从杂交育种到基因工程(T)

1、第六章 从杂交育种到基因工程【复习目标锁定】最新考纲提示命题热点预测1生物变异在育种上的应用2转基因食品的安全问题1杂交育种、诱变育种、多倍体育种、基因工程育种等各种育种方式的原理、过程、优缺点的分析与比较2基因工程的简单应用，转基因生物与转基因食品的安全问题【基础自主梳理】一、杂交育种与诱变育种1.杂交育种（1）概念：将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。（2）原理：基因重组。（3）过程：选择具有不同优良性状的亲本通过杂交获得F1，F1连续自交，从中筛选获得需要的类型。（4）应用：改良作物品质，提高农作物单位面积产量；培育优良的家畜、家禽。2.诱变

2、育种（1）概念：利用物理因素或化学因素处理生物，使生物发生基因突变，从而获得优良变异类型的育种方法。（2）原理：基因突变。（3）特点：可以提高突变频率，在较短时间内获得更多优良变异类型。（4）应用：主要用于农作物育种和微生物育种。如含油量高的大豆品种，青霉素高产菌株等。3.杂交育种与诱变育种的比较：杂交育种只能利用已有基因的重组，按需选择，并不能创造新的基因。杂交后代会出现性状分离现象，育种进程缓慢，过程烦琐。但诱变育种的优点是能够提高突变率，而局限性是诱发突变的方向难以控制，突变体难以集中多个理想性状。要克服该局限性，可以扩大诱变后代的群体，增加选择的机会。思考感悟杂交育种能否应用于微生物育

3、种?提示：杂交育种利用基因重组的原理，一般发生在有性生殖的减数分裂过程中。微生物一般不能进行减数分裂，因此一般不用杂交育种的方法对微生物进行育种。二、基因工程 1含义 (1)操作对象：DNA分子。 (2)过程：提取某种基因体外修饰改造导入另一种生物的细胞。 (3)目的：按照人们的意愿，定向改造生物的遗传性状。 2原理：基因重组。 3特点 (1)可以在不同种生物间进行，即可以将一种生物的优良性状移植到另一种生物身上。 (2)可以按照人们的意愿直接定向地改造生物，培育出新品种。 4基本工具 (1)基因的“剪刀”：指限制性核酸内切酶，具有特异性，即一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的位

4、点上切割DNA分子。 (2)基因的“针线”：指DNA连接酶，它能在脱氧核糖与磷酸之间形成一定的化学键，同时将DNA片段的两条单链连接起来，而互补的碱基之间是通过氢键连接的。 (3)基因的运载体：常用的运载体有质粒、噬菌体、动植物病毒等。质粒主要存在于许多细菌和酵母菌等生物中，其作用是将外源基因送入受体细胞。5基本步骤(1)过程：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表达和检测。(2)成功的标志：获得目的基因产物。三、基因工程的应用1作物育种：利用基因工程，获得高产、稳产和具有优良品质的农作物，培育出具有各种抗逆性的作物新品种，如抗虫棉。2药物研制：利用基因工程，培育转

5、基因生物，利用转基因生物生产出各种高质量、低成本的药品，如胰岛素、干扰素、乙肝疫苗等。3环境保护：如利用转基因细菌降解有毒有害的化合物，吸收环境中的重金属，分解泄漏的石油，处理工业废水等。思考感悟转基因抗虫棉的目的基因来自哪里，抗虫棉培育成功的意义是什么？ 转基因抗虫棉的抗虫基因来自苏云金芽孢杆菌。该基因能够指导合成一种毒性很强的蛋白质晶体，使棉铃虫等害虫致死。抗虫作物的使用，不仅减少了农药用量，降低了生产成本，而且还减少了农药对环境的污染。 【要点归纳探究】要点一、几种育种方法的比较杂交育种诱变育种多倍体育种单倍体育种基因工程育种处理杂交用物理、化学因素处理生物，用秋水仙素处理萌发的种子或幼

6、苗花药离体培养在分子水平上进行原理通过基因重组，把两个亲本的优良性状的组合在同一个后代中，从而产生符合要求的新类型。用人工方法诱发基因突变，产生新性状，创造新品种或新类型。抑制细胞分裂中纺锤体的形成。使染色体的数目加倍后不能形成两个细胞。诱导配子直接发育成植株，再用秋水仙素加倍成纯合子。基因重组方法培育纯合子品种：杂交自交筛选出符合要求的表现型，通过自交至不发生性状分离为止 培育杂合子品种：一般是选取纯合双亲（杂交）子一代物理：紫外线、X或射线、微重力、激光等处理、再筛选化学：亚硝酸、硫酸二乙酯处理，再选择先将花药离体培养，培养出单倍体植株将单倍体幼苗经一定浓度的秋水仙素处理获得纯合子从中选择

