一名优秀的教师在每次教学前有自己的事先计划，作为教师就要根据教学内容制定合适的教案。教案可以让学生更容易听懂所讲的内容，帮助教师更好的完成实现教学目标。那么一篇好的教案要怎么才能写好呢？以下是小编收集整理的“2012届高考生物第一轮从杂交育种到基因工程考纲知识复习教案”，希望能为您提供更多的参考。

第6章从杂交育种到基因工程

1、生物变异在育种上的应用

2、转基因食品的安全

一、杂交育种和诱变育种jab88.cOm

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连续自交或杂交，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。

二、基因工程

1、概念：按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向的改造生物的遗传性状。操作水平为DNA分子。

2、过程与工具：

提取某种基因→目的基因与运载体结合→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定

↓↓

限制酶DNA连接酶

（只识别特定的核苷酸序列，（连接脱氧核糖和磷酸）

并在特定的切点切割DNA分子）运载体（质粒、噬菌体、动植物病毒）

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。

一、几种育种方法的比较

名称原理方法优点缺点应用

杂交育种基因重组杂交→自交→筛选使分散在同一物种或不同品种中的多个优良性状集中于同一个体上，即“集优”⑴育种时间长

⑵局限于同一种或亲缘关系较近的个体用纯种高秆抗病小麦与矮秆不抗病小麦培育矮秆抗病小麦

培育杂合子品种：一般是选取纯和双亲杂交，产生子一代年年制种

诱变育种基因突变⑴物理：紫外线、α射线、微重力、激光等处理、再筛选

⑵化学：秋水仙素、硫酸二乙酯处理，再筛选提高变异频率，加快育种进程，大幅度改良某些性状盲目性大，有利变异少，工作量大，需要大量的供试材料高产青霉菌、“黑农五号”大豆品种等的培育

单倍体育种染色体变异（染色体组成倍地减少）⑴先将花药离体培养，培养出单倍体植株

⑵将单倍体幼苗经一定浓度的秋水仙素处理获得纯合子

明显缩短育种年限，子代均为纯合子，加快育种进程技术复杂用纯种高秆抗病小麦与矮秆不抗病小麦快速培育矮秆抗病小麦

多倍体育种染色体变异（染色体组成倍地增多）用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗操作简单，能较快获得所需品种技术复杂，发育延迟，结实率低，一般只适用于植物三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦、四倍体水稻

基因工程育种基因重组提取目的基因→装入运载体→导入受体细胞→目的基因的检测与表达→筛选出符合要求的新品种目的性强；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转基因“向日葵豆”；转基因抗虫棉

下列关于作物育种的叙述，正确的是

A.把两个小麦优良性状结合在一起常采用植物体细胞杂交技术

B.改良缺乏某种抗病性的水稻品种常采用单倍体育种

C.培育无子西瓜可用适宜浓度的生长素处理三倍体西瓜雌蕊柱头

D.袁隆平培育的高产、抗逆性强的杂交水稻是基因突变的结果

在育种过程中，将两个亲本的优良性状集中到一个个体上，通常采用杂交育种选育获得，植物体细胞杂交技术形成的是多倍体，与原个体差别很大；改良缺乏某种抗病性的水稻品种常采用诱变育种或基因工程育种，单倍体育种不能产生新基因，因此不能形成抗病的水稻品种；一定浓度的生长素涂在未授粉的雌蕊柱头上可以获得无子果实；袁隆平采用杂交育种原理，选育出高产、抗逆性强的杂交水稻。

评析：本题考查了作物育种的原理及过程，属于应用层次，较难题。

C

二、基因工程操作的基本步骤

如图：

以重组DNA技术为核心的基因工程正在改变着人类的生活。请回答下列问题。

（1）获得目的基因的方法通常包括和。

（2）切割和连接DNA分子所使用的酶分别是和。

（3）运送目的基因进入受体细胞的载体一般选用病毒或，后者的形状成。

（4）由于重组DNA分子成功导入受体细胞的频率，所以在转化后通常需要进行操作。

（5）将人胰岛素基因分别导入大肠杆菌与酵母菌，从两者中生产的胰岛素在功能和序列上是相同的。

本题是对基因工程基本步骤的简单考察，熟记过程即可解答此类题目

（1）化学合成（人工合成）酶切获取（从染色体DNA分离/从生物细胞分离）（2）限制性核酸内切酶（限制酶）DNA连接酶（连接酶）（3）质粒小型环状（双链环状、环状）（4）低筛选（5）氨基酸

（2010安徽高考）31．（24分）

I．（15分）如图所示，科研小组用60Co照射棉花种子。诱变当代获得棕色（纤维颜色）新性状，诱变I代获得低酚（棉酚含量）新性状。已知棉花的纤维颜色由一对基因（A、a）控制，棉酚含量由另一对基因（B、b）控制，两对基因独立遗传。

（1）两个新性状中，棕色是________性状，低酚是______性状。

（2）诱变当代中，棕色、高酚的棉花植株基因型是_______，白色、高酚的棉花植株基因型是_______。

（3）棕色棉抗虫能力强，低酚棉产量高。为获得抗虫高产棉花新品种，研究人员将诱变I代中棕色、高酚植株自交。每株自交后代种植在一个单独的区域，从________的区域中得到纯合棕色、高酚植株。请你利用该纯合体作为一个亲本，再从诱变I代中选择另一个亲本，涉及一方案，尽快选育出抗虫高产（棕色、低酚）的纯合棉花新品种（用遗传图解和必要的文字表示）。

II．（9分）草莓生产上传统的繁殖方式易将所感染的病毒传播给后代，导致产量降低。品质变差。运用微型繁殖技术可以培育出无病毒幼苗。草莓微型繁殖的基本过程如下：

外植体愈伤组织芽、根植株

请回答：

（1）微型繁殖培育无病毒草莓苗时，一般选取_________作为外植体，其依据是____。

（2）在过程①中，常用的MS培养基主要成分包括大量元素、微量元素和______，在配制好的培养基中，常常需要添加________，有利于外植体启动细胞分裂形成愈伤组织。接种后2~5d，若发现外植体边缘局部污染，原因可能是__________。

（3）在过程②中，愈伤组织在诱导生根的培养基中未形成根，但分化出了芽，其原因可能是_____________。

本题考查有关遗传、变异、育种及细胞工程相关知识。Ⅰ亲代棕色、高酚自交后代是棕色、高酚，

白色、高酚因此棕色是显性，亲代白色、高酚自交后代是白色、低酚，白色、高酚因此低酚是隐性。诱变当代中，棕色、高酚的棉花植株的基因型是AaBB，白色高酚的棉花植株基因型是aaBb，纯合体后代不发生性状分离，因此应从不发生性状分离（或全为棕色棉或没有出现白色棉）的区域中选择出纯合棕色、高酚植株。育种时间短应选择单倍体育种方案。Ⅱ培育无病毒植株苗，应选择不含病毒部分培养，而植物体新生部位不含病毒，植物组织培养培养基成分应包含大量元素、微量元素、有机物，另外常常需要添加植物激素诱导植物细胞分裂、分化，外植体边缘局部污染，说明消毒不彻底，不同植物激素的比例影响植物细胞发育方向，生长素用量比细胞分裂素用量，比值高时，有利于根的分化、抑制芽的形成，比值高低，有利于芽的分化、抑制根的形成。

Ⅰ⑴显性隐性表现型为棕色、低酚

⑵AaBBaaBb

⑶不发生性状分离或全为棕色棉或没有出现白色棉

Ⅱ⑴茎尖、根尖不含病毒⑵有机物植物激素外植体消毒不彻底

⑶培养基中生长素类物质和细胞分裂素类物质用量的比值偏低

（2010四川高考）31.（18分）回答下列ⅠⅡ两个小题

Ⅰ.为提高小麦的抗旱性，有人将大麦的抗旱基因（HVA）导入小麦，筛选出HVA基因成功整合到染色体上的高抗旱性T。植株（假定HVA基因都能正常表达）。

（1）某T。植株体细胞含一个HVA基因。让该植株自交，在所得种子种，种皮含HVA基因的种子所占比例为_________，胚含HVA基因的种子所占比例为_____________.。

