0403从杂交育种到基因工程.doc

单 元 小 结 导 航【考向指南】命题趋势：近几年高考命题集中在二个方面：（1）杂交育种、诱变育种、单倍体育种和多倍体育种的应用；（2）基因工程结合其他生物工程在工农业生产中的应用。未来高考考向预测：常规的四种育种方法与现代生物科技相结合，综合考查各种方法在育种上的应用。本章要重点掌握：61 杂交育种和诱变育种1 简述杂交育种的概念，举例说明杂交育种方法的优点和不足。2 举例说出诱变育种在生产中的应用。3 讨论遗传和变异规律在生产实践中的应用。62 基因工种及其应用1 简述基因工程的基本原理。2 举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用。3 关注转基因生物和转基因食品的安全性。【要点萃聚】1选择育种选择育种是最古老的改良动植物品种的育种方法，从每一代的变异中选出最好的类型进行繁殖、培育。选择育种的周期长，可选择的范围有限。现在，根据生物遗传变异的原理，人类已经创造了许多育种的方法，育种的范围也扩大到微生物。新型的育种方法甚至能够创造出自然界根本不存在的物种。2杂交育种以培育具有两个优良性状新品种为例，说明如下：（1）材料的选择 只要所选材料分别具有我们所期望的个别性状的两个亲本，所选的原始材料，是人们在生产中多年栽培过的能稳定遗传的品种，一般是纯合子。（2）杂交一次，得子代F1是杂合子，不管在性状是否完全符合要求，一般情况下，都不能直接用于扩大栽培。（3）让F1自交，得子代F2。性状的重新组合一般是在F2中出现，选出在性状上符合要求的品种，这些品种的基因型有纯合子，也有杂合子。（4）把初步选出的品种进行隔离自交，根据F3是否出现性状分离，可以确定被隔离的亲本是否是纯合子。如果是纯合子，F3不出现性状分离，同时，F3的基因型与亲本相同。3杂种优势与杂交育种的区别 杂种优势是生物界普遍存在的现象。它是指基因型不同的亲本个体相互杂交产生的杂种第一代，在生长势、生活力、繁殖力、抗逆性、产量和品质等一种或多种性状上优于两个亲本的现象。杂种优势具有以下特点：杂种优势不是某一两个性状单独表现突出，而是许多性状综合表现突出；杂种优势的大小，取决于双亲的遗传差异和互补程度；亲本基因型的纯合程度不同，杂种优势的强弱也不同；杂种优势在性状上表现为不同类型，如营养体发育较旺的营养型、生殖器官发育较旺的生殖型和对外界不良环境适应能力较强的适应型。育种实践上，人们常利用杂种优势获得较好的经济性状。 杂交育种通常是指把不同遗传类型的动物或植物进行交配，使优良性状结合于杂种后代中，通过培育和选择，创造出新品种的方法。 生产上，常常把用杂交方法培育优良品种或利用杂种优势都称为杂交育种，但两者之间是有区别的。杂交育种过程就是要在杂交后代众多类型中选留符合育种目标的个体进一步培育，起到获得优良性状稳定的新品种。杂交育种不仅要求性状整齐，而且要求培育的品种在遗传上比较稳定。品种一旦育成，其优良性状即可配对稳定地遗传下去。杂种优势则主要是利用杂种F1代的优良性状，而并不要求遗传上的稳定。作物育种上就常常在寻找某种杂交组合，通过年年配制F1代杂交种用于生产的办法，取得经济性状，而并不要求其后代还能够保持遗传上的稳定性4诱变育种原理通过人为的物理因素（如X射线、g射线、紫外线、激光、快中子、加速电子等）或化学因素（如化学药剂秋水仙素、乙烯亚胺等）处理，诱发其基因分子结构的改变。基因结构的改变，最终引起性状的改变。步骤准备原材料：通常取得生物的生殖细胞，如食用菌的孢子、植物的花粉，制成悬浮液。孢子悬浮液的浓度以每毫升含孢子106109个为宜。诱变处理：在暗箱内用诱变剂处理如紫外线处理，常用诱变剂是紫外线。用紫外灯照射悬浮液。