7、优良植株用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗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表达与检测筛选获得优良个体优缺点方法简单，容易操作不能创造新的基因，育种进程缓缦，过程繁琐能提高变异的频率，大幅改良某些性状，变异性状较快稳定，可加速育种进程有利变异少，需大量处理供试材料，诱发突变的方向难以掌握，突变体难以集中多个理想性状器官较大，营养物质含量高。发育延迟，结实率低自交后代不发生性状分离，可缩短育种年限方法复杂，成活率低目的性强育种周期短；克服了远缘杂交不亲和的障碍技术复杂，安全性问题多，有可能引起生态危机实例小麦高茎（易倒伏）、抗锈病的纯种与矮茎（抗倒伏）易染病的

8、纯种进行杂交，培育出矮茎抗锈病小麦品种青霉菌经X射线、紫外线照射以及综合处理，培育出青霉素产量很高的菌株三倍体无籽西瓜、八倍体小黑麦抗病植株的育成。转基因“向日葵豆”、转基因抗虫棉【特别提醒】 1.基因重组发生于有性生殖中，不能打破生殖隔离，而基因工程则可实现异种生物的基因转移。2.基因工程可使受体获得新的基因，表现出新的性状，该技术可看作是一种广义的基因重组3.转基因动、植物的培育，因其细胞全能性不同，外源基因的受体、细胞也不同，培育转基因动物的受体细胞一般为受精卵；培育转基因植物的受体细胞可用生殖细胞，也可用体细胞再进行组织培养。【自主探究1】杂交育种中，什么性状一定能够稳定遗传 ( )A

9、优良性状 B相对性状 C显性性状 D隐性性状答案与解析 D 隐性性状出现就不会发生性状分离，而显性性状有可能是杂合子，自交后会发生性状分离。要点二、基因工程的操作工具和基本步骤 1基因的“剪刀”限制性核酸内切酶(简称限制酶) (1)分布：主要在微生物体内。 (2)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。 (3)实例：EcoRI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。 (4)切割结果：产生两个带有黏性末端的DNA片段。 (5)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基因的“针线"-DNA

10、连接酶(1)催化对象：两个具有相同黏性末端的DNA片段。(2)催化位置：脱氧核糖与磷酸之间的切口。(3)催化结果：形成重组DNA。3常用的运载体质粒 (1)本质：小型环状DNA分子。 (2)作用 作为运载工具，将目的基因送到宿主细胞中去； 用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。 (3)条件 能在宿主细胞内稳定保存并大量复制； 有多个限制酶切点； 有标记基因。 4.基因工程操作的基本步骤【特别提醒】在进行基因工程的操作时，必须做到切割目的基因和运载体的酶是同一种酶，以形成相同（互补）的黏性末端，使之便于连接起来；为了使目的基因能在受体细胞中进行表达，要对目的基因进行必要的修饰改造；目的基因在受

11、体细胞中表达，才说明转基因成功。要点三、基因工程的应用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、抗病的优良植物新品种，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逐步显示出巨大潜力，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。如将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，利用基因工程生产胰岛素早已获得成功，基因药物已成为世界市场上最大的生物

12、技术产品。41990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。6对研究生物进化有重要意义等。【特别提醒】不同育种目的杂交育种的基本步骤及特点1培育杂合子品种在农业生产上，可以将杂种一代作为种子直接利用，如水稻、玉米等。(1)基本步骤：选取双亲P()杂交F1。(2)特点：高产、优质、抗性强，但种子只能种一年。 2培育纯合子品种(1)培育隐性纯合子品种的基本步骤选取双亲P()杂交F1自交F2选出表现型符合要求的个体种植推广。(2)培育双显纯合子或一隐一显杂合子品种的基本步骤。 选取双亲P(

13、)杂交F1自交F2选出表现型符合要求的个体自交F3选出稳定遗传个体推广种植。(3)特点：操作简单，但需要时间较长。【自主探究2】用二倍体西瓜为亲本，培育“三倍体无子西瓜”过程中，下列说法正确的是 ( )A第一年的植株中，染色体组数可存在2，3，4，5个染色体组B第二年的植株中没有同源染色体C第一年结的西瓜，其种皮、胚、胚乳的染色体组数不同，均是当年杂交的结果D第二年的植株中用三倍体做母本，与二倍体的父本产生的精子受精后，得到不育的三倍体西瓜答案与解析 A 在培养三倍体无子西瓜的第一年，是让人工诱导产生的四倍体与二倍体杂交获得三倍体的种子，而该种子长在四倍体西瓜上。该第一年的植株上，根部细胞仍含