（2）某些T。植株体细胞含两个HVA基因，这两个基因在染色体上的整合情况有下图所示的三种类型（黑点表示HVA基因的整合位点）。

①将T。植株与非转基因小麦杂交：若子代高抗旱性植株所占比例为50%，则两个HVA基因的整合位点属于图_______类型；若子代高抗旱性植株所占的比例为100%，则两个HVA基因的整合位点属于图_______类型。

②让图C所示类型的T。植株自交，子代中高抗旱性植株所占比例为____________。

本题考遗传相关知识，考查学生的综合应用能力

第1小题：T植株含一个HVA基因，可以考虑为Aa，A代表HAV基因，自交，种皮是其体细胞，基因型全为Aa，胚为F1幼体，含A基因的比例为3/4。

第2小题：A图考虑为AA，而非转基因小麦考虑为aa，则A图杂交后代抗旱比例为100%,B图可考虑为Aa（因两个HAV基因都在一条染色体上），则B图杂交后代抗旱比例为50%,C图可考虑为AaBb（A，B任一都抗旱），此时非转基因小麦考虑为aabb，则C图杂交后代抗旱比例为15/16（仅aabb不抗旱）。

I：（1）100%75%

（2）BA

15/16

（2010江苏高考）6．育种专家在稻田中发现一株十分罕见的“一秆双穗”植蛛，经鉴定该变异性状是由基因突变引起的。下列叙述正确的是

A.这种现象是由显性基因突变成隐性基因引起的

B.该变异株自交可产生这种变异性状的纯合个体

C.观察细胞有丝分裂中期染色体形卷可判断基因突变发生的位置

D.将该株水稻的花粉离体培养后即可获得稳定遗传的高产品系

本题以突变实例为载体考查基因突变的特点、鉴别应用等。因不知该突变体的基因型，故不能判断其变异为隐性还是显性突变引起，A项错误。若一杆双穗为隐性突变，则该植株为隐性纯合体，则自交后权威一杆双穗；若为显性突变，则该个体为杂合体，其自交后代一杆双穗纯合体比例为1/4，B项正确。基因突变为分子水平变异，在显微镜下观察不到，C项错误，花药离体培养后形成的植株中无同源染色体，不可育，D项错误。

B

（2010江苏高考）10.为解决二倍体普通牡蛎在夏季因产卵二出现肉质下降的问题，人们培育出三倍体牡蛎。利用普通牡蛎培育三倍体牡蛎合理的方法是

A.利用水压抑制受精卵的第一次卵裂，然后培育形成新个体

B.用被射线破坏了细胞核的精子刺激卵细胞，然后培育形成新个体

C.将早期胚胎细胞的细胞核植人去核卵细胞中，然后培育形成新个体

D.用化学试剂阻止受精后的次级卵母细胞释放极体，然后培育形成新个体

本题考查多倍体育种方法操作，抑制第一次卵裂导致染色体加倍，培育而成的个体为四倍体，A项错误，用射线破坏了细胞核的精子刺激卵细胞，然后形成的新个体为单倍体，B项错误。C项利用移植方法获得的个体为二倍体，C项错误。极体中含有一个染色体组，受精卵含有两个染色体组，含有极体的受精卵中含有三个染色体组，发育而成的个体为三倍体，D项正确。

D

（2009上海高考）下列技术中不能获得抗锈高产小麦新品种的是

A.诱变育种

B.细胞融合

C.花粉离体培养

D.转基因

花药离体培养获得是单倍体，一般高度不育。

C

（2009广东高考）（8分）为了快速培育抗某种除草剂的水稻，育种工作者综合应用了多种培育种方法，过程如下。请回答问题。

（1）从对该种除草剂敏感的二倍水稻植株上取花药离体培养，诱导成幼苗。

（2）用射线照射上述幼苗，目的是；然后用该除草剂喷洒其幼叶，结果大部分叶片变黄，仅有个别幼叶的小片组织保持绿色，表明这部分组织具有。

（3）取该部分绿色组织再进行组织培养，诱导植株再生后，用秋水仙素处理幼苗，使染色体，获得纯合，移栽到大田后，在苗期喷洒该除草剂鉴定其抗性。

（4）对抗性的遗传基础做一步研究，可以选用抗性植株与杂交，如果，表明抗性是隐性性状。自交，若的性状分离比为15（敏感）：1（抗性），初步推测。

本题考查了单倍体育种，诱变育种等知识，同时考查了多倍体育种的方法和遗传规律的应用。花药离体培养是单倍体育种的基本手段，射线激光有诱发突变的能力，而且体细胞突变必须经过无性繁殖才能保留该突变形状，所以需要经过组织培养，为了获得可育的植株，需用秋水仙素使染色体加倍，加倍获得的是纯和子，通过与敏感型植株杂交，子一代表现出来的性状是显性，子二代出现性状分离，分离比是15：1，不符合分离定律，可以用自由组合定律来解释，只有两对基因都隐性时才表现为抗性。所以初步推测该抗性植株中两个基因发生了突变。

（1）单倍体

（2）诱发基因突变抗该除草剂的能力

（3）加倍二倍体

（4）（纯合）敏感型植株都是敏感型该抗性植株中有两个基因发生了突变

（2009海南高考）（14分）填空回答下列问题：

（1）水稻杂交育种是通过品种间杂交，创造新变异类型而选育新品种的方法。其特点是将两个纯合亲本的______通过杂交集中在一起，再经过选择和培育获得新品种。

（2）若这两个杂交亲本各具有期望的优点，则杂交后，F1自交能产生多种非亲本类型，其它原因是F1在______形成配子过程中，位于______基因通过自由组合，或者位于______基因通过非姐妹染色单体交换进行重新组合。

（3）假设杂交涉及到n对相对性状，每对相对性状各受一对等位基因控制，彼此间各自独立遗传。在完全显性的情况下，从理论上讲，F2表现型共有______种，其中纯合基因型共有______种，杂合基因共有______种。

（4）从F2代起，一般还要进行我代自交和选择。自交的目的是_____；选择的作用是______。

（1）优良性状（或优良基因）（2分）

（2）减数分裂（1分）非同源染色体上的非等位（1分）同源染色体上的非等位（2分）（3）（1分）（1分）（2分）

（4）获得基因型纯合的个体保留所需的类型（每空2分，共4分，其他合理答案也给分）

（2009浙江高考）下列关于基因工程的叙述，错误的是

A．目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物

B．限制性核酸内切酶和DNA连接酶是两类常用的工具酶

C．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

D．载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞和促进目的基因的表达

基因工程中目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物；常用的工具酶是限制性核酸内切酶和DNA连接酶；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，只有经过一定的物质激活以后，才有生物活性。载体上的抗性基因主要是有利于筛选含重组DNA的细胞，不能促进目的基因的表达。所以D错误。

D

（2008广东高考）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

改良缺乏某种抗病性的水稻品种，采用诱变育种、基因工程育种、杂交育种；单倍体育种缺少抗病基因，仍不适宜。

B

（2008江苏高考）下列关于育种的叙述中，错误的是

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

基因突变的诱变因素有物理、化学、生物因素。杂交育种可产生新的基因型，不可产生新基因。三倍体植物不能产生受精卵，但可由受精卵发育而来，如三倍体无籽西瓜。诱变获得的突变体多数表现出有害性状，优良性状少。

本题考查诱变育种、杂交育种、多倍体育种的有关知识。

BCD。

1.杂交育种是改良作物品质和提高作物产量的常用方法，它所依据的主要遗传学原理是(B)

A．染色体数目增加B．基因重组

C．染色体数目减少D．基因突变

2.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，再用秋水仙素处理幼苗得到相应植株。下列叙述正确的是（C）

A、前一种方法所得的F2中重组类型和纯合子各占5/8、1/4

B、后一种方法所得的植株中可用于生产的类型比例为2/3

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

3.太空育种是指利用太空综合因素如强辐射、微重力等，诱导由宇宙飞船携带的种子发生变异，然后进行培育的一种育种方法。下列说法正确的是（D）

A、太空育种产生的突变总是有益的

B、太空育种产生的性状是定向的

C、太空育种培育的植物是地球上原本不存在的

D、太空育种与其他诱变方法在本质上是一样的

4.某优良品种水稻的基因型为AaBb，其花药通过组织培养形成了试管苗。下列对这一培养过程的叙述，错误的是D

A．花粉形成试管苗要经过脱分化和再分化的过程

B．试管苗有四种基因型，其体细胞含有一个染色体组

C．通过该过程培养出的试管苗还不能直接用于生产

D．这些试管苗自交，后代性状不发生分离

5.（2010山东省临沂市高三一模）假设A、b代表玉米的优良基因，这两种基因是自由组合的。现有AABB、aabb两个品种，为培育优良品种AAbb，可采用的方法如图所示。下列叙述中正确的是（A）

