课件16张PPT。章末整合提升提示 ①基因突变 ②染色体结构的变异 ③杂交育种 ④单基因遗传病 ⑤遗传咨询 ⑥DNA连接酶 ⑦目的基因 ⑧受体细胞专题一 三大可遗传变异的比较[易错提醒]
(1)交换≠易位：同源染色体非姐妹染色单体的交换属于基因重组，非同源染色体片段的交换属于染色体结构变异中的易位。
(2)可遗传≠一定遗传：基因突变、基因重组和染色体变异为三大可遗传变异，但并不代表一定会遗传给后代，如基因突变发生在体细胞中则不能遗传给后代。[例1] 生物的变异有两大类，即可遗传的变异与不可遗传的变异，下列相关说法正确的是
①干旱条件下，小麦茎秆变矮可遗传给后代
②人类色盲与镰刀型细胞贫血症变异原理相同
③动物个体在生长发育中产生体细胞的过程中可能存在基因突变、基因重组、染色体变异④具有细胞结构的生物均可发生基因突变和基因重组
⑤同源染色体发生相应部位的交叉互换为基因重组
⑥花药离体培养成植株的过程属于染色体变异
A．①③⑤ B．②④⑥
C．②⑤⑥ D．③⑤⑥[解析] 人类色盲与镰刀型细胞贫血症变异原理均为基因突变；干旱条件下产生的变异不能遗传；动物体细胞的产生为有丝分裂，不会存在基因重组；原核生物具有细胞结构，但不能发生基因重组，某些真核生物在无性生殖中也不能发生基因重组。
[答案] C专题二 育种方法的比较[例2] 水稻(2n＝24，自然状态下为纯合子)是一种重要的粮食作物，下图是与之有关的一些遗传育种途径。请回答下列问题：(1)A→B过程中，用射线来处理____________，更易得到突变体。
(2)为培育矮秆抗病(ddRR)的新品种，应以基因型为____________的植株作亲本，F2矮秆抗病类型中能稳定遗传的个体的比例是____________，为提高该类型的纯合度可进行____________和筛选，直至不再发生性状分离。(3)若要在较短时间内获得上述新品种水稻，可利用图中____________(用字母和箭头表示)途径所示的方法，其中的G途径是指____________。
(4)科学工作者若要通过C、D途径获取抗虫水稻，则转移基因后可通过____________技术检测目的基因是否插入到了转基因生物染色体的DNA上。经鉴定发现，2个相同的抗虫基因分别插入到了一对同源染色体中两条染色体的不同位置上，则其与非转基因水稻杂交后代中抗虫植株所占比例为____________。第6章 从杂交育种到基因工程
(时间60分钟，满分100分)
一、选择题(每小题5分，共60分)
1．我国著名的“小麦之父”李振声通过寻找具有一定优良性状的“野生植株”与普通小麦杂交，然后选育能够稳定遗传的、具有优良性状的品种。“水稻之父”袁隆平的研究小组正在致力于将光合作用效率较高的玉米等植物中的PEPC基因导入到水稻的基因组中，以期获得高产水稻。两位科学家的实验所依据的原理是
A．基因突变 基因重组 B．基因突变 基因突变
C．基因重组 基因重组 D．基因重组 基因突变
解析 李振声教授利用了杂交育种，袁隆平教授用的是基因工程育种，其原理都是基因重组。
答案 C
2．由于基因突变，细胞中有一种蛋白质在赖氨酸残基(位置)上发生了变化。已知赖氨酸的密码子为AAA或AAG；天冬氨酸的密码子为GAU或GAC；甲硫氨酸的密码子为AUG。根据已知条件，你认为基因模板链上突变后的脱氧核苷酸和替代赖氨酸的氨基酸分别是
A．腺嘌呤脱氧核苷酸 天冬氨酸
B．胸腺嘧啶脱氧核苷酸 天冬氨酸
C．胸腺嘧啶脱氧核苷酸 甲硫氨酸
D．腺嘌呤脱氧核苷酸 甲硫氨酸
解析 从赖氨酸与其他氨基酸的密码子比较来看，赖氨酸的AAG可突变成AUG(甲硫氨酸)，其模板链上发生了由T→A的突变过程。
答案 D
3．科学研究发现，P53基因是一种遏制细胞癌变的基因。科学家发现几乎所有的癌细胞中都有P53基因异常的现象。现在通过动物病毒转导的方法将正常P53基因转入到癌细胞中，发现能引起癌细胞产生“自杀现象”。对于该基因疗法，从变异的角度分析属于
A．基因突变 B．基因重组
C．染色体结构变异 D．染色体数目变异
解析 通过动物病毒作为运载体，把基因导入到癌细胞中，属转基因技术，其原理是基因重组。
答案 B
4．下列有关生物变异的说法正确的是
A．基因中一个碱基对发生改变，则一定会引起生物性状的改变
B．环境因素可诱导基因朝某一方向突变
C．21三体综合征是由染色体结构变异引起的
D．自然条件下，基因重组可发生在生殖细胞形成过程中
解析 由于密码子的简并性等原因，基因中某一个碱基对发生改变，不一定会引起蛋白质功能的改变；基因突变是不定向的；21三体综合征属染色体数目的变异；基因重组发生在减数分裂过程中。
答案 D
5．(2019·赤峰市期末)蜜蜂中的蜂王和工蜂都是二倍体(2n＝32)，其生活史如下图所示。据图分析，以下叙述错误的是
A．雄蜂是由卵细胞直接发育而来的，属于单倍体
B．受精卵发育成蜂王的过程中，有丝分裂后期的细胞中含有64条染色体
C．蜂王产生卵细胞的过程中，一个初级卵母细胞形成的四分体有16个
D．雄蜂产生的精子染色体数是8条
解析 雄蜂是由卵细胞直接发育而来的，属于单倍体，A正确；受精卵中含有32条染色体，在发育成蜂王的过程中进行有丝分裂，有丝分裂后期由于着丝点分裂，染色体数目加倍，所以有丝分裂后期的细胞中含有64条染色体，B正确；蜂王产生卵细胞的过程中，由于细胞中有16对同源染色体，因此一个初级卵母细胞中形成的四分体有16个，C正确；雄蜂的体细胞中有16条染色体，它产生的精子的方式是有丝分裂，因此精子中染色体数是16，D错误。
答案 D
6．(2019·齐齐哈尔市期末)如图是三种相应结构发生替换而产生的变异的示意图，下列相关叙述正确的是
A．三种变异都一定引起性状的改变
B．②和③都是染色体结构变异
C．②和③均可发生于有丝分裂过程中
D．细菌只能发生①变异
解析 据图分析可知，①表示基因突变；②表示同源染色体上非姐妹染色单体之间的交叉互换属于基因重组；③表示非同源染色体上的易位，属于染色体结构变异，B错误；由于密码子的简并性，基因突变不一定会改变生物的性状，A错误；基因重组只能发生在减数分裂过程中，C错误；细菌没有染色体，不能发生基因重组和染色体变异，只能发生基因突变，D正确。
答案 D
7．(2018·玉溪市期中)如图为基因型AABb的某动物进行细胞分裂的示意图，下列判断错误的是
A．此动物体细胞内最多含有四个染色体组
B．此细胞一定是次级精母细胞或次级卵母细胞
C．此细胞有可能形成两种精子或一种卵细胞
D．此细胞中基因a是由基因A经突变产生
解析 图示细胞所含染色体组数是体细胞的一半，因此该生物体细胞含有2个染色体组，在有丝分裂后期最多，为4个染色体组，A正确；图示细胞处于减数第二次分裂中期，可能为次级精母细胞或次级卵母细胞或第一极体，B错误；图示细胞处于减数第二次分裂中期，可能为次级精母细胞或次级卵母细胞，若为次级精母细胞，则此细胞可能形成两种精子(AB、aB)；若为次级卵母细胞，则此细胞可形成一个卵细胞，C正确；该动物的基因型为AABb，而图示细胞出现a基因，则a基因是由基因A经突变产生的，D正确。