14、2个染色体组，地上部分体细胞中含有4个染色体组，得到的种子的胚细胞中含3个染色体组，胚乳发育时的胚乳钿胞中含5个染色体组。【精典考题例析】类型一各种育种原理的比较【例1】（2008江苏·23改编）下列关于育种的叙述中，正确的是（ ）A用物理因素诱变处理可提高突变率 B诱变育种和杂交育种均可形成新的基因C三倍体植物不能由受精卵发育而来 D诱变获得的突变体多数表现出优良性状【思路解析】诱变育种是利用物理或化学因素处理生物，提高其基因突变率，突变是不定向的，有利的个体往往不多，需要从大量的突变材料中，筛选培育符合要求的新品种的方法；诱变育种能产生新的基因，杂交育种是基因重组产生新的基因型，

15、不会产生新的基因；多倍体都是由受精卵发育而来的，由配子直接发育来的是单倍体。答案:A 拓展链接常规育种方法杂交育种原理方法杂交育种只能利用已有的基因进行重组，按需选择，并不能创造出新的基因。杂交后代会出现性状分离，育种进程缓慢，过程复杂。进行杂交育种的个体一定是进行有性生殖的个体，只进行无性繁殖的个体无法通过杂交育种培育新品种。 杂交育种的主要处理方法：杂交自交筛选。 类型二各种育种过程、特点的比较【例2】（2008天津卷·4）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立遗传。据图分析，不正确的是（ ）A.过程的自交代数越多，纯合高蔓抗病植株的比例越高 B.

16、过程可以任取一植株的适宜花药作培养材料C.过程包括脱分化和再分化两个过程 D.图中筛选过程不改变抗病基因频率【思路解析】考查生物育种的有关知识。从图中可以看出为获得纯合高蔓抗病番茄植株，一共采取了三种育种手段：杂交育种、单倍体育种和基因工程育种。过程是多次自交和筛选，使得纯合高蔓抗病植株的比例提高；过程是花药离体培养，采用任一株F1的花药均可；是植物组织培养获得植株的过程，包括脱分化和再分化两个阶段。筛选纯合高蔓抗病植株的过程实质就是定向改变基因频率的过程，即使得高蔓抗病基因的频率升高。答案：D。规律方法育种方式的选择1根据育种要求，一般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

17、育种(如航天育种)或多倍体育种。 3若要将特殊性状组合到一起，还要克服远缘杂交的不亲和性，可考虑运用基因工程育种，如抗虫棉的培育和“工程菌”的培育。互动探究杂交过程中基因型纯化问题的计算 1若选育的优良性状为隐性性状，则出现此性状的个体可稳定遗传。 2若选育的优良性状为显性性状，获得此品种则需连续自交，直至不再发生性状分离。杂合子连续自交，后代中纯合子或杂合子所占比例如下表(以Aa为例)：类型三 基因工程的应用【例3】（2008·重庆卷，31）2007年我国科学家率先完成了家蚕基因组精细图谱的绘制，将13000多个基因定位于家蚕染色体DNA上请回答以下有关家蚕遗传变异的问题：（l）在

18、家蚕的基因工程实验中，分离基因的做法包括用 对DNA进行切割然后将DNA片段与 结合成重组DNA，再将重组DNA转入大肠杆菌进行扩增等。(2)家蚕的体细胞共有56条染色体，对家蚕基因组进行分析（参照人类基因组计划要求），应测定家蚕 条双链DNA分子的核苷酸序列。(3)决定家蚕丝心蛋白H链的基因编码区有16000个碱基对，其中有1000个碱基对的序列不编码蛋白质，该序列叫 ；剩下的序列最多能编码 个氨基酸（不考虑终止密码子），该序列叫_。(4)为了提高蚕丝的产量和品质，可以通过家蚕遗传物质改变引起变异和进一步的选育来完成。这些变异的来源有：_。（5）在家蚕遗传中，黑色（B)与淡赤色（b）是有关蚁