A．由品种AABB、aabb经过①、②、③过程培育出新品种的

育种方法称之为杂交育种

B．⑥过程需要用秋水仙素处理，利用染色体变异的原理，是

多倍体育种

C．可以定向改造生物的方法是④和⑦，能使玉米产生新的基因（抗虫基因），原理是基因突变

D．若经过②过程产生的基因型为Aabb的类型再经过③过程，则子代中Aabb与aabb的类型再经过③过程，则子代中Aabb与aabb的数量比是3：1

6.（2010山东省临沂市高三一模）转基因植物是通过基因工程拥有其他物种基因即外源基因的植物。下列有关叙述中，正确的是（D）

A．外源基因就是目的基因

B．外源基因的遗传都遵循孟德尔遗传定律

C．基因工程中的运载体质粒是细胞核内能够复制的DNA分子

D．通过基因工程，植物细胞也能合成某些细菌的蛋白质

7.下列关于基因工程的叙述，正确的是（B）

A、基因工程经常以抗菌素抗性基因为目的基因

B、细菌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载体体DNA

D、为育成抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时应只能以受精卵为受体

8.如右图所示，有关酶功能的叙述错误的是（D）

A．切断a处的酶为限制性核酸内切酶

B．连接a处的酶为DNA连接酶

C．切断b处的酶为解旋酶

D．连接b处的酶为DNA聚合酶

9.用基因工程技术可使大肠秆菌合成人的胰岛素。下列叙述不正确的是（B）

A、常用相同的限制酶处理目的基因和质粒

B、DNA连接酶和RNA聚合酶是构建重组质粒必需的工具酶

C、可用含抗生素的培养基检测大肠秆菌中是否导入了重组质粒

D、导入大肠秆菌的目的基因不一定成功表达

10.下列属于基因运载体所必须具有的条件是（A）

①具有某些标志基因②具有环状的DNA分子③能够在宿主细胞内复制④具有多种限制性内切酶

A.①③B.②④C.①②D.③④

11.下列关于将目的基因导入受体细胞的描述中，不正确的是（A）

A．重组表达载体DNA分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合即完成了转化

B．农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞采用最多的方法，但对大多数单子叶植物并不适用

C．需通过某种处理使大肠杆菌成为感受态细胞，以便进一步完成转化

D．显微注射技术是将含有目的基因的表达载体注射到受精卵中

12.科学家在某种植物中找到了抗枯萎的基因，并以质粒为运载体，采用转基因方法培育出了抗枯萎病的金茶花新品种，下列有关说法正确的是（D）

A．抗枯萎病的金茶花与原金茶花之间形成了生殖隔离

B．将抗枯萎基因连接到质粒上，用到的工具酶是限制性核酸内切酶

C．为了保证金茶花植株抗枯萎病，只能以受精卵作为基因工程的受体细胞

D．通过该方法获得的抗病金茶花，将来产生的配子不一定含抗病基因

13.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）

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、都不能通过产生新基因从而产生新性状

14.（2010江苏省扬州市高三第二次模拟）某DNA分子中含有某限制酶的一个识别序列，用该限制酶切割该DNA分子，可能形成的两个DNA片段是CD

15.（2010宁夏银川一中高三二模）农科所通过如图育种过程培育出了高品质的糯小麦,相关叙述正确的是B

A．该育种过程中运用的遗传学原理是基因突变

B．要获得yyRR，b过程需要进行不断的自交来

提高纯合率

C．ａ、ｃ过程都需要使用秋水仙素，都作用于萌发的种子

D．ａ过程能提高突变率，明显缩短育种年限

16.（2010山东省济南市高三二模）①、②两植株杂交得到③，将③作进一步处理，如下图所示。有关分析错误的是A?

A．③到④过程发生了等位基因的分离和非等位基因的自由组合?

B．⑤×⑥到⑧的育种过程，发生了基因重组和染色体变异?

C．若③的基因型为AaBbdd，则⑩植株中能稳定遗传的个体占总数的1/4?

D．③到⑦过程如果出现突变和重组，将为生物进化提供原材料

17.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（D）

A．过程①的自交代数越多，纯合高蔓抗病植株的比例越高

B．过程②可以任取一植株的适宜花药作培养材料

C．过程③包括脱分化和再分化两个过程

D．取F1花药离体培养得到纯合高蔓抗病番茄植株过程中，必须使用生长素使染色体加倍

18.（2010上海市卢湾区高三二模）某生物的基因型为AaBB，通过下列技术可以分别将它们转变为以下基因型的生物：①AABB；②aB；③AaBBC；④AAaaBBBB。则下列排列正确的是：B

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．多倍体育种、花药离体培养、诱变育种、转基因技术

19.（2010江苏省南京市高三第二次模拟考试）下列有关育种说法正确的是A

A.用杂交的方法进行育种，自交后代有可能筛选出符合人类需要的优良品种

B.用辐射的方法进行诱变育种，诱变后的植株一定比诱变钱的具备更多的优良性状

C.用基因型为DdTt的植株进行单倍体育种，所有的种自交后代约有1/4为纯合子

D.用基因型为DdTt的植株进行多倍体育种，所育的种和原品种杂交一定能产生可育后代

20.下列关于育种的叙述中，正确的是A

A．用物理化学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．三倍体植物一定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

21.（2010浙江省台州市高三一模）香豌豆是雌雄同花植物，有多种性状，各种性状的遗传方式各有差别。

（1）如果基因型RR的植株呈深绿色，基因型Rr的植株呈浅绿色，基因型rr的植株呈白色。深绿色和浅绿色植株的繁殖和生存能力相似，而白色植株会在幼苗阶段死亡。基因型为RR的植株在遮光条件下茎叶为黄白色，这是因为光照影响了▲合成，说明生物性状的表现是▲的结果。现有一株浅绿色的植株作亲本进行自花授粉得到F1，F1自花授粉得到F2，F2的成熟植株中浅绿色植株所占的比例为▲。

（2）如果该植株的花有红色、紫色和白色，该性状受两对基因控制，同时有E和F基因的植株开红花，无E和F基因的植株开白花，只有E基因或F基因时开紫花。有两株开紫花的植株杂交，后代出现开红花：紫花：白花=1：2：1，请你对这个现象用遗传图解作出解释。

（3）若上述基因型为EEFF的红花豌豆具有更强的抗逆性，且种子中蛋白质含量相对高，如何利用紫花豌豆快速培育此品种，写出简单的育种方案。(要求叙述简洁，条理清楚)

答案：（18分）

（1）（6分）叶绿素（2分）基因型和外界环境共同作用（2分）2/5（2分）

（2）（6分）

（3）（6分）选择紫花豌豆进行相互授粉(1分)，选取子代中开红花的植株（1分）进行花药离体培养(1分)，得到的单倍体幼苗用适宜浓度（1分）的秋水仙素处理(1分)，继续培养得到的纯合二倍体植株，选出开红花的即为EEFF的植株(1分)。

22.在农业生产上，培育农作物新品种是提高粮食产量的重要途径之一。下图是某生命科学研究院培育作物新品种的几种方法示意图。请分析回答有关问题：

（1）培育新品种甲依据的遗传学原理是、。

从F1→单倍体的形成常用的方法为；图中单倍体植株的基因型有。

（2）培育新品种乙所运用的生物工程技术有，A代表的是，这种育种方式的优越性在于

（3）经过太空飞船搭载后，返回的太空种子不一定都是需要的新品种丙，需要进行筛选，其根本原因是。

（4）若用黄粒玉米种子经飞船搭载进行失重和宇宙射线处理后，培养得到了从未有过的“红粒”性状。经鉴定，玉米的红粒和黄粒是一对相对性状，其基因位于常染色体上。为了确定这对性状的显隐性关系，用上述红粒和黄粒玉米种子为材料做杂交实验，应该怎样进行？（简述杂交实验组合、预期结果并得出结论）

