专题9从杂交育种到基因工程.ppt

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1、专题9从杂交育种到基因工程【解解析析】根据自交后代发生性状分离的情况，可以判断显性性状为棕色、高酚，据此推出诱变当代中，棕色、高酚的棉花植株基因型是AaBB，白色、高酚的棉花植株基因型是aaBb。纯合子不会发生性状分离。根据题干要求尽快选育出新品种应选择单倍体育种的方法。3.(2010江苏卷)下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图1、图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题：限制酶BamHHindEcoRSma识别序列及切割位点GGATCCCCTAGGAAGCTTTTCGAAGAATTCCTTAAGCCCGGGGGGCCC(1)一个图1所示的质粒分子经Sma切割前后，分别含有

2、_个游离的磷酸基团。(2)若对图中质粒进行改造，插入的Sma酶切位点越多，质粒的热稳定性越_。(3)用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用Sma切割，原因是_ _。(4)与只使用EcoR相比较，使用BamH和Hind两种限制酶同时处理质粒、外源DNA的优点在于可以防止_。0、2高Sma会破坏质粒的抗性基因、外源DNA中的目的基因质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化(5)为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加入_酶。(6)重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了_ _。(7)为了从cDNA文库中分离获取蔗糖转运蛋白基因，将重组质粒导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体，然

3、后在_的培养基中培养，以完成目的基因表达的初步检测。DNA连接鉴别和筛选含有目的基因的细胞以蔗糖为唯一含碳营养物质【解析解析】(1)质粒切割前是双链环状DNA分子，故不含游离的磷酸基团。从图1可知，质粒上只含有一个Sma酶的切点，被该酶切割后含有两个游离的磷酸基团。(2)G和C含量越多，热稳定性就越高。(3)构建重组质粒时标记基因和目的基因应保持完整。(4)只使用EcoR，则质粒和目的基因两端的黏性末端相同，用连接酶连接时，除会产生重组质粒外，还会产生质粒与质粒、目的基因与目的基因自身连接物。(7)将重组质粒导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体后，含有重组质粒的个体才能吸收蔗糖。4.(2010

4、江苏卷)下列关于转基因植物的叙述。正确的是()A转入油菜的抗除草剂基因，可能通过花粉传入环境中B转抗虫基因的植物，不会导致昆虫群体抗性基因频率增加C动物的生长激素基因转入植物后不能表达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【解解析析】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。动物生长激素基因转入植物后也能表达。转基因生物的安全性问题，要通过验证才能得到证实。A考点考点1 几种育种方法的比较几种育种方法的比较 生产实践中，要根据具体的育种要求选择适合的育种方法。(1)将两个亲本的两个不同优良性状集中于同一种生物体上，可利用杂交育种、单倍体育种，如

5、果要快速育种，则选择单倍体育种。(2)要大幅度改良某一性状，出现前所未有的性状，则选择诱变育种。(3)要提高营养物质的含量，可运用多倍体育种。(4)要定向改变生物的某一性状，选择基因工程育种。2.基因突变对性状的影响突变间接引起密码子改变，最终表现为蛋白质功能改变，影响生物性状。由于密码子的简并性、隐形突变等情况也可能不改变生物的性状。3基因突变对子代的影响若基因突变发生在有丝分裂过程中，则一般不遗传，但有些植物可以通过无性生殖将突变的基因传递给后代。如果发生在减数分裂过程中，则可以通过配子传递给后代。【例例1】为了快速培育某种抗除草剂的水稻，育种工作者综合应用了多种育种方法，过程如下。请回答

6、问题。(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)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_。单倍体 诱发基因突变 抗该除草剂的能力(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。F1自交，若F2的性状分离比为15(敏感)1(抗性)，初步推测_。加倍 二倍体(纯合)敏感型植株 F1都是敏感型

7、 该抗性植株中有两个基因发生了突变【解解析析】花药离体培养是获得单倍体的基本手段，射线、激光有诱发突变的能力。为了获得可育的植株，需用秋水仙素使染色体加倍，加倍获得的是纯合子。通过与敏感型植株杂交，子二代出现性状分离，分离比是151，可推知水稻的抗性是由两对等位基因控制的，符合自由组合定律，且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有两个基因发生了突变。【变变式式题题1】(2009江苏卷)甲磺酸乙酯(EMS)能使鸟嘌呤(G)的N位置上带有乙基而成为7乙基鸟嘌呤，这种鸟嘌呤不与胞嘧啶(C)配对而与胸腺嘧啶(T)配对，从而使DNA序列中GC对转换成AT对。育种专家为获得更多的变异

