时从杂交育种到基因工程.pptx

原原理理范范围围 的生物的生物所有生物所有生物方方法法杂交杂交自交自交选优选优自交自交物理物理 处理、化处理、化学学 处理处理特特点点不能产生不能产生 ，原有基因性状的重新原有基因性状的重新组组育种进程缓慢育种进程缓慢提高提高 ，加，加快育种进程快育种进程产生产生 ，新性，新性状，大幅改良性状状，大幅改良性状盲目性大，有利盲目性大，有利变异变异基因重组基因突变有性生殖射线诱变剂新基因突变率新基因少第1页/共64页练一练（20082008江苏卷，2323）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 解析解析 物理因素如射线可以提高基因的突变物理因素如射线可以提高基因的突变 率；杂交育种的原理是基因重组，并没有形成率；杂交育种的原理是基因重组，并没有形成 新的基因；三倍体是指由受精卵发育而来，体新的基因；三倍体是指由受精卵发育而来，体 细胞中含有三个染色体组的个体，如三倍体无细胞中含有三个染色体组的个体，如三倍体无 子西瓜；诱变育种的原理是基因突变，而基因子西瓜；诱变育种的原理是基因突变，而基因 突变是不定向的。突变是不定向的。A第2页/共64页二、基因工程及其应用二、基因工程及其应用1.1.概念的理解基因工程别名基因工程别名基因拼接技术或基因拼接技术或 技术技术操作环境操作环境生物体体外生物体体外操作对象操作对象 操作水平操作水平DNA 水平水平基本过程基本过程剪切、拼接、导入、表达剪切、拼接、导入、表达结果结果 改造生物的遗传性状，获得改造生物的遗传性状，获得人类需要的人类需要的 DNA重组分子定向基因产物基因 （1 1）基因工程的原理：基因重组。）基因工程的原理：基因重组。（2 2）优点：）优点：与杂交育种相比较明显的优点：克服远与杂交育种相比较明显的优点：克服远缘杂交不亲合障碍。缘杂交不亲合障碍。与诱变育种相比较明显的优点：定向改造生物性状，与诱变育种相比较明显的优点：定向改造生物性状，目的强性。目的强性。提醒第3页/共64页2.2.工具基因的“剪刀”：基因的“针线”：基因的 ：常用的有质粒、噬菌体和动植物病毒 等，目的是将 基因送入 细胞3.3.步骤：提取目的基因目的基因与 结合将 目的基因导入 目的基因的 4.4.基因工程 的应用基因工程与作物 ，如抗虫棉基因工程与 研制，如胰岛素、乙肝疫苗等基因工程与 保护，如超级菌分解泄漏石油 （1 1）基因工程操作工具酶只有两种，工具有三种。）基因工程操作工具酶只有两种，工具有三种。（2 2）操作步骤中只有第三步导入受体细胞不涉及到碱基互）操作步骤中只有第三步导入受体细胞不涉及到碱基互补配对，其余三步都涉及到。补配对，其余三步都涉及到。限制酶DNA连接酶运载体目的受体运载体受体细胞表达和检测育种药物环境提醒第4页/共64页练一练 下列属于基因工程工具酶的是 （）限制性核酸内切酶 DNA水解酶 DNA聚 合酶 DNA连接酶 RNA聚合酶 解旋酶 A.B.C.D.解析解析 基因工程的工具是限制性核酸内切酶、基因工程的工具是限制性核酸内切酶、DNA连接酶和载体（载体不是酶），连接酶和载体（载体不是酶），DNA水解水解 酶将酶将DNA水解；水解；DNA聚合酶是聚合酶是DNA复制时使复制时使用用 的酶，的酶，RNA聚合酶与聚合酶与RNA聚合酶结合位点结聚合酶结合位点结 合，使转录开始；解旋酶使合，使转录开始；解旋酶使DNA解成单链。解成单链。A第5页/共64页构建知识网络第6页/共64页依据原理依据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重组基因重组杂交杂交自交自交选育选育自交自交将不同个体将不同个体的优良性状的优良性状集中于一个集中于一个个体上个体上时间长，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突变基因突变辐射诱变，激辐射诱变，激光诱变，作物光诱变，作物空间技术育种空间技术育种可以提高变可以提高变异的频率，异的频率，加速育种进加速育种进程，大幅度程，大幅度地改良某些地改良某些品种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体变染色体变异异花药离体培养花药离体培养获得单倍体，获得单倍体，再经秋水仙素再经秋水仙素或低温诱导处或低温诱导处理理可以明显地可以明显地缩短育种年缩短育种年限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考点一 