答案 B
8．人的X染色体和Y染色体大小、形态不完全相同，但存在着同源区(Ⅱ)和非同源区(Ⅰ、Ⅲ)，如图所示。下列有关叙述错误的是
A．Ⅰ片段上隐性基因控制的遗传病，男性患病率高于女性
B．Ⅱ片段上基因控制的遗传病，男性患病率不一定等于女性
C．Ⅲ片段上基因控制的遗传病，患病者全为男性
D．由于X、Y染色体互为非同源染色体，故人类基因组计划要对其分别测定
解析 Ⅰ片段上隐性基因控制的遗传病，对于女性而言，必须纯合才致病，而男性只要有此致病基因就会患病，因此男性患病率高于女性；Ⅱ片段虽属于同源区，但男性患病率不一定等于女性；Ⅲ片段只位于Y染色体上，患病者全为男性；X、Y染色体互为同源染色体，人类基因组计划要分别测定，是因为X、Y染色体存在非同源区。
答案 D
9．各种不同的育种依据的原理不同，下列所依据的原理相同的一组是
A．诱变育种与单倍体育种
B．杂交育种与多倍体育种
C．杂交育种与基因工程育种
D．单倍体育种与基因工程育种
解析 杂交育种、诱变育种、单倍体育种、多倍体育种、基因工程育种所依据的原理分别是基因重组、基因突变、染色体变异、染色体变异、基因重组。
答案 C
10．现有高秆分蘖力弱和矮秆分蘖力强的纯合水稻，培育纯合高秆分蘖力强的水稻。若高秆(H)对矮秆(h)为显性，分蘖力强(A)对分蘖力弱(a)为显性。下列叙述错误的是
A．应用的育种原理可以是基因重组，也可以是染色体变异
B．高秆分蘖力弱和矮秆分蘖力强的纯合子杂交得F1，再自交从F2中可选出符合要求的
C．双亲杂交获得F1(HhAa)后，再进行花药离体培养不能选出所需水稻
D．用杂交育种比利用单倍体育种所需的年限要长
解析 为培育高秆分蘖力强的水稻，可以利用杂交育种，也可以利用单倍体育种，其原理分别是基因重组、染色体变异；利用杂交育种，从F2中选出符合育种方向的高秆分蘖力强水稻(H_A_)不纯，所以不能直接选出，只有再自交，淘汰发生性状分离的水稻，保留不发生性状分离的水稻再自交，直到不发生性状分离为止。C项得到的都是单倍体，故不能选出。杂交育种一般需要5～6年时间，单倍体育种只需要2年时间。
答案 B
11．芦笋是雌雄异株植物，雄株性染色体为XY，雌株为XX；其幼茎可食用，雄株产量高。以下为两种培育雄株的技术路线。有关叙述错误的是
A．形成愈伤组织可通过添加植物生长调节剂进行诱导
B．幼苗乙和丙的形成均经过脱分化和再分化过程
C．雄株丁的亲本的性染色体组成分别为XY、XX
D．与雄株甲不同，雄株丁培育过程中发生了基因重组
解析 愈伤组织培养过程中需在培养基中添加细胞分裂素和生长素或与其作用相同的植物生长调节剂，诱导其形成，A正确；幼苗乙、丙是通过花粉离体培养得到的，该过程需运用植物组织培养技术，包括脱分化和再分化，B正确；由题意分析，芦笋雄株性染色体组成为XY，减数分裂产生的花粉的性染色体组成有含X，含Y两种，染色体加倍后植株乙、丙的性染色体组成为XX、YY，植株乙、丙杂交产生的雄株丁的性染色体组成为XY，C错误；雄株甲是通过体细胞植物组织培养产生的，属于无性生殖，而雄株丁是植株乙、丙通过有性生殖产生的，培育过程中发生了基因重组D正确。
答案 C
12．下列关于染色体组、单倍体和二倍体的叙述，不正确的是
A．一个染色体组中不含同源染色体
B．由受精卵发育成的，体细胞中含有两个染色体组的个体叫二倍体
C．单倍体生物体细胞中不一定含有一个染色体组
D．人工诱导多倍体的唯一方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
解析 本题主要考查对染色体组、单倍体和二倍体的理解。具体分析如下：
答案 D
二、非选择题(共40分)
13．(12分)(2018·滨州市期末)下图是以玉米(2n＝20)为亲本的几种不同育种方法示意图，回答问题。
(1)①②杂交的目的是________________。培育乙依据的遗传学原理是______________。
(2)B过程常采用________方法来获取单倍体幼苗。A→B→C育种方法的优点是__________________。
(3)C、F处理最常用的试剂是________，它的作用机理是______________________。
(4)最不易获得的新品种是____________。丙、丁杂交，子代个体高度不育的原因是____________。
解析 (1)①②杂交的目的是将控制优良性状的基因集中到F1个体上，培育乙依据的原理是基因重组。(2)B过程常采用花药离体培养来获得单倍体幼苗。A→B→C是单倍体育种，该方法的优点是能明显缩短育种年限。(3)让染色体数目加倍最常用的试剂是秋水仙素，它主要是通过抑制细胞分裂过程中纺锤体的形成，进而使染色体数目加倍。(4)最不易获得新品种的是甲，因为诱变育种利用的是基因突变，具有不定向性和低频性。丙、丁杂交，子代个体高度不育的原因是减数分裂时联会紊乱，不能产生正常的配子，所以不育。
答案 (1)将控制优良性状的基因集中到F1个体上 基因重组
(2)花药离体培养 明显缩短育种年限
(3)秋水仙素 抑制细胞分裂过程中纺锤体的形成，使染色体加倍
(4)甲 减数分裂联会紊乱，不能产生正常配子
14．(28分)香味性状是优质水稻品种的重要特性之一。
(1)香稻品种甲的香味性状受隐性基因(a)控制，其香味性状的表现是因为________，导致香味物质积累。
(2)水稻香味性状与抗病性状独立遗传。抗病(B)对感病(b)为显性。为选育抗病香稻新品种，进行了一系列杂交实验。其中，无香味感病与无香味抗病植株杂交的统计结果如图所示，则两个亲代的基因型是____________。上述杂交的子代自交，后代群体中能稳定遗传的有香味抗病植株所占比例为__________。
(3)用纯合无香味植株作母本与香稻品种甲进行杂交，在F1中偶尔发现某一植株具有香味性状。请对此现象给出两种合理的解释：①________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
(4)单倍体育种可缩短育种年限。离体培养的花粉经脱分化形成________，最终发育成单倍体植株，这表明花粉具有发育成完整植株所需的________。若要获得二倍体植株，应在________时期用秋水仙素进行诱导处理。
解析 本题考查基因对性状的控制及杂交育种、基因突变和单倍体育种等有关知识。
(1)由题意可知，A基因存在无香味物质积累，可能A基因控制合成的酶促进了香味物质分解，而a基因不能控制合成分解香味物质的酶。
(2)根据杂交结果：抗病：感病＝1∶1，无香味∶有香味＝3∶1，可知亲本的基因型为Aabb、AaBb，则F1为1/8AABb、1/8AAbb、1/4AaBb、1/4Aabb、1/8aaBb、1/8aabb，其中只有1/4AaBb、1/8aaBb自交，才能获得能稳定遗传的有香味抗病植株(aaBB)，所占比例为1/4×1/4×1/4＋1/8×1×1/4＝3/64。
