術(shù)在育種上的應(yīng)用學(xué)案 新人教版選修2.doc（16頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

第2節(jié)　現(xiàn)代生物技術(shù)在育種上的應(yīng)用 [課程目標(biāo)]導(dǎo)航 1.描述轉(zhuǎn)基因技術(shù)育種和細(xì)胞雜交育種等現(xiàn)代育種技術(shù)。 2.列舉現(xiàn)代育種技術(shù)在實踐中應(yīng)用的實例，探討其前景。 3.關(guān)注轉(zhuǎn)基因生物及其產(chǎn)品引發(fā)的社會問題。 知識點1　轉(zhuǎn)基因技術(shù) [知識梳理] 1.轉(zhuǎn)基因技術(shù)育種 (1)概念 轉(zhuǎn)基因技術(shù)是指按照人們的意愿，把一種生物的某個基因克隆出來，加以修飾和改造，再轉(zhuǎn)移到另一種生物的細(xì)胞里，從而定向地改造生物的遺傳性狀。 (2)內(nèi)容 目的基因的制備和目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的過程。 (3)操作流程 基因分離→目的基因→目的基因與載體結(jié)合→目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞→轉(zhuǎn)化組織或細(xì)胞→植株再生→轉(zhuǎn)化與未轉(zhuǎn)化的植株→篩選→轉(zhuǎn)基因植株→移苗入土→選優(yōu)。 2.轉(zhuǎn)基因植物的實例 (1)1983年第一例轉(zhuǎn)基因植物——轉(zhuǎn)基因煙草。 (2)轉(zhuǎn)基因耐貯藏番茄。 (3)轉(zhuǎn)基因抗蟲作物：轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲棉、抗蟲玉米、抗蟲楊樹和抗蟲甘藍(lán)，轉(zhuǎn)植物蛋白酶抑制劑基因、轉(zhuǎn)外源凝集素基因的轉(zhuǎn)基因水稻、轉(zhuǎn)基因棉。 (4)抗除草劑作物：抗除草劑玉米、油菜、大豆、棉等。 3.轉(zhuǎn)基因動物的實例 (1)1982年美國科學(xué)家將大鼠的生長激素基因注射到小白鼠的受精卵中，獲得第一只轉(zhuǎn)基因“超級小鼠”。 (2)動物轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用：提高產(chǎn)仔數(shù)或產(chǎn)蛋數(shù)；提高抗病能力；研制乳腺生物反應(yīng)器；提高動物生長速率；改善肉的品質(zhì)。 [活學(xué)活用] 1.以下有關(guān)基因工程的敘述中錯誤的是(　　) A.馬鈴薯的葉肉細(xì)胞可用做受體細(xì)胞 B.目的基因的成功導(dǎo)入是目的基因在受體細(xì)胞中表達(dá)的前提 C.采用“基因文庫法”獲得目的基因是最常用的獲得目的基因的方法 D.一般采用同一種限制酶分別處理質(zhì)粒和含目的基因的DNA 解析　基因文庫法是獲取目的基因的常用方法之一，常用方法還有PCR技術(shù)和化學(xué)方法人工合成等。具體用哪一種方法，需根據(jù)目的基因的特點等綜合考慮，如核苷酸序列已知的較小的基因，可用化學(xué)方法直接人工合成。 答案　C 2.番茄在運輸和貯藏過程中常會出現(xiàn)由于過早成熟而腐爛變質(zhì)的現(xiàn)象。應(yīng)用基因工程技術(shù)，通過抑制某種促進(jìn)果實成熟激素的合成，可使番茄貯藏時間延長，培育成耐貯藏的番茄新品種。請回答： (1)在培育轉(zhuǎn)基因番茄的操作中，所用的基因的“剪刀”是________，基因的“針線”是________，基因的“運輸工具”是________。 (2)與雜交育種、誘變育種相比，通過基因工程來培育新品種的主要優(yōu)點是________、________、________。 解析　本題重點考查轉(zhuǎn)基因技術(shù)在育種過程中的應(yīng)用，同時考查了轉(zhuǎn)基因技術(shù)的操作工具及優(yōu)點。在培育轉(zhuǎn)基因作物的過程中，需要用同一種限制性核酸內(nèi)切酶在目的基因和載體DNA的特定位點上切割，使兩者產(chǎn)生相同的黏性末端，然后再用DNA連接酶將目的基因和載體連在一起，由載體將目的基因轉(zhuǎn)入到受體細(xì)胞中。 答案　(1)限制性核酸內(nèi)切酶　DNA連接酶　載體　(2)目的性強　性狀穩(wěn)定快　克服了種間基因不能交流的限制 [歸納總結(jié)] 1.