几种常见育种方式的比较第7页/共64页多倍多倍体育体育种种染色体染色体变异变异秋水仙素处理萌秋水仙素处理萌发的种子、幼苗发的种子、幼苗器官巨大，器官巨大，提高产量和提高产量和营养成分营养成分发育延迟，发育延迟，结实率低结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重基因重组组转基因（转基因（DNA重组）技术将目重组）技术将目的基因引入生物的基因引入生物体内，培育新品体内，培育新品种种定向改变生定向改变生物的性状；物的性状；克服远缘杂克服远缘杂交不亲和的交不亲和的障碍障碍有可能引有可能引起生态危起生态危机机产生人胰产生人胰岛素的大岛素的大肠杆菌、肠杆菌、抗虫棉抗虫棉细胞细胞融合融合技术技术细胞膜细胞膜流动性、流动性、细胞全细胞全能性能性让不同生物细胞让不同生物细胞原生质融合，同原生质融合，同种生物细胞可融种生物细胞可融合为多倍体合为多倍体按照人们意按照人们意愿改变细胞愿改变细胞内遗传物质内遗传物质或获得细胞或获得细胞产品且克服产品且克服了远缘杂交了远缘杂交不亲和的障不亲和的障碍碍技术难技术难度高度高白菜白菜甘甘蓝、番茄蓝、番茄马铃薯马铃薯细胞细胞核移核移植技植技术术细胞核细胞核的全能的全能性性将具备所需性状将具备所需性状的体细胞核移植的体细胞核移植到去核的卵细胞到去核的卵细胞中中可改良动物可改良动物品种或保护品种或保护濒危物种濒危物种技术要求技术要求高高克隆羊、克隆羊、鲤鲫移核鲤鲫移核鱼鱼第8页/共64页深化拓展1.1.诱变育种与杂交育种相比，前者能产生前所未有诱变育种与杂交育种相比，前者能产生前所未有 的新基因，创造变异新类型；后者不能产生新基的新基因，创造变异新类型；后者不能产生新基 因，只是实现原有基因的重新组合。因，只是实现原有基因的重新组合。2.2.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 杂交育种。杂交育种。3.3.根据不同育种需求选择不同的育种方法根据不同育种需求选择不同的育种方法 （1 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 物体上，可利用杂交育种，亦可利用单倍体育种。物体上，可利用杂交育种，亦可利用单倍体育种。（2 2）要求快速育种，则运用单倍体育种。）要求快速育种，则运用单倍体育种。（3 3）要求大幅度改良某一品种，使之出现前所未）要求大幅度改良某一品种，使之出现前所未 有的性状，可利用诱变育种和杂交育种相结合的有的性状，可利用诱变育种和杂交育种相结合的 方法。方法。（4 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 运用多倍体育种。运用多倍体育种。第9页/共64页4.4.杂交育种选育的时间是杂交育种选育的时间是F F2 2，原因是从，原因是从F F2 2开始发生开始发生 性状分离；选育后是否连续自交取决于所选优性状分离；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.杂交育种是通过杂交培育具有优良性状且能稳杂交育种是通过杂交培育具有优良性状且能稳 定遗传（纯合子）的新品种，而杂种优势则是定遗传（纯合子）的新品种，而杂种优势则是 通过杂交获得种子，一般不是纯合子，在杂种通过杂交获得种子，一般不是纯合子，在杂种 后代上表现出多个优良性状，但只能用杂种一后代上表现出多个优良性状，但只能用杂种一 代，因为后代会发生性状分离。代，因为后代会发生性状分离。6.6.诱变育种尽管能提高突变率，但处理材料时仍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；突变的不然是未突变的远远多于突变的个体；突变的不 定向性和一般有害的特性决定了在突变的个体定向性和一般有害的特性决定了在突变的个体 中有害仍多于有利，只是与自然突变相比较，中有害仍多于有利，只是与自然突变相比较，二者都增多。二者都增多。第10页/共64页对位训练1.1.下面为6 6种不同的育种方法。第11页/共64页据图回答下列问题:(1)(1)图中A至D方向所示的途径表示 育种方式，这种方法属常规育种，一般从F2 2代开始选种，这是因为 。