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第6章 從雜交育種到基因工程,【知識(shí)梳理】 一、雜交育種與誘變育種 1.雜交育種： (1)概念：將___________品種的優(yōu)良性狀通過(guò)交配集中在一起， 再經(jīng)過(guò)_____和_____，獲得新品種的方法。 (2)原理：_________。 (3)過(guò)程：選擇具有不同優(yōu)良性狀的親本→_____，獲得F1→F1_____ →獲得F2→鑒別、選擇需要的類型→優(yōu)良品種。 (4)優(yōu)點(diǎn)：可以把___________________集中在一起。 (5)應(yīng)用：培育性狀重組型優(yōu)良品種。,兩個(gè)或多個(gè),選擇,培育,基因重組,雜交,自交,多個(gè)品種的優(yōu)良性狀,2.誘變育種： (1)概念：利用物理因素或化學(xué)因素來(lái)處理生物，使生物發(fā)生_____ _____，從而獲得優(yōu)良變異類型的育種方法。 (2)原理：_________。 (3)過(guò)程：選擇生物→誘發(fā)基因突變→選擇_________→培育。 (4)特點(diǎn)。 ①可以提高_(dá)______，在較短時(shí)間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類型。 ②大幅度地改良某些性狀。 ③具有盲目性，需大量處理材料。 (5)應(yīng)用：培育具有_______的品種。,基因,突變,基因突變,理想類型,突變率,新性狀,3.生物育種原理、方法、實(shí)例(連線)：,,,,,,,,,,,二、基因工程的概念及其應(yīng)用 1.基因工程的概念：,基因拼接,DNA重組,DNA分子,分子,定向,2.工具： (1)剪刀與針線(如圖)： ①a：基因的“剪刀”：_________________。 ②b：基因的“針線”：__________。 (2)基因的“運(yùn)輸工具”：_______，常用_____、噬菌體、動(dòng)植物 病毒等。,限制性核酸內(nèi)切酶,DNA連接酶,運(yùn)載體,質(zhì)粒,3.基本步驟：,目的基因,運(yùn)載體,受體細(xì)胞,檢測(cè)與鑒定,4.基因工程的應(yīng)用： (1)作物 育種 (2) (3)環(huán)境保護(hù)：利用___________降解有毒有害的化合物，吸收環(huán)境 中的重金屬，分解泄漏的石油，處理工業(yè)廢水等。,目的：培育出具有各種_______的作物新品種 實(shí)例：抗棉鈴蟲的_____________ 意義：減少了_____用量，保護(hù)環(huán)境,,抗逆性,轉(zhuǎn)基因抗蟲棉,農(nóng)藥,大腸桿菌,轉(zhuǎn)基因細(xì)菌,5.基因工程的安全性：,嚴(yán)格控制,大范圍推廣,【小題快練】 1.考題診斷： (1)(2013·全國(guó)卷T5D)用射線照射大豆使其基因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，獲 得種子性狀發(fā)生變異的大豆。 ( ) 【分析】射線照射可以引起基因中堿基對(duì)的增添、缺失或替換，引 起基因突變，從而導(dǎo)致性狀發(fā)生改變。,√,(2)(2013·全國(guó)卷T5C)將含抗病基因的重組DNA導(dǎo)入玉米細(xì)胞，經(jīng)組 織培養(yǎng)獲得抗病植株。 ( ) 【分析】植物基因工程育種，目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后，需要經(jīng)過(guò) 植物組織培養(yǎng)過(guò)程形成植株。,√,2.易錯(cuò)診斷： (1)在誘變育種和雜交育種過(guò)程中均可產(chǎn)生新的基因和新的基因型。 ( ) 【分析】雜交育種的原理是基因重組，不能產(chǎn)生新的基因，只能 產(chǎn)生新的基因型。,×,(2)太空育種能按人的意愿定向產(chǎn)生所需優(yōu)良性狀。 ( ) 【分析】太空育種的原理是基因突變，而基因突變是不定向的， 此育種方式不能定向獲得新品種。 (3)培育無(wú)子西瓜是利用基因重組的原理。 ( ) 【分析】無(wú)子西瓜的培育是利用染色體變異的原理。,×,×,3.教材研習(xí)： (必修2 P101基礎(chǔ)題T3改編)利用60Co可進(jìn)行誘變育種，有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是( ) A.利用60Co放出的γ射線照射種子時(shí)一般不選用干種子 B.若處理后的種子萌發(fā)后不具備新性狀，即可拋棄 C.處理后只有少部分種子將發(fā)生基因突變 D.產(chǎn)生的新性狀大多對(duì)生產(chǎn)不利,【解析】選B?；蛲蛔兌喟l(fā)生于DNA復(fù)制時(shí)期，曬干的種子細(xì)胞分裂較慢，難以發(fā)生基因突變，A項(xiàng)正確；種子可能產(chǎn)生隱性突變，當(dāng)代不表現(xiàn)有關(guān)性狀，B項(xiàng)錯(cuò)誤；基因突變發(fā)生頻率較低，只有少部分種子發(fā)生基因突變，C項(xiàng)正確；基因突變具有多害少利性，D項(xiàng)正確。,4.可改變?cè)谢虻姆肿咏Y(jié)構(gòu)的育種方法有( ) A.雜交育種 B.誘變育種 C.多倍體育種 D.單倍體育種 【解析】選B。誘變育種的原理是基因突變，基因突變可改變基因的分子結(jié)構(gòu)。,5.兩個(gè)親本的基因型分別為AAbb和aaBB，這兩對(duì)基因按自由組合定律遺傳，要培育出基因型為aabb的新品種，最簡(jiǎn)捷的方法是( ) A.單倍體育種 B.雜交育種 C.人工誘變育種 D.多倍體育種 【解析】選B。雜交育種是常規(guī)育種方法。兩個(gè)親本的基因型為AAbb和aaBB，通過(guò)雜交育種，在F2中即可獲得基因型為aabb的新品種。單倍體育種過(guò)程較復(fù)雜，操作要求高；誘變育種需處理大量的實(shí)驗(yàn)材料。,6.通過(guò)單倍體的途徑培育小麥新品種可以大大縮短育種年限，培育單倍體幼苗所用的花藥應(yīng)取自( ) A.某一優(yōu)良品種 B.被確定為父本的植株 C.F1 D.F2 【解析】選C。F1中含有來(lái)自雙親的不良基因和優(yōu)良基因，通過(guò)減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子可能只含有優(yōu)良基因，通過(guò)單倍體育種可快速培育出具有優(yōu)良性狀的純合子。,7.玉米的種植面積越來(lái)越大，農(nóng)民需要每年購(gòu)買玉米雜交種子，不能自留種子來(lái)年再種的原因是( ) A.自留種子發(fā)芽率低 B.雜交種都具有雜種優(yōu)勢(shì) C.自留種子容易患病蟲害 D.雜交種的有性繁殖后代會(huì)發(fā)生性狀分離 【解析】選D。玉米雜交種利用的是作物的雜種優(yōu)勢(shì)。雜交種的有性繁殖后代會(huì)發(fā)生性狀分離。,8.下列屬于利用基因工程技術(shù)培育新品種的是( ) A.耐寒的小黑麥 B.抗棉鈴蟲的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉 C.太空椒 D.試管牛 【解析】選B。耐寒的小黑麥?zhǔn)嵌啾扼w育種產(chǎn)生的；抗棉鈴蟲的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉是基因工程培育的新品種；太空椒是誘變育種產(chǎn)生的；試管牛是通過(guò)胚胎工程育種。,【速記卡片】 1.雜交育種的兩個(gè)特點(diǎn)：能將多個(gè)優(yōu)良性狀集中到同一生物個(gè)體上；耗時(shí)較長(zhǎng)。 2.誘變育種的方法和特點(diǎn)： (1)兩種誘變方法：物理誘變、化學(xué)誘變。 (2)兩個(gè)特點(diǎn)：多害少利；能產(chǎn)生新基因，創(chuàng)造生物新類型。