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考点一几种育种方法的比较杂交育种诱变育种单倍体育种多倍体育种原理基因重组基因突变染色体变异染色体变异方法杂交→自交→选优→自交物理、化学因素处理花粉离体培养后再人工加倍用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗优点操作简单，目的性强提高突变频率，大幅度改良某些性状缩短育种年限，获得纯合体器官大，营养物质含量高杂交育种诱变育种单倍体育种多倍体育种缺点育种年限长处理材料较多，突变后有利个体少方法复杂，成活率低，需与杂交育种配合发育延迟，结实率低，在动物中难于开展举例矮秆抗锈小麦青霉素高产菌株抗病植株的育种三倍体西瓜考点二对基因工程概念的理解基因工程，又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。通俗地说，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。基因工程的别名基因拼接技术或DNA重组技术操作环境生物体外操作对象基因操作水平DNA分子水平基本过程剪切→拼接→导入→表达结果定向改造生物的遗传性状，创造出新的生物类型考点三基因工程的操作工具1．基因的“剪刀”——限制性核酸内切酶。(1)存在：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DNA分子。(3)实例：EcoRI的限制酶能专一地识别GAATTC序列，并在G和A之间将这段序列切开。(4)切割结果：产生两个带有黏性末端的DNA片段。(5)作用：基因工程重要的切割工具，可以将外源DNA切断。2．基因的“针线”——DNA连接酶。作用：把脱氧核糖和磷酸交替连接而成的DNA骨架上的缺口“缝合”起来(即形成磷酸二酯键)。3．基因的运载体：(1)本质：DNA分子。(2)作用：作为运输工具，将外源基因送入受体细胞，同时利用它在宿主细胞内大量复制所需的目的基因。(3)常用的运载体：质粒(小型环状的DNA分子)、噬菌体、动植物病毒。(4)作为运载体必备的条件：①能在宿主细胞内稳定保存并大量复制；②有一至多个限制酶的切点；③有标记基因。考点五基因工程的应用考点一生物变异的应用——育种(含考点五)要将基因型为AaBB的生物，培育成以下基因型的生物：①AaBb；②AaBBC；③AAaaBBBB；④aB。则对应的育种方法依次是()A．诱变育种、转基因技术、细胞融合、花药离体培养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、转基因技术解析基因型为AaBB的生物要培育出AaBb的植物，可利用物理或化学方法处理材料，通过基因突变获得；要获得AaBBC的生物，由于本物种没有C基因，所以必须通过转基因技术；要获得AAaaBBBB的生物，可通过细胞融合或多倍体育种；要获得aB的生物，可利用花药离体培养获得。答案A解题技巧：考查各种育种方式的比较，要求学生掌握各种育种方法的本质。跟踪训练1(2009·广东卷)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)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γ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都是敏感型该抗性植株中有两个基因发生了突变【解析】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性状，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，加倍获得的是纯合子，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。考点二对基因工程概念的理解能够使植物体表达动物蛋白的育种方法是()A．单倍体育种B．杂交育种C．基因工程育种D．多倍体育种解析基因工程育种是指将目的基因导入受体细胞并使其表达的技术手段。能克服远缘杂交不亲和的障碍，从而使动物基因在植物细胞中表达(植物基因在动物细胞中表达)。答案C解题技巧：本题主要考查对基因工程的理解。要求考生掌握基因工程的本质。跟踪训练2(2010·全国卷Ⅱ)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【答案】B【解析】基因工程是人为转基因的过程。A：属于动物细胞工程内容，C：属于人工诱变，D：属于自然状态下的基因重组。考点三基因工程的操作工具下表关于基因工程中有关基因操作的名词及对应的内容，正确的组合是()解析基因工程操作过程中，供体是提供目的基因的生物，受体是大肠杆菌、动植物等生物，基因的剪刀是限制性内切酶，基因的针线是DNA连接酶，运载体是质粒等。答案C解题技巧：本题主要考查学生对基因工程的各种操作工具的理解。题中要注意表中的供体和受体的含义。跟踪训练3下列关于基因工程的说法正确的是()A．DNA连接酶最初是从人体细胞中发现的B．限制酶的切口一定是GAATTC碱基序列C．质粒是基因工程中唯一用作运载目的基因的载体D．运用运载体在宿主细胞内对目的基因进行大量复制的过程可称为“DNA克隆”【答案】D【解析】DNA连接酶最初是从微生物中发现的；限制性内切酶具有专一性，但切口不一定是GAATTC；质粒是基因工程中常用的运载体，但不是唯一的运载体。