ABC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 。（2 2）B常用的方法为 。（3 3）E方法所用的原理是 ，所用的方法如 、。育种时所需处理的种子应是萌发的（而非休眠的）种子，原因是 。第12页/共64页（4 4）上述育种过程中，哪两个过程所使用的方法相同？（填写字母），具体使用的方法有 (至少回答两个)，其作用机理是 。（5 5）G G过程原理是 ，H H和I I分别表示 和 过程。（6 6）KLM这种育种方法的优越性表现在 。（7 7）上述AI过程中，哪些过程作用前后没有改变作用对象的基因型？（填写字母）。第13页/共64页解析解析 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 从F F2 2代开始发生性状分离 单倍体 明显缩短育种年限 （2 2）花药离体培养第14页/共64页（3）基因突变 X X射线、紫外线、激光 亚硝酸、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，DNA在复制过程中可能由于某种因素的影响发生基因突变 （4 4）C C、F F低温处理和秋水仙素处理 抑制纺锤体形成，导致染色体不能移向两极而加倍 （5 5）基因重组 脱分化 再分化 （6 6）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 （7 7）H、I I第15页/共64页考点二 基因工程的操作工具和步骤1.1.基因工程操作工具（1 1）基因的“剪刀”限制性核酸内切酶（简 称限制酶）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，并在特定 的切点上切割DNA分子。实例：EcoEcoR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。第16页/共64页切割结果：产生两个带有黏性末端的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)(2)基因的“针线”DNA连接酶催化对象：两个具有相同黏性末端的DNADNA片段。催化位置：脱氧核糖与磷酸之间的缺口。催化结果：形成重组DNA。(3)(3)常用的运载体质粒本质：小型环状DNA分子。作用a.a.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。条件a.a.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；c.c.有标记基因。第17页/共64页2.2.基因工程操作步骤图解提醒 （1 1）微生物常做受体细胞的原因是因其繁）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。殖速度快、代谢旺盛、目的产物多。（2 2）目的基因表达的标志：通过转录翻译合成出）目的基因表达的标志：通过转录翻译合成出相应的蛋白质。相应的蛋白质。第18页/共64页对应训练2.2.基因工程是在现代生物学、化学和工程学基础上 建立和发展起来的，并有赖于微生物学理论和技 术的发展，现在基因工程在动植物育种上有广泛 而重要的应用。基因工程基本操作流程如下图，请据图分析回答：第19页/共64页（1 1）图中A是 ，最常用的是 ；在基因工程中，需要在 酶的作用下才能完成剪接过程。（2 2）在上述基因工程的操作过程中，可以遵循碱基互补配对原则的步骤有 （用图解中序号表示）。（3 3）不同种生物之间的基因移植成功，从分子水平分析，进行基因工程的主要理论依据是 ，也说明了生物共用一套 。（4 4）研究中发现，番茄体内的蛋白酶抑制剂对害虫的消化酶有抑制作用，导致害虫无法消化食物而被杀死，人们成功地将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉米体内，玉米获得了与番茄相似的抗虫性状，玉米这种变异的来源是 。第20页/共64页（5 5）科学家在某种植物中找到了抗枯萎病的基因，并用基因工程的方法将该基因导入金茶花叶片细胞的染色体DNADNA上，经培养长成的植株具备了抗病性，这说明 。如果把该基因导入叶绿体DNADNA中，将来产生的配子中 (填“一定”或“不一定”)含有抗病基因。