如果是培育食用菌等无性生殖的生物，把处理的孢子单个培育成菌落。如果是培育植物等有性生殖的生物，把处理过的生殖细胞与另外的生殖细胞进行受精；也可以用诱变剂处理分离的体细胞，用组织培养的方法培养成植物体。筛选：诱变处理并不能决定变异的方向，没有任何一种方法能预计变异所能产生的基因突变类型。所以诱变最大的困难是筛选，要在大量的、各种各样的变异中，筛选符合需要的变异个体。空间诱变育种 空间诱变育种技术是指在育种过程中，利用空间具有强辐射、高真空、微重力及其他不明因素的特殊环境，对育种材料进行诱变处理，以获得优良新品种或特殊种质材料的育种新技术。空间环境具有独特的特点是强辐射、高真空、微重力以及一些还未探明的不同于地球的物理化学因素。随着航天器的发射成功，空间生命科学，尤其是空间植物科学的研究有了长足发展。利用卫星研究空间植物生长发育和遗传变异已有30多年的历史。空间诱变育种需要解决好以下几个问题：研究空间条件下植物生长发育特点与规律，以便改善空间人类生存小环境；解决宇航员的食品；利用空间条件，引起植物遗传性的变异，为植物诱变育种开拓新途径。空间诱变育种对环境无污染， 诱变育种效果非常显著，是今后诱变育种的主要方向。5基因工程基因工程也称为遗传工程，是生物技术的主体技术。基因工程是指按照人类的愿望，将不同生物的遗传物质在体外人工剪切并和载体重组后转入细胞内进行扩增，并表达产生所需蛋白质的技术。基因工程能够打破种属的界限，在基因水平上改变生物遗传性，并通过工程化为人类提供有用产品及服务。 基因工程的基本步骤 第一步：获得符合人类意愿的基因，即获得目的基因。目的基因是依据基因工程设计中所需要的某些DNA分子片段，含有所需要的完整的遗传信息。获得目的基因的方法很多，目前采用的分离、合成目的基因的方法主要有： 超速离心法：根据不同基因的组成不同，即其内的碱基对的比例不同，其浮力、密度等理化性质也不同的原理，应用密度梯度超速离心机，直接将特殊的目的基因分离出来。 分子杂交法：采用加碱或加热的方法使DNA变成单链，而后加入有放射性标记的RNA，让DNA在特定的条件下，结合成DNA和RNA的杂交分子，再用多聚酶制备出足够数量的双链DNA分子，进而获得DNA目的基因。 反转录酶法：先分离出特定的mRNA，再用反转录酶做催化剂，以RNA为模板合成所需要的DNA目的基因。 合成法：如果已知目的基因的碱基排列顺序，可用酶法或化学法，直接合成目的基因。目前此法已很少采用。 第二步：把目的基因接到某种运载体上，常用的运载体有能够和细菌共生的质粒、温和噬菌体（病毒）等。 DNA重组技术：重组DNA就是让DNA片段和载体连接。外源DNA是很难直接透过细胞膜进入受体细胞的。即使进入受体细胞之中，也会受到细胞内限制性内切酶的作用而分解。目的基因结合到经过改造的细菌中的质粒（细菌细胞中的小环状DNA分子）或温和噬菌体（病毒）上后形成的组合体称为重组体DNA。在这一技术中，限制性内切酶是一种常用的工具酶，它能“切开”质粒的环形DNA，也能切取目的基因，然后把目的基因DNA片段与质粒DNA分子的两端，在连接酶的作用互补连接形成重组体DNA。 第三步：通过运载体把目的基因带入某生物体内，并使它得到表达。目的基因的表达是指目的基因进入受体细胞后能准确地转录和翻译。目的基因能否表达是基因工程是否成功的关键。 目前，人类已经利用外源基因，如人的生长激素基因、人胸腺激素基因、人干扰素基因、牛生长激素基因等，导入细菌中，生产出相应的产品，在临床上得到了广泛的应用，取得了可观的经济效益和社会效益。6基因工程的应用和转基因食品的安全性 基因工程具有重要的实践意义。