【江苏专用】2013版高中生物全程复习方略配套课件：第六章 从杂交育种到基因工程

1、本章内容 一、杂交育种与诱变育种一、杂交育种与诱变育种 1.1.杂交育种杂交育种 （1 1）含义：将）含义：将_的优良性状通过交配集中在一的优良性状通过交配集中在一 起，再经过起，再经过_，获得新品种的方法。，获得新品种的方法。 （2 2）育种原理：）育种原理：_。 （3 3）方法：杂交）方法：杂交_选种选种自交。自交。 两个或多个品种两个或多个品种 选择和培育选择和培育 基因重组基因重组 自交自交 2.2.诱变育种诱变育种 （1 1）含义：利用物理因素或化学因素来处理生物，使生物发生）含义：利用物理因素或化学因素来处理生物，使生物发生 _。 （2 2）育种原理：）育种原理：_。 二、基因工程

2、及其应用二、基因工程及其应用 1.1.基因工程的概念基因工程的概念 基因工程又叫基因工程又叫_或或DNADNA重组技术，即按照人们的意愿，重组技术，即按照人们的意愿， 把一种生物的某种基因提取出来，把一种生物的某种基因提取出来，_，然后放到，然后放到 另一种生物的细胞里，另一种生物的细胞里，_生物的遗传性状。生物的遗传性状。 基因突变基因突变 基因突变基因突变 基因拼接技术基因拼接技术 加以修饰改造加以修饰改造 定向地改造定向地改造 2.2.基因操作的基本工具基因操作的基本工具 （1 1）基因的）基因的“剪刀剪刀”：指：指_，简称限制酶。，简称限制酶。 分布：主要在分布：主要在_。 特性：一种

3、限制酶只能识别一种特定的特性：一种限制酶只能识别一种特定的_，并在特定，并在特定 的切点上切割的切点上切割DNADNA分子。分子。 （2 2）基因的）基因的“针线针线”：指：指_，连接磷酸和脱氧核糖形成，连接磷酸和脱氧核糖形成 _。 （3 3）基因的）基因的“运输工具运输工具”：即：即_。 实例：实例：_、噬菌体、动植物病毒。、噬菌体、动植物病毒。 限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶 微生物体内微生物体内 核苷酸序列核苷酸序列 DNADNA连接酶连接酶 磷酸二酯键磷酸二酯键 运载体运载体 质粒质粒 3.3.基因操作的基本步骤基因操作的基本步骤 提取目的基因提取目的基因_与运载体结合与运载体结合将

4、目的基因导入将目的基因导入_ _目的基因的目的基因的_。 目的基因目的基因受体细受体细 胞胞检测与鉴定检测与鉴定 【思维判断】【思维判断】 1.1.诱变育种时突变的个体中有害个体多于有利个体。诱变育种时突变的个体中有害个体多于有利个体。( )( ) 【分析】【分析】基因突变具有不定向性，产生的有害个体多于有利个体。基因突变具有不定向性，产生的有害个体多于有利个体。 2.2.杂交育种和诱变育种都能产生前所未有的新基因，创造变异新杂交育种和诱变育种都能产生前所未有的新基因，创造变异新 类型。类型。( )( ) 【分析】【分析】诱变育种的原理是基因突变，基因突变产生了新的基因，诱变育种的原理是基因突

5、变，基因突变产生了新的基因， 故创造出变异新类型；杂交育种的原理是基因重组，没有产故创造出变异新类型；杂交育种的原理是基因重组，没有产 生新的基因，只是实现原有基因的重新组合。生新的基因，只是实现原有基因的重新组合。 3.3.杂合子品种的种子只能种一年，需要年年制种。杂合子品种的种子只能种一年，需要年年制种。( )( ) 【分析】【分析】杂合子品种种植一代，子代发生性状分离，需要年年杂合子品种种植一代，子代发生性状分离，需要年年 制种。制种。 4.4.基因工程定向改造生物性状，能够定向地引起基因突变。基因工程定向改造生物性状，能够定向地引起基因突变。( )( ) 【分析】【分析】基因工程能够定

6、向改造生物性状，这属于基因重组，基因工程能够定向改造生物性状，这属于基因重组， 不属于基因突变。不属于基因突变。 原理原理 常用常用 方式方式 优点优点缺点缺点举例举例 杂交杂交 育种育种 基因基因 重组重组 杂交杂交 自交自交 选种选种 自交自交 使不同个体使不同个体 优良性状集中优良性状集中 在一个个体上在一个个体上; ; 操作简便。操作简便。 育种时间育种时间 长长; ; 局限于亲局限于亲 缘关系较近缘关系较近 的个体。的个体。 矮秆矮秆 抗病抗病 小麦小麦 几种遗传育种的方法比较几种遗传育种的方法比较 原理原理 常用常用 方式方式 优点优点缺点缺点举例举例 诱变诱变 育种育种 单倍单倍