(3)正常情况下AA与aa杂交，所得子代为Aa(无香味)，偶尔出现的有香味植株有可能是发生了基因突变，可能是某一雌配子形成时A基因突变为a基因，或某一雌配子形成时，含A基因的染色体片段缺失；还可能是受到环境因素的影响而产生的。
(4)花药离体培养过程中，花粉先经脱分化形成愈伤组织，再通过再分化形成单倍体植株，此过程体现了花粉细胞的全能性，根本原因是花粉细胞中含有控制该植株个体发育所需的全部遗传物质；形成的单倍体植株在幼苗期用一定浓度的秋水仙素处理，可形成二倍体植株。
答案 (1)a基因纯合，参与香味物质代谢的某种酶缺失
(2)Aabb、AaBb 3/64
(3)某一雌配子形成时，A基因突变为a基因 某一雌配子形成时，含A基因的染色体片段缺失
(4)愈伤组织 全部遗传信息 幼苗
第6章 从杂交育种到基因工程
第1节 杂交育种与诱变育种
[随堂巩固]
1．有两种柑橘，一种果实大但含糖量不高，另一种果实小但含糖量较高，如果想要培育出果实大且含糖量高的品种，比较简单有效的方法是
A．嫁接 B．人工诱变
C．杂交育种 D．组织培养
解析 两个品种各具一种优良性状，要想使它们集中于一个个体上，据基因重组的原理，科学有效的方法是杂交育种；嫁接、组织培养属于无性繁殖，能保持母本的性状，不能达到目的；人工诱变能产生新基因，产生新性状，但过程比较繁琐。
答案 C
2．有一种塑料在乳酸菌的作用下能迅速分解为无毒物质，可以降解，不至于对环境造成严重的“白色污染”。培育专门“吃”这种塑料的细菌能用的方法是
A．杂交育种 B．单倍体育种
C．诱变育种 D．多倍体育种
解析 能分解这种塑料的乳酸菌应含有相应的酶，控制合成该酶的基因是从无到有的，应属于基因突变。
答案 C
3．下列关于育种的叙述中，正确的是
A．人工诱变处理可提高作物的突变率
B．诱变育种和杂交育种均可形成新的基因
C．诱变获得的突变体多数表现出优良性状
D．与诱变育种相比，杂交育种可以大幅度地改良某些性状
解析 诱变育种的特点
杂交育种的特点→能形成新的基因型
答案 A
4．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再自交得到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
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
解析 杂交育种F2中重组类型有DDtt(1/16)、ddTT(1/16)、Ddtt(2/16)、ddTt(2/16)，占3/8，A错误；单倍体育种中由于F1产生的四种配子的比例1∶1∶1∶1，故用此法所得植株中纯合类型占1/4，B错误；杂交育种的原理是基因重组，原因是非同源染色体的自由组合，C正确；单倍体育种利用的原理是染色体数目变异，D错误。
答案 C
[限时检测]
[满分60分，限时30分钟]
一、选择题(每小题3分，共36分)
1．把同种生物的不同优良性状集中在同一个个体上，并能使性状稳定遗传，常用的方法是
A．诱变育种 B．杂交育种
C．花药离体培养 D．自交
解析 杂交育种是把不同优良性状集中在同一个个体上，并能使性状稳定遗传。
答案 B
2．(2019·兰州市期末)如图表示某种农作物品种①和②培育出⑥的几种方法，有关说法错误的是
A．培育品种⑥的最简捷途径是Ⅰ→V
B．通过Ⅱ→Ⅳ过程最不容易到达目的
C．通过Ⅲ→Ⅵ过程的原理是染色体变异
D．过程Ⅵ常用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
解析 Ⅰ→Ⅴ途径为杂交育种，方法最简捷，但由于获得的子代中既有纯合体又有杂合体，需要不断地连续自交进行筛选才能获得需要的品种⑥，所以育种时间长，A正确；由于变异是不定向的，所以通过诱变育种Ⅱ→Ⅳ过程最不容易达到目的，B正确；经过Ⅲ培育形成⑤常用的方法是花药离体培养；过程Ⅵ常用一定浓度的秋水仙素处理⑤的幼苗，使其染色体数目加倍，所以通过Ⅲ→Ⅵ过程的原理是染色体变异，C正确；由于单倍体高度不育，所以过程Ⅵ常用一定浓度的秋水仙素处理单倍体幼苗，而不可能处理萌发的种子，D错误。
答案 D
3．(2019·西安市期中)生产上无子番茄、青霉素高产菌株、杂交培育矮秆抗锈病小麦依次是
①生长素促进果实发育 ②染色体变异 ③基因重组 ④基因突变
A．①②③ B．①③④
C．①④③ D．④①②
解析 生产上无子番茄是利用生长素促进果实发育的原理产生的；青霉素高产菌株是将青霉菌经过多次诱导基因突变产生的；杂交培育矮秆抗锈病小麦利用了基因重组的方法将两种优良性状集中在同一个体上。
答案 C
4．如图甲、乙表示水稻两个品种，A、a和B、b表示分别位于两对同源染色体上的两对等位基因，①～⑦表示培育水稻新品种的过程，则下列说法错误的是
A．①→②过程简便，但培育周期长
B．①和⑦的变异都发生于有丝分裂间期
C．③过程常用的方法是花药离体培养
D．③→⑥过程与⑦过程的育种原理相同
解析 ①过程的变异为基因重组，发生在减数分裂过程中；⑦过程的变异为染色体数目的变异，发生在有丝分裂的后期。③→⑥过程与⑦过程都运用了染色体变异原理。
答案 B
5．下图中的①②③④分别表示不同的育种方式，相关叙述不正确的是
A．方式①应用的原理包括细胞全能性
B．方式②只适用于进行有性生殖的生物
C．方式③试剂处理的对象只能是萌发的种子
D．方式④可以诱发基因突变产生新基因
解析 方式①对花药进行离体培养形成单倍体的过程中用到了细胞的全能性；方式②是杂交育种，它适用于进行有性生殖的生物；方式③为多倍体育种，处理的对象为萌发的种子或幼苗；方式④为诱变育种，可产生新基因。
答案 C
6．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，下列有关叙述中不正确的是
A．杂交育种可获得AAbb，其变异发生在减数第二次分裂后期
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人工诱变可获得aaBb，则等位基因的产生来源于基因突变
D．多倍体育种获得的AAaaBBbb，其染色体数目加倍发生在有丝分裂的后期
解析 杂交育种的原理是基因重组，杂交育种可获得AAbb，变异发生在减数第一次分裂后期，A错误；利用单倍体育种方法获得AAbb，首先让基因型为aabb与AABB的个体杂交得到AaBb，然后取AaBb减数分裂产生的配子Ab进行花药离体培养得到单倍体Ab，由于单倍体高度不育，所以要用秋水仙素处理其幼苗使其染色体数目加倍变成可育的二倍体，在此过程中变异的原理有基因重组和染色体变异，B正确；人工诱变的原理是基因突变，C正确；有丝分裂后期，着丝点分裂，染色体数目加倍，D正确。
