第6章从杂交育种到基因工程

综合分析近几年各地高考理综试题生物部分，本章有以下1.命题内容：从命题侧重点来看，本章以生产生活实际、当前热点问题等新材料为背景进行命题，综合考查杂交育种、诱变育种和基因工程育种等原理、过程、特点及应用。2.命题形式：课标高考生物试题对本章的考查，经常以二倍体、多倍体与单倍体的区别及其在育种上的应用进行命题，或者3.命题思路：从命题思路上分析，可以结合杂交育种、诱变育种和基因工程原理与过程命题，还可以结合生物变异与遗传规4.命题趋势：纵观近三年高考生物试题，本章考查形式以非选择题为主，单科命题省份也常常以选择题的形式出现，来考查获取信息能力、分析问题与解决问题能力、实验分析与设计能力根据近几年高考命题特点和规律，本章的复习备考策略1.知识方面（1）横向比较：复习本章的重点是杂交育种、诱变育种和基因工程原理与过程，还要联系多倍体育种、单倍体育种，并且比较这几种育种方法的原理、操作方法及优点和缺点。（2）纵向延伸：对于每一种育种方法都要结合实例分析，联系生物变异、遗传规律及细胞工程等知识，发掘各种育种方法的本质，注重各种育种方法的应用，为实践和创新奠定（3）整合应用：将育种知识进一步归纳，还要结合一些热点问题，如基因治疗、太空育种等，目的是系统地掌握生2.能力方面：课标高考生物试题对本章的层级考查，集中在理解能力、实验探究能力和综合应用能力等层次。一、杂交育种1.概念：是将两个或多个品种的优良性状通过交配02起，再经过选择和育种，获得新品种的方法。2.遗传学原理是基因重组3.应用：（1）改良作物品质（2二、诱变育种1.概念：是指利用物理因素（如X射线、γ射线、紫外线、激光等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）来处理生物，使生物发生基因突变的方法。2.遗传学原理是基因突变。3.应用：（1（2）在微生物育种三、基因工程1.概念：又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。就是按照人们的意愿，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，定向地改造生物的遗传性状的技术。2.遗传学原理是基因重组3.基本工具（1）基因的“剪刀”，即限制性核酸内切酶（简称限制酶），具有特异（2）基因的“针线”，即DNA连接酶，它能在脱氧核糖与磷酸之间形成一定的化学键，将两条DNA片段连接起来。（3）基因的运载体：常用质粒、噬菌体、动植物病毒等。4.（1（2）目的基因与运载体（3）将目的基因（4）目的基因的检测与鉴定1.作物育种：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。2.药物研制：利用转基因生物生产出各种高质量、低成本3.环境保护：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。几种育种方式的比较1.育种方式的选择原则（1）一般作物育种可选用杂交育种和单倍体育种。（2）为得到特殊性状，可选择诱变育种或者多倍体（3）若将两种不同生物的特殊性状组合到一起，就要考虑基因工程育种，如抗病植株的育成。a.基因工程育种的原理是基因重组，不完全符合基因重组的定义。传统意义上的基因重组发生在进行有性生殖的同种生物之间，而基因工程是发生在不同的物种之间。b.诱变育种属于分子水平上育种，只有此育种方式可产生新基因。小麦是一种重要的粮食作物，改善小麦的遗传性状是科学工作者不断努力的目标，如图是遗传育种的一些途径。（1）以矮秆易感病（ddrr）和高秆抗病（DDRR）小麦为亲本进行杂交，培育矮秆抗病小麦品种过程中，F1自交产生F2，其中矮秆抗病类型出现的比例是，选择F2中矮秆抗病类型连续自交、筛选，直至。（2）若要在较短时间内获得上述新品种小麦，可选图中（填字母）途径所用的方法。其中的F环节是（3）科学工作者欲使小麦获得燕麦抗锈病的性状，选择图中（填字母）表示的技术手段最为合理可行，该技术手段主要包括：（4）小麦与玉米杂交，受精卵发育初期出现玉米染色体在细胞分裂时全部丢失的现象，将种子中的胚取出进行组织培养，得到的是小麦（5）图中的遗传育种途径，（填字母）所表示的方法具有典型的不定向性。图中A→B为诱变育种，C→D为基因工程育种，E→F→G为单倍体育种，H→I为细胞工程育种，J→K为多倍体育种。（1）F2中矮秆抗病类型出现的比例是3/16，让F2矮秆抗病类型连续自交、筛选，直至不再发生性状分离，新的品种即培育成功。（2）要尽快获得矮秆抗病类型新品种，应该采用单倍体育种的方式，即图中的E→F→G表示的技术手段。（3）欲使小麦获得燕麦抗锈病的性状，应该用基因工程的育种方式。（4）胚细胞中只剩下小麦生殖细胞中的染色体，因此将胚取出进行组织培养，得到的小麦是单倍体植株。（5（1）3/16不再发生性状分离（2）E→F→G花药离体培养（3）C→D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、目的基因的检测与鉴定（4）单倍体（5）A→B基因工程及其应用1.基因工程的概念理解2.（1①分布：已发现的限制酶达200多种，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DNA③实例：EcoRⅠ限制酶能专一识别GAATTC序列，并在G和A④切割结果：产生2个带有黏性末端的DNA⑤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（2）DNADNA连接酶的作用是在DNA分子连接过程中，催化磷酸二酯键的形成，黏合脱氧核糖和磷酸之间的缺口。如果把DNA分子看成“梯子形”，DNA连接酶的作用是把梯子的扶手连接起来。（3）常用的运载体——①本质：小型环状DNA②作用：a.作为运载工具，将目的基因送到宿主细胞中去；b.③条件：a.能在宿主细胞内稳定保存并大量复制；b.有多个限制酶切点；c.3.基因工程的操作步骤已知SARS是由一种RNA病毒感染所引起的疾病。SARS病毒表面的S蛋白是主要的病毒抗原，在SARS病人康复后的血清中有抗S蛋白的特异性抗体。某研究小组为了研制预防SARS病毒的疫苗，开展了前期研究工作。其简要的（1）实验步骤①所代表的反应过程是。（2）步骤②构建重组表达载体A和重组表达载体B必须使用限制性核酸内切酶和酶，后者的作用是将限制性核酸内切酶切割的和连接起来。（3）如果省略步骤②而将大量扩增的S基因直接导入大肠杆菌，一般情况下，不能得到表达的S蛋白，其原因是S基因在大肠杆菌中不能，也不能（4）为了检验步骤④所表达的S蛋白是否与病毒S蛋白有相同的免疫反应特性，可用与进行抗原—抗体特异性反应实验，从而得出结论。（5）步骤④和⑥的结果相比，原核细胞表达的S蛋白与真核细胞表达的S蛋白的氨基酸序列（选填“相同”或“不同”），根本原因是本题考查基因工程技术在制备疫苗中的应用，考查基因工程的操作并涉及到免疫学相关知识。构建重组表达载体必须使用限制性核酸内切酶和DNA连接酶，DNA连接酶将限制性核酸内切酶切后具有相同黏性末端的载体和目的基因相连接。如果目的基因不连接在表达载体上直接导入受体细胞内，目的基因可能会被识别并水解掉，不能正常复制、转录和翻译。所有生物共用一（1）逆转录（2）DNA连接载体S基因（3）复制合成S基因的mRNA（4）大肠杆菌中表达的S蛋白SARS康复病人血清（5）相同