7、 体育体育 种种 基因基因 突变突变 染色染色 体变体变 异异 辐射、辐射、 激光、激光、 空间诱空间诱 变等变等 花药离花药离 体培体培 养养, ,用用 秋水仙秋水仙 素处理素处理 提高变异频提高变异频 率率, ,加速育加速育 种进程种进程, ,大大 幅度改良性幅度改良性 状状 明显缩短明显缩短 育种年限育种年限; ; 子代均为子代均为 纯合子。纯合子。 有很大盲目有很大盲目 性性, ,有利变有利变 异少异少, ,需大需大 量处理实验量处理实验 材料材料 青霉素青霉素 高产菌高产菌 株株 单倍体单倍体 育种获育种获 得矮秆得矮秆 抗病小抗病小 麦麦 技术复杂技术复杂, , 需与杂交需与杂交

8、育种配合育种配合 原理原理 常用常用 方式方式 优点优点缺点缺点举例举例 多倍多倍 体育体育 种种 基因基因 工程工程 育种育种 染色染色 体变体变 异异 基因基因 重组重组 用秋水仙用秋水仙 素处理萌素处理萌 发的种子发的种子 或幼苗或幼苗 将一种生物将一种生物 的特定基因的特定基因 转移到另一转移到另一 种生物细胞种生物细胞 中中 器官大器官大, ,提提 高营养物高营养物 质含量质含量 打破物种界打破物种界 限限, ,定向改定向改 造生物的遗造生物的遗 传性状传性状 只适用于只适用于 植物植物, ,发发 育延迟育延迟, , 结实率低结实率低 三倍体三倍体 无子西无子西 瓜瓜 转基因转基因

9、抗虫棉抗虫棉 的培育的培育 技术复杂技术复杂, , 生态安全生态安全 问题较多问题较多 【技巧点拨台】【技巧点拨台】 根据育种目的选择育种方式根据育种目的选择育种方式 (1)(1)若要培育隐性性状个体，可用自交或杂交，只要出现该性状若要培育隐性性状个体，可用自交或杂交，只要出现该性状 即可。即可。 (2)(2)有些植物如小麦、水稻等，杂交实验较难操作，其最简便的有些植物如小麦、水稻等，杂交实验较难操作，其最简便的 方法是自交。方法是自交。 (3)(3)若要快速获得纯种，可用单倍体育种方法。若要快速获得纯种，可用单倍体育种方法。 (4)(4)若要提高营养物质含量，可用多倍体育种方法。若要提高营养

10、物质含量，可用多倍体育种方法。 (5)(5)若要培育原先没有的性状，可用诱变育种。若要培育原先没有的性状，可用诱变育种。 (6)(6)若培育植物为营养繁殖，如土豆、地瓜等，则只要出现所需若培育植物为营养繁殖，如土豆、地瓜等，则只要出现所需 性状即可，不需要培育出纯种。性状即可，不需要培育出纯种。 【典例训练【典例训练1 1】(2012(2012徐州模拟徐州模拟) )下列有关育种的说法正确的是下列有关育种的说法正确的是 ( )( ) A.A.杂交育种所依据的主要遗传学原理是染色体变异杂交育种所依据的主要遗传学原理是染色体变异 B.B.利用单倍体育种可以培育出无子西瓜利用单倍体育种可以培育出无子西

11、瓜 C.C.诱变育种可以定向地把两个或多个品种的优良性状集中在一诱变育种可以定向地把两个或多个品种的优良性状集中在一 起，获得新的品种起，获得新的品种 D.D.人工诱导多倍体目前最有效的方法是用秋水仙素处理萌发的人工诱导多倍体目前最有效的方法是用秋水仙素处理萌发的 种子或幼苗种子或幼苗 【解题指南】【解题指南】 1.1.知识储备：知识储备：(1)(1)诱变育种具有不定向性。诱变育种具有不定向性。 (2)(2)杂交育种原理及优点，单倍体育种与多倍体育种的关系。杂交育种原理及优点，单倍体育种与多倍体育种的关系。 2.2.考查实质：杂交育种、诱变育种、单倍体育种、多倍体育种考查实质：杂交育种、诱变育

12、种、单倍体育种、多倍体育种 的原理、操作程序及特点。的原理、操作程序及特点。 【解析】【解析】选选D D。杂交育种的原理是基因重组，。杂交育种的原理是基因重组，A A项错误；无子西项错误；无子西 瓜是通过多倍体育种得到的，瓜是通过多倍体育种得到的，B B项错误；诱变育种不能将不同个项错误；诱变育种不能将不同个 体的优良性状集中，且诱变育种不定向，体的优良性状集中，且诱变育种不定向，C C项错误；秋水仙素处项错误；秋水仙素处 理萌发的种子或幼苗是目前诱导染色体数目加倍最有效的方法，理萌发的种子或幼苗是目前诱导染色体数目加倍最有效的方法， D D项正确。项正确。 【变式备选】【变式备选】某植物的基

