学案第七单元第23讲从杂交育种到基因工程

第23讲从杂交育种到基因工程考纲解读考情播报最新考纲核心内容1.生物变异在育种上的应用(Ⅱ)2．转基因食品的平安(Ⅰ)主要是作物育种的方法、原理、流程及基因工程的工具、操作过程1.考查方式：常与实践应用相结合，以试验设计题、图解题形式综合考查孟德尔遗传定律、变异原理的运用。2．考查题型：选择题和非选择题都有，以非选择题为主，属中高档题。学问点一五种育种方法的比拟五种育种方法的比拟(1)杂交育种肯定需要连续自交吗？提示：杂交育种不肯定需要连续自交。假设选育显性优良纯种，那么需要连续自交筛选直至性状不再发生别离；假设选育隐性优良纯种，那么只要在子二代消失该性状个体即可。(2)动植物杂交育种有怎样的区分？提示：植物杂交育种中纯合子的获得一般通过逐代自交的方法；而动物杂交育种中纯合子的获得一般通过双亲杂交获得F1，F1雌雄个体间交配，选F2与异性隐性纯合子测交的方法。(3)以培育一对相对性状的显性纯合子为例，亲本Aa在逐代自交过程中将隐性纯合子去掉，自交n代后显性个体中纯合子(AA)所占比例为多少？提示：eq\f(2n－1,2n＋1)。学问点二基因工程及其应用1．基因工程的概念别称基因拼接技术或DNA重组技术操作环境生物体体外操作对象DNA分子操作水平分子水平根本过程剪切、拼接、导入、表达意义定向改造生物的遗传性状2.工具(1)剪刀与针线(如图)：①a：基因的“剪刀〞：限制性核酸内切酶。②b：基因的“针线〞：DNA连接酶。(2)基因的“运输工具〞：运载体，常用质粒、噬菌体、动植物病毒等。3．根本步骤4．基因工程的应用(1)eq\a\vs4\al(作物,育种)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(目的：培育出具有各种抗逆性的作物新品种,实例：抗棉铃虫的转基因抗虫棉,意义：削减了农药用量，爱护环境))(2)eq\x(\a\al(药物,研制))eq\a\vs4\al(\o(→,\s\up7(实例),\s\do5())生产人的胰岛素,\o(→,\s\up7(过程),\s\do5())\x(\a\al(胰岛素基因导入大肠杆菌内，并在大肠杆,菌内表达)))5．基因工程的平安性1．推断有关生物变异在育种上的应用表达的正误(1)(2015·江苏卷)经X射线照耀的紫花香豌豆品种，其后代中消失了几株开白花植株，这是对环境主动适应的结果，有利于香豌豆的生存(×)(2)用射线照耀大豆使其基因结构发生转变，获得种子性状发生变异的大豆(√)(3)将含抗病基因的重组DNA导入玉米细胞，经组织培育获得抗病植株(√)(4)太空育种能按人的意愿定向产生优良性状(×)(5)诱变育种的优点之一是需大量处理试验材料(×)(6)杂交育种和诱变育种都能产生前所未有的新基因，制造变异新类型(×)2．生物育种原理及方法(连线)3．推断有关基因工程表达的正误(1)(2015·重庆卷)表达载体中的胰岛素基因可通过人肝细胞mRNA反转录获得(×)(2)(2014·天津卷)21三体综合征的诊断必需通过分子检测(×)(3)没有限制酶就无法使用质粒运载体(√)(4)我国已经对转基因食品和转基因农产品强制实施了产品标识制度(√)一、选择题1．(2015·江苏卷改编)经X射线照耀的紫花香豌豆品种，其后代中消失了几株开白花植株，以下表达错误的选项是()A．经X射线处理引起变异而获得新性状属于基因重组B．X射线不仅可引起基因突变，也会引起染色体变异C．通过杂交试验，可以确定是显性突变还是隐性突变D．观看白花植株自交后代的性状，可确定是否是可遗传变异解析：诱变育种的原理是基因突变，A错误；X射线可能引起基因突变，也可能引起染色体变异，B正确；通过杂交试验可知该突变是显性突变还是隐性突变，假设子代表现为突变性状，那么为显性突变，假设子代表现为正常性状，那么为隐性突变，C正确；假设白花植株自交后代消失突变性状，那么为可遗传变异，假设后代无突变性状，那么为不行遗传变异，D正确。