第6章从杂交育种到基因工程

1、综合分析近几年各地高考理综试题生物部分，本章有以下高考命题规律。1.命题内容：从命题侧重点来看，本章以生产生活实际、当前热点问题等新材料为背景进行命题，综合考查杂交育种、诱变育种和基因工程育种等原理、过程、特点及应用。2.命题形式：课标高考生物试题对本章的考查，经常以二倍体、多倍体与单倍体的区别及其在育种上的应用进行命题，或者结合实验探究进行考查。3.命题思路：从命题思路上分析，可以结合杂交育种、诱变育种和基因工程原理与过程命题，还可以结合生物变异与遗传规律命题，特别是基因工程与其他技术结合成为命题的热点。4.命题趋势：纵观近三年高考生物试题，本章考查形式以非选择题为主，单科命题省份也常常以选

2、择题的形式出现，来考查获取信息能力、分析问题与解决问题能力、实验分析与设计能力等。根据近几年高考命题特点和规律，本章的复习备考策略如下。1.知识方面：（1）横向比较：复习本章的重点是杂交育种、诱变育种和基因工程原理与过程，还要联系多倍体育种、单倍体育种，并且比较这几种育种方法的原理、操作方法及优点和缺点。（2）纵向延伸：对于每一种育种方法都要结合实例分析，联系生物变异、遗传规律及细胞工程等知识，发掘各种育种方法的本质，注重各种育种方法的应用，为实践和创新奠定坚实的基础。（3）整合应用：将育种知识进一步归纳，还要结合一些热点问题，如基因治疗、太空育种等，目的是系统地掌握生物育种的原理、方法及优缺

3、点，达到知识的灵活运用。2.能力方面：课标高考生物试题对本章的层级考查，集中在理解能力、实验探究能力和综合应用能力等层次。一、杂交育种一、杂交育种1.概念：是将两个两个或多个多个品种的优良性状优良性状通过交配交配 02起，再经过选择选择和育种育种 ，获得新品种新品种的方法。 2.遗传学原理是基因重组基因重组 。3.应用： （1）改良作物品质作物品质 ，提高农作物单位面积产量。（2）培育优良的家畜、家禽。二、诱变育种二、诱变育种1.概念：是指利用 物理因素物理因素（如X射线、射线、紫外线、激光等）或化学因素化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）来处理生物，使生物发生基因突变基因突变的方法。2.遗传学

4、原理是基因突变基因突变。3.应用：（1）培育农作物新品种。（2）在微生物育种微生物育种方面也发挥了重要作用。三、基因工程三、基因工程1.概念：又叫做基因拼接基因拼接技术或DNA重组技术重组技术。就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改修饰改造造 ，然后放到另一种生物的细胞里另一种生物的细胞里，定向定向地改造生物的遗传性状的技术。 2.遗传学原理是基因重组基因重组 。3.基本工具（1）基因的“剪刀”，即限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶（简称限制限制酶酶），具有特异特异性。（2）基因的“针线”，即DNA连接酶连接酶 ，它能在脱氧核糖脱氧核糖与磷酸磷酸之间形成一定的化学键，将两条

5、DNA片段连接起来。（3）基因的运载体：常用质粒质粒 、噬菌体、噬菌体 、动植物病毒、动植物病毒等。4.基因工程的操作一般经历四个步骤（1）提取目的基因；（2）目的基因与运载体运载体结合；（3）将目的基因目的基因导入受体细胞；（4）目的基因的检测与鉴定检测与鉴定。四、基因工程的应用四、基因工程的应用1.作物育种：获得高产、稳产和具有 优良品质优良品质 的农作物，培育出具有各种 抗逆抗逆 性的作物新品种。 2.药物研制：利用转基因生物生产出各种高质量高质量 、低成、低成本本 的药品。3.环境保护：利用转基因细菌降解 有毒有害的化合物有毒有害的化合物 ，吸收环境中的重金属重金属 ，分解泄漏的石油，

6、处理工业废水等。几种育种方式的比较1.育种方式的选择原则（1）一般作物育种可选用杂交育种和单倍体育种。（2）为得到特殊性状，可选择诱变育种或者多倍体育种。（3）若将两种不同生物的特殊性状组合到一起，就要考虑基因工程育种，如抗病植株的育成。a.基因工程育种的原理是基因重组，不完全符合基因重组的定义。传统意义上的基因重组发生在进行有性生殖的同种生物之间，而基因工程是发生在不同的物种之间。 b.诱变育种属于分子水平上育种，只有此育种方式可产生新基因。小麦是一种重要的粮食作物，改善小麦的遗传性状是科学工作者不断努力的目标，如图是遗传育种的一些途径。请回答下列问题。（1）以矮秆易感病（ddrr）和高秆抗