解析解析 (1)(1)基因工程中需要的酶有：限制性核酸内基因工程中需要的酶有：限制性核酸内切酶和切酶和DNADNA连接酶，很容易漏掉一种酶。连接酶，很容易漏掉一种酶。(2)(2)解题解题的关键点是的关键点是“可以可以”遵循碱基互补配对的步骤。遵循碱基互补配对的步骤。获取目的基因的方法主要有直接分离法和人工合获取目的基因的方法主要有直接分离法和人工合成法，人工合成法包括成法，人工合成法包括mRNAmRNA逆转录和蛋白质氨基逆转录和蛋白质氨基酸序列推测法，人工合成目的基因涉及碱基互补酸序列推测法，人工合成目的基因涉及碱基互补配对。另外，过程配对。另外，过程拼接和过程拼接和过程目的基因扩增目的基因扩增和筛选也涉及碱基互补配对。和筛选也涉及碱基互补配对。第21页/共64页(3)(3)审题有两个方面：审题有两个方面：基因移植成功，基因移植成功，分子水平分子水平分析。分子水平就是要求考虑分析。分子水平就是要求考虑DNA结构结构都是双链都是双链结构，碱基都是按照相同的互补配对原则进行配对。结构，碱基都是按照相同的互补配对原则进行配对。外源基因能够在不同生物体细胞内表达，说明基因表外源基因能够在不同生物体细胞内表达，说明基因表达的过程中共用一套遗传密码子进行翻译，也说明基达的过程中共用一套遗传密码子进行翻译，也说明基因表达都遵循中心法则。因表达都遵循中心法则。(5)(5)植株具备了抗病性说明植株具备了抗病性说明已经产生了相应的蛋白质，从而获得新的性状，即基已经产生了相应的蛋白质，从而获得新的性状，即基因已经表达。叶绿体中的因已经表达。叶绿体中的DNA遗传不遵循孟德尔定律，遗传不遵循孟德尔定律，无法确定是否将目的基因传递给配子。无法确定是否将目的基因传递给配子。答案答案 （1 1）运载体 质粒 限制性核酸内切酶和DNA连接（2 2）（3 3）不同生物的DNADNA结构基因形式相同 密码子 （4 4）基因重组 （5 5）目的基因（抗枯萎病的基因）已表达 不一定第22页/共64页解题思路探究解题思路探究思维误区警示思维误区警示易错分析易错分析 对基因工程中一些观点说法辨析不清对基因工程中一些观点说法辨析不清 （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（不是氢键），是脱氧核苷酸之间形成的磷酸二酯键（不是氢键），只是一个切开，一个连接。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也可作载体等同，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为运载体。运载体的化学本质为DNADNA，其基本单位为，其基本单位为脱氧核苷酸。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。第23页/共64页 （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；DNADNA聚合酶是在聚合酶是在DNADNA复制过程中，催化形成新复制过程中，催化形成新DNADNA分子分子的酶，是将单个游离的脱氧核苷酸加到的酶，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片段的两个缺片段的两个缺口同时连接，不需要模板，两者作用的化学键相同，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。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）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。孢杆菌）可为真核生物（如棉花）提供目的基因。（6 6）限制酶在第一步和第二步操作中都用到，）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；第且要求同一种酶，目的是产生相同的黏性末端；第二步中两种工具酶都用到。二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）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。细胞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。