答案：（1）基因重组染色体变异花药离体培养AB、Ab、aB、ab（缺一不得分）

（2）基因工程，组培技术；愈伤组织；目的性强（定向性），打破物种的局限性

（3）变异是不定向的

（4）取黄粒和红粒的种子，分别种植后自交，若只有黄粒玉米的子代出现性状分离，则黄粒为显性性状；若只有红粒玉米的子代出现性状分离，则红粒为显性性状。若黄粒和红粒玉米的自交后代均未出现性状分离，再用红粒和黄粒玉米进行杂交，若杂交后代全为黄粒，则黄粒为显性；若杂交后代全为红粒，则红粒为显性。（其他合理方案也可酌情得分）

23.（2010山东省日照市高三一模）冬小麦是我省重要的粮食作物，农业科技人员不断进行研究以期获得高产抗病的新品种。分析回答：

(1)冬小麦经过低温环境才能开花，这是由于幼苗感受低温刺激产生某种特殊蛋白质所致，该作用称为春化作用，高温、低氧、缺水等均可以解除春化而不能抽穗开花。

①春化作用导致特定蛋白质的产生，说明。

②春化过程使植物内某些细胞在形态、结构和生理功能上发生了稳定性差异，该过程称

为，这些稳定差异产生的根本原因是。

③某研究小组发现经过严寒之后，部分小麦幼叶细胞的染色体数目是老叶细胞的2倍。合理的解释是。

(2)某育种专家在农田中发现一株大穗不抗病的小麦(控制小麦穗大穗小的基因分别用D、d表示，控制不抗病与抗病的基因分别用T、t表示)白花授粉后获得160粒种子，这些种子发育成的小麦中有30株为大穗抗病，有株为小穗抗病，其余都不抗病。

①30株大穗抗病小麦的基因型为，其中能稳定遗传的约为株。

②上述育种方法是。请写出利用该株大穗不抗病小麦快速培育出能稳定遗传的大穗抗病小麦品种的具体步骤。

答案：(共17分)

(1)①春化作用(低温)激活了决定该蛋白质的基因(环境影响基因的表达)(2分)

②细胞分化(2分)基因的选择性表达(2分)

③低温抑制纺锤体形成，导致染色体加倍(或部分幼叶细胞处于有丝分裂后期)(2分)

(2)①DDtt或Ddtt(2分)10株(2分)

②杂交育种(2分)

a采集该株小麦的花药(或花粉)进行离体培养获得单倍体幼苗(1分)

b用一定浓度的秋水仙素溶液处理幼苗使其染色体加倍(1分)

c选出大穗抗病个体(1分)

精选阅读

从杂交育种到基因工程

根据高中生物课程标准的四个基本理念,高中生物学教学重在提高学生的生物科学素养,倡导探究性学习,培养学生的创新精神和实践能力。新课程对生物学教师和生物学教学都提出了新的要求，面对新课程，生物学教师要通力打造一个融启发性、创造性、自主性、交互性于一堂的生物课堂教学氛围。在生物学教学中，如何贯彻并达成新课程倡导的教学理念呢？在教学中认真落实主体性教学，注重课堂动态生成变资源的开发与利用,以切实提高学生的科学探究能力，训练学生科学的思维方法。

1、知识与技能

(1)简述杂交育种和诱变育种的概念，举例说明杂交育种和诱变育种方法的优点和不足。（简述杂交育种和诱变育种的作用及其局限性。）

(2)举例说明杂交育种、诱变育种在生产中的应用。

(3)讨论遗传和变异规律在生产实践中的应用。

(4)总结杂交育种、诱变育种、多倍体育种、单倍体育种异同点。

2、过程与方法

(1)尝试将你获得信息用图表、图解的形式表达出来。

(2)运用遗传和变异原理,解决生产和生活实际中的问题。

3、情感态度和价值观

(1)讨论从杂交育种到基因工程这一科技发展历程中，科学、技术和社会的相互作用。

(2)通过对我国杂交育种和诱变育种成果的了解，关注我国的育种技术的发展及在国际上的竞争能力，认同育种技术的改进对解决粮食危机等问题的重要性。

(3)体会科学技术在发展社会生产力、推动社会进步等方面的巨大作用。

本节在学习生物遗传变异的基础知识、了解遗传变异基本规律的基础上，而且生物育种知识是高中生物新课程教学中的重点知识，该知识内容不仅是必修2的学习主线之一，还与选修3现代生物科技专题中的基因工程专题有密切的联系，进一步引导学生认识遗传学的知识是怎样用于指导生产实践、提高和改善生产技术，最大限度地满足人类不断增长的物质需要的，通过该内容的分析学习，还可以训练学生的各方面能力。

初中生物课中关于人类应用遗传变异原理培育新品种的内容，使学生对选择育种与杂交育种有了初步的了解。在本书前几章的学习中，学生又学习了分离定律与自由组合定律，为理解传统育种方法所依据的遗传学原理打下了基础。在本节教学中，教师可以指导学生搜集我国在育种实践方面取得成功的事例，分析其中包含的遗传学规律，体会科学技术在发展社会生产力、推动社会进步等方面的巨大作用。

1课时

教师根据下面几方面制作多媒体课件

1、课前准备

教师指导学生搜集我国在育种实践方面取得成功的事例，分析其中包含的遗传学规律，体会科学技术在发展社会生产力、推动社会进步等方面的巨大作用。

2、情境创设

教师展示课前收集的古人驯化野生动物、栽培植物的图片资料制成的课件，按课件图片的顺序，先向学生展示古人驯化狗、马、牛、猪、鸡，培育玉米、小麦、水稻、各种蔬菜、水果的过程；再向学生展示现在的家禽、家畜、粮食、蔬菜、水果的各种优良品种的图片，引起学生的兴趣。

3、师生互动

这些优良的品种，都是人们利用生物的变异，通过长期的选择，汰劣留良，培育出来的优良品种。教师要提倡或维护生生、师生平等交流互动的人际关系，教师要运用各种方法，促进师生和生生的思维碰撞和情感的交流，达到《标准》对知识、情感、能力目标的要求。

教师活动

学生活动

设计意图

教师组织学生展示课前收集的关于选择育种和杂交育种的资料（以图片为主）

提出问题：

1．古印第安人是最早选择和培育玉米的，最突出的贡献是选育了果穗硕大、淀粉含量高的玉米。请分析古印第安人培育玉米的方法所隐含的遗传学原理及其优缺点。

教师在学生阅读教材的基础上，组织学生交流上述问题。

若学生不能较好地回答上述问题，教师可以通过对问题的分解，实施进一步的引导：

（1）古印第安人培育玉米的方法称为。

（2）这里的“选择”的含义是。

（3）“用作祭祀的玉米是在隔离条件下种植的”其中“隔离”作用是。

（4）选择育种的优缺点是。

选择育种的局限性是：只能利用生物在自然环境条件下产生的有限变异，在已有的性状组合中选育优良品种。

请同学们阅读课本的“问题探讨”并提出问题：

教师检查，我们发现大家使用的方法都是――杂交育种，看来你们已经尝试从理论上探索杂交育种的方法了。

学生的资料展示和交流

学生阅读资料，学生带着问题阅读教材P98页并作答。

学生作答：

（1）选择育种

（2）汰劣留良

（3）防止质劣玉米与选择的具有优良性状的玉米杂交，使优良性状得到不断的积累。

（4）优点：技术简单、容易操作。

缺点：选择范围有限，育种周期长。

分组讨论。学生把设想描述出来。听课的同学对各方案进行评价。

激发学生的探究欲望和学习兴趣。

师生共同解决问题，运用现代遗传学知识为学生阐明“选择育种”做铺垫。培养学生的概括能力和理解能力。

现在我们来分析各方案是否科学规范。引导学生讨论并指出其优点和不足，以及自己的疑问。

教师：点拨、解答同学们的问题：

（1）杂交育种依据的遗传学原理就是：基因的自由组合规律，即通过杂交，把生物不同品种间的基因重新组合，以便使不同亲本的优良基因组合到一起、从而创造出对人类有益的新品种。

（2）选育出的新品种必须是纯合子，否则其后代就会因为发生性状分离而失去优势。

（3）遗传图解有更简洁的表示方法，即用我们在第一章所学的基因型的方式来表示。

教师以课本的两个小麦品种杂交为例:如果小麦中，高产（A）对低产（a）是显性，不抗病（B）对抗病（b）是显性，我们需要的是高产抗病的纯种，假定两个亲本小麦品种都是纯合子，请绘出育种过程的遗传图解：