13、因型为某植物的基因型为AaBBAaBB，通过下列技术可以分别，通过下列技术可以分别 将它转变为以下基因型的植物：将它转变为以下基因型的植物： AABB AABB aBaB AaBBC AaBBC AAaaBBBBAAaaBBBB 则以下排列正确的是则以下排列正确的是( )( ) A.A.诱变育种、转基因技术、花药离体培养、细胞融合诱变育种、转基因技术、花药离体培养、细胞融合 B.B.杂交育种、花药离体培养、转基因技术、多倍体育种杂交育种、花药离体培养、转基因技术、多倍体育种 C.C.花药离体培养、诱变育种、多倍体育种、转基因技术花药离体培养、诱变育种、多倍体育种、转基因技术 D.D.多倍体育种

14、、花药离体培养、诱变育种、转基因技术多倍体育种、花药离体培养、诱变育种、转基因技术 【解析】【解析】选选B B。由于某植物的基因型为。由于某植物的基因型为AaBBAaBB，通过，通过AaBBAaBB与与A_B_A_B_杂杂 交，则可获得基因型为交，则可获得基因型为AABBAABB的植物；选取的植物；选取AaBBAaBB的花粉进行离体的花粉进行离体 培养，则获得基因型为培养，则获得基因型为aBaB的单倍体；将外源基因的单倍体；将外源基因C C导入植物的某导入植物的某 个细胞中，经组织培养获得基因型为个细胞中，经组织培养获得基因型为AaBBCAaBBC的植物；将植物的植物；将植物AaBBAaBB

15、用秋水仙素处理，则获得基因型为用秋水仙素处理，则获得基因型为AAaaBBBBAAaaBBBB的四倍体植物。的四倍体植物。 基因工程育种基因工程育种 1.1.基因工程的操作步骤基因工程的操作步骤 提取目的基因提取目的基因 目的基因：人们所需要的特定基因目的基因：人们所需要的特定基因 获取途径获取途径 直接分离基因直接分离基因 人工合成基因人工合成基因 目的基因与目的基因与 运载体结合运载体结合 用同一种限制酶切割质粒和目的基因用同一种限制酶切割质粒和目的基因 加入加入DNADNA连接酶连接酶 质粒和目的基因结合成重组质粒和目的基因结合成重组DNADNA分子分子 将目的基因导入受体细胞：将目的基因

16、导入受体细胞： 主要是借鉴细菌或病毒侵染细胞主要是借鉴细菌或病毒侵染细胞 的方法的方法 目的基因的目的基因的 检测和鉴定检测和鉴定 检测：根据受体细胞中是否具有标记基因，检测：根据受体细胞中是否具有标记基因， 判断目的基因导入与否判断目的基因导入与否 鉴定：受体细胞表现出特定的性状，如棉花鉴定：受体细胞表现出特定的性状，如棉花 抗虫性状的表现抗虫性状的表现 2.2.有关基因工程的相关提醒有关基因工程的相关提醒 (1)(1)限制酶在第一步和第二步操作中都用到，且要求同一种酶，限制酶在第一步和第二步操作中都用到，且要求同一种酶， 目的是产生相同的黏性末端；第二步中两种工具酶都用到。目的是产生相同的

17、黏性末端；第二步中两种工具酶都用到。 (2)(2)质粒是最常用的运载体，不要把质粒和运载体等同，除此之质粒是最常用的运载体，不要把质粒和运载体等同，除此之 处，噬菌体和动植物病毒也可作为运载体。运载体的化学本质处，噬菌体和动植物病毒也可作为运载体。运载体的化学本质 为为DNADNA，其基本单位为脱氧核苷酸。，其基本单位为脱氧核苷酸。 (3)(3)目的基因表达的标志：通过翻译合成相应的蛋白质。目的基因表达的标志：通过翻译合成相应的蛋白质。 (4)(4)通过基因工程培育的抗虫棉，只能抗虫，不能抗病毒、细菌。通过基因工程培育的抗虫棉，只能抗虫，不能抗病毒、细菌。 【高考警示钟】【高考警示钟】 容易混

18、淆的容易混淆的DNADNA连接酶和连接酶和DNADNA聚合酶聚合酶 (1)DNA(1)DNA连接酶：在两个连接酶：在两个DNADNA片段之间形成磷酸二酯键。片段之间形成磷酸二酯键。 (2)DNA(2)DNA聚合酶：可将单个的脱氧核苷酸加到已有的脱氧核苷酸聚合酶：可将单个的脱氧核苷酸加到已有的脱氧核苷酸 序列上，形成磷酸二酯键。序列上，形成磷酸二酯键。 (3)(3)相同点：这两种酶都是蛋白质，可以形成两个脱氧核苷酸之相同点：这两种酶都是蛋白质，可以形成两个脱氧核苷酸之 间的磷酸二酯键。间的磷酸二酯键。 【典例训练【典例训练2 2】如图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过如图是利用基因工程技术生