答案 A
7．(2019·齐齐哈尔市期末)番茄的高蔓(A)对矮蔓(a)、感病(B)对抗病(b)为显性。如图表示以①和②两个品种分别培育出④⑤⑥四个新品种的过程，有关说法正确的是
A．过裎Ⅵ的原理是诱变育种，需要耗费大量实验材料
B．过程Ⅰ、Ⅱ得到⑤，育种方法为杂交育种
C．①、②、⑤、⑥都属于二倍体
D．Ⅳ、Ⅴ过程使用秋水仙素处理萌发的种子
解析 据图分析，过程Ⅵ的育种方法是诱变育种，原理是基因突变，需要耗费大量实验材料，A错误；用①和②培育成⑤的过程中所采用的方法Ⅰ和Ⅱ分别称为杂交和自交，该育种方法为杂交育种，B正确；①、②、⑤都是二倍体，而⑥是多倍体(四倍体)，C错误；Ⅳ过程可以使用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，而Ⅴ过程只能使用秋水仙素处理单倍体幼苗，D错误。
答案 B
8．用杂合子(DdEe)种子获得纯合子(ddee)，最简捷的方法是
A．种植→F1→选双隐性者→纯合子
B．种植→秋水仙素处理→纯合子
C．种植→花药离体培养→单倍体幼苗→秋水仙素处理→纯合子
D．种植→秋水仙素处理→花药离体培养→纯合子
解析 杂合子(DdEe)种子中含有d、e基因，自交后一旦出现隐性性状便能稳定遗传，方法简捷。
答案 A
9．(2019·江苏卷)下列关于生物变异与育种的叙述，正确的是
A．基因重组只是基因间的重新组合，不会导致生物性状变异
B．基因突变使DNA序列发生的变化，都能引起生物性状变异
C．弱小且高度不育的单倍体植株，进行加倍处理后可用于育种
D．多倍体植株染色体组数加倍，产生的配子数加倍，有利于育种
解析 基因重组是在有性生殖的过程中控制不同性状的基因的重新组合，会导致后代性状发生改变，A错误；基因突变会导致DNA的碱基序列发生改变，但由于密码子的简并性等原因，基因突变不一定会导致生物体性状发生改变，B错误；二倍体花药离体培养获得的单倍体高度不孕，但是用秋水仙素处理后使得其染色体数目加倍，为可育的二倍体，且肯定是纯种，C正确；多倍体的染色体组数如果奇倍数的增加(如三倍体)，其后代遗传会严重的不平衡，在减数分裂形成配子时，同源染色体联会紊乱，不能形成正常的配子，因此不利于育种，D错误。
答案 C
10．现有三个番茄品种，A种的基因型为aaBBDD，B种的基因型为AAbbDD，C种的基因型为AABBdd，三对等位基因分别位于三对同源染色体上。若要通过杂交育种获得aabbdd植株，且每年只繁殖一代，至少需要的时间为
A．2年 B．3年 C．4年 D．5年
解析 第一年：三个品种中任何两种品种间相互杂交，就能得到含两种隐性基因的杂合体种子；第二年：把第一年得到的杂交种与第三个品种杂交，得到含有三种隐性基因的杂合体；第三年：把第二年得到的杂种自交，就可从自交后代中选出aabbcc的种子。
如果要得到植株，还需要再继续播种，这样还得一年的时间，所以共需4年时间才能得到预期的植株。
答案 C
11．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
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
B．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育种方法在本质上是一样的
解析 太空育种的原理为基因突变，基因突变具有低频性、不定向性和多害少利性。基因突变只是改变了部分性状，不会产生新物种。
答案 D
12．如图表示用某种农作物品种①和②培育⑥的几种方法，下列有关说法错误的是
A．经过Ⅲ培育形成④的常用方法是花药离体培养
B．过程Ⅵ常用一定浓度的秋水仙素处理④的幼苗
C．由品种①直接形成⑤的过程必须经过基因突变
D．由品种①和②培育出能稳定遗传的品种⑥的最快途径Ⅰ→Ⅴ
解析 品种①的基因型为AABB，品种②的基因型为aabb，要培育出基因型为AAbb的品种⑥，最快的途径应为单倍体育种，所以应为途径Ⅰ→Ⅲ→Ⅵ，而Ⅰ→Ⅴ途径获得的子代中既有纯合子又有杂合子，还需要不断地连续自交进行筛选才能获得需要的品种⑥。
答案 D
二、非选择题(共24分)
13．(12分)水稻的抗病(R)对感病(r)为显性，有芒(B)对无芒(b)为显性。现有抗病有芒和感病无芒两个纯种，要想获得抗病无芒的纯合新品种，育种专家提出了两种育种方案。如图所示，请回答下列问题：
(1)图中(一)、(二)所示过程在遗传学上分别叫__________和__________。
(2)图中表示的两种常见的育种方法是________育种和________育种，其中哪种育种方法较为理想？____________，其优越性是______________________________。
(3)图中(四)处理的方法是__________________________，目的________________________________。
(4)图中(二)产生的抗病无芒的个体比例是________，R－bb中能够稳定遗传的个体占____________。
解析 (1)(2)方案甲是用两个纯合的亲本进行杂交，获得杂种子一代，通过对杂种后代的不断优选自交，获得所需的能够稳定遗传的个体，属于杂交育种；而方案乙只利用了其中的一个亲本，经过(四)获得新个体Rrbb，由于基因R是亲本中所没有的，因此只能来自基因突变，由于基因突变具有不定向性，多数是不利的变异，进而影响育种效率。而杂交育种目的性更强一些。
(3)诱导基因突变的方法可以用物理或化学的方法进行处理，诱变育种的特点是能够提高突变率，增加所需性状出现的概率。
(4)通过RrBb自交，所得后代中性状符合要求的占3/16，其中R－bb中能够稳定遗传的个体占1/3。
答案 (1)杂交 自交
(2)杂交 诱变 杂交育种 目的性强，能够将多个品种的优良性状集中在一起
(3)用物理或化学方法诱发基因突变 提高突变率，获得所需要的变异个体
(4)3/16 1/3
14．(12分)设小麦的高产与低产受一对等位基因控制，基因型AA为高产，Aa为中产，aa为低产。小麦抗锈病(B)对不抗锈病(b)为显性。这两对等位基因的遗传遵循基因的自由组合定律。如图是某同学设计的以高产不抗锈病与低产抗锈病两个纯种品系为亲本培育高产抗锈病小麦品种的过程图。
试回答：
(1)通过方法①～②获得的高产抗锈病小麦品种基因型有______种。
(2)方法④是__________。步骤⑤中最常用的药剂是________________。
(3)基因重组发生在图中的____________(填步骤代号)。
(4)经步骤⑥(人工诱变)处理获得的小麦品种不一定是高产抗锈病类型，这是因为诱发突变是__________，而且突变频率______________。