教师点评，并示范书写过程如下：

PAABBXaabb
↓　↓
　配子ABab
　↓　↓
　F1AaBb

F2基因型　1/16AABB1/16aaBB

1/16AAbb1/16aabb

2/16AaBB2/16aaBb

2/16Aabb2/16AABb4/16AaBb

表现型9/16高产不抗3/16低产不抗

　3/16高产抗病1/16低产抗病

：根据自由组合定律，在

F2中高产抗病（一显一隐）品种占总数的3／16。

思考:（1）我们得到的这种具有杂种优势的品种可以代代遗传吗？

（2）如何能得到可以代代遗传的优势品种？

（3）我们选育出的纯合子新品种AAbb，在F２所有的后代中的概率是1/16。哪么它在F２的高产抗病后代中的概率又是多少？

教师引导，总结教材P99页的杂交育种的概念。

请举出我国在杂交育种方面成就。

：与选择育种比较，杂交育种有什么优点？

：综上所述杂交育种的优点是很明显的，但是在实际操作中，会遇到不少困难。请从杂交后代可能出现的类型，以及育种时间等方面，分析杂交育种方法的不足。有没有更好的育种方法来弥补这些缺点呢？

二、诱变育种

教师引导学生回忆基因突变的内容。

利用基因突变的原理应用在育种中，就发展为一种新的方法——诱变育种。

教师引导学生阅读教材P100页，教材列举了哪些诱变育种的实例？

教师通过大量的图片资料介绍了诱变育种的实例

教师总结：诱变育种的概念指什么？

教师引导，组织开展生生、师生的讨论

与杂交育种相比，诱变育种有什么优点？联系基因突变的特点，谈谈诱变育种的局限性。要想克服这些局限性，可以采取什么办法？

教师小结：

两种育种方法都为我们创造许多优良的品种，育种技术的发展为我们的社会经济创造了许多价值，我国作为目前世界上能发射返回式卫星的三个国家之一，在作物空间技术育种方面已经进入世界先进行列。

在上一章我们已经学习了多倍体育种、单倍体育种的方法，现在请同学们列表比较：杂交育种、诱变育种、多倍体育种、单倍体育种在方法、原理、优缺点的异同点。

出示部分学生的遗传图解

学生疑问：

（1）杂交育种蕴含着哪些遗传学规律？

（2）培育出的一个新品种，如何判断它是否符合预期的要求呢？

（3）有没有更简洁的遗传图解呢？

学生每人都在作业本上尝试书写，请两位同学在黑板上书写。

（1）不可以，因为其中有2/16的植株是杂合体，它的下一代会出现性状分离。

（2）要想得到可以代代遗传的优势品种，就必须对在F２中所得到表现型为高产抗病（一显一隐）的植株连续自交和育种，逐步淘汰不符合要求的植株，直到不再发生性状分离，就是我们要选育的能够稳定遗传的纯合子新品种――AAbb。

（3）1/3。

杂交育种就是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，就得到新品种的方法。

袁隆平的杂交水稻，中国荷斯坦牛等

能将两个不同品种的优良性状集中在一起，产生新的性状组合的新品种；育种的目的性较强。

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，育种进程缓缦（一般需5至7年），过程繁琐。这些都是杂交育种方法的不足。

学生回忆学过的知识，并交流和讨论：

基因突变：诱发基因突变的因素（物理因素、化学因素和生物因素）

如黑农五号；卫星“87－2”青椒、“航育1号”水稻、“豫麦13号小麦”等；青霉菌高产菌株等。

诱变育种就是利用物理因素（如X射线、r射线、紫外线、激光等）或化学因素（亚硝酸、硫酸二乙脂等）来处理生物，使生物发生基因突变。

诱变育种的优点是能够提高突变率，在较短的时间内获得更多的优良变异类型。诱变育种的局限性是诱发突变的方向难以掌握，突变体难以集中多个理想性状。要想克服这些局限性，可以扩大诱变后代的群体，增加选择的机会。

结合学生的生活经验，引导学生思考相关的育种方法。

充分发挥学生的主观能动性，让学生积极参与讨论。

运用自由组合定律的知识和书写遗传图解的技能解释杂交育种中的基因重组的现象。

培养学生的问题意识，给予学生发散思维、启动已有知识的空间。培养学生运用所学的知识和技能解决实际问题的能力。

理解杂交育种在产生F1代后，还需要经过选择和培育形成能稳定遗传个体的过程。

培养学生提炼和归纳能力。

突出杂交育种的局限为后续学习埋下伏笔。

师生共同解决疑惑的问题，强化对概念的学习。

掌握基本概念

培养自学能力，使学生在反馈、思考中进一步突破难点。

四种育种方法的比较

杂交育种

诱变育种

多倍体育种

单倍体育种

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苗

花药离体培养

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实变，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。

诱导精子直接发育成植株，再用秋水仙素加倍成纯合子。

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，结实率底。

自交后代不发生性状分离，可缩短育种年限（2年）。

方法复杂，成活率低。

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。

1、杂种优势与杂交育种的区别

杂种优势是生物界普遍存在的现象。它是指基因型不同的亲本个体相互杂交产生的杂种第一代，在生长势、生活力、繁殖力、抗逆性、产量和品质等一种或多种性状上优于两个亲本的现象。杂种优势具有以下特点：杂种优势不是某一两个性状单独表现突出，而是许多性状综合表现突出；杂种优势的大小，取决于双亲的遗传差异和互补程度；亲本基因型的纯合程度不同，杂种优势的强弱也不同；杂种优势在F1代表现最明显，F2代以后逐渐减弱。杂种优势在性状上表现为不同类型，如营养体发育较旺的营养型、生殖器官发育较旺的生殖型和对外界不良环境适应能力较强的适应型。育种实践上，人们常利用杂种优势获得较好的经济性状。

早在2000多年前，我国劳动人民就用马和驴交配而获得体力强大、耐力好的杂种──骡，首创了利用杂种优势的先例。杂种优势在植物中更是非常普遍的现象。为什么杂交种F1会有优势呢？这是一个比较复杂的问题，人们从多个方面对其机理进行了研究。一种比较通俗的解释是：一般来说，多数显性基因有利于个体的生长发育，而相对的隐性基因不利于生长和发育。通过杂交，亲本双方带入子代杂合子中的显性（有利）基因掩盖了隐性（有害）基因，因而表现出有利于生长发育的杂种优势。

杂交育种通常是指把不同遗传类型的动物或植物进行交配，使优良性状结合于杂种后代中，通过培育和选择，创造出新品种的方法。它是动植物育种工作的基本方法之一。在杂交育种中应用最为普遍的是品种间杂交(两个或多个品种间的杂交)，其次是远缘杂交(种间以上的杂交)。

生产上，常常把用杂交方法培育优良品种或利用杂种优势都称为杂交育种，事实上，两者之间是有区别的。杂交育种过程就是要在杂交后代众多类型中选留符合育种目标的个体进一步培育，直至获得优良性状稳定的新品种。杂交育种不仅要求性状整齐，而且要求培育的品种在遗传上比较稳定。品种一旦育成，其优良性状即可相对稳定地遗传下去。杂种优势则主要是利用杂种F1代的优良性状，而并不要求遗传上的稳定。作物育种上就常常在寻找某种杂交组合，通过年年配制F1代杂交种用于生产的办法，取得经济性状，而并不要求其后代还能够保持遗传上的稳定性。

2、太空育种简介

太空育种主要是利用返回式卫星和高空气球所能达到的空间环境，通过强辐射、微重力和高真空等条件诱发植物种子的基因发生变异的作物育种新技术。经历过太空遨游的农作物种子返回地面后再进行种植，不仅植株明显增高增粗，果型增大，而且品质也得到提高。

我国从1987年开始太空育种。1987年8月5日我国发射的第9颗返回式卫星首次搭载了青椒、小麦、水稻等一批种子，开始了我国太空育种的尝试。至今，我国已先后8次进行了太空育种试验。经过太空育种的青椒、番茄、黄瓜、水稻等作物，高产优质、抗病性强。美国曾进行过玫瑰的太空育种，希望获得玫瑰油产量高的突变体；俄罗斯曾经进行过圣诞树的太空育种，现在大面积种植在西伯利亚和哈萨克斯坦地区，从太空回来的圣诞树长得非常高大。