19、蚕（刚孵化的蚕）体色的相对性状，黄茧(D）与白茧（d）是有关茧色的相对性状，假设这两对性状自由组合，杂交后得到的子代数量比如下表：亲本子代黑蚁黄茧黑蚁白茧淡赤蚁黄茧淡赤蚁白茧组合一9331组合二0101组合三3010请写出各组合中亲本可能的基因型组合一 ；组合二 ；组合三 。让组合一杂交子代中的黑蚁白茧类型自由交配，其后代中黑蚁白茧的概率是_【思路解析】考查了基因工程、遗传变异的相关内容。通过基因工程获得目的基因的途径有：鸟枪法、人工合成法。最简单的方法是用限制酶对DNA进行切割获得目的基因。将获得的DNA片段与载体结合，得到重组DNA后，再导入受体细胞。家蚕是ZW性别决定，含有Z、W两条性染

20、色体，所以在对家蚕基因组进行分析时应分析27条常染色体和2条性染色体（Z、W染色体）。家蚕的基因分为编码区和非编码区，编码区又有内含子和外显子之分，其中外显子能编码蛋白质，由此可知丝心蛋白H链的基因编码区有16000个碱基对，其中有1000个碱基对的序列不编码蛋白质，能编码氨基酸的个数为（16000-1000）/3=5000个。对家蚕而言可遗传的变异来源有三个：基因突变、基因重组和染色体变异。组合一：根据后代性状比为黑蚁：淡赤蚁=3：1；黄茧：白茧=3：1，说明了双亲控制两对相对性状的基因组成均为杂合体，即双亲基因型均为BbDd(或BbDd×BbDd)。组合二：根据后代性状比为黑蚁：

21、淡赤蚁=1：1；后代只有白茧一种性状，说明了双亲控制体色基因组合是Bb、bb，而茧色只有一种基因组合：dd,即双亲基因型为BBdd、bbdd(或BBdd×bbdd)。组合三：根据后代性状比为黑蚁：淡赤蚁=3：1，说明了双亲控制体色基因组成均是Bb；而茧色全为黄色说明了双亲之一必为纯合体DD，由此可推知双亲的基因型为BbDD、BbDd、Bbdd(或BbDD×BbDD、BbDd×BbDD、BbDD×Bbdd)。组合一中黑蚁白茧的基因型为BBdd和Bbdd,其中前者占1/3，后者占2/3。它们自由交配随即组合：BBdd×BBdd、（BBdd×

22、;Bbdd）、Bbdd×Bbdd将这三种组合产生黑蚁白茧的概率相加即可。或得出淡赤蚁出现的概率，也可得出黑蚁白茧的概率。答案：（1）限制酶（或限制性内切酶） 运载体（或质粒） （2）29 （3）内含子 5000 外显子 （4）基因突变、基因重组、染色体变异（5）组合一BbDd（或BbDd×BbDd） 组合二Bbdd、bbdd（或Bbdd×bbdd）组合三BbDD、BbDd、Bbdd（或BbDD×BbDD、BbDd×BbDD、BbDD×Bbdd）8/9规律方法解答此类题目必须明确以下几点： 基因操作的工具酶是限制酶、DNA连接酶。 一种

23、限制酶只能识别特定的核苷酸序列，不同的限制酶识别的核苷酸序列不同。 运载体是目的基因的运输工具。 目的基因进入受体细胞后，受体细胞表现出特定的性状，才能说明目的基因完成了表达过程。 目的基因导入受体细胞主要是为了让目的基因得到表达，因此能够快速繁殖是选择受体细胞的重要条件之一。【速效提升训练】一、选择题1.（2008广东8）改良缺乏某种抗病性的水稻品种，不宜采用的方法是（ ）A诱变育种B单倍体育种C基因工程育种D杂交育种1.B 通过诱变育种或基因工程育种的方法使水稻获得抗性基因，可通过杂交育种培育抗病性水稻。单倍体育种过程，只是让单倍体原有的染色体及其上面的基因加倍，无抗病基因并不能产生相应的

24、变异。2.下列图解中有多种育种方法，下列相关说法中错误的是A图中有四种育种方法B育种进程最快的是ABC新品种C能产生新基因的是诱变育种D四种育种方法的原理相同2.D 图中的育种方法从左到右分别是杂交育种、单倍体育种、诱变育种和多倍体育种。四种育种方法中，进程最快的是单倍体育种；能产生新基因的是诱变育种。四种育种方法的原理分别是基因重组、染色体变异、基因突变和染色体变异，所以答案选D。3下图表示某农作物的两种育种方法，相关说法错误的是A过程应用了植物组织培养技术，E幼苗的获得利用了细胞的全能性B过程的育种方法是单倍体育种，依据的遗传学原理是染色体变异C若C品种的基因型为AaBbdd，D植株中能稳