第24页/共64页1.1.要将目的基因与运载体连接起来，在基因操作上 应选用 （）A.A.只需DNA连接酶 B.B.同一种限制酶和DNA连接酶 C.C.只需限制酶 D.D.不同的限制酶与DNA连接酶 解析解析 要将目的基因与载体连接起来，应选用同要将目的基因与载体连接起来，应选用同 一种限制酶切割目的基因和载体，两者暴露出相一种限制酶切割目的基因和载体，两者暴露出相 同的黏性末端，用同的黏性末端，用DNA连接酶连接时，碱基之间连接酶连接时，碱基之间 才会按碱基互补配对形成氢键，相邻两个脱氧核才会按碱基互补配对形成氢键，相邻两个脱氧核 苷酸之间在苷酸之间在DNA连接酶的作用下形成磷酸二酯键。连接酶的作用下形成磷酸二酯键。B 纠正训练第25页/共64页2.2.下列关于限制酶和DNA连接酶的理解正确的是 （）A.A.其化学本质都是蛋白质 B.B.DNA连接酶可以恢复DNA分子中的氢键 C.C.它们不能被反复使用 D.D.在基因工程操作中可以用DNA聚合酶代替 DNA连接酶 解析解析 限制酶与限制酶与DNA连接酶的化学本质都是蛋连接酶的化学本质都是蛋 白质；白质；DNA连接酶连接的是两个连接酶连接的是两个DNA片段间片段间 相邻两个碱基间的磷酸二酯键；酶在化学反应相邻两个碱基间的磷酸二酯键；酶在化学反应 前后其数量、性质、功能均不发生改变，因此前后其数量、性质、功能均不发生改变，因此 可以反复利用；可以反复利用；DNA聚合酶是在细胞内聚合酶是在细胞内DNA 分子复制时发挥作用的，不能替代分子复制时发挥作用的，不能替代DNA连接酶。连接酶。A第26页/共64页知识综合应用重点提示重点提示 通过通过“生物育种方式有关知识生物育种方式有关知识”的考查，提升的考查，提升“理论联系实际，综合运用所学知识解释自然界和理论联系实际，综合运用所学知识解释自然界和社会生活中的一些生物学现象社会生活中的一些生物学现象”的能力。的能力。典例分析 （20092009广东卷，3333）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育种方法，过 程如下。请回答问题。（1 1）从对该种除草剂敏感的二倍体水稻植株上取花 药离体培养，诱导成 幼苗。（2 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 。第27页/共64页（3 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 4）对抗性的遗传基础做进一步研究，可以选用抗性植株与 杂交，如果 ，表明抗性是隐性性状。F F1 1自交，若F F2 2的性状分离比为1515（敏感）：1 1（抗性），初步推测 。第28页/共64页解析解析 （1 1）花药中含有未受精的生殖细胞，其发）花药中含有未受精的生殖细胞，其发育成的个体为单倍体。育成的个体为单倍体。（2 2）用）用 射线照射上述幼苗，幼苗易发生基因射线照射上述幼苗，幼苗易发生基因突变，可能产生符合生产的新类型；然后用该除突变，可能产生符合生产的新类型；然后用该除草剂喷洒其幼叶，个别幼叶的小片组织保持绿草剂喷洒其幼叶，个别幼叶的小片组织保持绿色，表明这部分组织抗除草剂。色，表明这部分组织抗除草剂。（3 3）取该部分绿色组织再进行组织培养，诱导植）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，使染色体加倍，株再生后，用秋水仙素处理幼苗，使染色体加倍，从而获得纯合的抗除草剂植株。从而获得纯合的抗除草剂植株。（4 4）对抗性遗传基础做进一步研究，可以选用抗）对抗性遗传基础做进一步研究，可以选用抗性植株与敏感性植株杂交，如果后代全部为敏感性植株与敏感性植株杂交，如果后代全部为敏感性植株，表明抗性是隐性性状。性植株，表明抗性是隐性性状。F F1 1自交，若自交，若F F2 2的性状分离比为的性状分离比为1515（敏感）（敏感）1 1（抗性），表明抗（抗性），表明抗第29页/共64页性性状由两对基因控制，且两对基因均为隐性纯合性性状由两对基因控制，且两对基因均为隐性纯合时才表现为抗性，其他基因型表现为敏感性。时才表现为抗性，其他基因型表现为敏感性。