第6章从杂交育种到基因工程

第1节杂交育种和诱变育种

一、选择育种：利用自然条件下的生物变异，汰劣留良，长期选择，培育优良品种。

二、杂交育种

三、诱变育种

由于很多内容学生已经学习过如基因的自由组合定律、基因突变以前都学过，所以我采用采用温故知新—杂交育种的技术方法—诱变育种的技术方法—知识扩展—总结的方法来讲授新知识。本节课的设计也能把理论与实践充分地结合在一起，例如在杂交育种技术的学习中，教师举例：利用高抗和矮感的小麦来设计如何出矮抗的小麦。通过学生的动手操作，使知识更能贴近生活，学以致用。课程改革的目标要求教师应具备对知识体系熟练，应对课堂教学要自如，教学中注重学生的差异性。在教学中教师能注重学生的差异性，例如在杂交育种的设计实验中，大部分同学不太理解最后得到矮抗的比例，教师能放慢教学一步步解释。同时，该教师教态自然、随和，给学生以亲近的感觉。

本节课有很多相似、相关知识点，学生易混淆。我提出问题引导学生对其进行比较。如“四种育种方式的区别”。

本节课失误也很多，在学习这两种育种方法时应注意承上启下，每一种育种方法有它的优点同时也存在不足，从而引出另一种育种方法;提问太多导致浪费很多时间；板书不细致；时间安排不太合理，前松后紧；学生看书时间太多；课改思想体现的不多等。

第6章(学案)　从杂交育种到基因工程

本章包括《杂交育种与诱变育种》和《基因工程及其应用》两节。本章从传统的“选择育种”开始，沿着育种的历史发展进程对“杂交育种”、“诱变育种”、“基因工程育种”的基本原理、方法、技术和应用等知识进行了介绍。本章是前面5章关于遗传的理论知识在科研和工农业生产实践中的应用，也是学习第7章的基础。

2012届高考生物第一轮导学案复习:基因工程

第一单元基因工程

一、如何理解基因工程的概念和原理

1、操作环境是生物体外，典型过程是基因表达载体的构建。

2、基因工程的优点

（1）克服了远缘杂交不亲和的障碍。基因工程和植物体细胞杂交一样，突破了有性生殖的局限。

（2）定向改造了生物性状。与诱变育种相比较克服了诱变育种的突变的不定向性。

3、原理是基因重组。

4、操作层次：是分子水平。是获取某生物的DNA分子片段，把它与另一个DNA分子片段结合成一个DNA分子。

5、实质：A种生物的某个基因通过一定方式导入B种生物体内并能进行基因表达。基因没有改变，蛋白质没有改变，只是转录和翻译吃场所发生改变。

6、目的基因和载体能够形成重组DNA分子的基础是

（1）物质组成相同，都是四种脱氧核苷酸组成。

（2）空间结构相同，都是规则的双螺旋结构。

（3）结构和功能单位相同，基因是控制生物性状的结构和功能单位。性状都是蛋白质表现的。

（4）遵循的基因表达原则相同，基因表达包括了基因的复制，转录和翻译，都遵循中心法则。

（5）遗传密码相同，所有生物共用一套遗传密码。

1、（2011温州十校）采用基因工程技术将人凝血因子基因导入山羊受精卵，培育出了转基因羊。但是，人凝血因子只存在于该转基因羊的乳汁中。以下有关叙述，正确的是（）

A．如果人凝血因子基因的核苷酸序列已知，可用人工合成的方法获得该目的基因

B．人体细胞中凝血因子基因进入羊受精卵细胞后，其传递和表达不再遵循中心法则

C．在该转基因羊体内，人凝血因子基因存在于乳腺细胞，而不存在于其他体细胞中

D．人凝血因子基因开始转录后，DNA聚合酶以DNA分子的一条链为模板合成mRNA

A

掌握基因工程的原理是突破口。当已知某种基因的核苷酸序列，可以进行人工合成；目的基因的表达仍然遵循中心法则；由于目的基因是导入受精卵，所有体细胞都含有目的基因，只有在乳腺细胞中表达，是因为目的基因连接了乳蛋白的基因的启动子；转录需要的酶是RNA聚合酶。

1、（2010临沂一模）转基因植物是通过基因工程拥有其他物种基因即外源基因的植物。下列有关叙述中，正确的是（）

A．外源基因就是目的基因

B．外源基因的遗传都遵循孟德尔遗传定律

C．基因工程中的运载体质粒是细胞核内能够复制的DNA分子

D．通过基因工程，植物细胞也能合成某些细菌的蛋白质

D

掌握目的基因和外源基因的关系是突破口。把插入到载体内的那个特定的片段基因称为外源基因，而将那些已被或者准备要被分离，表达的特定基因称为目的基因。外源基因针对受体生物而言是受体生物不具有的基因，目的基因是针对人的需要而言。外源基因如果存在线粒体、叶绿体、质粒或者原核细胞的DNA上是不遵循孟德尔的遗传规律的；质粒是存在细胞质的环状DNA；棉花的抗虫基因的表达证明植物细胞也能合成某些细菌的蛋白质。

、（2010苏北四市三模）下列过程一定能够导致DNA分子结构发生改变的是

A．基因工程B．DNA分子扩增C．染色体变异D．交叉互换

A

正确掌握影响DNA分子结构的因素和方式是突破口。DNA分子扩增是以DNA分子作为单位，进行半保留复制增加DNA分子数目；染色体的变异和交叉互换是发生在基因数量或者位置的改变，并没有影响DNA分子内部；只有基因工程是在一个DNA分子内部插入了另外一个DNA分子的片段。

、（2010苏州中学）（多选）下列关于基因工程的叙述，正确的是

A.目的基因和受体细胞均可来自动物、植物或微生物

B.限制性核酸内切酶和DNA连接酶是两类常用的工具酶

C.人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原有生物活性

D.载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞和促进目的基因的表达

AB

二、基因工程操作常用的工具有哪些？

1、限制酶又称限制性核酸内切酶

（1）化学本质：蛋白质

（2）来源：主要来源于原核生物，是原核生物切断入侵细胞内外源DNA的保护自身的工具。

（3）作用：具有酶的共性催化作用外还用于对DNA分子的切割获取目的基因和对载体的切割。

（4）特异性，能够识别特定的脱氧核苷酸序列，并有特定的切割位点。切割的化学键叫磷酸二酯键。

切割目的基因和载体时要用同一中限制酶。

（5）切割的结果有两种分别是粘性末端和平末端。

2、DNA连接酶

（1）种类：E.coliDNA连接酶和T4DNA连接酶。

（2）作用：是连接两个DNA片段形成磷酸二酯键。

（3）适用对象：E.coliDNA连接酶是连接粘性末端，T4DNA连接酶是连接粘性末端和平末端。

（4）与DNA聚合酶的比较：相同点都可以形成磷酸二酯键；不同点是DNA连接酶是连接DNA片段形成重组DNA分子，DNA聚合酶是把游离的脱氧核苷酸按照碱基互补配对原则，连接在一条脱氧核苷酸链上形成新的DNA分子。

3、载体

（1）常用载体是质粒，本质是小型环状DNA；其他载体有λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。

（2）功能：将目的基因导入受体细胞。

（3）载体必需具备的条件：能够在宿主细胞内稳定保存并大量复制；有一个至多个限制酶的切割位点，以便于与外源基因进行连接；有特殊的遗传标记基因，供重组DNA的检测和鉴定。

（4）特别注意：①现在使用的载体多是人工改造的；②常见的标记基因有抗生素抗性基因、发光基因和产生特点颜色的表达产物基因等；③质粒可以在自身细胞、受体细胞或者体外环境都可以进行自我复制；④载体上最好是每种酶的切点只有一个；⑤细胞膜上的载体是蛋白质，具有运输作用。

1、(2010无锡高三)基因工程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选。已知限制酶I的识别序列和切点是—C↓GATCC—限制酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—。根据图示判断下列操作正确的是（）

A.目的基因和质粒均用限制酶Ⅱ切割

B.目的基因和质粒用限制酶I切割

C.质粒用限制酶Ⅱ切割，目的基因用限制酶I切割

D.质粒用限制酶I切割，甘的基因用限制酶Ⅱ切割

1、下列有关DNA聚合酶链式反应的说法正确的是（）

A．需要引物B．始终在高于70℃的条件下进行

C．需要加DNA连接酶D．需要加热稳定DNA聚合酶

、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分子在3个酶切位点上都被该酶切断，则会产生a、b、c、d四种不同长度的DNA片段。现在多个上述线性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

