期末复习6从杂交育种到基因工程1

1、第第6 6章章 从杂交育种到基因工程从杂交育种到基因工程依据依据原理原理常用方法常用方法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育选育自自交交将不同个体的优将不同个体的优良性状集中于一良性状集中于一个个体上个个体上时间长，时间长，需及时发需及时发现优良品现优良品种种矮秆抗锈矮秆抗锈病小麦病小麦诱变诱变育种育种基因基因突变突变辐射诱变，辐射诱变，激光诱变，激光诱变，作物空间技作物空间技术育种术育种可以提高变异的可以提高变异的频率，加速育种频率，加速育种进程，大幅度地进程，大幅度地改良某些品种改良某些品种有利变异有利变异少，需大少，需大量处理实量处理实验材料验材料

2、青霉素高青霉素高产菌株、产菌株、太空椒太空椒单倍单倍体育体育种种染色染色体变体变异异花药离体培花药离体培养获得单倍养获得单倍体，再经秋体，再经秋水仙素或低水仙素或低温诱导处理温诱导处理可以明显地缩短可以明显地缩短育种年限育种年限技术复杂技术复杂且需与杂且需与杂交配合交配合快速培育快速培育矮秆抗锈矮秆抗锈病小麦病小麦几种常见育种方式的比较几种常见育种方式的比较1依据依据原理原理常用方法常用方法优点优点缺点缺点举例举例多倍多倍体育体育种种染色染色体变体变异异秋水仙素处理秋水仙素处理萌发的种子、萌发的种子、幼苗幼苗器官巨大，器官巨大，提高产量提高产量和营养成和营养成分分发育延发育延迟，结迟，结实率低

3、实率低三倍体无三倍体无子西瓜、子西瓜、八倍体小八倍体小黑麦黑麦基因基因工程工程育种育种基因基因重组重组转基因（转基因（dnadna重重组）技术将目组）技术将目的基因引入生的基因引入生物体内，培育物体内，培育新品种新品种定向改变定向改变生物的性生物的性状；克服状；克服远缘杂交远缘杂交不亲和的不亲和的障碍障碍有可能有可能引起生引起生态危机态危机产生人胰产生人胰岛素的大岛素的大肠杆菌、肠杆菌、抗虫棉抗虫棉几种常见育种方式的比较几种常见育种方式的比较2构建知识网络构建知识网络1.在所有育种方法中，最简捷、常规的育种方法：在所有育种方法中，最简捷、常规的育种方法： _2.根据不同育种需求选择不同的育种方

4、法根据不同育种需求选择不同的育种方法（1）将两亲本的两个不同优良性状集中于同一生）将两亲本的两个不同优良性状集中于同一生 物物体上，可利用体上，可利用_，亦可利用，亦可利用_： （2）要求快速育种，则运用）要求快速育种，则运用_（3）要求大幅度改良某一品种，使之出现前所未有）要求大幅度改良某一品种，使之出现前所未有的性状，可利用的性状，可利用_（和和_相相结合使用）。结合使用）。 （4）要求提高品种产量，提高营养物质含量，可）要求提高品种产量，提高营养物质含量，可 运运用用_。杂交育种杂交育种单倍体育种单倍体育种单倍体育种单倍体育种杂交育种杂交育种诱变育种诱变育种杂交育种杂交育种多倍体育种多倍

5、体育种4.4.杂交育种选育的时间是杂交育种选育的时间是_，原因该时间开始发生，原因该时间开始发生 _；选育后是否连续自交取决于所选优；选育后是否连续自交取决于所选优良性状是显性还是隐性。良性状是显性还是隐性。5.5.诱变育种尽管能提高突变率，但处理材料时仍然是诱变育种尽管能提高突变率，但处理材料时仍然是未突变的远远多于突变的个体；突变的未突变的远远多于突变的个体；突变的_性和一般性和一般_的特性决定了在突的特性决定了在突变的个体中有害仍多于有利，只是与自然突变相变的个体中有害仍多于有利，只是与自然突变相比较，二者都增多。比较，二者都增多。f2f2性状分离性状分离不不定向定向有害有害6 6种不同