(1)在农业上，利用基因工程进行特异基因的转移，培育高产、优质、抗病的沈良植物新品种，如通过转基因创造抗病、抗虫、抗旱、抗除草剂、抗污染的植物新类型，通过固氮基因的转移，解决肥料问题等。(2)在工业上，基因工程在抗生素工业中已初步显示出巨大潜力，把产生抗生素的遗传基因移植到发酵时间短，又易于培养的某些细菌细胞中，必将大大提高抗生素的产量。如果家蚕产生丝蛋白的遗传物质转移到细菌中，使细菌合成丝蛋白，则将在发酵罐中获得蚕丝，使整个蚕丝生产工业化。 (3)在医药上胰岛素的基因工程早已获得成功。基因药物已成为世界市场上最大宗的生物技术产品。(4) 1990年美国利用转基因技术将正常酶导入基因缺陷组织得以表达，首例基因治疗成功。1991年我国基因疗法治疗血友病成功。(5)转基因动物为人类器官移植提供广泛的前景等。(6)对研究生物进化有重要意义等。 然而，基因工程也会给人类带来严重的灾难。如基因工程可以制造超级细菌、超级杂草等，战争狂人、恐怖主义者可制造出难以制服的病原体、生物毒剂即生物武器，进行讹诈和大规模毁灭人类的生物战争；转基因动植物的出现引发物种入侵，有可能破坏原有的生态平衡，对原有物种产生威胁；还有转基因食品安全问题；人类基因组计划的研究引发新的伦理、社会、哲学方面的思考等。【方法探讨】1以理论为指导，强化记忆效果图6-3（1）基因工程模型法（2）杂交育种图解法PDDRRddrr F1 DdRr 自交F2 选矮秆抗病的个体 F3留未出现性状分离个体（纯合子）出现性状分离个体（杂合子）自交重复如要培育符合要求的新品种：已知小麦的高秆（D）对矮秆（d）为显性，抗锈病（R）对易染锈病（r）为显性，两对性状独立遗传。现有高秆抗锈病、矮秆易染病两纯系品种。要求使用杂交育种的方法培育出具有优良性状的新品种。操作方法：（参见右面图解）让纯种的高秆抗锈病和矮秆易染锈病小麦杂交得F1 ；让F1自交得F2 ；选F2中矮秆抗锈病小麦自交得F3；图6-4留F3中未出现性状分离的矮秆抗病个体，对于F3中出现性状分离的再重复步骤（3）各种常规育种方法比较记忆法2建立结构网络，形成知识体系育种诱变育种杂交育种单倍体育种多倍体育种细胞工程激素处理育种转基因技术图6-53善于总结，注意应用育种知识综述：生物育种是指人们按照自己的意愿，依据不同的育种原理，有目的、有计划地获得人们所需要的生物新品种。包括两种情况：A从不良性状中把所需要的优良性状（相对性状）分离出来或把位于不同个体的优良性状集中到一个个体上来。如利用基因分离的原理从高秆小麦中分离出能抗倒伏的矮秆小麦品种；通过基因的自由组合，把小麦中高秆抗锈病和矮秆不抗锈病两种性状进行重新组合获得矮秆抗病的小麦优良品种。B创造具有优良性状的生物新品种。如利用人工诱变育种技术培育青霉素高产菌株；利用基因工程的原理创造能分泌胰岛素的大肠杆菌菌种。育种方法：（一）根据“变异的来源”原理进行育种A杂交育种：（1）原理：基因重组（通过基因分离、自由组合或连锁交换，分离出优良性状或使各种优良性状集中在一起）（2）方法：连续自交，不断选种。（3）举例： 如上(杂交育种图解法)（4）特点：育种年限长，需连续自交不断择优汰劣才能选育出需要的类型。（5）说明：该方法常用于：a同一物种不同品种的个体间，如上例；b亲缘关系较近的不同物种个体间（为了使后代可育，应做染色体加倍处理，得到的个体即是异源多倍体），如八倍体小黑麦的培育、萝卜和甘蓝杂交。若该生物靠有性生殖繁殖后代，则必须选育出优良性状的纯种，以免后代发生性状分离；若该生物靠无性生殖产生后代，那么只要得到该优良性状就可以了，纯种、杂种并不影响后代性状的表达。B诱变育种（1）原理：基因突变（2）方法：用物理因素（如X射线、射线、紫外线、激光等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙脂等）来处理生物，使其在细胞分裂间期DNA复制时发生差错，从而引起基因突变。