A.3B.4C.9D.12

、2008年诺贝尔化学奖授予了“发现和发展了水母绿色荧光蛋白“的三位科学家。将绿色荧光蛋白基因的片段与目的基因连接起来组成一个融合基因，再将该融合基因转入真核生物细胞内，表达出的蛋白质就会带有绿色荧光。绿色荧光蛋白在该研究中的主要作用是

A．追踪目的基因在细胞内的复制过程

B．追踪目的基因插入到染色体上的位置

C．追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布

D．追踪目的基因编码的蛋白质的空间结构

三基因工程的操作程序有哪些？

1、目的基因的获取

技术：限制酶切割—切割出粘性末端和平末端。

（1）从基因文库中获取目的基因；

文库类型cDNA文库基因组文库

文库大小小大

基因中的启动子无有

基因的多少某种生物的部分基因某种生物的全部基因

物种之间的基因交流可以部分基因可以

说明基因文库的组建过程包含了基因工程的操作过程。从基因文库获取目的基因的优点是操作简便；缺点是工作量大，具有一定的盲目性。

（2）利用PCR技术扩增目的基因；

PCR技术DNA复制

相

同

点原理DNA复制（碱基互补配对原则）

原料四种游离脱氧核苷酸

条件模板、ATP、酶、原料、引物

不

同

点解旋方式DNA在高温下解旋解旋酶催化

场所体外复制主要在细胞核内

酶Taq酶细胞内的DNA聚合酶

结果短时间内形成大量的DNA片段形成整个DNA分子

（3）人工合成。常见的有反转录法和氨基酸序列合成法两种。

①反转录法是在核糖体合成多肽的旺盛时期，首先把含有目的基因的mRNA的多聚核糖体提取出来，分离出mRNA，然后以mRNA为模板，用反转录酶合成一个互补的DNA，即cDNA单链，再以此单链为模板合成出互补链，就成为双链DNA分子。这种方法专一性强，但是操作过程比较麻烦，特别是mRNA很不稳定、生存时间短，所以要求的技术条件较高。

②氨基酸序列合成法是建立在DNA序列分析基础上的。当把一个基因的核苷酸序列搞清楚后，可以按图纸先合成一个个含少量（10～15个）核苷酸的DNA片段，再利用碱基对互补的关系使它们形成双链片段，然后用连接酶把双链片段逐个按顺序连接起来，使双链逐渐加长，最后得到一个完整的基因。这种方法专一性最强，现在用计算机自动控制的DNA合成仪，进行基因合成，使基因合成的效率大大提高。但是这种方法目前仅限于合成核苷酸对较少的一些简单基因，而且必须事先把它们的核苷酸序列搞清楚。对于许多复杂的、目前尚不知道核苷酸序列的基因就不能用这种方法合成，只能用前两种方法或其他方法分离或合成。这种合成基因的方法还有一个很大的优点，就是可以人工合成自然界不存在的新基因，使生物产生新的性状以满足人类需求。因此，这一方法今后将随着技术的不断改进而得到越来越广泛的应用。

2、基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤。

（1）基因表达载体的结构组成：

启动子是启动转录的DNA片段；终止子是终止转录的DNA片段；目的基因；抗生素抗性基因是标记基因；复制原点DNA的复制有特定的起始位点。

（2）技术：应用DNA连接酶连接末端。

3、将目的基因导入受体细胞

（1）导入双子叶植物一般用农杆菌转化法；农杆菌是普遍存在于土壤中的一种革兰氏阴性细菌，它能在自然条件下趋化性地感染大多数双子叶植物的受伤部位(受伤处的细胞会分泌大量酚类化合物,从而使农杆菌移向这些细胞)，并诱导产生冠瘿瘤或发状根。

根癌农杆菌和发根农杆菌中细胞中分别含有Ti质粒和Ri质粒，其上有一段T-DNA，农杆菌通过侵染植物伤口进入细胞后，可将T-DNA插入到植物基因组中,并且可以通过减数分裂稳定的遗传给后代，这一特性成为农杆菌介导法植物转基因的理论基础。

我们将目的基因插入到经过改造的T-DNA区，借助农杆菌的感染实现外源基因向植物细胞的转移与整合，然后通过细胞和组织培养技术，再生出转基因植株。农杆菌介导法起初只被用于双子叶植物中，近年来，农杆菌介导转化在一些单子叶植物（尤其是水稻）中也得到了广泛应用。

（2）棉花用花粉管通道法；亦称受粉后外源基因导入植物的技术，是利用植物受粉后所形成的天然花粉管通道（花粉引导组织），经珠心通道将外源DNA携带进入胚囊，转化受精卵或其前后的生殖细胞（精子、卵子），由于它们仍处于未形成细胞壁的类似"原生质体"状态，并且正在进行活跃的DNA复制、分离和重组，所以很容易将外源DNA片段整合进受体基因组中，以达遗传转化的目的。

在双受精过程完成后，受精卵细胞的初次分裂需要充分的物质和能量积累。此时期的细胞尚不具备完整垢细胞壁和核膜系统，细胞内外的物质交流频繁。通过花粉管通道途径渗透进入胚囊的转基因片段就有可能被吸入受精卵细胞，并进一步地通过尚不明确的机理被整合进入受体基因组中。

（3）单子叶植物基因枪法；

（4）导入动物细胞用显微注射法；在显微镜下，用一根极细的玻璃针(直径1～2微米)直接将DNA注射到胚胎的细胞核内，再把注射过DNA的胚胎移植到动物体内，使之发育成正常的幼仔，使用这种方法进行外源基因整合成功率约为10％。

（5）导入微生物细胞，用Ca2+处理成为感受态细胞。在CaCl2溶液中，细菌细胞会发生膨胀，同时Ca2+会使细胞膜磷脂双分子层形成液晶结构，促使细胞外膜与内膜间隙中的部分核酸酶解离开来，离开所在区域，诱导细胞成为感受态细胞

同时Ca2+能与加入的DNA分子结合，形成抗脱氧核糖核酸酶的羟基－磷酸钙复合物，并粘附在细菌细胞膜的外表面上。当42度热刺激短暂处理细菌细胞时，细胞膜的液晶结构会发生剧烈扰动，并随机出现许多间隙，为DNA分子提供进入细胞的通道。

总的来说就是细胞在低温Ca2+等因子诱导下,细胞膜通透性发生改变,膜通透性的改变使细胞可以摄取DNA。

（2）特点：四个步骤中唯一不涉及碱基互补配对的。选用微生物作为受体细胞的理由是个体微小，代谢旺盛，繁殖速度快，获得的目的基因产物多。

4、目的基因的检测和鉴定

（1）分子水平的检测：利用DNA分子杂交法检测目的基因及其产物mRN；用抗原—抗体杂交检验目的基因的蛋白质产物；检测结果看是否出现杂交带。

（2）个体水平检测。

1、（2010浙江）在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作错误的是（）

A.用限制性核酸内切酶切割烟草茶叶病毒的核酸

B.用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体

C.将重组DNA分子导入原生质体

D.用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞

A

本题考查基因工程的有关知识，基因工程的一般过程：①用限制性核酸内切酶切割含目的基因的DNA分子（除草剂基因）和运载体（质粒），②用DNA连接酶连接切割好的目的基因和运载体③重组DNA分子导入受体细胞，因为是植物可以说是原生质体④用相应的试剂和病原体帅选转基因细胞⑤用植物组织培养技术抗除草剂的转基因烟草（表达）。

1、（2010江苏）下列关于转基因植物的叙述。正确的是

A．转入到油菜的抗除草剂基因，可能通过花粉传人环境中

B．转抗虫基因的植物．不会导致昆虫群体抗性基因撷宰增加

C．动物的生长激素基因转人植物后不能表达

D．如转基因植物的外源基因来源于自然界，则不存在安全性问题

A

本题考查了转基因技术的安全性问题。转入到油菜的基因，可以通过花粉传入环境中；由于植物与害虫间是相互选择的，转抗虫基因植物可使昆虫群体抗性基因频率增加；动物生长素基因转入植物后也能表达；转基因技术的安全性问题，要通过验证才能得到证实。