轉(zhuǎn)基因技術(shù)的定義 轉(zhuǎn)基因技術(shù)是指按照人們的意愿，把一種生物的某個基因克隆出來，加以修飾和改造，再轉(zhuǎn)移到另一種生物的細(xì)胞里，從而定向地改造生物的遺傳性狀。 轉(zhuǎn)基因技術(shù)主要涉及兩個方面的內(nèi)容：目的基因的制備和目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的過程。 2.轉(zhuǎn)基因技術(shù)的主要步驟(如下圖所示) 3.將目的基因?qū)氩煌荏w細(xì)胞的比較 細(xì)胞種類 植物細(xì)胞 動物細(xì)胞 微生物細(xì)胞 常用方法 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法(還有基因槍法、花粉管通道法) 顯微注射法 Ca2＋處理法 受體細(xì)胞 體細(xì)胞 受精卵 原核細(xì)胞 轉(zhuǎn)化過程 目的基因插入Ti質(zhì)粒的T－DNA上→農(nóng)桿菌→導(dǎo)入植物細(xì)胞→整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上→表達(dá) 目的基因表達(dá)載體提純→取卵(受精卵)→顯微注射→受精卵發(fā)育→獲得具有新性狀的動物個體 Ca2＋處理細(xì)胞→感受態(tài)細(xì)胞→基因表達(dá)載體與感受態(tài)細(xì)胞混合→感受態(tài)細(xì)胞吸收重組DNA分子 知識點2　細(xì)胞雜交育種 [知識梳理] 1.細(xì)胞雜交 指將同類或不同類生物體的原生質(zhì)體或體細(xì)胞，在一定的物理或化學(xué)條件下進(jìn)行融合形成雜種細(xì)胞，再創(chuàng)造條件將雜種細(xì)胞培養(yǎng)成完整的雜種生物個體。 思考：糧食危機威脅著人類的生存，你能想辦法培育如圖所示的馬鈴薯—番茄植株嗎？ 提示：采用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)，可以獲得地上結(jié)番茄、地下結(jié)馬鈴薯的植物，提高立體產(chǎn)量。 2.雜交過程 3.獲得原生質(zhì)體 酶解法：植物細(xì)胞放在含有纖維素酶、果膠酶的無菌混合酶液中消化數(shù)小時，將細(xì)胞壁分解，得到原生質(zhì)體。 4.誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合 (1)過程：原生質(zhì)體融合包括細(xì)胞膜融合→細(xì)胞質(zhì)融合→細(xì)胞核融合。 (2)方法 ①物理法：如振動、電刺激等。 ②化學(xué)法：聚乙二醇能夠使原生質(zhì)體緊密接觸，導(dǎo)致細(xì)胞膜融合。 [活學(xué)活用] 下列關(guān)于動物細(xì)胞融合和植物體細(xì)胞雜交的比較中，正確的是(　　) A.誘導(dǎo)融合的方法完全相同 B.所用的技術(shù)手段完全相同 C.所采用的原理完全相同 D.都能形成雜種細(xì)胞 解析　解答此題需從以下幾方面入手分析：首先，兩種細(xì)胞工程技術(shù)中都要進(jìn)行細(xì)胞融合，融合的技術(shù)基本相同，但不能說完全相同；第二，除動物細(xì)胞的融合常用滅活的病毒作誘導(dǎo)劑外，其他誘導(dǎo)方法二者基本相同；第三，二者采用的原理基本相同，動物細(xì)胞融合的原理是細(xì)胞膜的流動性，最終形成的是雜種細(xì)胞，植物體細(xì)胞雜交的原理是細(xì)胞的全能性和細(xì)胞膜的流動性，最終由雜種細(xì)胞形成雜種植株。 答案　D [歸納總結(jié)] 1.植物體細(xì)胞雜交技術(shù) (1)定義 將不同種植物的體細(xì)胞，在一定條件下融合成雜種細(xì)胞，并把雜種細(xì)胞培育成新的植物體的技術(shù)。 (2)原理 細(xì)胞膜的流動性、植物細(xì)胞的全能性。 (3)過程(如下圖所示) (4)誘導(dǎo)融合方法 ①物理方法：離心、振動、電刺激。 ②化學(xué)方法：聚乙二醇(PEG)。 (5)與植物體細(xì)胞雜交過程有關(guān)的幾個問題 ①植物體細(xì)胞雜交是用兩個來自于不同植物的體細(xì)胞融合成一個雜種細(xì)胞，并把雜種細(xì)胞培育成新植株的方法。由此可以看出，植物體細(xì)胞雜交包括植物細(xì)胞融合和植物組織培養(yǎng)兩方面。其生殖方式為無性生殖。 ②植物體細(xì)胞融合的實質(zhì)是不同植物體細(xì)胞的原生質(zhì)體相融合。 ③植物體細(xì)胞融合的障礙是細(xì)胞外的細(xì)胞壁，可用纖維素酶和果膠酶將細(xì)胞壁分解掉。 ④形成融合細(xì)胞的類型：體細(xì)胞融合成功以后，既有AB型雜種細(xì)胞，又能形成AA型和BB型兩種融合細(xì)胞，但只有AB型細(xì)胞是植物體細(xì)胞雜交所形成的雜種細(xì)胞，因此在雜種細(xì)胞形成后還應(yīng)有一個篩選過程。 ⑤植物體細(xì)胞雜交育種的優(yōu)點和局限性 優(yōu)點：植物體細(xì)胞雜交的最大突破是克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的種間或?qū)匍g障礙。 局限性：由于目前仍有許多理論和技術(shù)問題沒有解決，不能讓雜種植株按照人們的需要表現(xiàn)出親代的優(yōu)良性狀。 2.動物細(xì)胞雜交 (1)含義 動物細(xì)胞融合也稱細(xì)胞雜交，是指兩個或多個動物細(xì)胞結(jié)合形成一個細(xì)胞的過程。融合后形成的具有原來兩個或多個細(xì)胞遺傳信息的單核細(xì)胞，稱為雜交細(xì)胞。 (2)原理 細(xì)胞膜的流動性。 (3)動物細(xì)胞融合的過程 多核體―→雜種細(xì)胞 (4)誘導(dǎo)融合的方法 ①物理法：離心、振動、電刺激。 ②化學(xué)法：聚乙二醇(PEG)。 ③生物法：滅活的病毒(動物細(xì)胞融合特有的促融劑)，滅活是指用物理或化學(xué)手段使病毒或細(xì)菌失去感染能力，但是并不破壞這些病原體的抗原結(jié)構(gòu)。 (5)應(yīng)用 動物細(xì)胞融合最重要的用途是制備單克隆抗體。迄今為止，已經(jīng)實現(xiàn)了人—鼠、人—猴、人—蛙等種間個體的細(xì)胞雜交，獲得雜交細(xì)胞，但尚未獲得雜種動物。 3.植物體細(xì)胞雜交和動物細(xì)胞雜交的比較(見下表) 比較項目 植物體細(xì)胞雜交 動物細(xì)胞雜交 原理 細(xì)胞膜的流動性、細(xì)胞的全能性 細(xì)胞膜的流動性 細(xì)胞融合前的處理 去除細(xì)胞壁后誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合 使細(xì)胞分散后誘導(dǎo)細(xì)胞融合 誘導(dǎo)手段 離心、電刺激、振動、聚乙二醇等誘導(dǎo) 離心、電刺激、振動、聚乙二醇等誘導(dǎo)，還有滅活的病毒誘導(dǎo) 用途 克服遠(yuǎn)緣雜交不親和障礙，獲得雜種植株 制備單克隆抗體的技術(shù)之一 共同點 都能產(chǎn)生雜種細(xì)胞 4.生物育種技術(shù)比較 技術(shù) 原理 優(yōu)點 缺點 誘變育種 基因突變 提高生物變異的頻率，可大幅度改良某些性狀，縮短育種進(jìn)程 盲目性大，需大量處理實驗材料 雜交育種 基因重組 使位于不同個體的優(yōu)良性狀集中于一個個體 周期長，難以克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙 單倍體育種 染色體變異 獲得個體均為純種，明顯縮短育種年限 技術(shù)復(fù)雜，需要與雜交育種配合 多倍體育種 染色體變異 器官大，提高產(chǎn)量和某些營養(yǎng)成分含量 適用于植物，動物方面難以開展 基因工程育種 分子遺傳學(xué)原理 打破物種界限，定向地改造生物遺傳性狀 易造成基因污染 細(xì)胞工程育種 細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)原理 克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙；擴大了用于雜交的親本組合范圍；定向改造生物遺傳性狀 不能按人們的需要表現(xiàn)出親代的優(yōu)良性狀 知識點3　乳腺生物反應(yīng)器 [知識梳理] 1.優(yōu)點 ①產(chǎn)量高；②質(zhì)量好；③成本低；④易提取。 2.操作過程 用基因工程技術(shù)實現(xiàn)動物乳腺生物反應(yīng)器的操作過程與轉(zhuǎn)基因動物操作過程相同。為了將目標(biāo)產(chǎn)品在奶中形成，需要使用乳腺組織中特異表達(dá)的啟動子，要在編碼目的蛋白質(zhì)的基因序列前加上乳腺組織中特異表達(dá)的啟動子構(gòu)建成表達(dá)載體。操作過程大致歸納為：獲取目的基因(例如血清白蛋白基因)→構(gòu)建基因表達(dá)載體(在血清白蛋白基因前加特異表達(dá)的啟動子)→顯微注射導(dǎo)入哺乳動物受精卵中→形成胚胎→將胚胎送入母體→發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動物(只有在產(chǎn)下的雌性個體中，轉(zhuǎn)入的基因才能表達(dá))。 3.缺點 只能是雌性個體在泌乳期時才能應(yīng)用。 4.