(5)与“①→②→③”途径相比，通过“①→④→⑤”途径育种具有能够明显缩短育种年限的优点，这是因为__________________________________；已知小麦是两年生植物(第一年秋冬季播种，第二年春夏季节开花、结果)则通过“①→④→⑤”途径获得基因型为AABB的小麦植株至少需要________年。
解析 本题考查育种方面的综合知识。
(1)图中步骤“①→②→③”为杂交育种，获得的高产抗锈病小麦品种的基因型为AABB和AABb两种。
(2)步骤“①→④→⑤”为单倍体育种，方法④是花药离体培养，步骤⑤中最常用的药剂是秋水仙素。
(3)基因重组发生在减数分裂过程中，图中步骤①②③④都进行了减数分裂。
(4)基因突变是不定向的，且突变频率很低。
(5)与杂交育种相比，二倍体通过单倍体育种获得的植株一定是纯合子，后代不会发生性状分离；根据题意，第二年获得基因型为AaBb的种子，第二年秋冬季播种，第三年春夏季开花，并进行花药离体培养，经秋水仙素处理获得基因型为AABB的小麦植株。
答案 (1)2
(2)花药离体培养 秋水仙素
(3)①②③④
(4)不定向的 很低
(5)二倍体通过单倍体育种获得的植株一定是纯合子(能稳定遗传或不发生性状分离) 3
课件32张PPT。第6章 从杂交育种到基因工程第1节 杂交育种与诱变育种一、选择育种
1．原理：利用 。
2．缺点：周期长、范围有限。
二、杂交育种
1．概念：将两个或多个品种的优良性状通过_____集中在一起，再经过 和 ，获得新品种的方法。
2．原理： 。生物的变异交配选择培育基因重组3．过程(以高产抗病小麦品种的选育为例)
亲代 高产、不抗病×低产、抗病
↓
杂种第一代 高产、抗病(均为______性状)
第二代 选出__________个体
选出不发生性状分离的所有高产、抗病个体留种
4．优点：可以把多个品种的________________集中在一起。显性高产、抗病优良性状5.单位面积总产量优良品种三、诱变育种
1．概念
(1)处理方法
①物理因素： 等。
②化学因素： 等。
(2)原理： 。X射线、γ射线、紫外线、激光亚硝酸、硫酸二乙酯基因突变2．优点
可以提高 ，在 内获得更多的优良变异类型。
3．应用
(1)农作物：如培育的“黑农五号”大豆。
(2)微生物：如选育青霉素高产菌株。突变率较短时间1．杂合子品种的种子只能种一年，需要年年制种。( )
2．杂交育种可形成新的基因。( )
3．杂交育种在细胞水平上进行操作。( )
4．诱变育种的原理是基因突变，不适用于细菌等原核生物。( )
5．太空育种能按人的意愿定向产生优良性状。( )
提示 1.√ 2.× 3.× 4.× 5.×[ 预习小测 ]杂交育种的分析知识点一 杂交育种[ 核心提炼 ]1．育种方式
(1)杂交育种：①→②→③→④
(2)单倍体育种：①→②→⑤→⑥→⑦
2．育种过程描述
Ⅰ：若为植物育种，描述为F1自交；若为动物育种，描述为F1雌雄个体间交配。
Ⅱ：花药离体培养。Ⅲ：秋水仙素处理。
Ⅳ：植物描述为连续自交，直到后代不发生性状分离；动物描述为选择隐性纯合子测交，检测亲本基因型，后代不发生性状分离的为所选品种。3．杂交育种的应用
(1)培养双杂合子：利用子一代(图中②)的杂种优势如玉米等，但种子只能种一年。
(2)培养隐性纯合子：子二代(图中③)性状符合要求的个体即可推广。
(3)培养具有显性性状的纯合子：要多次自交选出稳定遗传的个体(图中④)。
4．杂交育种和单倍体育种的联系：单倍体育种往往和杂交育种相结合，单倍体要利用杂交后代的花药进行花药离体培养。[特别提醒]
作物的繁殖方式不同对杂交育种的要求不同
(1)若该生物靠有性生殖繁殖后代，如小麦、大豆等，必须选育出优良性状的纯种，以免后代发生性状分离。
(2)若该生物靠无性生殖繁殖后代，如甘薯、马铃薯等，那么只要得到具有该优良性状的个体就可以了，没必要进行基因的纯化，因为纯种、杂种并不影响后代性状的表达。1．杂交玉米的种植面积越来越广，农民需要购买玉米杂交种。不能自留种子来年再种的原因是
A．自留种子发芽率低
B．杂交种都具有杂种优势
C．自留种子容易患病虫害
D．杂交种的有性繁殖后代会发生性状分离[ 对点训练 ]解析 杂交种具有杂种优势，但杂交种的有性繁殖后代会发生性状分离而不再具有杂种优势。
答案 D2. 某农科所通过下图所示的两种育种方法培育出了高品质的糯小麦。下列有关叙述正确的是A．a、b两过程分别代表单倍体育种和杂交育种
B．b过程需要通过杂交来提高纯合率
C．a过程需要使用秋水仙素，其只能作用于萌发的种子
D．a过程提高了突变率，从而明显缩短了育种年限解析 图中a过程属于单倍体育种，原理为染色体变异；由于通过花药离体培养只能获得幼苗，故秋水仙素只能作用于幼苗；单倍体幼苗经秋水仙素处理后均为纯合子，因而可明显缩短育种年限。b过程属于杂交育种，原理为基因重组，由YyRr获得yyRR需要通过连续自交来提高纯合率。
答案 A[名师指导]
动、植物杂交育种的不同
植物杂交育种获得纯合子，可通过逐代自交获得，而动物杂交育种获得纯合子不能通过逐代自交，而通过测交的方法进行确认后而获得。1．显性突变和隐性突变在育种中的应用知识点二 诱变育种[ 核心提炼 ]2．诱变育种与杂交育种的比较3.几种育种方式的特点归纳1．“嫦娥1号”胜利奔月，神舟成功发射，这些航天技术的发展，为我国的生物育种创造了更多更好的机会。下列有关航天育种的说法，不正确的是
A．航天育种可缩短育种周期
B．种子在宇宙辐射、微重力及弱地磁场等因素的诱导下发生基因突变
C．航天育种技术作为航天技术与农业育种技术相结合的一项创新性研究成果，是快速培育农作物优良新品种的重要途径之一
D．“太空种子”都能培育出高产、优质的新品种[ 对点训练 ]解析 航天育种的原理是基因突变；利用了宇宙辐射、微重力及弱地磁场等因素诱导种子发生基因突变，能大幅度地改良性状，且缩短了育种的周期，是快速培育农作物优良新品种的重要途径之一，但是由于基因突变具有不定向性，因此不是所有的“太空种子”都能培育出高产、优质的新品种。
答案 D2．诱变育种有很多突出优点，也存在一些缺点，下列分析正确的是
①结实率低，发育迟缓 ②提高突变率，使后代性状变异较快，因而加快育种进程 ③大幅度改良某些性状 ④茎秆粗壮，果实、种子大，营养物质含量高 ⑤有利个体不多，需要处理大量的材料
A．①④ B．②③⑤
C．①④⑤ D．①②④解析 结实率低、发育迟缓、茎秆粗壮、果实种子大、营养物质含量高，都是多倍体植株在性状表现上的特点，①④错误；诱变育种的原理是基因突变，自然突变具有低频性的特点，但人工诱变可以提高变异频率，大幅度改良某些性状，使后代性状变异较快，因而加快育种进程，②③正确；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，需要处理大量的材料，⑤正确。综上所述，B正确。
答案 B[特别提醒]
1．杂交育种应用于能进行有性生殖的生物，主要是植物和动物。