答案：A2．以下不属于诱变育种的是()A．用肯定剂量的γ射线处理，引起变异而获得新性状B．用X射线照耀处理，得到高产青霉素菌株C．用亚硝酸处理，得到动物和植物的新类型D．通过组织培育获得脱毒马铃薯解析：诱变育种是利用物理因素(如X射线、γ射线等)或化学因素(如亚硝酸等)处理生物，引起基因突变。脱毒马铃薯与亲本性状相同，不属于新品种。答案：D3．(2016·洛阳模拟)诱变育种有许多突出优点，也存在一些缺点，以下分析正确的选项是()①牢固率低，发育缓慢②提高变异频率，使后代变异性状较快稳定，因而加快育种进程③大幅度改进某些性状④茎秆粗大，果实种子大，养分物质含量高⑤有利个体不多，需要大量的材料A．①④B．②③⑤C．①④⑤D．①②④解析：①牢固率低，发育缓慢属于多倍体的特点；②由于基因突变具有低频性的特点，所以人工诱变可以提高突变率，使后代变异性状较快稳定，因而加快育种进程；③由于基因突变具有低频性的特点，所以人工诱变可以提高突变率，大幅度改进某些性状；④茎秆粗大，果实种子大，养分物质含量高属于多倍体的特点；⑤由于基因突变具有少利多害性和不定向性的特点，所以人工诱变产生的有利个体不多，需要大量的材料。答案：B4．以下关于生物学中常见育种方法的表达错误的选项是()A．在杂交育种中，一般从F2开头选种，由于从F2开头发生性状别离B．在单倍体育种中，常先筛选F1的花粉再进行花药离体培育C．在多倍体育种中，用秋水仙素处理的目的是使染色体加倍D．在诱变育种中，常选用萌发的种子或幼苗作为处理材料解析：在单倍体育种中，通常先将F1的花粉进行花药离体培育，待秋水仙素处理获得纯合子后再进行筛选。答案：B5．(2016·石家庄模拟)现有三粒基因型为Aa的二倍体植株的种子，其中正常株高植株(A)对矮生株高植株(a)为显性，用相宜浓度的秋水仙素溶液处理这三粒正在萌发的种子后，分别得到基因型为AAaa、aa和AA的三棵植株。以下说法正确的选项是()A．在基因型为AAaa、aa和AA的三棵植株形成过程中，秋水仙素起作用的时期都是有丝分裂后期B．将基因型为AAaa的植株与基因型为aa的植株杂交，理论上后代的基因型及其比例为AAa∶Aaa∶aaa＝1∶2∶1C．假设在未用秋水仙素处理前，该二倍体植株的体细胞中含20条染色体，将题干中基因型为aa的植株的花粉授给基因型为AA的植株，假设A和a基因所在的同源染色体在减数第一次分裂时不别离，产生的雌配子染色体数目为11D．AAaa与AA杂交后代不行育的缘由是减数分裂过程中同源染色体无法正常联会解析：秋水仙素能抑制纺锤体的形成，作用于前期，A错误。基因型为AAaa的植株形成的配子比例为AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1，故与基因型为aa的植株杂交，理论上后代的基因型及其比例为AAa∶Aaa∶aaa＝1∶4∶1，B错误。假设A基因所在的同源染色体在减数第一次分裂时不别离，产生的雌配子染色体数目为11或9，C错误。AAaa与AA杂交后代细胞内含有3个染色体组，在减数分裂时同源染色体无法正常联会，从而表现为不行育，D正确。答案：D6．现有基因型为aabb与AABB的水稻品种，通过不同的育种方法可以培育出不同的类型，以下有关表达中，不正确的选项是()A．杂交育种可获得AAbb的个体，其变异发生在减数其次次分裂后期B．单倍体育种可获得AAbb，变异的原理有基因重组和染色体变异C．将aabb的个体人工诱变可获得aaBb的个体，那么等位基因的产生来源于基因突变D．