25、定遗传的个体占总数的1/4D若C作物为水稻，非糯性和糯性是一对相对性状，经过过程形成的花粉粒加碘液染色，显微镜下观察，花粉有一半是蓝黑色，一半是橙红色，实验结果验证了基因的自由组合定律定律。3D本题以图解的形式表示了两种育种方式，首先要识别图解中的育种方式以及数字表示的处理方法。新品种属于杂交育种，、分别是杂交和自交。属于单倍体育种，、分别表示减数分裂、花药离体培养和染色体加倍处理。杂交育种和单倍体育种的原理分别是基因重组和染色体变异。本题涉及到的性状只有一对，所以D选项中的处理方法只能验证基因的分离定律。4.下图所示为用农作物和两个品种分别培养出四个品种的过程。有关说法错误的是A图解中有杂交

26、育种、多倍体育种、单倍体育种和基因工程育种等育种方式B需要用秋水仙素处理，作用原理是阻止纺锤体的形成，使染色体数目加倍C通过和V培育出的育种方法的优点是明显缩短育种年限D经过对品种进行改造，所培育的称为转基因植物，这一过程不涉及目的基因的检测与表达4D图解中属于杂交育种，属于单倍体育种，属于基因工程育种，属于多倍体育种。多倍体育种需要用秋水仙素处理幼苗或萌发的种子，阻止纺锤体的形成，使得染色体数目加倍。单倍体育种的优点是明显缩短育种年限。基因工程育种的操作步骤有四个环节，最后一个就是目的基因的检测与表达，所以D错误。5.一旦禽流感病毒与人类病毒重组，从理论上讲，就有可能在人与人之间传播该疾病。

27、届时，这种病毒就会成为人类病毒。这里所说的重组与下列哪项本质相同 ( )A.基因工程 B.太空育种 C.单倍体育种 D多倍体育种5.A 不同类型的病毒重组实质是病毒间的基因转移和拼接，与基因工程本质是相同的，都是基因重组，只是基因工程是人为操作的，病毒之间的基因重组是自发的。6.下列各种育种措施中，能产生新基因的是 ( )A.用白粒非糯玉米与黄粒糯玉米培育白粒糯玉米 B.用秋水仙素诱导二倍体西瓜获得无子西瓜C.用X射线、紫外线处理青霉菌获得高产青霉株D.用离体花药培育玉米植株6.C A项属于杂交育种，原理是控制不同性状的基因重新组合，B项属于多倍体育种，C项属于诱变育种，原理是基因突变，基因突

28、变能产生新的基因，D项属于单倍体育种。7.有两种柑橘，一种果实大但含糖量不高，另一种果实小但含糖量较高，如果想要培育果实大且含糖量高的品种，比较科学有效的方法 ( ) A.单倍体育种 B.人工诱变育种 C.杂交育种 D.多倍体育种7.C A项单倍体育种能在短时间内获取纯种；B项诱变育种能获取新的性状；C项杂交育种能将优良性状组合到一起；D项多倍体育种可以培育新品种。8.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，下面对这五种育种的说法正确的是 ( ) A.涉及的原理有：基因突变、基因重组、染色体变异 B.都不可能产生定向的可遗传变异 C.都在细胞水平上进行操作 D.

29、都不能通过产生新基因从而产生新性状8.A 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体变异，基因工程育种原理是基因重组。9.获得无子西瓜、青霉素高产菌株、矮秆抗病小麦和无子番茄的方法分别是 ( )诱变育种 杂交育种 单倍体育种 多倍体育种 生长素处理 A B C D9.B 获得无子西瓜利用的方法是多倍体育种，青霉素高产菌株利用的是射线照射诱发基因突变，矮秆抗病小麦的培育是利用了杂交育种，无子番茄则是通过生长素处理未授粉的雌蕊柱头获得的。二、非选择题：10. 请分析并填写下面各项培育方法：(1)通过花药离体培养再用秋水仙素加倍得到烟草新品种的

30、方法是_；(2)用60Co辐射谷氨酸棒状秆菌，选育出合成谷氨酸的新菌种，所用方法是_；(3)用小麦和黑麦培育八倍体小黑麦的方法是_；(4)将白菜与甘蓝的体细胞用酶处理，再用聚乙二醇使其融合，通过组织培养获得新的植物品种，这种方法是_；(5)将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花受精卵中，培育出抗虫棉的方法是_；(6)生产“人工种子”采用的方法是_；(7)最近国外市场上出现的一种高蛋白、低脂肪的真菌蛋白食品，其获得的方法是_。解析：本题从育种方法切入，是一道学科内综合试题，涉及单倍体育种、多倍体育种、人工诱变育种、细胞工程、基因工程、发酵工程等知识内容。解答本题的关键在于准确理解各种育种方法的原理、