8、水稻亲本类型，常先将水稻种子用EMS溶液浸泡，再在大田种植，通常可获得株高、穗形、叶色等性状变异的多种植株。请回答下列问题。(1)经过处理后发现一株某种性状变异的水稻，其自交后代中出现两种表现型，说明这种变异为 _。显性、突变(2)用EMS浸泡种子是为了提高_，某一性状出现多种变异类型，说明变异具有_。(3)EMS诱导水稻细胞的DNA发生变化，而染色体的 _不变。(4)经EMS诱变处理后表现型优良的水稻植株也可能携带有害基因，为了确定是否携带有害基因，除基因工程方法外，可采用的方法有_ _。(5)诱变选育出的变异水稻植株还可通过PCR方法进行检测，通常该植株根、茎和叶都可作为检测材料，这是因为

9、_。基因突变频率不定向性结构和数目自交、花药离体培养形成单倍体、秋水仙素诱导加倍形成二倍体该水稻植株体细胞基因型相同【解析解析】(1)自交后代出现性状分离的亲本性状为显性。(2)基因突变不影响染色体的结构和数目。(3)表现型优良的植株可能含有隐性突变基因，为确定该基因是否有害要先让其表达出来，所以可用自交的方法，也可以用单倍体育种的方法来让隐性基因表达出来。(4)同一植株的所有体细胞中都含相同的基因。考点考点2 基因工程的基本工具和操作程序基因工程的基本工具和操作程序抓住基因工程的核心基因表达载体的构建，弄清构建基因表达载体的目的与各组成部分之间的关系。【例例2】(2009江苏卷)苏云金杆菌(

10、Bt)能产生具有杀虫能力的毒素蛋白。下图是转Bt毒素蛋白基因植物的培育过程示意图(ampr为抗氨苄青霉素基因)，据图回答下列问题。(1)将图中的DNA用Hind、BamH完全酶切后，反应管中有_种DNA片段。(2)图中表示Hind与BamH酶切、DNA连接酶连接的过程，此过程可获得_种重组质粒；如果换用Bst与BamH酶切，目的基因与质粒连接后可获得_种重组质粒。(3)目的基因插入质粒后，不能影响质粒的_。(4)图中的Ti质粒调控合成的vir蛋白，可以协助带有目的基因的TDNA导入植物细胞，并防止植物细胞中 _ 对TDNA的降解。421复制DNA水解酶(5)已知转基因植物中毒素蛋白只结合某些昆

11、虫肠上皮细胞表面的特异受体，使细胞膜穿孔，肠细胞裂解，昆虫死亡。而该毒素蛋白对人类的风险相对较小，原因是人类肠上皮细胞_。(6)生产上常将上述转基因作物与非转基因作物混合播种，其目的是降低害虫种群中的_基因频率的增长速率。表面无相应的特异性受体 抗性【解析解析】(1)图 中 的 DNA有 1个Hind酶 切 位 点 和 2个BamH酶切位点，故用Hind酶、BamH酶完全酶切后，反应管中有4段DNA片段。(2)从图可知，用Hind、BamH酶切后有2种DNA片段有相应的黏性末端，可与质粒重组；而用Bst与BamH酶切后只有1种DNA片段有相应的黏性末端，可与质粒重组。(3)质粒要能复制才能有更

12、多的表达产物。(4)酶具有专一性，能降解TDNA的酶是DNA水解酶。(5)该毒素蛋白对人类风险小，是因为人类肠上皮细胞表面无感受该毒素蛋白的特异性受体。(6)转基因抗虫作物的栽培，对害虫是一种选择，纯种种植会使害虫的抗性基因频率快速增长。【变变式式题题2】(2010南京二模)下图表示利用基因工程培育抗虫棉过程，请据图回答下列有关问题：(1)若限制酶的识别序列和切点是GATC，限制酶识别序列和切点是GGATCC，那么在过程中，应用限制酶_切割质粒，用限制酶_切割抗虫基因。(2)将通过过程得到的大肠杆菌涂布在含有_的培养基上，若能够生长说明已导入了普通质粒或重组质粒，反之则说明没有导入。(和)四环