成果 已在乳腺生物反應(yīng)器中表達(dá)了抗凝血酶、血清白蛋白、生長激素和α抗胰蛋白酶等重要醫(yī)藥產(chǎn)品。 [活學(xué)活用] 乳腺生物反應(yīng)器可用于(　　) A.動物抗病育種 B.生產(chǎn)藥用蛋白 C.治療人類疾病 D.分泌大量乳汁 解析　乳腺生物反應(yīng)器是讓某些特定基因在哺乳動物體內(nèi)表達(dá)，使這些哺乳動物的乳汁中含有人類所需要的物質(zhì)，如激素、抗體和酶類。 答案　B [隨堂練習(xí)]鞏固 1.下列關(guān)于轉(zhuǎn)基因植物的敘述，正確的是(　　) A.轉(zhuǎn)入到油菜的抗除草劑基因，可能通過花粉傳入環(huán)境中 B.轉(zhuǎn)抗蟲基因的植物，不會導(dǎo)致昆蟲群體抗性基因頻率增加 C.動物的生長激素基因轉(zhuǎn)入植物后不能表達(dá) D.如轉(zhuǎn)基因植物的外源基因來源于自然界，則不存在安全性問題 解析　若把抗除草劑基因?qū)胗筒说募?xì)胞核中，則會在減數(shù)分裂時進(jìn)入配子，然后隨花粉進(jìn)入環(huán)境?？瓜x植物會對捕食它的昆蟲群體進(jìn)行自然選擇，導(dǎo)致昆蟲群體抗性基因頻率增加。條件允許時，動物基因同樣可以在植物體內(nèi)表達(dá)，在修飾和改造后也可以在原核生物體內(nèi)表達(dá)。轉(zhuǎn)基因生物的外源基因不管是來源于自然界還是由人工合成，都可能存在安全性問題。 答案　A 2.采用基因工程的方法培育抗蟲棉，下列導(dǎo)入目的基因的做法正確的是(　　) ①將毒素蛋白注射到棉受精卵中　②將編碼毒素蛋白的DNA序列注射到棉受精卵中?、蹖⒕幋a毒素蛋白的DNA序列與質(zhì)粒重組導(dǎo)入細(xì)菌，用該細(xì)菌感染棉花體細(xì)胞，再進(jìn)行組織培養(yǎng)?、軐⒕幋a毒素蛋白的DNA序列與質(zhì)粒重組，注射到棉花子房，并進(jìn)入受精卵 A.①② B.②③ C.③④ D.①④ 解析　將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的時候，是通過限制酶和DNA連接酶將目的基因和運載體結(jié)合起來，然后導(dǎo)入受體細(xì)胞的。將毒素蛋白直接注射到棉受精卵中和將編碼毒素蛋白的DNA序列注射到棉受精卵中是不對的，沒有載體的幫助，它們不能表達(dá)。顯微注射法是將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞常用的方法。 答案　C 3.植物體細(xì)胞雜交過程是(　　) A.用酶解法去掉細(xì)胞壁，分離出有活力的原生質(zhì)體 B.以人工誘導(dǎo)法使兩個不同植物的原生質(zhì)體融合 C.用植物組織培養(yǎng)法培養(yǎng)融合的原生質(zhì)體得到雜種植株 D.通過以上三者來完成 解析　植物體細(xì)胞雜交過程實際上是不同植物體細(xì)胞原生質(zhì)體融合，融合后形成的雜種細(xì)胞進(jìn)一步經(jīng)組織培養(yǎng)形成雜種植株的過程。 答案　D 4.植物體細(xì)胞雜交要先去除細(xì)胞壁的原因是(　　) A.植物體細(xì)胞的結(jié)構(gòu)組成中不包括細(xì)胞壁 B.細(xì)胞壁使原生質(zhì)體失去活力 C.細(xì)胞壁阻礙了原生質(zhì)體的融合 D.細(xì)胞壁不是原生質(zhì)的組成部分 解析　細(xì)胞壁阻礙了植物體細(xì)胞的雜交，所以在細(xì)胞工程中首先就要去掉細(xì)胞壁，分離出有活力的原生質(zhì)體。 答案　C 5.世界上培育的第一種轉(zhuǎn)基因植物和我國政府批準(zhǔn)大面積種植的第一種轉(zhuǎn)基因植物分別是(　　) A.抗玉米螟轉(zhuǎn)基因玉米和轉(zhuǎn)基因金大米 B.轉(zhuǎn)基因金大米和轉(zhuǎn)基因油菜 C.轉(zhuǎn)基因煙草和轉(zhuǎn)基因抗蟲棉 D.抗除草劑大豆和轉(zhuǎn)基因抗蟲棉 解析　世界上培育的第一種轉(zhuǎn)基因植物是轉(zhuǎn)基因煙草，我國政府批準(zhǔn)大面積種植的第一種轉(zhuǎn)基因植物是轉(zhuǎn)基因抗蟲棉。 答案　C 6.下列關(guān)于利用胚胎工程技術(shù)繁殖優(yōu)質(zhì)奶羊的敘述，錯誤的是(　　) A.對受體母羊與供體母羊進(jìn)行同期發(fā)情處理 B.人工授精后的一定時間內(nèi)，收集供體原腸胚用于胚胎分割 C.利用胚胎分割技術(shù)可以獲得兩個基因型完全相同的胚胎 D.一次給受體母羊植入多個胚胎可增加雙胞胎和多胞胎的比例 解析　進(jìn)行胚胎分割要用桑椹胚或囊胚期的胚胎。 答案　B 7.