、（2009上海理综）科学家运用基因工程技术将人胰岛素基因与大肠杆菌的质粒DNA分子重组，并且在大肠杆菌体内获得成功表达。图示a处为胰岛素基因与大肠杆菌质粒DNA结合的位置，它们彼此能结合的依据是

A．基因自由组合定律B．半保留复制原则

C．基因分离定律D．碱基互补配对原则

D

本题考查基因工程的相关知识，重组质粒依据的是粘性末端的碱基互补配对原则。

、（2009广东理基）钱永健先生因在研究绿色荧光蛋白方面的杰出成就而获2008年诺贝尔奖。在某种生物中检测不到绿色荧光，将水母绿色荧光蛋白基因转入该生物体内后，结果可以检测到绿色荧光。由此可知

A．该生物的基因型是杂合的

B．该生物与水母有很近的亲缘关系

C．绿色荧光蛋白基因在该生物体内得到了表达

D．改变绿色荧光蛋白基因的1个核苷酸对，就不能检测到绿色荧光

C

某种生物中检测不到绿色荧光，将水母绿色荧光蛋白基因转入该生物体内后，结果可以检测到绿色荧光，说明绿色荧光蛋白基因在该生物体内得到了表达。

四、基因工程和蛋白质工程有哪些实际应用？

1、转基因植物：

（1）抗虫转基因植物：用于杀虫的基因主要是Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因。

（2）抗病转基因植物：抗病毒植物使用最多的病毒外壳蛋白基因和病毒复制酶基因；抗真菌转基因使用几丁质酶基因和抗毒素合成基因。

（3）其他抗逆转基因植物导入调节渗透压的基因；鱼的抗冻蛋白基因；抗除草剂基因。

2、转基因动物

（1）导入外源生长素基因可以提高动物生长速度

（2）导入肠乳糖酶基因，改善奶牛的牛奶品质

（3）导入血清白蛋白等基因可以用转基因动物生产药物

（4）用转基因动物作器官移植的供体

3、蛋白质工程

（2010全国2）下列叙述符合基因工程概念的是

A．B淋巴细胞与肿瘤细胞融合，杂交瘤细胞中含有B淋巴细胞中的抗体基因

B．将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得能产生人干扰素的菌株

C．用紫外线照射青霉菌，使其DNA发生改变，通过筛选获得青霉素高产菌株

D．自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合到细菌DNA上

B

B淋巴细胞与肿瘤细胞融合，杂交瘤细胞中含有B淋巴细胞中的抗体基因属于动物细胞工程的内容；用紫外线照射青霉菌，使其DNA发生改变，通过筛选获得青霉素高产菌株

属于微生物的发酵工程的内容；自然状态下，一般不能自行形成重组DNA分子。

两种工具酶，三种工具，四步操作。

第6章(学案)　从杂交育种到基因工程　能力提升

例1　水稻的糯性，无子西瓜，黄圆豌豆×绿皱豌豆→绿圆豌豆，这些变异的来源依次是（）。

A.环境改变、染色体变异、基因突变　B.染色体变异、基因突变、基因重组

C.基因突变、环境改变、基因重组D.基因突变、染色体变异、基因重组

解析　水稻的糯性来源于基因突变；无子西瓜的培育利用的原理是染色体变异；黄圆豌豆×绿皱豌豆→绿圆豌豆利用的原理是基因重组。

答案　D。

例2　下列几种育种方法中，能改变原有基因的分子结构的是（）。

A.杂交育种　B.诱变育种　C.单倍体育种　D.多倍体育种

解析　基因分子结构的改变是指基因中脱氧核苷酸的顺序发生改变——基因突变。杂交育种、单倍体育种和多倍体育种都是在原有基因结构的基础上，经过重新组合、加倍等过程产生的新的性状，基因的结构不发生变化。

答案　B。

例3　某作物的高秆(A)对矮秆(a)为显性，感病(R)对抗病(r)为显性。Aa和Rr是位于非同源染色体上的两对等位基因。今有高秆抗病和矮秆感病纯种，若希望利用杂交育种的方法在最少的世代内培育出矮秆抗病新类型。应该采取的步骤设计是：

(1)　；

(2)　；

(3)　。

解析　杂交育种能够有目的的把不同个体的优良性状进行重新组合，从而培育出合乎要求的新品种。这样从开始杂交到选育出新品种至少需要3年的时间，一般还需1~2年的纯化，共需4~5年的时间才能培育出一个新品种。本题培育的品种矮秆抗病类型(aarr)为隐性类型，后代不会发生性状分离，故只需三年时间即可。

答案(1)让高秆抗病和矮秆感病的两个品种杂交得到F1　(2)F1自交得到F2　(3)从F2群体中选出矮秆抗病的植株

1.在一块栽种红果番茄的田地里，农民发现有一株番茄结的果是黄色的，这是因为该株番茄（　）。

A.发生基因突变B.发生染色体畸变

C.发生基因重组D.生长环境发生变化

2.在下列叙述中，正确的是（　）。

A.培育无子西瓜是利用生长素促进果实发育原理

B.培育八倍体小黑麦是利用染色体变异的原理

C.培育无子番茄是利用基因重组的原理

D.培育抗虫棉高产植株是利用基因突变的原理

3.下列各项中，适宜用诱变育种的是（　）。

A.获得无子果实　B.培育综合多个品种优良性状的新品种

C.利用细菌生产胰岛素D.培育从未出现过的新品种

4.昆虫学家用人工诱变的方法使昆虫产生基因突变，导致酯酶活性升高，该酶可催化分解有机磷农药。近年来已将昆虫控制酯酶合成的基因分离出来，通过生物工程技术将它导入细菌体内，并与细菌内的DNA分子结合，经这样处理的细菌仍能分裂繁殖。请根据上述资料回答下面的问题。

（1）人工诱变在生产实践中已得到广泛应用，因为它能提高　，通过人工选择获得。

（2）酯酶的化学本质是，基因控制酯酶合成要经过和两个过程。

（3）通过生物工程产生的细菌，其后代同样能分泌酯酶，这是由于：

。

（4）请你具体说出一项上述科研成果的实际应用：

。

5.请阅读下列几段文字后回答问题。

A.有人把蚕的DNA分离出来，用一种酶“剪切”下制造丝蛋白的基因，再从细菌细胞中提取一种叫“质粒”的DNA分子，把它和丝蛋白基因拼接在一起再送回细菌细胞中。结果，此细菌就有生产蚕丝的本领。

B.法国科学家发现，玉米、烟草等植物含有类似人体血红蛋白的基因，如加入“Fe”原子，就可以制造出人的血红蛋白，从而由植物提供医疗中所需要的人体血液。

C.瑞士科学家找到了一种与果蝇眼睛形成有关的基因，将此基因注入果蝇幼虫不同细胞以后，果蝇的翅和其他部位都长出了眼睛。这为人造“器官”供移植使用提供了可能。

D.1991年，我国复旦大学遗传所科学家成功地进行了世界上首例用基因疗法治疗血友病的临床实验。我国科学家还通过将高等动物生长激素基因移入泥鳅的受精卵，获得比普通泥鳅重三倍的大泥鳅。

E.江苏省农科院开展“转基因抗虫棉”的科技攻关研究，成功的将有关基因导入棉花细胞中，得到的棉花新品种对棉铃虫等害虫毒杀效果高达80％～100％。

（1）所有这些实验统称为工程，所有这些实验的结果，有没有生成前所未有的新型蛋白质?　。

（2）A段中实验结果的细菌具有生产蚕丝的本领，说明。

（3）B段中由玉米、烟草的基因生产人类血红蛋白为什么要加入“Fe”原子?，植物中含类似人类血红蛋白基因，从进化上看，说明。

（4）瑞士科学家的实验说明；我国“863”计划15周年成果展览中类似的实例是。

（5）人类基因组计划(HGP)测定了人体中条染色体的基因序列，D段中血友病基因疗法中有关的染色体是染色体；我国科学家培育出的大泥鳅称为产品，你认为此类产品的研究推广应做到。

（6）“转基因抗虫棉”抗害虫的遗传信息传递可以表示为，该项科技成果在环境保护上的重要作用是，科学家们预言，此种“转基因抗虫棉”独立种植若干代以后，也将出现不抗虫的植株，此现象来源于。

文章来源：http://m.jab88.com/j/97789.html

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