2．诱变育种不仅能应用于进行有性生殖的生物，也能应用于进行无性生殖的生物，主要应用于植物和微生物。[ 课堂小结 ]［综合训练·能力提升］本讲结束
请按ESC键返回第2节 基因工程及其应用
[随堂巩固]
1．如图表示一项重要的生物技术，对图中物质a、b、c、d的描述，正确的是
A．a具有多个标记基因和多个限制酶切点，最为常用的是噬菌体
B．要获得相同的黏性末端，应用同种b去切割a和d
C．c连接双链间的氢键，使黏性末端处碱基互补配对
D．重组DNA导入受体细胞中即可表达
解析 在基因工程中，最常用的运载体是质粒，其上有标记基因和限制酶识别位点，A错误；通常使用同种限制酶切割目的基因和运载体，以获得相同的黏性末端，B正确；c为DNA连接酶，其作用是使两个DNA片段的末端之间形成磷酸二酯键，C错误；重组DNA导入受体细胞后，有可能表达，也可能不表达，因此需要检测和鉴定，D错误。
答案 B
2．要使目的基因与对应的运载体进行重组，所需要的两种酶是
①限制酶 ②DNA连接酶 ③解旋酶 ④还原酶
A．①② B．③④
C．①④ D．②③
解析 先用限制酶分别处理目的基因和运载体，将切下的目的基因的片段插入质粒切口处，再用DNA连接酶将处理好的目的基因和运载体连接好，就完成了基因的重组。
答案 A
3．基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的，在基因工程操作的基本步骤中，不涉及碱基互补配对原则的是
A．人工合成目的基因
B．目的基因与运载体结合
C．将目的基因导入受体细胞
D．目的基因的检测与鉴定
解析 人工合成目的基因是将单个的核苷酸在相关的模板、酶、ATP的作用下，按照碱基互补配对原则合成双链DNA；目的基因与运载体结合的过程就是将黏性末端的碱基互补配对结合；目的基因的检测与鉴定过程中，当然也要遵循碱基互补配对原则。将目的基因导入受体细胞主要是借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径，与碱基互补配对原则没有关系。
答案 C
4．基因工程基本操作流程如图，请据图分析回答：
(1)图中A是__________；在基因工程中，需要在____________酶的作用下才能完成剪接过程。
(2)图中遵循碱基互补配对原则的步骤有__________________。(用图中序号表示)
(3)从分子水平分析不同种生物之间的基因移植能够成功的主要原因是____________，也说明了不同生物共用一套____________。
解析 图中A与目的基因结合形成重组DNA分子，所以A应为运载体；基因工程中的“剪”需要限制酶，“接”需要DNA连接酶；图中的“拼接”和“扩增”过程需进行碱基互补配对，如果目的基因的获取方法是人工合成法，也需进行碱基互补配对；不同种生物之间基因移植成功的原因，也就是基因工程的理论基础即生物界共用一套遗传密码和所有生物的DNA分子的结构基本是相同的。
答案 (1)运载体 限制酶和DNA连接
(2)②④(①②④)
(3)不同生物的DNA分子结构基本是相同的 遗传密码
[限时检测]
[满分60分，限时30分钟]
一、选择题(每小题3分，共36分)
1．有关图中工具酶功能的叙述不正确的是
A．切断a处的酶是限制性核酸内切酶
B．切断b处的酶是解旋酶
C．连接b处的酶为DNA连接酶
D．限制性核酸内切酶和DNA连接酶均作用于a处
解析 连接a处磷酸二酯键的酶是DNA聚合酶或DNA连接酶；切断a处磷酸二酯键的酶是限制性核酸内切酶；b处连接不需要酶；切断b处的酶是解旋酶。
答案 C
2．在基因工程中，科学家所用的“剪刀”“针线”和“载体”分别是指
A．大肠杆菌病毒、质粒、DNA连接酶
B．噬菌体、质粒、DNA连接酶
C．限制酶、RNA连接酶、质粒
D．限制酶、DNA连接酶、质粒
解析 在基因工程中， 限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂，即能准确切割DNA的剪刀；DNA连接酶是将DNA片段连接起来的“针线”；常用的运载体有质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒。因此，D正确。
答案 D
3．DNA连接酶的作用是
A．催化碱基互补配对
B．催化双螺旋结构的形成
C．催化脱氧核糖和磷酸之间的连接
D．催化碱基对的断裂
解析 DNA连接酶的作用是催化脱氧核糖和磷酸之间的连接。
答案 C
4．下图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次表示限制性核酸内切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是
A．①②③④ B．①②④③
C．①④②③ D．①④③②
解析 限制性核酸内切酶用于切割DNA片段；而与之作用相反的是DNA连接酶，用于连接DNA片段；DNA聚合酶用于DNA的复制过程，它需要模板；解旋酶会使DNA双链解旋而分开，它作用于碱基对之间的氢键。
答案 C
5．基因工程中常作为基因的运载体的一组结构是
A．质粒、线粒体、噬菌体
B．染色体、叶绿体、线粒体
C．质粒、噬菌体、动植物病毒
D．细菌、噬菌体、动植物病毒
解析 质粒、噬菌体和动植物病毒是基因工程中常用的运载体。
答案 C
6．用基因工程技术可使大肠杆菌合成人的蛋白质。下列叙述不正确的是
A．常用相同的限制酶切割目的基因和质粒
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杆菌中是否导入了重组质粒
D．导入大肠杆菌的目的基因不一定能成功表达
解析 DNA连接酶是构建重组质粒必需的酶，而RNA聚合酶则用于DNA的转录过程中。
答案 B
7．(2019·福州市期中)下列对基因工程中基因表达载体的叙述，错误的是
A．基因表达载体上的标记基因不一定是抗生素抗性基因
B．基因表达载体的构建是基因工程的核心
C．基因表达载体中一定不含有起始密码子和终止密码子
D．基因表达载体的构建需要使用限制酶和DNA聚合酶等特殊工具
解析 标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来，如抗生素抗性基因、荧光蛋白基因等，A正确；基因表达载体的构建是实施基因工程的第二步，也是基因工程中的核心，B正确；基因表达载体的组成包括目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因，一定不含有起始密码子和终止密码子，因为密码子在mRNA上，C正确；基因表达载体的构建需要DNA连接酶连接载体和目的基因，不需要DNA聚合酶，D错误。
答案 D