(2015課標(biāo)Ⅰ，40)HIV屬于逆轉(zhuǎn)錄病毒，是艾滋病的病原體?；卮鹣铝袉栴}： (1)用基因工程方法制備HIV的某蛋白(目的蛋白)時，可先提取HIV中的________，以其作為模板，在________的作用下合成________，獲取該目的蛋白的基因，構(gòu)建重組表達(dá)載體，隨后導(dǎo)入受體細(xì)胞。 (2)從受體細(xì)胞中分離純化出目的蛋白，該蛋白作為抗原注入機體后，刺激機體產(chǎn)生的可與此蛋白結(jié)合的相應(yīng)分泌蛋白是________，該分泌蛋白可用于檢測受試者血清中的HIV，檢測的原理是__________________________。 (3)已知某種菌導(dǎo)致的肺炎在健康人群中罕見，但是在艾滋病患者中卻多發(fā)。引起這種現(xiàn)象的根本原因是HIV主要感染和破壞了患者的部分________細(xì)胞，降低了患者免疫系統(tǒng)的防衛(wèi)功能。 (4)人的免疫系統(tǒng)有________癌細(xì)胞的功能。艾滋病患者由于免疫功能缺陷，易發(fā)生惡性腫瘤。 解析　(1)HIV的遺傳物質(zhì)是RNA，RNA可在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下合成DNA。(2)抗原(目的蛋白)注入機體內(nèi)可刺激機體免疫細(xì)胞的增殖、分化并合成相應(yīng)的分泌蛋白——抗體。該抗體可以與目的蛋白(HIV蛋白)特異性結(jié)合，即發(fā)生抗原－抗體反應(yīng)，可用于HIV的檢測。(3)HIV主要侵染人體的T淋巴細(xì)胞，使患者的免疫力降低。(4)人體免疫系統(tǒng)有防衛(wèi)、監(jiān)控和清除功能，能監(jiān)控和清除體內(nèi)癌變的細(xì)胞。 答案　(1)RNA　逆轉(zhuǎn)錄酶　cDNA(或DNA)　(2)抗體　抗原抗體特異性結(jié)合　(3)T(或T淋巴)　(4)監(jiān)控和清除 [課時作業(yè)]達(dá)標(biāo) 一、選擇題 1.轉(zhuǎn)基因抗蟲棉可以有效地用于棉鈴蟲的防治。在大田中種植轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的同時，間隔種植少量非轉(zhuǎn)基因的棉花或其他作物，供棉鈴蟲取食。這種做法的主要目的是(　　) A.維持棉田物種的多樣性 B.減緩棉鈴蟲抗性基因頻率增加的速度 C.使食蟲鳥有蟲可食 D.維持棉田生態(tài)系統(tǒng)的能量流動 解析　在大田中種植轉(zhuǎn)基因抗蟲棉時間久了，會引起害蟲對藥性抵抗力提高，而且隨著時間的推移，有抗藥性的害蟲數(shù)量會越來越多，且抗性程度越來越高。在大田中間隔種植少量非轉(zhuǎn)基因的棉花，可以減緩害蟲抗性基因頻率增加的速度。 答案　B 2.轉(zhuǎn)基因耐貯藏番茄的作用機理是(　　) A.抑制生長素的合成 B.抑制代謝，使代謝減弱 C.抑制細(xì)胞呼吸 D.封閉乙烯合成途徑中的關(guān)鍵酶基因 解析　乙烯能促進(jìn)果實成熟，封閉乙烯合成途徑中的關(guān)鍵酶基因有利于番茄的貯藏。 答案　D 3.下列關(guān)于轉(zhuǎn)基因生物引發(fā)的安全性問題的敘述，錯誤的是(　　) A.轉(zhuǎn)基因生物引發(fā)的安全性問題包括食物安全、生物安全、環(huán)境安全 B.轉(zhuǎn)基因生物引發(fā)的安全性問題的原因之一是外源基因插入宿主基因組的部位往往是隨機的 C.轉(zhuǎn)基因生物引發(fā)的安全性問題是無法彌補的 D.轉(zhuǎn)基因生物有可能造成安全性問題，但不能一概而論 解析　我們要辯證地看問題，對于轉(zhuǎn)基因生物引發(fā)的安全性問題有些是可以彌補的。轉(zhuǎn)基因生物引發(fā)的安全性問題包括食物安全、生物安全、環(huán)境安全三個方面，可能產(chǎn)生這些安全隱患的原因有：由于科學(xué)發(fā)展水平的限制，目前科學(xué)家對基因的結(jié)構(gòu)、基因的相互作用以及基因的調(diào)控機制等都了解得相當(dāng)有限；轉(zhuǎn)移的基因雖然是功能已知的基因，但是不少卻是異種生物的基因；而且外源基因插入宿主基因組的部位往往是隨機的。 答案　C 4.1993年我國科學(xué)工作者成功培育了抗棉鈴蟲的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉，其抗蟲基因的來源是(　　) A.普通棉花的基因突變 B.棉鈴蟲變異形成的致死基因 C.寄生在棉鈴蟲體內(nèi)的線蟲 D.