6、的育种方法。种不同的育种方法。据图回答下列问题据图回答下列问题: :(1)(1)图中图中a a至至d d方向所示的途径表示方向所示的途径表示 育种育种方式，这种方法属常规育种，一般从方式，这种方法属常规育种，一般从f f2 2代开始选代开始选种，这是因为种，这是因为 。a ab bc c的途径表示育种方式，这两种育种方式中后者的的途径表示育种方式，这两种育种方式中后者的优越性主要表现在优越性主要表现在 。（。（2 2）b b常常用的方法为用的方法为 。（3 3）e e方法所用的原理是方法所用的原理是 ，所，所用的方法如用的方法如 、 。育。育种时所需处理的种子应是萌发的（而非休眠的）种时所需处

7、理的种子应是萌发的（而非休眠的）种子，原因是种子，原因是 。（4 4）上述育种过程中，哪两个过程所使用的方法）上述育种过程中，哪两个过程所使用的方法相同？相同？ （填写字母），具体使用的方法有（填写字母），具体使用的方法有 ( (至少回答两个至少回答两个) )，其作用机，其作用机理是理是 。（5 5）g g过程原理是过程原理是 ，h h和和i i分别表示分别表示 和和 过程。过程。（6 6）k kl lm m这种育种方法的优越性表现在这种育种方法的优越性表现在 。（7 7）上述）上述a ai i过程中，哪些过程作用前后没有改变过程中，哪些过程作用前后没有改变作用对象的基因型作用对象的基因型 ？

8、（填写字母）。？（填写字母）。解析解析 方法方法1 1应为杂交育种，它的可操作性最强，应为杂交育种，它的可操作性最强，但育种周期最长；方法但育种周期最长；方法2 2为单倍体育种，其最大优为单倍体育种，其最大优点为明显缩短育种周期；方法点为明显缩短育种周期；方法3 3为诱变育种，这种为诱变育种，这种方法获得新品种的速度最快，但因有利变异往往方法获得新品种的速度最快，但因有利变异往往不多，需大量处理实验材料；方法不多，需大量处理实验材料；方法4 4为多倍体育种，为多倍体育种，它可获得性状改良的多倍体；方法它可获得性状改良的多倍体；方法5 5为转基因技术为转基因技术即基因工程育种，它可定向改造生物性

9、状获得新即基因工程育种，它可定向改造生物性状获得新品种；方法品种；方法6 6为细胞工程育种，它可克服远缘杂交为细胞工程育种，它可克服远缘杂交不亲和的障碍，培育生物新品种。不亲和的障碍，培育生物新品种。答案答案（1 1）杂交）杂交 从从f f2 2代开始发生性状分离代开始发生性状分离 单倍体单倍体 明显缩短育种年限明显缩短育种年限 （2 2）花药离体培养）花药离体培养（3）基因突）基因突变变 x x射线、紫外线、激光射线、紫外线、激光 亚硝酸、亚硝酸、硫酸二乙酯、秋水仙素（理化因素需各说出一项）硫酸二乙酯、秋水仙素（理化因素需各说出一项）种子萌发后进行细胞分裂，种子萌发后进行细胞分裂，dnadn

10、a在复制过程中可能由在复制过程中可能由于某种因素的影响发生基因突变于某种因素的影响发生基因突变 （4 4）c c、f f低温处低温处理和秋水仙素处理理和秋水仙素处理 抑制纺锤体形成，导致染色体抑制纺锤体形成，导致染色体不能移向两极而加倍不能移向两极而加倍 （5 5）基因重组）基因重组 脱分化脱分化 再再分化分化 （6 6）克服了远缘杂交不亲和的障碍，大大扩）克服了远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展了可用于杂交的亲本范围展了可用于杂交的亲本范围 （7 7）h h、i i1.1.基因工程操作工具基因工程操作工具（1 1）基因的）基因的“剪刀剪刀”限制性核酸内切酶（简限制性核酸内切酶（简 称限制酶）称限

11、制酶） 分布：主要在微生物体内。分布：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，特性：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上并在特定的切点上 切割切割dnadna分子。分子。 实例：实例：ecoecor r限制酶能限制酶能 专一识别专一识别gaattcgaattc序列，序列， 并在并在g g和和a a之间将这段序之间将这段序 列切开。列切开。切割结果：产生两个带有黏性末端的切割结果：产生两个带有黏性末端的dnadna片段。片段。作用：基因工程中重要的切割工具，能将外来的作用：基因工程中重要的切割工具，能将外来的dnadna切切断，对自己的断，对自己的d