,3.基因工程的三種工具： (1)限制性核酸內(nèi)切酶：能識(shí)別并切割特定的核苷酸序列。 (2)DNA連接酶：連接兩個(gè)DNA片段之間的脫氧核糖和磷酸。 (3)運(yùn)載體：將外源基因送入受體細(xì)胞。常用的運(yùn)載體有質(zhì)粒、噬菌體和動(dòng)植物病毒等。,考點(diǎn)一 五種育種方法的比較,【高考警示】不同育種方法需注意的問(wèn)題 (1)誘變育種：多用于植物和微生物。原核生物不能進(jìn)行減數(shù)分裂，所以不能運(yùn)用雜交的方法進(jìn)行育種，如細(xì)菌的育種一般采用的方法是誘變育種。 (2)雜交育種：不一定需要連續(xù)自交。若選育顯性優(yōu)良純種，需要連續(xù)自交篩選，直至性狀不再發(fā)生分離；若選育隱性優(yōu)良純種，則只要出現(xiàn)該性狀個(gè)體即可。,(3)花藥離體培養(yǎng)≠單倍體育種：花藥離體培養(yǎng)只是其中的一個(gè)程序，要想得到可育的品種，一般還需要用秋水仙素處理單倍體使染色體數(shù)目加倍。,【考題回訪】 1.(2014·江蘇高考)下圖是高產(chǎn)糖化酶菌株的育種過(guò)程，有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( ),A.通過(guò)上圖篩選過(guò)程獲得的高產(chǎn)菌株未必能作為生產(chǎn)菌株 B.X射線處理既可以引起基因突變也可能導(dǎo)致染色體變異 C.上圖篩選高產(chǎn)菌株的過(guò)程是定向選擇過(guò)程 D.每輪誘變相關(guān)基因的突變率都會(huì)明顯提高 【解題指南】隱含知識(shí)：該菌株能形成糖化酶，則一定是真核生物，因?yàn)榈鞍踪|(zhì)的糖化是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中完成的，所以該菌株能發(fā)生染色體變異。,【解析】選D。本題考查基因突變的特點(diǎn)和誘變育種過(guò)程。圖示育種過(guò)程為誘變育種，由于基因突變是不定向的，該過(guò)程獲得的高產(chǎn)菌株不一定符合生產(chǎn)的要求，A正確；X射線處理既可以引起基因突變，也可能導(dǎo)致染色體變異，B正確；上圖篩選高產(chǎn)菌株的過(guò)程是定向選擇符合人類特定要求菌株的過(guò)程，C正確；相同的射線每輪誘變相關(guān)基因的突變率不會(huì)明顯提高，因?yàn)槊枯喺T變的不一定是相同基因，故D錯(cuò)誤。,【延伸探究】上題在高產(chǎn)糖化酶菌株定向篩選的過(guò)程中能否說(shuō)明基因突變是定向的？ 提示：不能。定向選擇符合人類特定要求的菌株，關(guān)鍵在于“人類定向選擇”，而非基因突變具有定向性。,2.(2013·江蘇高考改編)現(xiàn)有小麥種質(zhì)資源包括：①高產(chǎn)、感?。?②低產(chǎn)、抗病；③高產(chǎn)、晚熟等品種。為滿足不同地區(qū)及不同環(huán)境 條件下的栽培需求，育種專家要培育3類品種：a.高產(chǎn)、抗??；b.高 產(chǎn)、早熟；c.高產(chǎn)、抗旱。下述育種方法可行的是( ) A.利用①③品種間雜交篩選獲得a B.對(duì)品種③進(jìn)行染色體加倍處理篩選獲得b C.a、b和c的培育均可采用誘變育種方法 D.用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將外源抗旱基因?qū)擘壑袩o(wú)法獲得c,【解析】選C。本題考查育種的相關(guān)知識(shí)。A項(xiàng)中，①③不具有抗病基因，二者雜交不能獲得a，故錯(cuò)誤。B項(xiàng)中，③是高產(chǎn)、晚熟品種，染色體加倍之后，不能獲得早熟性狀，故錯(cuò)誤。C項(xiàng)中，誘變育種具有不定向性，能獲得大量變異性狀，a、b和c的培育均可采用誘變育種方法，故正確。D項(xiàng)中，轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以定向改變生物的性狀，將外源抗旱基因?qū)擘壑心塬@得c，故錯(cuò)誤。