蘇云金芽孢桿菌體內(nèi)的抗蟲基因 解析　我國科學(xué)家培育成功的抗棉鈴蟲的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的抗蟲基因是從原核生物蘇云金芽孢桿菌體內(nèi)提取出來的。 答案　D 5.下列關(guān)于轉(zhuǎn)基因植物的敘述，不正確的是(　　) A.受體細(xì)胞用植物的受精卵或體細(xì)胞均可 B.此過程中要用到植物組織培養(yǎng)技術(shù) C.很多轉(zhuǎn)基因植物都是通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法培育出來的 D.只有整個重組Ti質(zhì)粒完整地嵌插到植物細(xì)胞的染色體DNA上，轉(zhuǎn)化才能成功 解析　只有轉(zhuǎn)基因植物表達(dá)出了目的基因控制的性狀，轉(zhuǎn)化才算成功。 答案　D 6.植物體細(xì)胞雜交是利用不同物種的兩個細(xì)胞融合成一個雜種細(xì)胞的過程。該過程是指(　　) A.不同植物的精子與卵細(xì)胞的融合 B.不同植物的原生質(zhì)體的融合 C.完整的兩個體細(xì)胞的融合 D.植物花粉細(xì)胞的兩兩融合 解析　植物體細(xì)胞雜交是不同植物的原生質(zhì)體融合為一個雜種細(xì)胞的過程。精卵結(jié)合過程為受精作用，花粉細(xì)胞不是體細(xì)胞。 答案　B 7.植物體細(xì)胞雜交能解決不同種植物之間由于生殖隔離而不能進(jìn)行有性雜交的問題。植物體細(xì)胞雜交過程不涉及(　　) A.使用限制性內(nèi)切酶 B.使用纖維素酶和果膠酶 C.誘導(dǎo)兩種不同的細(xì)胞融合 D.選擇利于雜種細(xì)胞分裂和分化的培養(yǎng)基 解析　植物體細(xì)胞雜交先要獲取不同植物的體細(xì)胞，然后促使其融合，最后將雜種細(xì)胞培育成植物體。限制性內(nèi)切酶主要用于基因工程。 答案　A 8.要獲得一個雜種植株，下列步驟正確的是(　　) A.分離原生質(zhì)體→誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合→組織培養(yǎng)→得到雜種植株 B.分離原生質(zhì)體→原生質(zhì)體融合→雜種植株 C.獲取細(xì)胞→原生質(zhì)融合→組織培養(yǎng)→雜種植株 D.獲取細(xì)胞→原生質(zhì)直接融合→組織培養(yǎng) 解析　要獲得一個雜種植株，首先要分離得到原生質(zhì)體，再誘導(dǎo)其融合，然后通過組織培養(yǎng)獲得。 答案　A 9.植物體細(xì)胞雜交尚未解決的問題是(　　) A.去掉細(xì)胞壁，分離出有活力的原生質(zhì)體 B.將雜種細(xì)胞培育成植株 C.讓雜種植物按照人們的需要表現(xiàn)出親代的優(yōu)良性狀 D.培育屬間雜種植物 答案　C 10.植物細(xì)胞工程中，當(dāng)原生質(zhì)體融合成一個細(xì)胞后，需要誘導(dǎo)出細(xì)胞壁，參與這一過程的細(xì)胞器是(　　) A.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體 B.線粒體、葉綠體 C.線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng) D.線粒體、高爾基體 解析　細(xì)胞壁的形成與線粒體、高爾基體有關(guān)。 答案　D 11.為獲得性狀優(yōu)良的作物新品種，下列問題不是體細(xì)胞雜交時必須考慮的是(　　) A.親本細(xì)胞間的生殖隔離 B.雜種細(xì)胞愈傷組織的誘導(dǎo)和再分化 C.親本細(xì)胞融合方法 D.選擇具有優(yōu)良性狀的親本類型 解析　植物細(xì)胞雜交可以克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，實現(xiàn)種間的基因交流。因此，兩個物種的植物雜交，傳統(tǒng)有性雜交雖然不可能進(jìn)行，但植物細(xì)胞雜交卻可以實現(xiàn)。故選A。 答案　A 12.北極比目魚中有抗凍基因，其編碼的抗凍蛋白具有11個氨基酸的重復(fù)序列，該序列重復(fù)次數(shù)越多，抗凍能力越強。下圖是獲取轉(zhuǎn)基因抗凍番茄植株的過程示意圖。有關(guān)敘述正確的是(　　) A.過程①獲取的目的基因，可用于基因工程和比目魚基因組測序 B.多個抗凍基因編碼區(qū)依次相連成能表達(dá)的新基因，不能得到抗凍性增強的抗凍蛋白 C.過程②構(gòu)成的重組質(zhì)粒缺乏標(biāo)記基因，需要轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌才能進(jìn)行篩選 D.