答案答案 （1 1）单倍体 （2 2）使幼苗产生基因突变 抗除草剂能力 （3 3）数目加倍 抗性植株 （4 4）敏感性植株 F F1 1个体全为敏感性植株该抗性性状由两对基因共同控制，且两对基因均隐性纯合时，植株表现抗性，其余表现敏感性第30页/共64页随堂过关检测随堂过关检测题组一：有关作物育种方式的原理的考查1.1.两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 aabbaabb的新品种，最简捷的方法是 （）A.A.人工诱变育种 B.B.细胞工程育种 C.C.单倍体育种 D.D.杂交育种 解析解析 题目要求最简捷的方法，因此首先可排题目要求最简捷的方法，因此首先可排 除除A、B两项。这个题目很容易引人进入陷阱，两项。这个题目很容易引人进入陷阱，不要忘记培养的是基因型为不要忘记培养的是基因型为aabb“双隐性双隐性”的的 新品种，在子代中只要表现出双隐性，就可以新品种，在子代中只要表现出双隐性，就可以 确定是所需的新品种。因此杂交育种只需培育确定是所需的新品种。因此杂交育种只需培育 两代。单倍体育种，首先要两亲本杂交得两代。单倍体育种，首先要两亲本杂交得F1F1，再利用再利用F1F1的花药进行离体培养得单倍体，再用的花药进行离体培养得单倍体，再用 秋水仙素处理得二倍体，同样需要两代，但技秋水仙素处理得二倍体，同样需要两代，但技 术手段复杂，所以正确答案是术手段复杂，所以正确答案是D。D第31页/共64页2.20092.2009年春节联欢晚会上，航天英雄们手捧经过 太空育种的太空花，给全国人民拜年。下列相 关叙述正确的是 （）A.A.培育太空花依据的基本原理是基因重组 B.B.太空育种一定会出现人类需要的新品种 C.C.太空花的性状是可以遗传的 D.D.可以从太空花的紫色花瓣中提取紫色蛋白用 作染料 解析解析 太空育种的基本原理是基因突变，基因太空育种的基本原理是基因突变，基因 突变属于可遗传的变异；基因突变的频率低且突变属于可遗传的变异；基因突变的频率低且 是不定向的，故不一定会出现我们需要的新品是不定向的，故不一定会出现我们需要的新品 种；花瓣的紫色是由于液泡中含有花青素，而种；花瓣的紫色是由于液泡中含有花青素，而 不是含有紫色蛋白，故不能从太空花的紫色花不是含有紫色蛋白，故不能从太空花的紫色花 瓣中提取紫色蛋白用作染料。瓣中提取紫色蛋白用作染料。C第32页/共64页3.3.下列有关基因工程中限制酶的描述,错误的（双选）（）A.A.一种限制酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列 B.B.限制酶的活性只受高温影响 C.C.限制酶能识别和切割RNA D.D.限制酶可从原核生物中提取题组二：有关基因工程原理的理解第33页/共64页解析解析 生物体内有能识别并切割特异性双链生物体内有能识别并切割特异性双链DNA序列的序列的一种核酸内切酶，它是一种可以将外来的一种核酸内切酶，它是一种可以将外来的DNA切断的酶切断的酶,即能够限制异源即能够限制异源DNA的侵入并使之失去活力，但对自的侵入并使之失去活力，但对自己的己的DNA却无损害作用，这样可以保护细胞原有的遗传却无损害作用，这样可以保护细胞原有的遗传信息。由于这种切割作用是在信息。由于这种切割作用是在DNA分子内部分子内部 进行的，进行的，故叫限制性核酸内切酶（简称限制酶）。限制性核酸内故叫限制性核酸内切酶（简称限制酶）。限制性核酸内切酶只能识别和切割切酶只能识别和切割DNA，不，不 能识别和切割能识别和切割RNA。答案答案 BC第34页/共64页4.4.下图表示一项重要生物技术的关键步骤，X是获 得外源基因并能够表达的细胞。下列有关说法 不正确的是 （）第35页/共64页A.A.X是能合成胰岛素的细菌细胞B.B.质粒具有多个标记基因和多个限制酶切点C.C.基因与运载体的重组只需要DNADNA连接酶D.D.该细菌的性状被定向改造解析解析 根据图示，重组质粒导入的是细菌细胞，根据图示，重组质粒导入的是细菌细胞，所以所以X X是能合成胰岛素的细菌细胞。质粒作为运载是能合成胰岛素的细菌细胞。质粒作为运载体需要有多个限制酶切点以便转运多种目的基因，体需要有多个限制酶切点以便转运多种目的基因，同时具有标记基因以便于检测目的基因是否导入同时具有标记基因以便于检测目的基因是否导入到受体细胞内。基因与运载体的重组需要限制性到受体细胞内。基因与运载体的重组需要限制性核酸内切酶和核酸内切酶和DNADNA连接酶。基因工程的特点是能够连接酶。基因工程的特点是能够定向改造生物的性状。定向改造生物的性状。