（3）举例：太空育种、青霉素高产菌株的获得（4）特点：提高了突变率，创造人类需要的变异类型，从中选择培育出优良的生物品种，但由于突变的不定向性，因此该种育种方法具有盲目性。（5）说明：该种方法常用于微生物育种、农作物诱变育种等C单倍体育种：见第5章的【方法探讨】D多倍体育种：见第5章的【方法探讨】（二）依据“工程原理”进行育种A利用“基因工程”育种（1）原理：DNA重组技术（属于基因重组范畴）（2）方法：按照人们的意愿，把一种生物的个别基因复制出来，加以修饰改造，放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。操作步骤包括：提取目的基因、目的基因与运载体结合、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与表达等。（3）举例：能分泌人类胰岛素的大肠杆菌菌株的获得，抗虫棉，转基因动物等（4）特点：目的性强，育种周期短。（5）说明：对于微生物来说，该项技术须与发酵工程密切配合，才能获得人类所需要的产物。B利用“细胞工程”育种原理植物体细胞杂交细胞核移植方法用两个来自不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞，并且把杂种细胞培育成新植物体的方法。操作步骤包括：用酶解法去掉细胞壁、用诱导剂诱导原生质体融合、将杂种细胞进行组织培养等。是把一生物的细胞核移植到另一生物的去核卵细胞中，再把该细胞培育成一个新的生物个体。操作步骤包括：吸取细胞核、将移植到去核卵细胞中、培育（可能要使用胚胎移植技术）等。举例“番茄马铃薯”杂种植株鲤鲫移核鱼，克隆动物等特点可克服远缘杂交不亲合的障碍，大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围。说明该种方法须植物组织培养等技术手段的支持。该种方法有时须胚胎移植等技术手段的支持。（三）利用植物激素进行育种A原理：适宜浓度的生长素可以促进果实的发育B方法：在未受粉的雌蕊柱头上涂上一定浓度的生长素类似物溶液，子房就可以发育成无子果实。C举例：无子番茄的培育D特点：由于生长素所起的作用是促进果实的发育，并不能导致植物的基因型的改变，所以该种变异类型是不遗传的。E说明：该种方法适用于植物。【典例精析】例1下图列举了五种育种方法，请回答相关问题： (1)第种方法属于常规育种，一般从F2开始选种，这是因为_。 (2)在第种方法中，我们若只考虑F1分别位于n对同源染色体上的n对等位基因，则利用其花药离体培育成的幼苗应有_种类型。(理论数据) (3)第种育种方法中使用秋水仙素的作用是促使染色体加倍，其作用机理是 _。 (4)第种方法中发生的变异一般是基因突变，卫星搭载的种子应当选用萌动的(而非休眠的)种子，原因是_。 (5)第种方法培育的新生物个体可以表达甲种生物的遗传信息，该表达过程包括遗传信息的_。此遗传工程得以实现的重要理论基础之一是所有生物在合成蛋白质的过程中，决定氨基酸的_是相同的。分析 本例是综合考查杂交育种、诱变育种、单倍体育种、多倍体育种以及基因工程等几种育种的基础知识，该题对于发散思维和聚合思维能力的培养具有一定的意义。属于常规的杂交育种，因为从F2开始发生性状分离；属于多倍体育种；是诱变育种；则是基因工程育种。