12、nadna无损害。无损害。(2)(2)基因的基因的“针线针线”dnadna连接酶连接酶催化对象：两个具有相同黏性末端的催化对象：两个具有相同黏性末端的dnadna片段。片段。催化位置：脱氧核糖与磷酸之间的缺口。催化位置：脱氧核糖与磷酸之间的缺口。催化结果：形成重组催化结果：形成重组dnadna。(3)(3)常用的运载体常用的运载体质粒质粒本质：小型环状本质：小型环状dnadna分子。分子。作用作用 a.a.作为运载工具，将目的基因送到宿主细胞中去；作为运载工具，将目的基因送到宿主细胞中去； b.b.用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。条件条件 a.a

13、.能在宿主细胞内稳定保存并大量复制；能在宿主细胞内稳定保存并大量复制； b.b.有多个限制酶切点；有多个限制酶切点； c.c.有标记基因。有标记基因。2.2.基因工程操作步骤图解基因工程操作步骤图解提醒提醒 （1 1）微生物常做受体细胞的原因是因其）微生物常做受体细胞的原因是因其繁殖速度快、代谢旺盛、目的产物多。繁殖速度快、代谢旺盛、目的产物多。（2 2）目的基因表达的标志：通过转录翻译合）目的基因表达的标志：通过转录翻译合成出相应的蛋白质。成出相应的蛋白质。1414、下图表示利用基因工程培育抗虫棉的过程示意图。、下图表示利用基因工程培育抗虫棉的过程示意图。请据图回答下列有关问题：请据图回答下

14、列有关问题：（1 1）科学家在进行图中操作时，要用）科学家在进行图中操作时，要用_分别切割运载体和目分别切割运载体和目的基因，运载体的黏性末端与目的基因的基因，运载体的黏性末端与目的基因dnadna片段的黏性片段的黏性末端就可通过末端就可通过_而结合。而结合。同一种限制性核酸内切酶同一种限制性核酸内切酶碱基互补配对原则碱基互补配对原则（2 2）基因工程的理论基础是）基因工程的理论基础是 法则，可用公式法则，可用公式（图解）表示为（图解）表示为 。（3 3）是导入目的基因的受体细胞，经培养、筛选获是导入目的基因的受体细胞，经培养、筛选获得一株有抗虫特性的转基因植株。经分析，该植株细胞得一株有抗虫

15、特性的转基因植株。经分析，该植株细胞中含有一个携带目的基因的中含有一个携带目的基因的dnadna片段，因此可以把它看片段，因此可以把它看作是杂合子。理论上，在该转基因自交产生作是杂合子。理论上，在该转基因自交产生f f1 1代中，仍代中，仍具有抗虫特性的植株占总数的具有抗虫特性的植株占总数的 。将上述抗虫棉。将上述抗虫棉植株的后代种子种植下去后，后代往往有很多植株不再植株的后代种子种植下去后，后代往往有很多植株不再具有抗虫特性，原因是具有抗虫特性，原因是_。要想获得要想获得纯合子，常采用的方法是纯合子，常采用的方法是 。中心中心3/4发生性状分离发生性状分离连续自交连续自交（4 4）下列是几种

16、搭配的密码子，据此推断图中合成的）下列是几种搭配的密码子，据此推断图中合成的多肽，其前三个搭配的种类（按前后顺序排列）多肽，其前三个搭配的种类（按前后顺序排列） 。甲硫氨酸（甲硫氨酸（augaug）、甘氨酸（）、甘氨酸（ggagga）、丝氨酸（）、丝氨酸（ucuucu）、）、酪氨酸（酪氨酸（uacuac）、精氨酸（）、精氨酸（agaaga）、丙氨酸（）、丙氨酸（gcugcu）甲硫氨酸、丙氨酸、丝氨酸甲硫氨酸、丙氨酸、丝氨酸易错辨析易错辨析（1 1）限制性内切酶和）限制性内切酶和dnadna连接酶的作用部位都是连接酶的作用部位都是脱氧核苷酸之间形成的磷酸二酯键（不是氢脱氧核苷酸之间形成的磷酸二酯