31、过程及意义。答案：(1)单倍体育种 (2)人工诱变育种 (3)多倍体育种 (4)植株细胞杂交 (5)基因工程育种 (6)植株组织培养 (7)发酵工程11. 探究分析（2008北京29）白菜、甘蓝均为二倍体，体细胞染色体数目分别为20、18.以白菜为母本，甘蓝为父本，经人工授粉后，将雌蕊离体培养，可得到“白菜甘蓝”杂种幼苗。请回答问题：（1）白菜和甘蓝是两个不同的物种，存在_隔离。自然条件下，这两个物种间不能通过_的方式产生后代。雌蕊离体培养获得“白菜-甘蓝”杂种幼苗，所依据的理论基础是植物细胞具有_。（2）为观察“白菜甘蓝”染色体的数目和形态，通常取幼苗的_做临时装片，用_染料染色。观察、计数

32、染色体的最佳时期是_。（3）二倍体“白菜甘蓝”的染色体数为_。这种植株通常不育，原因是减数分裂过程中_。为使其可育，可通过人工诱导产生四倍体，“白菜-甘蓝”这种变异属于_。解析：本题涉及的知识点多而简单，包括生殖隔离、植物组织培养、细胞的全能性、细胞的有丝分裂、减数分裂、染色体变异及多倍体育种等知识。白菜与甘蓝是两个物种，两物种之间一定存在生殖隔离，不能进行杂交，植物离体细胞或组织培养获得新个体，其理论基础是植物细胞的全能性。将受精后的白菜雌蕊培养成的“白菜甘蓝”，其染色体数目为即，细胞内不存在同源染色体，减数分裂时染色体不会联会、不能产生正常的生殖细胞，故不可育。在植物有丝分裂实验中常采用植

33、物的分生组织，如根的分生区、芽的顶端分生组织等做实验材料，常用龙胆紫或醋酸洋红（碱性燃料）来使染色体着色，有利于观察。在有丝分裂中期，染色体的着丝点在赤道板上排列整齐，染色体形态、数目清晰可见，是观察染色体的最佳时期。答案：（1）生殖 杂交（有性生殖） 全能性 （2）根尖（茎尖） 醋酸洋红（龙胆紫、碱性） 有丝分裂中期 （3）19 没有同源染色体配对现象 染色体变异课时检测姓名： 班级： 学号：一、选择题：（每小题4分，共60）1.用杂合子种子尽快获得纯合子植株的方法是 ( )A.种植F2选取不分离者纯合子 B种植秋水仙素处理纯合子C.种植花药离体培养单倍体幼苗秋水仙素处理纯合子 D种植秋水仙

34、素处理花药离体培养纯合子1.C 单倍体育种得到的都是纯合子，所用的时间最短。2.两个亲本的基因型分别为AAbb和aaBB，这两对基因按自由组合定律遗传。要培育出基因型为aabb的新品种，最简捷的方法是( ) A人工诱变育种 B细胞工程育种 C单倍体育种 D杂交育种2.D 用单倍体育种快速但不简便，因为单倍体育种需要一定的设备和条件；人工诱变处理量大且变异具有不定向性；杂交育种应为最简捷，首先让亲本杂交，得到F1，然后让F1自交，即可得到新品种；细胞工程育种无法得到aabb的个体。3某生物的基因型为AaBB，将它转变为以下基因型的生物：AABB；aB；AaBBC；AAaaBBBB，所用到的技术分

35、别是 ( )A.诱变育种、转基因技术、花药离体培养、细胞融合 B.杂交育种、花药离体培养、转基因技术、多倍体育种C.花药离体培养、诱变育种、多倍体育种、转基因技术 D.细胞融合、杂交育种、诱变育种、多倍体育种3.B 由AaBB获得AABB，只需AaBB连续自交即可；由AaBB获得aB，染色体减半，得用单倍体育种中的花药离体培养；AaBBC获得了新的基因C，所以利用转基因技术；AAaaBBBB，染色体数目加倍，用到多倍体育种技术。4用纯合的二倍体水稻品种高秆抗锈病(DDTT)和矮秆不抗锈病(ddtt)进行育种时，一种方法是杂交得到F1，F1再自交得F2；另一种方法是用F1的花药进行离体培养，再用