多倍体育种获得的AAaaBBbb比个体AaBb可表达出更多的蛋白质解析：杂交育种可获得AAbb的个体，其变异来自F1自交产生配子过程中的基因重组，发生在减数第一次分裂后期，等位基因别离非等位基因自由组合，A项错误。单倍体育种可获得AAbb的个体，其方法是aabb的个体与AABB的个体杂交得到AaBb的个体，减数分裂得到配子Ab，经花药离体培育得到单倍体Ab，再经秋水仙素诱导得到纯合子AAbb，该变异的原理有基因重组和染色体变异，B项正确。将aabb的个体人工诱变可获得aaBb的个体，那么等位基因的产生来源于基因突变，C项正确。多倍体植株的特点是茎秆粗大，叶片、果实和种子都比拟大，糖类和蛋白质等养分物质的含量都有所增加，D项正确。答案：A7．(2014·广东卷改编)利用基因工程技术生产羧酸酯酶(CarE)制剂的流程如下图，以下表达正确的选项是()A．过程①需要使用逆转录酶和RNA聚合酶B．过程②需使用解旋酶和PCR猎取目的基因C．过程③使用的感受态细胞可用NaCl溶液制备D．过程④可利用DNA分子杂交鉴定目的基因是否已导入受体细胞解析：图中表示基因工作操作过程的流程图，过程①为逆转录过程，需要逆转录酶，但不需要RNA聚合酶，A错误；过程②为目的基因的猎取过程，需要限制酶，不需要解旋酶，B错误；过程③(导入目的基因)使用的感受态细胞用CaCl2溶液制备，C错误；过程④为目的基因的检测，可以利用DNA分子杂交技术鉴定目的基因是否导入受体细胞，D正确。答案：D8．(2014·重庆卷)如图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图。以下相关表达，正确的选项是()A．②的构建需要限制性核酸内切酶和DNA聚合酶参加B．③侵染植物细胞后，重组Ti质粒整合到④的染色体上C．④的染色体上假设含抗虫基因，那么⑤就表现出抗虫性状D．⑤只要表现出抗虫性状就说明植株发生了可遗传变异解析：构建载体需要限制酶和DNA连接酶，A错误；③侵染植物细胞后，重组Ti质粒上的T－DNA整合到④的染色体上，B错误；染色体上含有目的基因，但目的基因也可能不能转录或者不能翻译，或者表达的蛋白质不具有生物活性，C错误；植株表现出抗虫性状，说明含有目的基因，属于基因重组，为可遗传变异，D正确。答案：D9．(2014·江苏卷改编)以下关于基因工程技术的表达，正确的选项是()A．切割质粒的限制性核酸内切酶均特异性地识别6个核苷酸序列B．PCR反响中温度的周期性转变是为了DNA聚合酶催化不同的反响C．载体质粒通常采纳抗生素合成基因作为筛选标记基因D．抗虫基因即使胜利地插入到植物细胞染色体上也未必能正常表达解析：限制性核酸内切酶大多是特异性识别6个核苷酸序列，但也有识别序列由4、5或8个核苷酸组成的，A错误；PCR中耐高温的DNA聚合酶只是在延长阶段发挥催化作用，B项错误；载体质粒上抗生素抗性基因可作为标记基因，供重组DNA的鉴定和选择，不是抗生素合成基因，C错误；目的基因导入了受体细胞不肯定就都能正常表达，D正确。答案：D10．要用基因型为AaBB的植物培育出以下基因型的品种∶①AaBb，②AaBBC，③AAaaBBBB，④aB。那么对应的育种方法依次是()A．诱变育种、转基因技术、细胞融合、花药离体培育B．杂交育种、花药离体培育、转基因技术、多倍体育种C．花药离体培育、诱变育种、多倍体育种、转基因技术D．多倍体育种、花药离体培育、诱变育种、转基因技术解析：用基因型为AaBB的植物培育出AaBb品种，可利用物理或化学方法处理材料，通过基因突变获得；要获得AaBBC的品种，由于本物种没有C基因，所以必需通过转基因技术；要获得AAaaBBBB的品种，可通过细胞融合；要获得aB的品种，可利用花药离体培育。答案：A二、非选择题11．(2014·课标全国Ⅰ卷)现有两个纯合的某作物品种：抗病高秆(易倒伏)和感病矮秆(抗倒伏)品种。