17、键（不是氢键），只是一个切开，一个连接。键），只是一个切开，一个连接。（2 2）质粒是最常用的运载体，不要把质粒同运）质粒是最常用的运载体，不要把质粒同运载体等同，除此之外，噬菌体和动植物病毒载体等同，除此之外，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也可作为运载体。运载体的化学本质为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）要想从）要想从dnadna上切下某个基因，应切上切下某个基因，应切2 2个切口，个切口，产生产生4 4个黏性末端。个黏性末端。（4 4）dnadna酶即酶即dnadna水解酶，是将水解酶，是将dnadna水解的酶；水解的酶；dna

18、dna聚聚合酶是在合酶是在dnadna复制过程中，催化形成新复制过程中，催化形成新dnadna分子的分子的酶，是将单个游离的脱氧核苷酸加到酶，是将单个游离的脱氧核苷酸加到dnadna片段上，片段上，需要模板；但需要模板；但dnadna连接酶是将两个连接酶是将两个dnadna片段的两个片段的两个缺口同时连接，不需要模板，两者作用的化学键缺口同时连接，不需要模板，两者作用的化学键相同，都是磷酸二酯键。相同，都是磷酸二酯键。（5 5）原核生物基因（如抗虫基因来自苏云金芽孢杆）原核生物基因（如抗虫基因来自苏云金芽孢杆菌）可为真核生物（如棉花）提供目的基因。菌）可为真核生物（如棉花）提供目的基因。（6

19、6）限制酶在第一步和第二步操作中都用到，且要）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。步中两种工具酶都用到。（7 7）受体细胞动物一般用受精卵，植物若用体细胞）受体细胞动物一般用受精卵，植物若用体细胞则通过组织培养的方式形成新个体。则通过组织培养的方式形成新个体。（8 8）抗虫棉只能抗虫，不能抗病毒、细菌。）抗虫棉只能抗虫，不能抗病毒、细菌。1.1.对下列有关实例形成原理的解释，正确的是对下列有关实例形成原理的解释，正确的是 a.a.无子番茄的获得是利用了多倍体育种原理无子番茄的获得是利用

20、了多倍体育种原理 b.b.培育无子西瓜利用了单倍体育种原理培育无子西瓜利用了单倍体育种原理 c.c.培育青霉素高产菌株是利用了基因突变原理培育青霉素高产菌株是利用了基因突变原理 d.“d.“多利多利”羊获得是利用了杂交育种原理羊获得是利用了杂交育种原理2.2.单倍体育种是植物育种手段之一。以下有关叙述单倍体育种是植物育种手段之一。以下有关叙述 正确的是正确的是 （ ） a.a.普通小麦的配子培养产生的植株是单倍体植株普通小麦的配子培养产生的植株是单倍体植株 b.b.单倍体是具有一个染色体组的植物体单倍体是具有一个染色体组的植物体 c.c.可以利用花药培养的方法直接产生有活力、能可以利用花药培养

21、的方法直接产生有活力、能 正常结实的纯合子正常结实的纯合子 d.d.单倍体育种的方法可用来培育新的物种单倍体育种的方法可用来培育新的物种 3.3.（20082008天津理综，天津理综，4 4）为获得纯合高蔓抗病番茄）为获得纯合高蔓抗病番茄植株，采用了下图所示的方法：图中两对相对性状独植株，采用了下图所示的方法：图中两对相对性状独立遗传。据图分析，不正确的是立遗传。据图分析，不正确的是 ( )( )a.a.过程过程的自交代数越多，纯合高蔓抗病植株的的自交代数越多，纯合高蔓抗病植株的 比例越高比例越高b.b.过程过程可以取任一植株的适宜花药作培养材料可以取任一植株的适宜花药作培养材料c.c.过程过

22、程包括脱分化和再分化两个过程包括脱分化和再分化两个过程d.d.图中筛选过程不改变抗病基因频率图中筛选过程不改变抗病基因频率4.4.（20092009浙江理综，浙江理综，3 3）下列关于基因工程的叙述，）下列关于基因工程的叙述，错误的是错误的是 ( )( )a.a.目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物b.b.限制性核酸内切酶和限制性核酸内切酶和dnadna连接酶是两类常用的工具酶连接酶是两类常用的工具酶c.c.人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性物活性d.d.载体上的抗性基因有利于筛选含重组