36、秋水仙素处理幼苗得到相应植株。下列叙述正确的是 ( ) A.前一种方法所得的F2中重组类型和纯合子各占58、14 B.后一种方法所得的植株中可用于生产的类型比例为23 C.前一种方法的原理是基因重组，原因是非同源染色体自由组合 D.后一种方法的原理是染色体变异，是由于染色体结构发生改变4.C F1基因型是DdTt，F1自交重组类型占38，纯合子占14，后一种方法所得的植株中可用于生产的类型比例为14。后一种方法的原理是染色体变异，是由于染色体数目发生改变。5. （2008·全国卷4）已知某种限制性内切酶在一线性DNA分子上有3个酶切位点，如图中箭头所指。如果该线性DNA分子上有3个酶

37、切位点都被该酶切断，则会产生四个不同长度的DNA片段。现有多个上述线性DNA分子，若在每个DNA分子上至少有1个酶切位点被该酶切断，则从理论上讲，经该酶切割后，这些线性DNA分子最多能产生长度不同的DNA片段种类数是（ ）A3 B.4 C.9 D.125.C 考查了限制性内切酶切割DNA片段的有关知识。这道题目可以转化为单纯的数字计算题，每个DNA分子上至少有1个酶切位点被该酶切断，可以切得的种类有：a、b、c、d、ab、bc、cd、abc、bcd九种。6.用DDee与ddEE杂交的豌豆种子(DdEe)获得纯合子(ddee)，最简捷的方法是 ( ) A种植F2选不分离者纯合子 B种植秋水仙素处

38、理纯合子 C种植花药离体培养秋水仙素处理纯合子 D种植秋水仙素处理花药离体培养纯合子6.A 由于要获得的纯合子为隐性个体，故只需将F1 (DdEe)自交，从F2中选出即可。7下列关于育种的说法不正确的是 ( )A.利用花药离体培养烟草新品种的方法是单倍体育种 B.将人胰岛素基因导人大肠杆菌细胞内的技术属于基因工程 C.利用兰花的离体组织大规模培育兰花属于诱变育种 D.无子西瓜的培育方法是多倍体育种7.C 利用兰花的离体组织可以在短时间内获得大量性状相同的个体，原理是细胞的全能性，属于细胞工程育种。8.下列关于基因工程的叙述，正确的是 ( ) A.基因工程经常以抗菌素抗性基因为目的基因 B.细菌

39、质粒是基因工程常用的运载体 C.通常用一种限制酶处理含目的基因的DNA，用另一种限制酶处理运载体DNA D.为育成抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体8.B 基因工程中以抗菌素抗性基因作为标记基因，用同一种限制酶切割目的基因和运载体，受体细胞可以是受精卵，也可以是体细胞(再用组织培养形成新个体)。9以下有关基因工程的叙述正确的是 ( ) A.基因工程是细胞水平上的生物工程 B.基因工程的产物对人类都是有益的 C.基因工程产生的变异属于人工诱变 D.基因工程育种的优点之一是目的性强 9.D 基因工程的实质是外源基因(目的基因)在受体细胞中表达，产生基因产物，可以定向改造生物

40、的遗传特性，目的性强。10.下列各项中，可能产生新基因的是 ( ) A用离体花药培养玉米植株 B用低温处理诱导染色体数目加倍 C通过杂交培育抗病小麦品种 D用X射线处理链孢霉 10.D 只有基因突变能产生新基因。而题中四个选项中只有用X射线处理链孢霉能诱发基因突变。11.人工诱变是创造生物新类型的重要方法，这是因为人工诱变 ( ) A易得到大量有利突变的个体 B可按计划定向改良生物 C变异频率高，有利变异较易稳定 D以上都正确 11. C 基因突变能产生新的基因，从而产生新的生物类型，但自然突变频率很低，人工诱变可大大提高突变频率，并使有利变异较易稳定，但不易得到大量有利的突变个体。因为变异是

41、不定向的，且多数有害。12. 由同一种限制酶切割成的黏性末端是 ( ) A B C D12.A 由同一种限制酶切割成的黏性末端，正好可以进行碱基互补配对，中只有的黏性末 端符合碱基互补配对原则。13. 小麦高秆(D)对矮秆(d)为显性，抗病(T)对感病(t)为显性，两对基因可自由组合。现用DDTT和ddtt两个品系作亲本，在F2中选育矮秆抗病类型，其中最理想的基因型在F2中所占的比例为 ( ) Al16 B 216 C316 D41613.A 这是基因自由组合定律在育种工作中的应用，要选育矮秆抗病类型，即选基因型为ddTt和ddTT的个体，但最理想的基因型，必须能够稳定遗传，即纯合子，从而将题