考点四基因工程操作基本步骤下列基因工程操作步骤中，未发生碱基互补配对的是()A．用mRNA为模板人工合成目的基因B．目的基因与质粒结合C．重组质粒导入受体细胞D．目的基因的表达解析重组质粒导入受体细胞主要是借鉴病毒侵染细胞的过程，不会发生碱基互补配对。答案C解题技巧：解决此类题目要求考生熟练掌握基因工程的操作过程。跟踪训练4糖尿病是一种常见病，且发病率有逐年增加的趋势，以致西方发达国家把它列为第三号“杀手”。(1)目前对糖尿病Ⅰ型的治疗，大多采用激素疗法，这种激素是________。A．甲状腺激素B．胰岛素C．胰高血糖素D．性激素B(2)这种治疗用的激素过去主要从动物(如猪、牛)中得到。自遗传工程(又称基因工程)发展起来以后，人们开始采用这种高新技术生产。①进行基因操作一般要经过的四个步骤是：______________________；______________________；__________________________；______________________。②合成胰岛素的遗传信息的传递过程是________________________________③质粒存在于细菌细胞中，从其分子结构看，可确定它是一种______________。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和表达胰岛素基因→mRNA→蛋白质DNA④细菌进行分裂后，其中被拼接的质粒也由1个变成2个，2个变成4个……质粒的这种增殖方式在遗传学上称为____________。目的基因通过活动(即表达)后，能使细菌产生治疗糖尿病的激素，这是因为基因具有控制________合成的功能。⑤利用基因工程还能产生哪些药物？_________________________________________复制蛋白质干扰素、白细胞介素、溶血栓剂、凝血因子等考点五基因工程的应用下列关于基因工程应用的叙述，正确的是()A．基因治疗就是把缺陷基因诱变成正常基因B．基因诊断的基本原理是DNA分子杂交C．一种基因探针能检测水体中的各种病毒D．原核基因不能用来进行真核生物的遗传改良解析基因治疗是指将健康的外源基因导入有缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的，并没有处理缺陷基因。基因探针利用的是DNA分子杂交原理，具有专一性，一种基因探针只能检测一种疾病或病毒。基因工程可以实现用原核基因改良真核生物的遗传性状，如抗虫棉的培育。答案B解题技巧：解决此类题目要求学生掌握基因工程各种应用的原理以及各种优缺点的问题。跟踪训练5现在市场上的水果品种多种多样，新的品种层出不穷，现在有科研人员想培育出一种红色瓜皮的西瓜新品种，根据你所学过的生物学知识，你推测哪种方法不可能实现()A．通过染色体变异的育种方法B．杂交育种C．诱变育种D．转基因技术【答案】B【解析】红色西瓜皮的基因在西瓜中还不存在，因为没有红色西瓜皮的亲本，因此不能用杂交育种的方法；人工诱变育种、转基因技术都可以使原来没有红色瓜皮基因的西瓜获得红色瓜皮基因；通过染色体变异的方法也可能改变生物的性状，获得原来没有的红色西瓜皮的性状。【方法导航】本讲复习时要特别注意以下几个问题：(1)加强对基因工程概念的理解；(2)理解基因工程各种操作工具；(3)理解基因工程的基本操作过程；(4)基因工程的应用。必须与选修相关内容结合进行复习。本讲的知识内容主要是基因工程基本的原理、方法和应用等，是个高科技问题和社会热点，要求加强对这部分内容的识记和理解，并且了解其在农业、工业和医药卫生和人类健康等方面的应用。【高考预测】本讲内容与选修3的基因工程专题与选修1的DNA杂交技术等联系非常密切，属于社会热点和生物科技的新发展，故在高考中是个常考点和热考点，但其考查难度一般不大，以识记和理解为主。【预测演练】(2011·上海卷)下图四种质粒含有E1和E2两种限制酶的识别位点，Apr表示抗青霉素的抗性基因，Tcr表示抗四环素的抗性基因(为插入的外源基因)。回答下列有关基因工程的问题。(1)基因工程中使用的限制酶，其特点是_______________________(2)将两端用E1切开的Tcr基因与用E1切开的质粒X－1混合连接，连接后获得的质粒类型有__________。(可多选)A．X－1B．X－2C．X－3D．X－4特异性地识别和切割DNAABC(3)若将上图所示X－1、X－2、X－3、X－4四种质粒导入大肠杆菌，然后分别涂布在含有青霉素或四环素的两种培养基上。在这两种培养上均不能生长的大肠杆菌细胞类型有____________________、____________________。(4)如果X－1用E1酶切，产生850对碱基和3550对碱基两种片段：那么质粒X－2(Tcr基因的长度为1200对碱基)用E2酶切后的片段长度为________对碱基。无质粒细胞含X－3的细胞4750(5)若将外源的Tcr基因两端用E2切开，再与用E2切开的X－1混合连接，并导入大肠杆菌细胞，结果显示，含X－4的细胞数与含X－1的细胞数之比为13，增大DNA连接酶用量能否提高上述比值？________。原因是______________________________________________________不能DNA连接酶对DNA片段没有选择性(或两段DNA末端相同)