,【方法技巧】育種方法的選擇技巧 (1)一般育種。 ①一般作物育種可以選用雜交育種和單倍體育種。如果檢測(cè)純合子，則用測(cè)交或自交。 ②若既要檢測(cè)純合子又要分離純合子時(shí)，如果優(yōu)良性狀是顯性性狀則用連續(xù)自交；如果優(yōu)良性狀是隱性性狀則直接分離。 (2)特殊育種。 為了得到特殊性狀，可以選擇誘變育種或多倍體育種，如果將不同物種的性狀組合在一起，可以選用基因工程等。,3.(2014·安徽高考)香味性狀是優(yōu)質(zhì)水稻品種的重要特性之一。 (1)香稻品種甲的香味性狀受隱性基因(a)控制，其香味性狀的表現(xiàn)是因?yàn)? ，導(dǎo)致香味物質(zhì)積累。,(2)水稻香味性狀與抗病性狀獨(dú)立遺傳。抗病(B)對(duì)感病(b)為顯性。為選育抗病香稻新品種，進(jìn)行了一系列雜交實(shí)驗(yàn)。其中，無(wú)香味感病與無(wú)香味抗病植株雜交的統(tǒng)計(jì)結(jié)果如下圖所示，則兩個(gè)親代的基因型是 。上述雜交的子代自交，后代群體中能穩(wěn)定遺傳的有香味抗病植株所占比例為 。,(3)用純合無(wú)香味植株作母本與香稻品種甲進(jìn)行雜交，在F1中偶爾發(fā)現(xiàn)某一植株具有香味性狀。請(qǐng)對(duì)此現(xiàn)象給出兩種合理的解釋： ① ； ② 。 (4)單倍體育種可縮短育種年限。離體培養(yǎng)的花粉經(jīng)脫分化形成 ，最終發(fā)育成單倍體植株，這表明花粉具有發(fā)育成完整植株所需的 。若要獲得二倍體植株，應(yīng)在 時(shí)期用秋水仙素進(jìn)行誘導(dǎo)處理。,【解題指南】(1)題干關(guān)鍵信息：“穩(wěn)定遺傳的有香味抗病植株”“偶爾”“秋水仙素進(jìn)行誘導(dǎo)處理”。 (2)圖示信息：性狀分離比為抗病∶感病=1∶1，無(wú)香味∶有香味=3∶1。,【解析】本題考查基因?qū)π誀畹目刂萍半s交育種、基因突變和單倍體育種等有關(guān)知識(shí)。 (1)由題意可知，A基因存在無(wú)香味物質(zhì)積累，可能A基因控制合成的酶促進(jìn)了香味物質(zhì)分解，而a基因不能控制合成分解香味物質(zhì)的酶。 (2)根據(jù)雜交結(jié)果：抗病∶感病=1∶1，無(wú)香味∶有香味=3∶1，可知親本的基因型為Aabb、AaBb，則F1為1/8AABb、1/8AAbb、1/4AaBb、1/4Aabb、1/8aaBb、1/8aabb，其中只有1/4AaBb、1/8aaBb自交，才能獲得能穩(wěn)定遺傳的有香味抗病植株(aaBB)，所占比例為1/4×1/4 ×1/4+1/8×1×1/4=3/64。,(3)正常情況下AA與aa雜交，所得子代為Aa(無(wú)香味)，偶爾出現(xiàn)的有香味植株有可能是某一雌配子形成時(shí)A基因突變?yōu)閍基因，或某一雌配子形成時(shí)，含A基因的染色體片段缺失；還可能是受到環(huán)境因素的影響而產(chǎn)生的。 (4)花藥離體培養(yǎng)過(guò)程中，花粉先經(jīng)脫分化形成愈傷組織，再通過(guò)再分化形成單倍體植株，此過(guò)程體現(xiàn)了花粉細(xì)胞的全能性，根本原因是花粉細(xì)胞中含有控制該植株個(gè)體發(fā)育所需的全部遺傳物質(zhì)；形成的單倍體植株在幼苗期用一定濃度的秋水仙素處理，可形成二倍體植株。,答案：(1)a基因純合，參與香味物質(zhì)代謝的某種酶缺失 (2)Aabb、AaBb 3/64 (3)某一雌配子形成時(shí)，A基因突變?yōu)閍基因 某一雌配子形成時(shí)，含A基因的染色體片段缺失 (4)愈傷組織 全部遺傳信息 幼苗,【延伸探究】 (1)A與a的根本區(qū)別是什么？ 提示：脫氧核苷酸排列順序的不同。 (2)水稻的香味性狀與抗病性狀獨(dú)立遺傳，說(shuō)明控制這兩對(duì)相對(duì)性狀的基因位于什么位置？ 提示：非同源染色體上。