42、目转化为求ddTT个体在F2中所占的比例。14.为了培育节水高产小麦品种，科学家将大麦中与抗旱节水有关的基因导人小麦得到转基因小麦，其水分利用率提高了20，这项技术的遗传学原理是 ( )A.基因突变 B.基因重组 C基因复制 D基因分离14.B 将目的基因导入受体细胞，从而使转基因生物表达目的基因控制的性状，属于基因工程，依据的遗传学原理是基因重组。15.能够使植物体表达动物蛋白的育种方法是 ( )A单倍体育种 B杂交育种 C基因工程育种 D多倍体育种15.C 由于植物和动物亲缘关系较远，因此使植物体表达动物蛋白只能通过基因工程的方法将动物蛋白基因导入植物体细胞内并使之表达。16.与传统的杂交

43、育种和诱变育种相比，下列不属于基因工程培育农作物新品种的优越性的是 ( ) A克服远缘杂交的生殖隔离 B对农作物进行定向改良 C不存在生态和进化安全性问题 D育种周期较短16.C基因工程克服了杂交育种和诱变育种的某些缺点，如远缘杂交的生殖隔离，变异的不定向性和育种周期长等，但其存在生态和进化的安全性问题。二、非选择题： 17. 有两组纯种小麦，一个是高秆抗锈病(DDTT)，一个是矮秆不抗锈病易染锈病(ddtt)。现将这两个品种进行下列三组实验： 假如以上三组实验都有矮秆抗锈病出现，分析以下问题： (1)A组所得矮抗类型的基因型是_，B组所得矮抗类型的基因型是_。 (2)C组获得矮抗是由于发生了

44、基因突变。但一般说来，这种情况不容易发生，因为_。 (3)A组F2中的矮抗类型不能直接用做大田栽种，原因是_。 (4)B组获得的矮抗类型也不能直接利用，原因是_，但通过_处理，可以直接产生理想的矮抗品种，基因型是_。 解析：(1)A组属杂交育种，F2矮抗类型的基因型有两种，即ddTT、ddTt，B组是花药的离体培养，Fl的矮抗基因型为dT，是单倍体。 (2)C组的育种方式为诱变育种，获得矮抗个体是不容易的，因为基因突变率低且变异是不定向的。 (3)由于A组中的矮抗类型有ddTt，自交后代会发生性状分离，因此不能直接做大田播种，应在种田中连续自交，直至确认不再发生性状分离为止。 (4)B组的矮抗

45、是dT，为单倍体，高度不育，因而只有经秋水仙素处理使其染色体数目加倍，即基因型为ddTT的个体才能用于大田播种。 答案：(1)ddTT、ddTt dT (2)基因突变率低且变异是不定向的 (3)后代可能会发生性状分离 (4)单倍体高度不育 秋水仙素 ddTT18糖尿病是一种常见病，且发病率有逐年增加的趋势，以至西方发达国家把它列为第三号“杀手”。(1)目前对糖尿病I型的治疗，大多采用激素疗法，这种激素是_。A甲状腺激素 B胰岛素 C胰高血糖素 D性激素(2)在人体胰腺内，产生这种激素的细胞群，称为_。(3)这种治疗用的激素过去主要从动物(如猪、牛)中得到。自20世纪70年代遗传工程(又称基因工

46、程)发展起来以后，人们开始采用这种高新技术生产，其操作的基本过程如图所示：进行基因操作一般要经过的四个步骤是：_；_；_；_; 合成胰岛素的遗传信息传递过程是_。图中的质粒存在于细菌细胞内，从其分子结构看，可确定它是一种_。请根据碱基互补配对的规律，在连接酶的作用下，把图中甲与乙拼接起来。细菌丙进行分裂后，其中被拼接的质粒也由1个变成2个，2个变成4个质粒的这种增加方式在遗传学上称为 。目的基因通过活动(即表达)后，能使细菌产生治疗糖尿病的激素。这是因为基因具有控制_合成的功能。利用基因工程生产的药物还有哪些?_ _ 。解析：目前对糖尿病的治疗，大多采用静脉注射胰岛素的方法，这种激素在人体的胰腺内是由胰岛B细胞产生的。胰岛素的基因工程生产已成为现实，就是将人胰岛素基因导入受体细菌，通过培养这种工程菌来获得胰岛素。答案：(1)B (2)胰岛(3)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 目的基因的检测和表达DNA 如图复制 蛋白质 干扰素、白细胞介素、溶血栓剂、凝血因子等19. 西瓜(染色体为2 N=22)的味甘汁多，解渴