19、产人胰岛素的操作过 程示意图，请据图作答。程示意图，请据图作答。 (1)(1)图中基因工程的基本过程可以概括为图中基因工程的基本过程可以概括为“四步曲四步曲”_； _；_；_。 (2)(2)能否利用人的皮肤细胞来完成能否利用人的皮肤细胞来完成过程？过程？_，为，为 什么？什么？_。 (3)(3)过程过程必需的酶是必需的酶是_酶，过程酶，过程必需的酶是必需的酶是_ _酶。酶。 (4)(4)若若A A中共有中共有a a个碱基对，其中鸟嘌呤有个碱基对，其中鸟嘌呤有b b个，若个，若过程连过程连 续进行续进行4 4次，至少需提供胸腺嘧啶次，至少需提供胸腺嘧啶_个。个。 (5)(5)在利用在利用ABAB

20、获得获得C C的过程中，常用的过程中，常用_切割切割A A和和B B， 使它们产生使它们产生_，再加入，再加入_，才可形，才可形 成成C C。 【解题指南】【解题指南】 1.1.知识储备：知识储备：(1)(1)基因工程的四个步骤：提取目的基因基因工程的四个步骤：提取目的基因目的基目的基 因与运载体结合因与运载体结合将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞目的基因的检测目的基因的检测 与鉴定。与鉴定。 (2)(2)限制酶的作用是切割限制酶的作用是切割DNADNA分子。分子。 2.2.考查实质：基因工程的四大操作步骤及每个具体步骤的具体考查实质：基因工程的四大操作步骤及每个具体步骤的具体 操作

21、。操作。 【解析】【解析】(2)(2)图中图中过程是从细胞中获取相应的过程是从细胞中获取相应的mRNAmRNA，由于基因，由于基因 的选择性表达，人的皮肤细胞中的胰岛素基因不转录，不表达，的选择性表达，人的皮肤细胞中的胰岛素基因不转录，不表达， 因此不能形成胰岛素因此不能形成胰岛素mRNAmRNA。 (3)(3)从从mRNADNAmRNADNA是逆转录的过程，需要逆转录酶。是逆转录的过程，需要逆转录酶。DNADNA分子的扩分子的扩 增需用解旋酶将双链增需用解旋酶将双链DNADNA解旋为单链。解旋为单链。 (4)(4)一个一个DNADNA分子中的鸟嘌呤分子中的鸟嘌呤(b(b个个) )和胸腺嘧啶之

22、和占碱基总数和胸腺嘧啶之和占碱基总数 (2a(2a个个) )的一半，所以一个的一半，所以一个DNADNA分子片段中胸腺嘧啶数为分子片段中胸腺嘧啶数为(a-b)(a-b)个。个。 连续复制连续复制4 4次，共产生次，共产生DNADNA分子分子2 24 4=16=16个，由于复制方式为半保留个，由于复制方式为半保留 复制，故需要提供的胸腺嘧啶数量为复制，故需要提供的胸腺嘧啶数量为(a-b)(a-b)(16-1)=15(a-b)(16-1)=15(a-b)。 (5)(5)构建基因表达载体时需将目的基因与运载体用同一种限制酶构建基因表达载体时需将目的基因与运载体用同一种限制酶 切割，产生相同的黏性末端

23、，才可以在切割，产生相同的黏性末端，才可以在DNADNA连接酶的作用下连接连接酶的作用下连接 形成基因表达载体。形成基因表达载体。 答案：答案：(1)(1)提取目的基因提取目的基因 目的基因与运载体结合目的基因与运载体结合 将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞 目的基因的检测与鉴定目的基因的检测与鉴定 (2)(2)不能不能 皮肤细胞中的胰岛素基因未表达皮肤细胞中的胰岛素基因未表达( (或未转录或未转录) )，不能，不能 形成胰岛素形成胰岛素mRNAmRNA (3)(3)逆转录逆转录 解旋解旋 (4)15(a-b)(4)15(a-b) (5)(5)同一种限制性核酸内切酶同一种限制性核酸内

24、切酶 相同的黏性末端相同的黏性末端 DNADNA连接酶连接酶 【互动探究】【互动探究】(1)(1)图中图中是什么过程？是什么过程？ 提示：提示：DNADNA分子扩增。分子扩增。 分析：分析：DNADNA分子扩增，可以获得大量目的基因。分子扩增，可以获得大量目的基因。 (2)(2)图中从大肠杆菌获得的图中从大肠杆菌获得的B B结构，其作用是什么？结构，其作用是什么？ 提示：提示：作为运载体，将目的基因导入受体细胞。作为运载体，将目的基因导入受体细胞。 分析：分析：B B是质粒，作为运载体，其作用是与目的基因结合，将目是质粒，作为运载体，其作用是与目的基因结合，将目 的基因导入受体细胞。的基因导入

25、受体细胞。 【变式备选】【变式备选】下列有关基因工程的相关叙述中，正确的是下列有关基因工程的相关叙述中，正确的是( )( ) A.A.基因治疗就是去除生物体细胞中有缺陷的突变基因基因治疗就是去除生物体细胞中有缺陷的突变基因 B.B.运载体上抗性基因的存在有利于对目的基因是否表达进行检测运载体上抗性基因的存在有利于对目的基因是否表达进行检测 C.C.在基因工程操作中，必须用同种限制性核酸内切酶剪切目的基因在基因工程操作中，必须用同种限制性核酸内切酶剪切目的基因 和质粒和质粒 D.D.转基因技术造成的变异，实质上相当于人为的基因重组，但却产转基因技术造成的变异，实质上相当于人为的基因重组，但却产