23、载体上的抗性基因有利于筛选含重组dnadna的细胞和的细胞和 促进目的基因的表达促进目的基因的表达5.5.（20082008全国理综全国理综，4 4）已知某种限制性核酸内切）已知某种限制性核酸内切酶在一线性酶在一线性dnadna分子上有分子上有3 3个酶切位点个酶切位点, ,如下图中箭头如下图中箭头所指。如果该线性所指。如果该线性dnadna分子在分子在3 3个酶切位点上都被该个酶切位点上都被该酶切断酶切断, ,则会产生则会产生a a、b b、c c、d d四种不同长度的四种不同长度的dnadna片片段。现有多个上述线性段。现有多个上述线性dnadna分子分子, ,若在每个若在每个dnadna

24、分子上分子上至少有至少有1 1个酶切位点被该酶切断个酶切位点被该酶切断, ,则从理论上讲则从理论上讲, ,经该经该酶酶切后酶酶切后, ,这些线性这些线性dnadna分子最多能产生长度不同的分子最多能产生长度不同的dnadna片段种类数是：片段种类数是：a.3 b.4 c.9 d.12a.3 b.4 c.9 d.126.6.质粒是基因工程中最常用的运载体，它存在于许多细质粒是基因工程中最常用的运载体，它存在于许多细 菌体内。质粒上有标记基因如图所示，通过标记基因菌体内。质粒上有标记基因如图所示，通过标记基因 可以推知外源基因（目的基因）是否转移成功。外源可以推知外源基因（目的基因）是否转移成功。

25、外源 基因插入的位置不同，细菌在培养基上的生长情况也基因插入的位置不同，细菌在培养基上的生长情况也 不同，下表是外源基因的插入位置（插入点有不同，下表是外源基因的插入位置（插入点有a a、b b、 c c），请根据表中提供细菌的生长情况推测），请根据表中提供细菌的生长情况推测三三 种重组后细菌的外源基因插入点，正确的一组是：种重组后细菌的外源基因插入点，正确的一组是：细菌在含青霉素细菌在含青霉素培养基上培养基上细菌在含四环素细菌在含四环素培养基上培养基上能生长能生长能生长能生长能生长能生长不能生长不能生长不能生长不能生长能生长能生长a.是是c；是是b；是是a b.是是a和和b；是是a；是是bc

26、.是是a和和b；是是b；是是a d.是是c；是是a；是是b7.7.下列有关基因工程的叙述错误的是下列有关基因工程的叙述错误的是 （ ） a.a.培育转基因抗虫棉时抗虫基因为目的基因培育转基因抗虫棉时抗虫基因为目的基因 b.b.常用的载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等常用的载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等 c.c.重组重组dnadna分子的形成利用了分子的形成利用了dnadna分子杂交原理分子杂交原理 d.d.导入受体细胞的目的基因不一定能成功表达导入受体细胞的目的基因不一定能成功表达8.8.如图为如图为dnadna分子的某一片段，其中分子的某一片段，其中分别分别 表示某种酶的作用部位，则相应的酶

27、依次表示某种酶的作用部位，则相应的酶依次（ ）a.a.dnadna连接酶、限制性核酸内切酶、解旋酶连接酶、限制性核酸内切酶、解旋酶b.b.限制性核酸内切酶、解旋酶、限制性核酸内切酶、解旋酶、dnadna连接酶连接酶c.c.解旋酶、限制性核酸内切酶、解旋酶、限制性核酸内切酶、dnadna连接酶连接酶d.d.限制性核酸内切酶、限制性核酸内切酶、dnadna连接酶、解旋酶连接酶、解旋酶9.9.下列有关基因工程中限制酶的描述，错误的下列有关基因工程中限制酶的描述，错误的 a.a.一种限制酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸一种限制酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列序列 b.b.限制酶的活性受温度影响限制酶的活性受温度影响 c.c.限制酶能识别和切割限制酶能识别和切割rnarna d. d.限制酶可从原核生物中提取限制酶可从原核生物中提取10.10.下图表示一项重要生物技术的关键步骤，下图表示一项重要生物技术的关键步骤，x x是获是获 得外源基因并能够表达的细胞。下列有关说法得