答案 (1)从F2开始发生性状分离 (2)2n (3)秋水仙素抑制纺锤(丝)体的形成 (4)种子萌动后进行细胞分裂、DNA在复制过程中可能由于受到某种因素的影响发生基因突变(或间期细胞易发生基因突变) (5)转录和翻译 密码子(遗传密码)例2 运用遗传和变异的原理，培育作物优良品种，对提高产量和质量，增加经济效益有重大意义请分析下列育种实例，并回答问题：(1)小麦的高秆(D)对矮秆(d)，是显性，抗锈病(T)对不抗锈病(t)是显性，控制两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上现有三个纯系品种：系品种：高秆不抗锈病、矮秆不抗锈病、高杆抗锈病小麦，如要培育出矮秆抗锈病品种，应该选择的亲本基因型分别是_。 (2)我国科学工作者运用花药离体培养技术培育成了“京花号”小麦新品种。在育种过程中，如果亲本为抗病的杂合体(Tt)，用亲本花药离体培养获得的植株可称为_体。如果对这些植株用人工诱导方法使染色体加倍，那么在获得的小麦个体中，抗病个体与不抗病个体的数量之比理论上应为_。 分析 本题考查的仍然是杂交育种和单倍体育种的相关知识，问题的解决仍然离不开相关的遗传学原理。答案 (1)ddtt和DDTT(两个基因型各1分) (2)单倍 1:1 例3 假设水稻抗病（R）对感病（r）为显性，高秆（T）对矮秆（t）为显性。现有纯合的抗病高秆水稻和感病矮秆水稻。为了在较短的年限内培育出稳定遗传的抗病矮秆水稻，可采取以下步骤：（1）将纯合的抗病高秆水稻和感病矮秆水稻杂交，得到杂交种子。播种这些种子，长出的植株可产生基因型为_的花粉。（2）采用_的方法得到单倍体幼苗。（3）用_处理单倍体幼苗，使染色体加倍。（4）采用_的方法，鉴定出其中的抗病植株。（5）从中选择表现抗病的矮秆植株，其基因型应是_。分析 根据题干中的要求（在较短的年限内培育出稳定遗传的抗病矮秆水稻）和要回答的问题，我们可以确定采用的育种方法为单倍体育种，育种方法确定下来以后，只要知识有关单倍体育种的知识，各相关问题的回答就显得比较简单了。答案 （1）RT、Rt、rT 、rt （2）花药离体培养 （3）秋水仙素 （4）病原体感染 （5）RRtt例4下图表示用某种农作物品种和两个品系培育出品种的可能方法，请据图回答：（1）指出下列各种交配方式：由品种和培育出的过程是 ，由品质培育出品种经过的过程V是 (2)品种是一种 植株，由品系经过过程培养品种常用的方法是 (3)品种形成品种经过的过程中常用 处理(4)由品种直接形成品种的过程需经 ，由品种产生品种的最简便方法是 (5)你认为成功率最高且工作量最小的培育品种的途径是 (用过程、等及“”表示)。分析 本例是综合考查杂交育种，诱变育种、单倍体育种等几种常规育种的基础知识，该题对于发散思维和聚合思维能力的培养具有一定的意义。答案 (1)杂交；自交 (2)单倍体：花药离体培养 (3)秋水仙素 (4)基因突变(或人工诱变)；自交 (5)例5小麦品种是纯合体，生产上用种子繁殖，现要选育矮杆（aa）、抗病（BB）的小麦新品种；马铃薯品种是杂合体（有一对基因杂合即为杂合体），生产上通常用块茎繁殖。现要选育黄肉（Yy）、抗病(Rr)的马铃薯新品种。请分别设计小麦品种间杂交育种程序，以及马铃薯品种间杂交育种程序。要求用遗传图解表示并加以简要说明。（写出包括亲本在内的前三代即可）分析 本题主要考查作物杂交育种的有关知识，同时考查了有关生殖方面的知识。就试题本身而言不难，但考生很容易出现以下几方面的问题： 不能准确地绘制遗传图解。考生在绘制遗传图解时随意性太大，没有掌握遗传图解的绘制方法和规范。 混淆了杂交育种与单倍体育种。部分考生在选育小麦时运用了单倍体育种的方法。 题意理解出现偏差。对题干中“现要选育黄肉(Yy)、抗病(Rr)的马铃薯新品种”的理解不到位，使得部分考生难以确定育种中马铃薯亲本的基因型。在做题时没有考虑到利用种子繁殖和利用块茎进行繁殖对后代的影响。