26、生了定向变异生了定向变异 【解析】【解析】选选D D。基因治疗是将外源正常基因通过转基因技术插入。基因治疗是将外源正常基因通过转基因技术插入 病人适当的受体细胞中，用外源基因制造的产物治疗某种疾病。病人适当的受体细胞中，用外源基因制造的产物治疗某种疾病。 运载体上抗性基因的存在有利于检测运载体是否导入受体细胞。运载体上抗性基因的存在有利于检测运载体是否导入受体细胞。 一般用同种限制性核酸内切酶剪切目的基因和质粒，但也有两一般用同种限制性核酸内切酶剪切目的基因和质粒，但也有两 种不同的限制酶产生相同的黏性末端，如种不同的限制酶产生相同的黏性末端，如GATTCG GATTCG 和和ATTCATTC

27、。 通过转基因技术实现基因重组，可以定向改造生物的性状。通过转基因技术实现基因重组，可以定向改造生物的性状。 正确理解基因重组与基因工程间的关系正确理解基因重组与基因工程间的关系 比较项目比较项目基因重组基因重组基因工程基因工程 不不 同同 点点 重组重组 基因基因 同一物种的不同基因同一物种的不同基因 一般是不同物种间的不同基因一般是不同物种间的不同基因 意义意义 是生物变异的来源之一，是生物变异的来源之一， 对生物进化有重要意义对生物进化有重要意义 使人类有可能按自己的意愿直使人类有可能按自己的意愿直 接定向地改造生物的遗传性状，接定向地改造生物的遗传性状， 培育出新品种培育出新品种 相同

28、点相同点 都实现了不同基因间的重新组合，都能使生物产生变都实现了不同基因间的重新组合，都能使生物产生变 异异 育种的方法有杂交育种、单倍体育种、诱变育种、多倍体育育种的方法有杂交育种、单倍体育种、诱变育种、多倍体育 种、基因工程育种等，下面对这五种育种方式的说法正确的种、基因工程育种等，下面对这五种育种方式的说法正确的 是是( )( ) A.A.涉及的原理有基因突变、基因重组、染色体变异涉及的原理有基因突变、基因重组、染色体变异 B.B.都不可能产生定向的可遗传变异都不可能产生定向的可遗传变异 C.C.都在细胞水平上进行操作都在细胞水平上进行操作 D.D.都不能通过产生新基因而产生新性状都不能

29、通过产生新基因而产生新性状 【解题指南】【解题指南】 1.1.考查实质：不同育种方法的原理及相关操作。考查实质：不同育种方法的原理及相关操作。 2.2.知识储备：杂交育种和基因工程育种的原理是基因重组，单知识储备：杂交育种和基因工程育种的原理是基因重组，单 倍体育种和多倍体育种的原理是染色体变异，诱变育种的原理倍体育种和多倍体育种的原理是染色体变异，诱变育种的原理 是基因突变。是基因突变。 【解析】【解析】选选A A。杂交育种原理是基因重组，单倍体育种原理是染。杂交育种原理是基因重组，单倍体育种原理是染 色体变异，诱变育种原理是基因突变，多倍体育种原理是染色色体变异，诱变育种原理是基因突变，多

30、倍体育种原理是染色 体变异，基因工程育种原理是基因重组。基因工程育种可产生体变异，基因工程育种原理是基因重组。基因工程育种可产生 定向的可遗传变异；杂交育种、诱变育种、多倍体育种都是个定向的可遗传变异；杂交育种、诱变育种、多倍体育种都是个 体水平上的操作，而单倍体育种的花药离体培养属细胞水平的体水平上的操作，而单倍体育种的花药离体培养属细胞水平的 操作，基因工程育种属分子水平上的操作；诱变育种可以产生操作，基因工程育种属分子水平上的操作；诱变育种可以产生 新基因，进而形成新性状。新基因，进而形成新性状。 提示信息在补充完善型实验中的应用提示信息在补充完善型实验中的应用 验证某基因对性状的控制验

31、证某基因对性状的控制 【案例】【案例】番茄番茄(2n=24)(2n=24)的正常植株的正常植株(A)(A)对矮生植株对矮生植株(a)(a)为显性，红为显性，红 果果(B)(B)对黄果对黄果(b)(b)为显性，两对基因独立遗传。请回答下列问题：为显性，两对基因独立遗传。请回答下列问题： (1)(1)现有基因型现有基因型AaBBAaBB与与aaBbaaBb的番茄杂交，其后代的基因型有的番茄杂交，其后代的基因型有_ _种，种，_基因型的植株自交产生的矮生黄果植株比例最基因型的植株自交产生的矮生黄果植株比例最 高，自交后代的表现型及比例为高，自交后代的表现型及比例为_。 (2)(2)在在AAAAaaa