答案答案 C第36页/共64页5.5.某农科所通过如图所示的育种过程培育成了高品质的糯小麦。下列有关叙述正确的是 ()()A.A.该育种过程中运用的遗传学原理是基因突变 B.aB.a过程能提高突变率，从而明显缩短了育种年限 C.aC.a过程需要使用秋水仙素，只作用于萌发的种子 D.bD.b过程需要通过自交来提高纯合率 解析解析 从图中可看出从图中可看出a a表示的是单倍体育种，其原表示的是单倍体育种，其原理是染色体变异；理是染色体变异；b b表示的是杂交育种，其原理是表示的是杂交育种，其原理是基因重组，基因重组，b b过程需要通过自交来提高纯合率。过程需要通过自交来提高纯合率。D题组三：有关作物育种方式的理解第37页/共64页一、单项选择题1.1.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 B.B.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 D.“D.“多利”羊获得是利用了杂交育种原理定时检测定时检测第38页/共64页 解析解析 无子番茄是利用生长素促进果实发育的无子番茄是利用生长素促进果实发育的 原理，用一定浓度的生长素处理未受粉的番茄原理，用一定浓度的生长素处理未受粉的番茄 子房获得的。无子西瓜则是利用染色体变异的子房获得的。无子西瓜则是利用染色体变异的 原理培育出的三倍体西瓜。原理培育出的三倍体西瓜。“多利多利”羊是利用羊是利用 细胞核移植技术培育出的克隆羊，与杂交育种细胞核移植技术培育出的克隆羊，与杂交育种 无关。无关。答案答案 C第39页/共64页2.2.用纯种的高秆（D）抗锈病（T）小麦与矮秆（d）易染锈病（t）小麦培育矮秆抗锈病小麦新品种的方 法如下，下列有关此育种方法的叙述中，正确的是 （）高秆抗锈病矮秆易染锈病 F F1 1 雄配子 幼苗 选出符合生产要求的品种 A.A.过程的作用原理为染色体变异 B.B.过程必须经过受精作用 C.C.过程必须使用生长素处理幼苗 D.D.此育种方法可选出符合生产要求的品种占1/41/4 解析解析 图示为单倍体育种，过程图示为单倍体育种，过程 原理为基因重原理为基因重 组；组；是将花药培养为幼苗，属于植物组织培是将花药培养为幼苗，属于植物组织培 养；养；过程应该用一定浓度的秋水仙素处理幼苗。过程应该用一定浓度的秋水仙素处理幼苗。D第40页/共64页3.3.（20092009浙江理综，3 3）下列关于基因工程的叙述，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 B.B.限制性核酸内切酶和DNA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物 活性 D.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 解析解析 基因工程中目的基因和受体细胞均可来自动、植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有生物活性；载体上的抗性基因主要是有利于筛选含重 组组DNA的细胞，不能促进目的基因的表达。所以的细胞，不能促进目的基因的表达。所以D错误。错误。D第41页/共64页4.4.（20082008全国理综，4 4）已知某种限制性核酸 内切酶在一线性DNADNA分子上有3 3个酶切位点,如下 图中箭头所指。如果该线性DNA分子在3 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。现有多个上述线性DNA分 子,若在每个DNA分子上至少有1 1个酶切位点被该 酶切断,则从理论上讲,经该酶酶切后,这些线性 DNA分子最多能产生长度不同的DNA片段种类数 是 （）第42页/共64页A.3 B.4 C.9 D.12A.3 B.4 C.9 D.12解析解析 只看一个切点，可得到只看一个切点，可得到a和和bcd或或ab和和cd或或abc和和d（6 6种片段），如果看两个切点的话，种片段），如果看两个切点的话，会在一个切点的基础上再产生会在一个切点的基础上再产生b或或c或或bc（3 3种片种片 段），如果看三个切点的话，没有新片段产生，段），如果看三个切点的话，没有新片段产生，因此应选因此应选C。答案答案 C第43页/共64页5.5.