答案 小麦第一代AABBaabb 亲本杂交 第二代F1AaBb 种植F1代自交 自交第三代F2AB，Abb，aaB，aabb种植F2代，选矮杆、抗病（aaB_），继续自交，期望下代获得纯合体（注：AB，Abb，aaB，aabb表示F2出现的九种基因型和四种表现型。学生写出F2的九种基因型和四种表现型均给满分）马铃薯第一代 yyRr Yyrr 亲本杂交第二代 YyRr，yyRr，Yyrr，yyrr 种植，选黄肉、抗病（YyRr）第三代 YyRr 用块茎繁殖例6 现有两个小麦品种，一个纯种小麦性状是高杆(D)，抗锈病(T)；另一个纯种小麦的性状是矮杆(D，易染锈病(t)。两对基因独立遗传。育种专家提出了如右图8-5所示的、两种育种方法以获得小麦新品种。问：Dt（四）dtddTTddT_ddtt（六）D_ttD_T_（三）（二）（五）（一）F1：P：DdTtDDTT ddtt单倍体植株DDTT图6-6(1)要缩短育种年限，应选择的方法是_，依据的变异原理是_；另一种方法的育种原理是_。(2)图中和基因组成分别为_和_。(3)(二)过程中，D和d的分离发生在_；（三）过程采用的方法称为_；（四）过程最常用的化学药剂是_。(4)(五)过程产生的抗倒伏抗锈病植株中的纯合体占_；如果让F1按（五）、（六）过程连续自交2代，则中符合生产要求的能稳定遗传的个体占_。(5)如将方法中获得的植株杂交，再让所得到的后代自交，则后代的基因型比例为_。 分析 常见的育种方法有4种：杂交育种、诱变育种、多倍体育种和单倍体育种。杂交育种依据的原理是基因重组，这种育种方法能将分散在不同植株或不同品种上的许多优良性状组合到一个植株或一个品种上；诱变育种依据的原理是基因突变，这种育种方法能改变原有的基因，甚至能创造出新的基因，因而可以大幅度地改良某些性状，加速育种的进程；多倍体育种和单倍体育种的原理是染色体变异，多倍体育种能使染色体数目成倍地增加，因而生物在性状上较二倍体有很大的变化，如茎杆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质的含量都有较大的提高，这些都是育种过程所要追求的目标；单倍体育种通常包括两个基本过程：第一步是单倍体植株的培养，常用花药离体培养得到单倍体幼苗；第二步是诱导染色体数目加倍，常用的方法是用秋水仙素处理单倍体幼苗。单倍体育种得到的是纯合体，所以能明显地缩短育种年限。解题时，首先要看清题目的要求，其次要读懂图，仔细分析图是解题获得成功的关键。图中（一）过程属于杂交育种，作用是把矮杆和抗病性状组合到一个植株上。图中（二）是F1种下后，开花时产生花粉（雄配子）的过程中要进行减数分裂，在减数分裂第一次分裂过程中发生同源染色体的分离和非同源染色体之间的自由组合。此时等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因之间发生自由组合。两对等位基因自由组合后产生4种配子（DT、Dt、dT、dt）。根据图中可知，的基因型是DT，的基因型是dT。图中（三）是培养单倍体的过程，一般用花药离体培养的方法获得单倍体植株。图中（四）是诱导多倍体的过程，常用的方法是用秋水仙素处理单倍体幼苗，经诱导后长成的植物体一定是纯合体，仔细分析图，可得出图中的对应的基因型是DDtt、ddTT和ddtt。图中沿着（一）、（二）、（三）、（四）途径进行的育种方法属于单倍体育种，沿着（一）、（五）、（六）途径进行的育种方法是杂交育种。图中（五）过程是指F自交的过程，其后代中的矮杆抗倒伏抗锈病的类型，表现型虽符合要求，但其中能稳定遗传的纯合体只有13，还有23是杂合体，不能稳定遗传，其基因型是ddIT(13)和ddTt(2/3)。