32、a杂交中，若杂交中，若A A基因所在的同源染色体在减数第基因所在的同源染色体在减数第 一次分裂时不分离，产生的雌配子染色体数目为一次分裂时不分离，产生的雌配子染色体数目为_，这，这 种情况下杂交后代的株高表现型可能是种情况下杂交后代的株高表现型可能是_。 (3)(3)假设两种纯合突变体假设两种纯合突变体X X和和Y Y都是由控制株高的都是由控制株高的A A基因突变产生基因突变产生 的，检测突变基因转录的的，检测突变基因转录的mRNAmRNA，发现，发现X X的第二个密码子中第二个的第二个密码子中第二个 碱基由碱基由C C变为变为U U，Y Y在第二个密码子第二个碱基前多了一个在第二个密码子第二

33、个碱基前多了一个U U，与，与 正常植株相比，正常植株相比，_突变体的株高变化可能更大，试从蛋白质突变体的株高变化可能更大，试从蛋白质 水平分析原因：水平分析原因：_ _。 (4)(4)转基因技术可使某基因在植物体内过量表达，也可以抑制某转基因技术可使某基因在植物体内过量表达，也可以抑制某 基因表达。假设基因表达。假设A A基因通过控制赤霉素的合成来控制番茄的株高，基因通过控制赤霉素的合成来控制番茄的株高， 请完成如下实验设计，以验证假设是否成立。请完成如下实验设计，以验证假设是否成立。 实验设计：实验设计：( (借助转基因技术，但不要求转基因的具体步骤借助转基因技术，但不要求转基因的具体步骤

34、) ) a.a.分别测定正常与矮生植株的赤霉素含量和株高。分别测定正常与矮生植株的赤霉素含量和株高。 b._b._。 c._c._。 支持上述假设的预期结果：支持上述假设的预期结果：_ _。 若假设成立，据此说明基因控制性状的方式：若假设成立，据此说明基因控制性状的方式： _。 【命题人透析】【命题人透析】 (1)(1)异常减数分裂对配子染色体数目的影响：异常减数分裂对配子染色体数目的影响： 减数分裂过程中同源染色体未分离，移向同一极，导致减数第减数分裂过程中同源染色体未分离，移向同一极，导致减数第 一次分裂结束后的两个细胞均异常，减数第二次分裂可看做一一次分裂结束后的两个细胞均异常，减数第二

35、次分裂可看做一 次特殊的有丝分裂，结果不变，因此异常雌配子可能多一条染次特殊的有丝分裂，结果不变，因此异常雌配子可能多一条染 色体，也可能少一条染色体。色体，也可能少一条染色体。 (2)(2)赤霉素含量对植株株高的影响：赤霉素含量对植株株高的影响： 赤霉素的主要作用是促进细胞伸长，从而引起植株增高，即赤赤霉素的主要作用是促进细胞伸长，从而引起植株增高，即赤 霉素含量高，植株增高。霉素含量高，植株增高。 (3)(3)题干信息的获取和利用：题干信息的获取和利用： “转基因技术可使某基因在植物体内过量表达，也可以抑制转基因技术可使某基因在植物体内过量表达，也可以抑制 某基因表达某基因表达”，由此推出

36、实验设计时一组是促进基因的表达，由此推出实验设计时一组是促进基因的表达， 另一组是抑制基因的表达；另一组是抑制基因的表达； “分别测定正常与矮生植株的赤霉素含量和株高分别测定正常与矮生植株的赤霉素含量和株高”，由此推，由此推 出接受处理的植株分别是正常植株和矮生植株。出接受处理的植株分别是正常植株和矮生植株。 【标准答案】【标准答案】 (1)4 aaBb (1)4 aaBb 矮生红果矮生红果矮生黄果矮生黄果=31=31 (2)13(2)13或或11 11 正常或矮生正常或矮生 (3)Y Y(3)Y Y突变体的蛋白质中氨基酸的改变比突变体的蛋白质中氨基酸的改变比X X突变体可能更多突变体可能更多

37、 ( (或：或：X X突变体的蛋白质可能只有一个氨基酸发生改变，突变体的蛋白质可能只有一个氨基酸发生改变，Y Y突变体突变体 的蛋白质氨基酸序列可能从第一个氨基酸后都改变的蛋白质氨基酸序列可能从第一个氨基酸后都改变) ) (4)(4) b. b.通过转基因技术，抑制正常植株通过转基因技术，抑制正常植株A A基因的表达，测定其基因的表达，测定其 赤霉素含量和株高赤霉素含量和株高 c.c.通过转基因技术，使通过转基因技术，使A A基因在矮生植株中过量表达，测定其赤基因在矮生植株中过量表达，测定其赤 霉素含量和株高霉素含量和株高 与对照比较，正常植株在与对照比较，正常植株在A A基因表达被抑制后，赤