,【加固訓(xùn)練】 1.圖中，甲、乙表示兩個(gè)水稻品種，A、a和B、b分別表示位于兩對(duì)同源染色體上的兩對(duì)等位基因，①～⑤表示培育水稻新品種的過(guò)程，則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( ),A.①→②過(guò)程簡(jiǎn)便，原理是基因重組 B.④和⑤的變異都發(fā)生于有絲分裂間期 C.③→④過(guò)程可明顯縮短育種年限，③常用的方法是花藥離體培養(yǎng) D.③→④過(guò)程與⑤過(guò)程的育種原理相同,【解析】選B。分析題圖，①→②過(guò)程為雜交育種過(guò)程，目的是獲得AAbb個(gè)體，雜交育種操作簡(jiǎn)便，但培育周期長(zhǎng)，依據(jù)的原理是基因重組；④和⑤過(guò)程都是用秋水仙素處理，其發(fā)生的染色體變異是秋水仙素抑制有絲分裂前期紡錘體的形成而產(chǎn)生的；③→④表示單倍體育種過(guò)程，其優(yōu)點(diǎn)是明顯縮短育種年限，其中③過(guò)程常用的方法是花藥離體培養(yǎng)；單倍體育種與多倍體育種的原理都是染色體數(shù)目變異。,2.下列有關(guān)育種的說(shuō)法中，正確的是( ) A.雜交育種所依據(jù)的主要遺傳學(xué)原理是基因突變 B.生產(chǎn)上通常采用多倍體育種的方法來(lái)獲得無(wú)子番茄 C.誘變育種可以快速獲得具有新基因的純合子 D.植物體細(xì)胞雜交育種可以克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙,【解析】選D。雜交育種依據(jù)的遺傳學(xué)原理是基因重組，故A錯(cuò)誤；生產(chǎn)上主要利用一定濃度的生長(zhǎng)素或生長(zhǎng)素類似物處理未受粉的雌蕊柱頭來(lái)獲得無(wú)子番茄，故B錯(cuò)誤；誘變育種的原理是基因突變，即使得到具有新基因的個(gè)體，其基因純合的可能性也很低，所以誘變育種不能快速獲得具有新基因的純合子，故C錯(cuò)誤。,3.(2015·嘉興模擬)某二倍體植物的體細(xì)胞中染色體數(shù)為24條，基因型為AaBbCCDd，這4對(duì)基因分別位于4對(duì)同源染色體上。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( ) A.產(chǎn)生花粉的基因型有8種 B.C處是指用秋水仙素處理，則個(gè)體Ⅰ的體細(xì)胞中含有48條染色體 C.個(gè)體Ⅱ中能穩(wěn)定遺傳的占1/8，重組類型占37/64 D.若要盡快獲得優(yōu)良純種aaBBCCdd，則應(yīng)采用圖中ABC過(guò)程進(jìn)行育種,【解題指南】解答本題需要明確： (1)重組類型是指表現(xiàn)型，不是指基因型。 (2)多種育種方式中，單倍體育種所用時(shí)間最短。,【解析】選B。A項(xiàng)中，基因型為AaBbCCDd的植物，由于4對(duì)基因位于4對(duì)同源染色體上，遵循自由組合定律，AaBbCCDd產(chǎn)生8種配子。B項(xiàng)中，ABC為單倍體育種過(guò)程，因用秋水仙素處理，所以個(gè)體Ⅰ體細(xì)胞染色體數(shù)仍為24條。C項(xiàng)中，AEF為自交產(chǎn)生后代，子代重組類型為表現(xiàn)型不同于親代的類型，可將4對(duì)相對(duì)性狀分開考慮，所以后代中非重組類型為A_B_CCD_，共有3/4×3/4×1×3/4=27/64，重組類型為1-27/64=37/64。D項(xiàng)中，單倍體育種可明顯地縮短育種年限。,考點(diǎn)二 基因工程 1.基因工程操作工具： (1)限制性核酸內(nèi)切酶(簡(jiǎn)稱限制酶)。 ①分布：主要在微生物體內(nèi)。 ②特性：一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列，并在特定的切點(diǎn)上切割DNA分子。