如果再让其自交一代，各种基因型比例的计算方法是：ddTT自交后代仍是ddTT，占总数13；ddTt自交后代中的基因及其比例是：ddTT（14）、ddTt（24）、ddtt（14），占总数 23。所以计算总结果是：ddTT=13+（14）（23）=12，ddTt（24）（23）=13，ddtt=（14）（23）=16，其中ddTT符合生产要求。题中第(5)小题的计算方法是：的基因型分别是DDtt和ddtt，因为两个体中的第二对基因都是tt，不论是自交还是杂交，对后代基因型的比例都没有影响，所以只要考虑DD和dd就可以了，这对基因杂交后再自交，实际是典型的基因分离规律，后代各基因型的比例是121。答案 （1）染色体变异 基因重组 （2）DT ddTT (3)减数分裂第一次分裂 花药离体培养 秋水仙素 （4）13 12 (5)121例7在细胞工程原生质体融合育种技术中，其技术的重要一环，就是要将营养细胞的细胞壁除去，通常采用的方法是酶解破壁法。(1)你认为普通的植物细胞应选用哪两种酶将细胞壁去掉？(2)如果将去除细胞壁的植物细胞放在等渗溶液中，细胞呈现什么形状？理由是什么？ 分析 植物细胞的细胞壁对植物细胞具有支持和保护作用，完成植物细胞的细胞融合，首先必须除去细胞壁。细胞壁的成分主要是纤维素和果胶，所以选用的酶应是纤维素酶和果胶酶。去除细胞壁的植物细胞称为原生质体。由于酶具有专一性，所以用酶法去除植物细胞的细胞壁一般不会破坏原生质体的细胞，使植物细胞仍然保持活力。去除掉细胞壁的植物细胞已经没有细胞壁的保护，在其等渗溶液中，细胞的形状由于其表面张力的作用而成圆球。如果将其放入清水中，就会吸水膨胀，甚至破裂。答案 (1)应选用纤维素酶和果胶酶 (2)呈圆球形 失去了细胞壁保护的细胞，在等渗溶液中由于其细胞表面张力的作用形成的例8 将猪的胰岛素转变成人的胰岛素所使用的技术是（ ） A细胞融合技术B酶工程技术 C基因转移技术D组织细胞培养技术 分析 细胞融合技术是指两个细胞（可以是同种细胞，也可以是异种细胞）在融合因子的作用下，融合成一个细胞，这一技术在育种过程中有着重要的意义，它可以克服远缘杂交的不育性，从而可以培育出新的品种。基因转移技术是指将一个目的基因（所需要的基因）通过一定的途径转移到另一个细胞，赋予重建细胞以某种新的功能。组织细胞培养技术是指通过细胞分裂来繁殖大量细胞的技术，从繁殖的大量细胞中可以提取某物质，从而转化成生产力，如人生长素的制造、试管苗的大量生产等。酶工程技术是利用酶的催化作用在适宜的条件将一种物质转变成另一种物质，从而达到为人类生物某种产品的目的。答案 B例9 随着科学技术的发展，化学农药的产量和品种逐年增加。但害虫的抗药性也不断增强，对农作物危害仍然很严重，如近年来，棉铃虫在我国大面积爆发成灾，造成经济损失每年达100亿元以上，针对这一情况，江苏农科院开展“转基因抗虫棉”的科技攻关研究，成功地将抗虫基因导入棉花细胞中，得到的棉花新品种批准正式启动。请回答下列问题： (1)害虫抗药性的增强是_的结果。 (2)“转基固抗虫棉”抗害虫的遗传信息传递过程可以表示为_。(3)该项科技成果在环境保护上的重要作用是_ (4)科学家们预言，此种“转基因抗虫棉”独立种植若干代以后，也将出现不抗虫的植株，此现象来源于_。 分析 农药对害虫抗药性的变异进行定向的选择，使抗药性强的个体生存下来，经过逐代积累，使害虫的抗药性得以增强。基因是生物性状的内在控制因素，基因对生物性状的控制可通过中心法则来体现：DNA(基因)RNA蛋白质。该项科技成果在环境保护上的重要作用是减少农药对环境的污染，保护生态平衡。此种“转基因抗虫棉”独立种植若干代以后，也将出现不抗虫的植株，说明基因发生了变化，此现象来