13、素(3)要确定抗虫基因导入后，是否能稳定遗传并表达，需进行检测和鉴定工作，则在个体水平上的鉴定过程可简述为：_ _。经筛选分析，该植株细胞中含有一个携带抗虫基因的DNA片段，因此可以把它看作是杂合子。理论上，该转基因植株自交产生的F1代中，仍具有抗虫特性的植株占总数的_。(4)过程所用的现代生物技术称为_，从遗传学角度来看，根细胞通过过程，能形成棉植株的根本原因是根细胞具有_。让害虫吞食转基因棉花的叶片，观察害虫的存活情况，以确定其是否具有抗虫性状3/4植物组织培养发育成完整个体的全部遗传物质【解析解析】(1)由图中目的基因片段两端的碱基序列可知，限制酶可以切割目的基因两端，限制酶能切右端，故

14、用酶(和)切割都可以获得目的基因，质粒上的两个酶切位点分别在两个抗性基因上，用酶切割，两个抗性基因全被破坏，用酶切割保留一个四环素抗性基因。(2)由图可知，目的基因插入时氨苄青霉素抗性基因被破坏，标记基因只能是四环素抗性基因。(3)根据分离定律，自交后有3/4的植株表现为抗虫特性。(4)由一个体细胞发育成一植株，需要利用植物组织培养技术，原理是植物细胞的全能性，根本原因是根细胞中有发育成完整个体的全部遗传物质。考点考点3 转基因生物的安全性转基因生物的安全性【例例3】人们对种植转基因农作物的利弊有争论。正方认为种植转基因农作物对人类是有利的；反方认为种植转基因农作物是有潜在风险的。下列观点中支

15、持正方的是()A转基因农作物会产生毒性蛋白或过敏蛋白B转基因农作物的扩散会威胁生物的多样性C推广种植抗虫棉可减少农药的使用D转基因生物可打破自然物种的原有界限，破坏生态系统的稳定性【解析解析】减少农药的使用对人类有利。C【变变式式题题3】在转基因生物或其产品研究过程中，必须遵循科学研究道德，其中不正确的是()A把重组DNA的转移限制在遗传上具有特定缺陷的生物上B对用大肠杆菌作为转基因受体的菌株，限定必须使用在42 便会死去的菌株C对外源DNA要进行认真选择，避免产生对人体有害的或过敏的蛋白质D一旦发现转基因生物出现了安全性问题，要马上停止试验，并销毁重组生物【解解析析】对用大肠杆菌作为转基因受

16、体的菌株，限定必须使用在37 便会死去的菌株，这样对人体不会造成危害。B考点考点4 蛋白质工程蛋白质工程 项目蛋白质工程基因工程实质通过改造基因，以定向改造或生产人类需要的蛋白质，甚至是自然界不存在的蛋白质定向改造生物的遗传特性，以获得符合人类需要的生物类型和生物产品结果可以合成自然界不存在的蛋白质只能生产自然界已存在的蛋白质联系蛋白质工程是在基因工程基础上，延伸出的第二代基因工程35【例例4】(2010扬州期末)下图是蛋白质工程的示意图，有关叙述正确的是()A蛋白质工程流程的顺序是A、B、C、D、E、F、GBA、B过程是在细胞核内完成的，C过程是在细胞质内完成的CG过程的完成依赖于基因修饰或基因合成D蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作【解解析析】蛋白质工程的流程是E、F、G、A、B、C、D，其中A、B表示转录和翻译，分别在细胞核和细胞质中完成。蛋白质工程对蛋白质的结构进行设计，最终操作是通过基因修饰或基因合成。【答案答案】C【变变式式题题4】下列哪项不是蛋白质工程的研究内容()A分析蛋白质分子的精细结构B对蛋白质进行有目的的改造C分析氨基酸的化学组成D按照人的意愿将天然蛋白质改造成新的蛋白质【解解析析】为了改造某种蛋白质分子，必须对其精细结构进行分析，但不包括组成蛋白质的氨基酸的化学成分分析。C结束结束