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 可以推知外源基因（目的基因）是否转移成功。外源 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a a、b b、c c），请根据表中提供细菌的生长情况推测三 种重组后细菌的外源基因插入点，正确的一组是 ()()第44页/共64页细菌在含青霉素培细菌在含青霉素培养基上的生长情况养基上的生长情况细菌在含四环素培养细菌在含四环素培养基上的生长情况基上的生长情况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.A.是c；是b；是aB.B.是a和b；是a；是bC.C.是a a和b b；是b；是aD.D.是c；是a；是b解析解析 外源基因插入点在外源基因插入点在c处时，细菌上处时，细菌上a、b基因基因不被破坏，插入点在不被破坏，插入点在a、b时则时则a、b基因将被破坏。基因将被破坏。答案答案 A第45页/共64页6.6.下图表示以某种作物中的和两个品种分别 培育出三个新品种的过程，有关说法正 确的是 （）第46页/共64页A.A.用和培育成的过程中所采用的方法和分 别称为杂交和测交B.B.用培育出常用的方法是花药离体培养C.C.培育出常用化学或物理的方法进行诱变处理D.D.图中培育出所依据的原理是基因突变和基因重组解析解析 用用和和培育成培育成的过程中所采用的方法的过程中所采用的方法和和分别称为杂交和自交。分别称为杂交和自交。培育出培育出常用化学试剂秋常用化学试剂秋水仙素进行诱变处理，属于多倍体育种。图中培育出水仙素进行诱变处理，属于多倍体育种。图中培育出所依据的原理是基因重组和染色体变异。所依据的原理是基因重组和染色体变异。答案答案 B第47页/共64页7.7.现有甲、乙两种植株（均为二倍体纯种），其中甲 种植株的光合作用能力高于乙种植株，但乙种植株 很适宜在盐碱地种植。要利用甲、乙两种植株的各 自优势，培育出高产、耐盐的植株，有多种生物技 术手段可以利用。下列所采用的技术手段中不可行 的是 （）A.A.利用植物体细胞杂交技术，可获得满足要求的四 倍体杂种目的植株 B.B.将乙种植株耐盐基因导入到甲种植株的受精卵 中，可培育出目的植株 C.C.两种植株杂交后，得到的F1F1再利用单倍体育种技 术可较快获得纯种的目的植株 D.D.诱导两种植株的花粉融合并培育成幼苗，幼苗用 秋水仙素处理，可培育出目的植株 解析解析 由于并不清楚两种植株的亲缘关系及控制产由于并不清楚两种植株的亲缘关系及控制产 量和耐盐程度的基因，所以不一定能实现杂交。量和耐盐程度的基因，所以不一定能实现杂交。C第48页/共64页8.8.科学家利用基因工程培育出了耐盐的转基因水稻新品 系。下列有关叙述错误的是 （）A.A.获得目的基因需用限制性核酸内切酶和DNA连接酶 B.B.可通过农杆菌的感染以实现重组质粒导入受体细胞 C.C.含耐盐基因的水稻细胞经植物组织培养可获得植株 D.D.可用较高浓度的盐水浇灌以鉴定水稻植株的耐盐性 解析解析 农杆菌能在自然条件下感染双子叶植物和裸子农杆菌能在自然条件下感染双子叶植物和裸子 植物，而对大多数的单子叶植物没有感染能力，而水植物，而对大多数的单子叶植物没有感染能力，而水 稻属于单子叶植物。稻属于单子叶植物。B第49页/共64页9.9.现有A、B、C三个番茄品种，A品种的基因型 为aaBBDD，B品种的基因型为AAbbDD，C品 种的基因型为AABBdd，三对基因分别位于三 对同源染色体上。若要利用上述品种培育获得 aabbdd植株至少需要几年 （）A.2A.2年 B.3B.3年 C.4C.4年 D.5D.5年 解析解析 单倍体育种可明显缩短育种年限，本题单倍体育种可明显缩短育种年限，本题 的育种过程可以是：第一年让基因型为的育种过程可以是：第一年让基因型为 aaBBDD的的A A品种与基因型为品种与基因型为AAbbDD的的B品种品种 杂交得到基因型为杂交得到基因型为AaBbDDAaBbDD的种子；第二年让的种子；第二年让 基因型为基因型为AaBbDD的个体与基因型为的个体与基因型为AABBdd 的的C品种杂交得到基因型为品种杂交得到基因型为AaBbDd的种子；第的种子；第 三年对三年对AaBbDdAaBbDd进行单倍体育种，即可得到进行单倍体育种，即可得到 aabbdd植株。植株。B第50页/共64页10.1