抗病对感病为显性，高秆对矮秆为显性，但对于掌握这两对相对性状的基因所知甚少。答复以下问题：(1)在育种实践中，假设利用这两个品种进行杂交育种，一般来说，育种目的是获得具有__________优良性状的新品种。(2)杂交育种前，为了确定F2的种植规模，需要正确猜测杂交结果。假设依据孟德尔遗传定律来猜测杂交结果，需要满意3个条件：条件之一是抗病与感病这对相对性状受一对等位基因掌握，且符合别离定律；其余两个条件是_____________________________________。(3)为了确定掌握上述这两对性状的基因是否满意上述3个条件，可用测交试验来进行检验。请简要写出该测交试验的过程。_____________________________________________________________________________________________________________________。解析：此题主要考查孟德尔遗传定律的应用及杂交育种学问。(1)杂交育种的目的是获得集多种优良性状于一身的纯合新品种，分析题意知，抗病与矮秆(抗倒伏)为优良性状。(2)题中两对相对性状应分别受一对等位基因掌握，且只有两对基因分别位于两对同源染色体上，才遵循基因的自由组合定律。(3)测交是指用杂合子和隐性纯合子杂交，而题干无杂合子，故应先杂交得到杂合子，然后再进行测交试验。答案：(1)抗病矮秆(2)高秆与矮秆这对相对性状受一对等位基因掌握，且符合别离定律；掌握这两对相对性状的基因位于非同源染色体上(3)将纯合抗病高秆植株与感病矮秆植株杂交，产生F1，让F1与感病矮秆植株杂交。12．西瓜消暑解渴，深受百姓宠爱，其中果皮深绿(G)对浅绿(g)为显性，大子(B)对小子(b)为显性，红瓤(R)对黄瓤(r)为显性，三对基因分别位于三对同源染色体上。西瓜的染色体数目2n＝22，请依据下面的几种育种方法流程图答复有关问题。注：甲为深绿皮黄瓤小子，乙为浅绿皮红瓤大子，且甲、乙都能稳定遗传。(1)通过①过程获得无子西瓜A时用到的试剂1是________________________________。(2)②过程常用的试剂2是____________；通过③过程得到无子西瓜B，从产生变异的来源来看，该过程属于____________。(3)假设甲、乙为亲本，通过杂交获得F1，F1相互受粉得到F2，该过程的育种方式为________，F2深绿皮小子中，能稳定遗传的概率是________。(4)通过⑧过程获得的单倍体植株细胞中含________条染色体。解析：(1)品种乙的染色体数目2n＝22，经过过程①得到的无子西瓜染色体数目未变，说明此过程是利用(相宜浓度的)生长素(类似物)处理让西瓜的子房壁经有丝分裂膨大形成的。(2)品种甲(二倍体)经秋水仙素染色体数目加倍变为四倍体，然后四倍体(♀)×二倍体(♂)→三倍体，因三倍体减数分裂联会紊乱，无配子产生，故用品种乙的花粉刺激可产生无子西瓜B，其变异来源是染色体变异。(3)依据题意，该过程的育种方式是杂交育种，由甲为深绿皮黄瓤小子，乙为浅绿皮红瓤大子，且甲、乙都能稳定遗传，确定甲的基因型为GGrrbb，乙的基因型为ggRRBB，杂交获得的F1的基因型为GgRrBb，按基因的自由组合定律(仅考虑两对性状)，F1自交得到的F2中深绿皮小子中能稳定遗传的概率是eq\f(1,3)。(4)品种乙(2n＝22)和四倍体(4n＝44)属于两个不同的物种，存在生殖隔离，所以经植物体细胞杂交(⑥过程)得到杂种体细胞(6n＝66)，进而经植物组织培育(⑦过程)得到杂种植株(6n＝66)，再经减数分裂产生配子(3n＝33)，最终经花药离体培育技术得到单倍体植株(3n＝33)。答案：(1)(相宜浓度的)生长素(类似物)(2)(相宜浓度的)秋水仙素染色体变异(3)杂交育种e