38、霉素含量降基因表达被抑制后，赤霉素含量降 低，株高降低；与对照比较，低，株高降低；与对照比较，A A基因在矮生植株中过量表达后，基因在矮生植株中过量表达后， 该植株赤霉素含量增加，株高增加该植株赤霉素含量增加，株高增加 基因通过控制酶的合成来控制代谢途径，进而控制生物性状基因通过控制酶的合成来控制代谢途径，进而控制生物性状 【阅卷人点评】【阅卷人点评】 得分要点得分要点 (2)(2)必须答为必须答为“1313或或11 11 正常或矮生正常或矮生”才能得分，答才能得分，答“1313和和11 11 正常和矮生正常和矮生”不能得分。不能得分。 (4)(4)必须体现如下内容：必须体现如下内容： b.b

39、.抑制正常植株抑制正常植株A A基因的表达，测定其赤霉素含量和株高。基因的表达，测定其赤霉素含量和株高。 c.Ac.A基因在矮生植株过量表达，测定其赤霉素含量和株高。基因在矮生植株过量表达，测定其赤霉素含量和株高。 正常植株在正常植株在A A基因表达被抑制后，赤霉素含量降低，株高降低；基因表达被抑制后，赤霉素含量降低，株高降低； A A基因在矮生植株中过量表达后，该植株赤霉素含量增加，株高增基因在矮生植株中过量表达后，该植株赤霉素含量增加，株高增 加。加。 基因通过控制酶的合成来控制代谢途径，进而控制生物性状。基因通过控制酶的合成来控制代谢途径，进而控制生物性状。 失分案例失分案例 (2)(2

40、)答案不全，第一空答为答案不全，第一空答为“13”13”或或“11”11”，第二空答为，第二空答为“正常正常” 或或“矮生矮生”。 (3)(3)错答为错答为“不确定不确定 突变基因后面的基因翻译的氨基酸均发生突变基因后面的基因翻译的氨基酸均发生 了变化了变化”。 (4)(4)答案不全，只答出其中的一种情况。答案不全，只答出其中的一种情况。 1.1.与杂交育种、单倍体育种、多倍体育种和基因工程育种相比，与杂交育种、单倍体育种、多倍体育种和基因工程育种相比， 尽管人工诱变育种具有很大的盲目性，但是该育种方法的独特之尽管人工诱变育种具有很大的盲目性，但是该育种方法的独特之 处是处是( )( ) A.

41、A.可以将不同品种的优良性状集中到一个品种上可以将不同品种的优良性状集中到一个品种上 B.B.育种周期短，加快育种的进程育种周期短，加快育种的进程 C.C.改变基因结构，创造前所未有的性状类型改变基因结构，创造前所未有的性状类型 D.D.能够明显缩短育种年限，后代性状稳定快能够明显缩短育种年限，后代性状稳定快 【解析】【解析】选选C C。只有诱变育种能够产生新的基因，可以大幅度地。只有诱变育种能够产生新的基因，可以大幅度地 改良某些性状；将不同品种的优良性状集中到一个品种上，应改良某些性状；将不同品种的优良性状集中到一个品种上，应 该用杂交育种的方法；育种周期短，能够加快育种的进程，明该用杂交

42、育种的方法；育种周期短，能够加快育种的进程，明 显缩短育种年限，后代性状稳定快，应该用单倍体育种的方法。显缩短育种年限，后代性状稳定快，应该用单倍体育种的方法。 2.2.育种专家用高秆抗锈病水稻与矮秆不抗锈病水稻杂交，培育出育种专家用高秆抗锈病水稻与矮秆不抗锈病水稻杂交，培育出 了矮秆抗锈病水稻，与这种育种方式原理不相同的是了矮秆抗锈病水稻，与这种育种方式原理不相同的是( )( ) A.A.基因工程基因工程 B.B.肺炎双球菌转化肺炎双球菌转化 C.C.三倍体无子西瓜的培育三倍体无子西瓜的培育 D.D.减数第一次分裂后期非同源染色体的自由组合减数第一次分裂后期非同源染色体的自由组合 【解析】【

43、解析】选选C C。通过杂交让位于不同个体的优良性状集中到一个。通过杂交让位于不同个体的优良性状集中到一个 个体上，属于杂交育种，原理是基因重组。个体上，属于杂交育种，原理是基因重组。A A、B B、D D都属于基因都属于基因 重组，重组，C C属于染色体变异。属于染色体变异。 3.3.下列有关育种的叙述中，错误的是下列有关育种的叙述中，错误的是( )( ) A.A.用于大田生产的优良品种不一定是纯合子用于大田生产的优良品种不一定是纯合子 B.B.通过植物组织培养技术培育脱毒苗，筛选培育抗病毒新品种通过植物组织培养技术培育脱毒苗，筛选培育抗病毒新品种 C.C.杂交育种可用于家畜、家禽的育种杂交育