7、病（DDRR）小麦为亲本进行杂交，培育矮秆抗病小麦品种过程中，F1自交产生F2，其中矮秆抗病类型出现的比例是，选择F2中矮秆抗病类型连续自交、筛选，直至。（2）若要在较短时间内获得上述新品种小麦，可选图中（填字母）途径所用的方法。其中的F环节是。（3）科学工作者欲使小麦获得燕麦抗锈病的性状，选择图中（填字母）表示的技术手段最为合理可行，该技术手段主要包括：。（4）小麦与玉米杂交，受精卵发育初期出现玉米染色体在细胞分裂时全部丢失的现象，将种子中的胚取出进行组织培养，得到的是小麦植株。（5）图中的遗传育种途径，（填字母）所表示的方法具有典型的不定向性。 图中AB为诱变育种，CD为基因工程育种，EF

8、G为单倍体育种，HI为细胞工程育种，JK为多倍体育种。（1）F2中矮秆抗病类型出现的比例是3/16，让F2矮秆抗病类型连续自交、筛选，直至不再发生性状分离，新的品种即培育成功。（2）要尽快获得矮秆抗病类型新品种，应该采用单倍体育种的方式，即图中的EFG表示的技术手段。（3）欲使小麦获得燕麦抗锈病的性状，应该用基因工程的育种方式。（4）胚细胞中只剩下小麦生殖细胞中的染色体，因此将胚取出进行组织培养，得到的小麦是单倍体植株。（5）诱变育种、杂交育种都是不定向的过程。（1）3/16不再发生性状分离（2）EFG花药离体培养（3）CD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

9、检测与鉴定（4）单倍体（5）AB基因工程及其应用1.基因工程的概念理解2.基因工程的工具（1）限制性核酸内切酶（简称限制酶）分布：已发现的限制酶达200多种，主要在微生物体内。特性：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子。实例：EcoR限制酶能专一识别GAATTC序列，并在G和A之间将这段序列切开。切割结果：产生2个带有黏性末端的DNA片段。作用：基因工程中重要的切割工具，能将外来的DNA切断，对自己的DNA无损害。（2）DNA连接酶DNA连接酶的作用是在DNA分子连接过程中，催化磷酸二酯键的形成，黏合脱氧核糖和磷酸之间的缺口。如果把DNA分子看成“梯子形”，D

10、NA连接酶的作用是把梯子的扶手连接起来。（3）常用的运载体质粒本质：小型环状DNA分子。作用：a.作为运载工具，将目的基因送到宿主细胞中去；b.用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。条件：a.能在宿主细胞内稳定保存并大量复制；b.有多个限制酶切点；c.有标记基因。3.基因工程的操作步骤已知SARS是由一种RNA病毒感染所引起的疾病。SARS病毒表面的S蛋白是主要的病毒抗原，在SARS病人康复后的血清中有抗S蛋白的特异性抗体。某研究小组为了研制预防SARS病毒的疫苗，开展了前期研究工作。其简要的操作流程如下。（1）实验步骤所代表的反应过程是。（2）步骤构建重组表达载体A和重组表达载体B必须使用

11、限制性核酸内切酶和酶，后者的作用是将限制性核酸内切酶切割的和连接起来。（3）如果省略步骤而将大量扩增的S基因直接导入大肠杆菌，一般情况下，不能得到表达的S蛋白，其原因是S基因在大肠杆菌中不能，也不能。（4）为了检验步骤所表达的S蛋白是否与病毒S蛋白有相同的免疫反应特性，可用与进行抗原抗体特异性反应实验，从而得出结论。（5）步骤和的结果相比，原核细胞表达的S蛋白与真核细胞表达的S蛋白的氨基酸序列（选填“相同”或“不同”），根本原因 是。 本题考查基因工程技术在制备疫苗中的应用，考查基因工程的操作并涉及到免疫学相关知识。构建重组表达载体必须使用限制性核酸内切酶和DNA连接酶，DNA连接酶将限制性核酸内切酶切后具有相