8．已知某种限制酶在一线性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。现有多个上述线性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．3 B．4 C．9 D．12
解析 限制酶能识别特定的核苷酸序列并能在特定的位点进行切割。由于该线性DNA分子有3个位点都可被该限制酶切割，依题意可知在每个DNA分子上至少有1个酶切位点被该酶切断，故产生a、b、c、d、ab、abc、bc、bcd、cd。共9种类型的DNA片段。
答案 C
9．利用基因工程技术可使大肠杆菌生产人的胰岛素原。下列相关叙述中正确的是
A．人和大肠杆菌在合成胰岛素原时，转录和翻译的场所是相同的
B. DNA连接酶催化磷酸二酯键的形成
C．通过检测大肠杆菌中没有胰岛素原产生，则可判断重组质粒未导入受体菌
D．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
解析 人细胞内转录和翻译的场所分别是细胞核(主要)和核糖体，原核生物大肠杆菌转录和翻译的场所是细胞质和核糖体。磷酸二酯键可由DNA连接酶催化形成。大肠杆菌中没有胰岛素原产生的原因可能是基因表达受阻或含目的基因的重组质粒未导入受体细胞。在大肠杆菌中表达的胰岛素原需经过内质网和高尔基体的加工才具备生物活性。
答案 B
10．有关基因工程的叙述正确的是
A．限制酶在获得目的基因时才用
B．重组质粒的形成是在细胞内完成的
C．质粒都可作为运载体
D．蛋白质的结构可为合成目的基因提供资料
解析 限制酶除获得目的基因时用外，还能把运载体切开；重组质粒的形成是在细胞外完成的；不是所有的质粒都可以作为运载体，运载体必须具备以下三个条件：①能在宿主细胞中复制并稳定地保存；②具有多个限制酶切点；③具有标记基因。可以根据蛋白质的氨基酸序列推测mRNA的核苷酸序列，进而推测结构基因的脱氧核苷酸序列从而化学合成目的基因。
答案 D
11．(2019·潍坊市期末)下列关于如图所示DNA分子片段的说法，正确的是
A．限制酶可作用于①部位，解旋酶作用于③部位
B．限制酶可作用于③部位，解旋酶作用于①部位
C．作用于①部位的限制酶同时也可以作用于④部位
D．作用于①部位的限制酶与作用于⑤部位的限制酶的碱基识别顺序相反
解析 限制酶可作用于①部位磷酸二酯键，解旋酶作用于③部位氢键，A正确，B错误；作用于①部位的限制酶同时也可以作用于⑤部位，C错误；作用于①部位的限制酶与作用于⑤部位的限制酶的碱基识别顺序相同，它们识别的序列都为－GAATTC－，D错误。
答案 A
12. 阿根廷科学家培育出了世界上第一头携带有两个人类基因的牛，因此有望生产出和人类母乳极其类似的奶制品。下列叙述不正确的是
A．该技术将导致定向变异
B．DNA连接酶将目的基因与运载体黏性末端的碱基对连接起来
C．受精卵是理想的受体
D．目的基因在受体细胞中可能表达
解析 转基因导致的变异都属于定向变异。DNA连接酶连接起来的是目的基因和运载体黏性末端的磷酸和脱氧核糖之间的磷酸二酯键，而不是碱基对之间的氢键。动物的受精卵具有全能性，是理想的受体，目的基因导入受体细胞，需要与受体细胞DNA整合，然后进行转录和翻译，故目的基因在受体细胞中可能表达。
答案 B
二、非选择题(共24分)
13．(12分)在培育转基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因(kanR)常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在含卡那霉素的培养基上生长。下图为获得抗虫棉的技术流程。请据图回答：
(1)基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤：提取目的基因、________________、将目的基因导入受体细胞、______________________。
(2)要使运载体与抗虫基因连接，A过程中首先应使用________进行切割。假如运载体被切割后，得到的分子末端序列为(3)切割完成后，用__________将运载体与该抗虫基因连接，连接后得到的DNA分子称为__________ 。
(4)如果转基因植物的花粉中含有毒蛋白，将引起的安全性问题包括(多选)
A．生物安全 B．环境安全
C．食品安全 D．伦理道德问题
(5)来自苏云金杆菌的抗虫基因能在植物体内成功表达，说明苏云金杆菌和植物等生物共用__________。
解析 (1)基因工程的四个操作步骤中，第二、四步分别是目的基因与运载体结合、目的基因的检测与鉴定。
(2)切割目的基因时用限制酶，切割运载体时用同一种限制酶，切出的末端必须是能够完成碱基互补配对并且能连接在一起的。
(3)目的基因和运载体结合时，用DNA连接酶催化该过程，形成的分子称为重组DNA分子。
(4)由于目的基因是导入植物中，所以不可能发生与人直接相关的伦理道德问题。
(5)同一种基因在不同生物体内合成了相同的蛋白质，说明这些生物的密码子与氨基酸的对应关系是相同的，即共用一套遗传密码。
答案 (1)目的基因与运载体结合 目的基因的检测与鉴定
(2)同一种限制酶 A
(3)DNA连接酶 重组DNA分子
(4)A、B、C
(5)一套遗传密码
14．(12分)干扰素是一种糖蛋白，过去从人的血液中的白细胞中提取，产量很低。我国的科研人员侯云院士等一批人，成功运用基因工程技术提高了其产量，如图为其原理过程图。请据图回答：
(1)图中①过程叫________________________________________________________________________。
(2)图中③物质作为运载体，必须具备的特点是____________________________________________
________________________________________________________________________(写出任两点)。
(3)该过程中，供体细胞是________，受体细胞是__________(填字母)，重组DNA分子是________(填序号)，在形成④的过程中需要__________________________________________。
解析 (1)图中①为目的基因的提取过程。(2)图中③为从大肠杆菌中提取的质粒；④表示重组DNA分子。(3)在该过程中，供体细胞是人的体细胞，受体细胞是大肠杆菌b。
答案 (1)提取目的基因
(2)具有一个或多个限制酶切割位点，在细胞中能够自我复制，有特殊的标记基因等
(3)人的体细胞 b ④ 限制酶和DNA连接酶
课件32张PPT。第2节 基因工程及其应用一、基因工程的原理
1．含义
(1)别名：基因拼接技术或 。
(2)操作对象：________。
(3)操作水平：________水平。