應(yīng)用DNA探針技術(shù)，可以檢測轉(zhuǎn)基因抗凍番茄植株中目的基因的存在及其完全表達(dá) 解析　過程①獲得的目的基因已不含非編碼區(qū)和內(nèi)含子，因此不能用于比目魚基因組測序，A項錯誤；導(dǎo)入農(nóng)桿菌是為了擴增和更易導(dǎo)入番茄細(xì)胞，C項錯誤；DNA探針技術(shù)不能檢測基因是否完全表達(dá)，D項錯誤。 答案　B 13.培育“試管山羊”的基本過程如下圖所示。若要培育成功，下列敘述正確的是(　　) A.甲過程中可通過給母山羊注射有關(guān)激素使其超數(shù)排卵 B.乙過程的目的之一是促進(jìn)卵母細(xì)胞和精子的成熟 C.丙過程與乙過程中應(yīng)采用相同成分的培養(yǎng)液 D.丁過程中早期胚胎須移植到與供體性狀相同的代孕母羊子宮內(nèi) 解析　體外受精技術(shù)首先要進(jìn)行精子的采集和獲能、卵母細(xì)胞的采集和培養(yǎng)，在此過程中為了讓雌性動物排出更多的卵母細(xì)胞，甲過程應(yīng)為對雌性動物注射促性腺激素讓其超數(shù)排卵，乙過程是促進(jìn)其完成體外受精，丙過程是早期胚胎培養(yǎng)過程，丁過程是在母體內(nèi)完成胚胎發(fā)育全過程，A項正確；B項錯誤；乙過程在專用獲能培養(yǎng)液或受精溶液中進(jìn)行，而丙過程是細(xì)胞培養(yǎng)過程，所以培養(yǎng)液的成分有所不同，C項錯誤；早期胚胎移植到與供體處于同期發(fā)情狀態(tài)的代孕母體內(nèi)即可，D項錯誤。 答案　A 二、非選擇題 14.下圖為植物體細(xì)胞雜交示意圖，請據(jù)圖回答下列問題。 (1)圖中完成植物體細(xì)胞融合的過程是________(填編號)。 (2)圖中④過程是________，⑤過程是________，④⑤過程合稱________。 (3)圖中①過程用到的酶是________，作用的結(jié)果是形成________，之所以使用它們是要除去________，除去的原因是____________________。 (4)在②過程中，常用的化學(xué)誘導(dǎo)劑是________，常用的物理方法是________。若在容器中放置若干a、b結(jié)構(gòu)，誘導(dǎo)完成且假設(shè)所有細(xì)胞都發(fā)生了融合，然后經(jīng)③過程，形成的d細(xì)胞的類型有________種(這里僅考慮2個原生質(zhì)體的相互融合)，從中選出________進(jìn)行培養(yǎng)。 (5)c細(xì)胞的狀態(tài)是__________________________________________。 (6)e稱為________。f稱為________，該植株具有________。 (7)這一技術(shù)的優(yōu)點是______________________________________。 答案　(1)①②③　(2)脫分化　再分化　植物組織培養(yǎng)　(3)纖維素酶和果膠酶　原生質(zhì)體　細(xì)胞壁　細(xì)胞壁阻礙原生質(zhì)體的融合　(4)聚乙二醇　振動、電刺激　3　雜種細(xì)胞　(5)正在進(jìn)行原生質(zhì)體融合　(6)愈傷組織　雜種植株　雙親性狀　(7)能夠克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙 15.閱讀下列資料，回答有關(guān)問題。 通過基因改良，科學(xué)家培育出保鮮時間更長的番茄，不受除草劑影響的農(nóng)作物和生長更快的魚。實驗室正在培養(yǎng)基因工程昆蟲。 這種生物技術(shù)昆蟲——含有水母基因的粉紅色棉鈴蟲蛾的首次實地放飛計劃將要進(jìn)行。水母基因使這種幼蟲能夠發(fā)出熒光，使科學(xué)家更容易跟蹤及監(jiān)視其行為。 科學(xué)家們已做好下一步的準(zhǔn)備：對轉(zhuǎn)基因棉鈴蟲進(jìn)行放飛實驗。這種蛾被棉農(nóng)稱為“終結(jié)者”，它沒有繁殖能力，但仍具有與野生昆蟲相同的交配能力。目的是讓它與野生昆蟲交配，使野生蛾無法繁殖。 (1)水母基因?qū)朊掴徬x蛾體內(nèi)后，其表達(dá)效果是______________。 在此性狀表達(dá)過程中，實質(zhì)上是有相應(yīng)蛋白質(zhì)的合成，這一事實表明不同生物共用一套________，這為________提供了又一證據(jù)。 (2)在培育轉(zhuǎn)基因蛾的基本操作中，所用基因的“剪刀”是________，基因的“針線”是________，基因的“運載工具”是________。 (3)與雜交育種、誘變育種相比，通過基因工程來培育新品種的主要優(yōu)點是________和________。 解析　利用基因工程的方法把水母的基因拼接到運載體上，導(dǎo)入棉鈴蟲蛾的體內(nèi)，使棉鈴蟲能發(fā)光，便于跟蹤。而且使棉鈴蟲不能繁殖，但能交配，使后代不能繁殖。雜交育種、誘變育種不能定向改變生物的遺傳性狀，而且性狀穩(wěn)定慢?；蚬こ棠芏ㄏ蚋淖兩锏倪z傳性狀，使性狀穩(wěn)定快。 答案　(1)使棉鈴蟲蛾的幼蟲能夠發(fā)出熒光，失去繁殖能力　遺傳密碼　生物進(jìn)化　(2)限制性內(nèi)切酶　DNA連接酶　運載體　(3)定向改變生物遺傳性狀　性狀穩(wěn)定快 16.有甲、乙兩個煙草品種(2n＝48)，其基因型分別為aaBB和AAbb，這兩對基因位于非同源染色體上，且在光照強度大于800 lx時都不能生長。這是由于它們中的一對隱性純合基因(aa和bb)作用的結(jié)果。 取甲、乙兩品種的花粉分別離體培養(yǎng)成植株，將它們的葉肉細(xì)胞制成原生質(zhì)體，并將兩者相混，誘導(dǎo)使之融合，再誘導(dǎo)產(chǎn)生細(xì)胞團(tuán)。然后，放到大于800 lx的光照下培養(yǎng)，結(jié)果有的細(xì)胞團(tuán)不能分化，有的能分化發(fā)育成植株。請回答下列問題。 (1)甲、乙兩煙草品種花粉的基因型分別為________和________。 (2)將葉肉細(xì)胞制成原生質(zhì)體時，使用________去除細(xì)胞壁。 (3)在細(xì)胞融合技術(shù)中，常用的促融劑是________。 (4)細(xì)胞融合后誘導(dǎo)產(chǎn)生的細(xì)胞團(tuán)叫________。 (5)在大于800 lx光照下培養(yǎng)，有________種細(xì)胞團(tuán)不能分化(這里只考慮兩個原生質(zhì)體的相互融合)。能分化的細(xì)胞團(tuán)分化發(fā)育成的植株，其染色體條數(shù)是________，基因型是________，該植株自交后代中，在大于800 lx的光照下，出現(xiàn)不能生長的植株的概率是________。 解析　本題綜合考查了單倍體育種和細(xì)胞融合技術(shù)以及基因的分離和自由組合定律。在只考慮兩個原生質(zhì)體相互融合的情況下，任意兩個原生質(zhì)體(aB與aB、Ab與Ab、aB與Ab)融合后的細(xì)胞的基因型可能為aaBB、AAbb和AaBb，其中基因型為aaBB和AAbb的細(xì)胞團(tuán)在大于800 lx的光照下培養(yǎng)時不能分化；基因型為AaBb的細(xì)胞團(tuán)則分化發(fā)育成植株，該植株為二倍體(2n＝48)。基因型為AaBb的植株自交后代中，在大于800 lx的光照下不能生長的植株即含有一對及一對以上隱性基因(aaB－、A－bb和aabb)的植株，其出現(xiàn)的概率為1/43/4＋3/41/4＋1/41/4＝7/16。 答案　(1)aB　Ab　(2)纖維素酶和果膠酶　(3)聚乙二醇　(4)愈傷組織　(5)兩　48　AaBb　7/16 17.野生馬鈴薯品種的植株具有較強的抗病、抗蟲、抗鹽堿、抗寒能力，但塊莖不能食用。俄、德、芬蘭專家共同做實驗研究，用野生馬鈴薯與馬鈴薯的體細(xì)胞進(jìn)行雜交，培育出了生活能力強的雜交系馬鈴薯。據(jù)圖分析回答問題。 (1)①過程植物細(xì)胞原生質(zhì)體的分離需經(jīng)過酶解， 其中“酶解”所用的酶應(yīng)該包括__________________________________________________。 (2)②過程需要用到聚乙二醇(PEG)，其目的是____________________。 (3)請用文字和箭頭表示出④⑤技術(shù)過程的實驗流程：_______________。由此過程可以看出植物細(xì)胞有形成再生組織的可能，這是_________________的表現(xiàn)。 (4)請說明運用此植物體細(xì)胞雜交法的最大好處： __________________________________________________ __________________________________________________。 答案　(1)纖維素酶和果膠酶　(2)誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合 (3)融合細(xì)胞愈傷組織幼苗　植物細(xì)胞具有全能性　(4)可使本來存在著生殖隔離的物種進(jìn)行雜交，培育出兼有兩物種品質(zhì)的優(yōu)良物種或克服不同生物遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。