44、种可用于家畜、家禽的育种 D.D.为了避免对三倍体无子西瓜年年制种，可利用植物组织培养为了避免对三倍体无子西瓜年年制种，可利用植物组织培养 快速繁殖快速繁殖 【解析】【解析】选选B B。通过植物组织培养技术培育的脱毒苗没有病毒，。通过植物组织培养技术培育的脱毒苗没有病毒， 但不一定能抗病毒。但不一定能抗病毒。 4.(4.(多选多选) )用纯种的高秆用纯种的高秆(D)(D)抗锈病抗锈病(T)(T)小麦与矮秆小麦与矮秆(d)(d)易染锈病易染锈病(t)(t) 小麦培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法如下，下列有关此育种方小麦培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法如下，下列有关此育种方 法的叙述中，错误的是法的叙

45、述中，错误的是( )( ) 高秆抗锈病高秆抗锈病矮秆易染锈病矮秆易染锈病 F F1 1 雄配子雄配子 幼苗幼苗 选选 出符合生产要求的品种出符合生产要求的品种 A.A.过程过程的作用原理为染色体变异的作用原理为染色体变异 B.B.过程过程必须经过受精作用必须经过受精作用 C.C.过程过程可使用一定浓度的秋水仙素处理幼苗可使用一定浓度的秋水仙素处理幼苗 D.D.此育种方法可选出符合生产要求的品种占此育种方法可选出符合生产要求的品种占1/41/4 【解析】【解析】选选A A、B B。图示为单倍体育种，过程。图示为单倍体育种，过程原理为基因重组；原理为基因重组； 是将花药培养为幼苗，属于植物组织培养

46、；是将花药培养为幼苗，属于植物组织培养；过程应该用一过程应该用一 定浓度的秋水仙素处理幼苗。定浓度的秋水仙素处理幼苗。 5.5.请根据提供的材料，设计两套育种方案。请根据提供的材料，设计两套育种方案。 生物材料：生物材料：A.A.小麦的高秆小麦的高秆( (显性显性) )抗锈病抗锈病( (显性显性) )纯种纯种 B.B.小麦的矮秆不抗锈病纯种小麦的矮秆不抗锈病纯种 C.C.水稻的迟熟种子水稻的迟熟种子 非生物材料非生物材料( (满足育种要求满足育种要求) ) 方方 案案 项项 目目 方案方案1 1方案方案2 2 （1 1）育种名称）育种名称 _育种育种_育种育种 （2 2）选择的生物材料）选择的

47、生物材料 （3 3）希望得到的结果）希望得到的结果 （4 4）简要育种过程（可用）简要育种过程（可用 图解）图解） （5 5）选择稳定遗传的新品）选择稳定遗传的新品 种的简要方法种的简要方法 【解析】【解析】A A和和B B杂交，矮秆和抗锈病两种优良性状会集合在一起，杂交，矮秆和抗锈病两种优良性状会集合在一起， 在在F F2 2中选择出来，再经过连续自交，就会得到符合育种要求的中选择出来，再经过连续自交，就会得到符合育种要求的 纯合个体。水稻的迟熟性状如果要改变成早熟新性状，要经过纯合个体。水稻的迟熟性状如果要改变成早熟新性状，要经过 基因突变过程，诱变育种符合要求。基因突变过程，诱变育种符合

48、要求。 答案：答案：方案方案1 1：(1)(1)杂交杂交 (2)A(2)A、B (3)B (3)矮秆抗锈病矮秆抗锈病 (4)(4)高抗高抗矮病矮病 F F1 1高抗高抗 F F2 2高抗、矮抗、高病、矮高抗、矮抗、高病、矮 病病 (5)(5)将将F F2 2矮抗品种连续自交、分离、淘汰、提纯，直到不分离为止矮抗品种连续自交、分离、淘汰、提纯，直到不分离为止 方案方案2 2：(1)(1)诱变诱变 (2)C (3)(2)C (3)早熟水稻早熟水稻 (4)(4)用射线、激光照射或亚硝酸等化学试剂处理水稻，使之发生用射线、激光照射或亚硝酸等化学试剂处理水稻，使之发生 基因突变基因突变 (5)(5)将处

49、理的水稻种植下去，进行观察，选择早熟水稻，并纯化将处理的水稻种植下去，进行观察，选择早熟水稻，并纯化 杂交 实验方法：新品种的育种方法实验方法：新品种的育种方法 【理论指导】【理论指导】 育种目标不同培育新品种的方法不同：育种目标不同培育新品种的方法不同： (1)(1)集中不同亲本的优良性状集中不同亲本的优良性状杂交育种。杂交育种。 选择具有不同优良性状的个体作为亲本，经过杂交选择具有不同优良性状的个体作为亲本，经过杂交自交过程，自交过程， 在在F F2 2中选择，如果选取显性个体，还需要连续自交。中选择，如果选取显性个体，还需要连续自交。 (2)(2)集中优良性状，又缩短育种年限集中优良性状，又缩短育种年限单倍体育种。单倍体育种。 选择具有不同优良性状的个体作为亲本，经过杂交获得选择具有不同优良性状的个体作为亲本，经过杂交获得F F1 1，取，取F F1 1 的花药进行离体培养，形成单倍体幼苗，