(4)优点：可定向地改造生物的遗传性状。DNA重组技术 基因 分子 2．操作工具
(1)“剪刀”
①名称： 。
②作用：识别特定的 ，并在特定的切点上切割DNA分子。
(2)“针线”
①名称 。
②作用：连接 和磷酸之间的缺口。限制性核酸内切酶 核苷酸序列 DNA连接酶 脱氧核糖 (3)运载体
①作用：将 导入受体细胞。 外源基因 环状DNA 噬菌体 3．基因工程的步骤
(1)提取目的基因；
(2)目的基因与________结合；
(3)将目的基因导入 ；
(4)目的基因的 。运载体 受体细胞 检测与鉴定 二、基因工程的应用及安全性
1．基因工程与作物育种
(1)目的：获得高产、稳产和具有优良品质的农作物，培育出具有各种________的作物新品种。
(2)实例：抗棉铃虫的 。抗逆性 转基因抗虫棉 2．基因工程与药物研制
(1)实例：用基因工程方法生产胰岛素。
(2)过程：胰岛素基因与大肠杆菌的 ，并且在大肠杆菌体内获得成功的表达。DNA分子重组 1．基因工程是将目的基因导入受体细胞中并获得相应性状或基因产物，操作对象为基因，属于分子水平。( )
2．基因工程导入了新的基因，其原理是基因突变。( )
3．限制酶作用的部位和DNA连接酶作用的部位相同。( )
4．质粒是最为常用的运载体，它只能从原核生物中获取。( )
提示 1.√ 2.× 3.√ 4.×[ 预习小测 ]一、基因工程的工具
1．限制性核酸内切酶
(1)分布：主要在微生物体内。
(2)特点：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。知识点一 基因工程的原理[ 核心提炼 ](3)结果：产生两个带有黏性末端或平末端的DNA片段。
2．DNA连接酶
(1)作用对象：把两个具有相同黏性末端或平末端的DNA片段连接起来。
(2)结果：形成重组DNA分子。
(3)DNA连接酶与DNA聚合酶的比较：(见下图表)3．与DNA有关的四种酶的比较4.运载体
(1)作用。
①作为运载工具，将目的基因导入受体细胞中。
②通过它在宿主细胞内的复制对目的基因进行大量复制。(2)运载体必须具备的条件。
①能在宿主细胞内稳定保存并大量复制——保证目的基因能在细胞分裂过程中复制并传递给子细胞。
②有多个限制酶切点——运载体能够接入多种目的基因所必备的条件。
③有标记基因——检测目的基因是否导入受体细胞中的重要判断依据。二、基因工程的步骤1．提取目的基因：如图中①过程，采用直接分离的方法，目的基因是指人们所需要的外源基因。
2．目的基因与运载体结合：如图中②过程。
(1)从图中可以看出，提取目的基因B和切开质粒A所用的是同一种限制酶。
(2)DNA连接酶用于质粒A与目的基因B的结合过程，形成重组DNA分子C。 3．将目的基因导入受体细胞：如图中③过程，此过程不存在碱基互补配对。
4．目的基因的检测与鉴定：
(1)检测：根据标记基因或分子杂交技术检测目的基因是否导入受体细胞。
(2)鉴定：受体细胞是否表现出特定性状，如棉花抗虫性状的表现。[特别提醒]
(1)目的基因与运载体结合的过程中，形成的重组分子中不只有目的基因和运载体的结合物，还有目的基因之间或运载体之间的结合物。
(2)对目的基因的检测和鉴定虽然是分子水平上的，但都是在体外进行的。1．下列关于基因工程安全性的说法中，不正确的是
A．转基因作物的基因可通过花粉扩散到它的近亲作物上，可能出现对农业不利的“超级植物”
B．杂草、害虫从它的近亲获得抗性基因，可能破坏生态系统的稳定性
C．转基因必须在人为控制下才能完成，自然条件下基因污染是不增殖和不扩散的
D．转基因食品转入的蛋白质是新蛋白时，这些异种蛋白有可能引起人食物过敏[ 对点训练 ]解析 转基因食品、生物的安全性是有待讨论的，像抗除草剂的杂草是由于基因污染而产生的。
答案 C2．某种转基因玉米能高效合成一种多肽类的蛋白酶抑制剂，积累于茎叶中，让取食它的害虫的消化酶受抑制，无法消化食物而死。下列就该玉米对人类的安全性评论中，不符合生物学原理的是
A．安全，玉米的蛋白酶抑制剂对人体的消化酶很可能无影响，因为人体消化酶和害虫消化酶结构上存在差异
B．安全，人类通常食用煮熟的玉米食品，玉米的蛋白酶抑制剂已被高温破坏，不抑制人体消化酶C．不安全，玉米的食用部分也可能含有蛋白酶抑制剂，食用后使人无法消化食物而患病
D．不安全，玉米的蛋白酶抑制剂基因被食用后，可在人体细胞内表达，使人无法消化食物而患病
解析 蛋白酶抑制剂是在基因控制下合成的，该DNA分子被人摄取后被DNA酶水解成核苷酸，失去功能特性，从而不能在人体内表达蛋白酶抑制剂。
答案 D[方法技巧]
根据作用部位判断与DNA分子有关的酶
1．断开氢键的酶：解旋酶。
2．断开(相邻核苷酸之间的)磷酸二酯键的酶：若结果生成若干DNA片段，可判定为限制酶；若生成其基本单位——核苷酸，可判定为DNA水解酶。
3．生成(相邻核苷酸之间的)磷酸二酯键的酶：若将两个DNA片段连接在一起，可判定为DNA连接酶；若作用于DNA复制的过程中，或将游离的脱氧核苷酸连接到DNA链上，可判定为DNA聚合酶。1．转基因技术实现的基础
(1)不同生物的DNA能重组的基础是生物DNA都由4种脱氧核苷酸组成；都是规则的双螺旋结构；都遵循碱基互补配对原则。
(2)导入受体细胞的基因可成功表达的基础是所有生物共用一套密码子。知识点二 基因工程的应用[ 核心提炼 ]2．基因工程育种的原理及优点
(1)基因工程育种的原理是基因重组。
(2)与杂交育种相比，基因工程育种的育种周期短并能产生新性状；与诱变育种相比，基因工程育种能定向改造生物的遗传性状。1．为了培育节水、高产品种，科学家将大麦中与抗旱、节水有关的基因导入小麦中，得到转基因小麦，其水分利用率提高20%。这项技术的遗传学原理是[ 对点训练 ]A．基因突变 B．基因重组
C．基因复制 D．基因分离
解析 “将大麦中与抗旱、节水有关的基因导入小麦中”，属于基因重组。
答案 B2. 某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶(Amy)基因a，通过基因工程的方法，将基因a与运载体结合后导入马铃薯植株中，经检测发现Amy在成熟块茎细胞中存在。结合图形分析下列有关这一过程的叙述不正确的是A．获取基因a的限制酶其作用部位是图中的①
B．连接基因a与运载体的DNA连接酶的作用部位是图中的②
C．基因a进入马铃薯细胞后，可随马铃薯DNA分子的复制而复制，传给子代细胞
D．通过该技术人类实现了定向改造马铃薯的遗传性状解析 限制酶和DNA连接酶均作用于①处，作用相反，目的基因进入受体细胞后，会随着马铃薯DNA分子的复制而复制，传给子代细胞，使之产生定向变异，从而改变其遗传性状。
答案 B[ 课堂小结 ]［综合训练·能力提升］本讲结束
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