,③實(shí)例：EcoRⅠ限制酶能專一識(shí)別GAATTC序列，并在G和A之間將這段序列切開。 ④切割結(jié)果：產(chǎn)生兩個(gè)DNA片段。 ⑤作用：基因工程中重要的切割工具，能將外來(lái)的DNA切斷，對(duì)自己的DNA無(wú)損害。,(2)DNA連接酶。 ①催化對(duì)象：兩個(gè)具有相同黏性末端的DNA片段。 ②催化位置：脫氧核糖與磷酸之間的缺口。 ③催化結(jié)果：形成重組DNA。,(3)常用的運(yùn)載體——質(zhì)粒。 ①本質(zhì)：小型環(huán)狀DNA分子。 ②作用。 a.作為運(yùn)載工具，將目的基因運(yùn)送到受體細(xì)胞中去。 b.在受體細(xì)胞內(nèi)對(duì)目的基因進(jìn)行大量復(fù)制。 ③條件。 a.能在受體細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定保存并大量復(fù)制。 b.有多個(gè)限制酶切點(diǎn)，供外源基因插入。 c.有標(biāo)記基因，供重組DNA的鑒定和選擇。,2.對(duì)基因工程步驟的五點(diǎn)說(shuō)明： (1)限制酶和DNA連接酶的作用部位都是脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵，只是前者切開，后者連接。 (2)要想從DNA上切下某個(gè)基因，應(yīng)切2個(gè)切口，產(chǎn)生4個(gè)黏性末端。 (3)獲取目的基因和切割運(yùn)載體需要用同一種限制酶，目的是產(chǎn)生相同的黏性末端。,(4)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞，沒(méi)有涉及堿基互補(bǔ)配對(duì)。 (5)動(dòng)物一般用受精卵作為受體細(xì)胞；植物一般用體細(xì)胞作為受體細(xì)胞，再通過(guò)植物組織培養(yǎng)方式形成新個(gè)體；微生物常用不致病的大腸桿菌作為受體細(xì)胞。,【高考警示】(1)DNA連接酶和DNA聚合酶的作用對(duì)象不同。 ①DNA連接酶：作用于兩個(gè)DNA片段。 ②DNA聚合酶：將單個(gè)的脫氧核苷酸連接起來(lái)，形成DNA單鏈。 (2)相同點(diǎn)：這兩種酶都是蛋白質(zhì)，都可以形成兩個(gè)脫氧核苷酸之間的化學(xué)鍵。 (3)運(yùn)載體≠質(zhì)粒：質(zhì)粒是最常用的運(yùn)載體，除此之外，λ噬菌體的衍生物和動(dòng)植物病毒也可作為運(yùn)載體。運(yùn)載體的化學(xué)本質(zhì)為DNA，其基本單位為脫氧核苷酸。,【考題回訪】 1.(2015·南京模擬)人們?cè)噲D利用基因工程的方法，用乙種生物生 產(chǎn)甲種生物的一種蛋白質(zhì)。生產(chǎn)流程是：甲種生物的蛋白質(zhì)→mRNA 目的基因 與質(zhì)粒DNA重組 導(dǎo)入乙種生物的細(xì)胞中 獲得甲種生物的蛋白質(zhì)。下列說(shuō)法正確的是( ) A.①過(guò)程需要的酶是逆轉(zhuǎn)錄酶，原料是A、U、G、C B.②過(guò)程要用限制酶切斷質(zhì)粒DNA，再用DNA連接酶將目的基因與 質(zhì)粒連接在一起 C.如果受體細(xì)胞是細(xì)菌，可以選用枯草桿菌、炭疽桿菌等 D.④過(guò)程中用的原料不含A、U、G、C,【解題指南】解答本題的突破口： (1)①過(guò)程是由mRNA獲得目的基因的過(guò)程，屬于逆轉(zhuǎn)錄。 (2)④過(guò)程是轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程。 【解析】選B。①過(guò)程是逆轉(zhuǎn)錄，利用逆轉(zhuǎn)錄酶合成DNA片段，需要的原料是A、T、G、C；②過(guò)程是目的基因與質(zhì)粒DNA重組，需要限制酶切斷質(zhì)粒DNA，再用DNA連接酶將目的基因與質(zhì)粒連接在一起；將重組質(zhì)粒導(dǎo)入受體細(xì)胞時(shí)，如果受體細(xì)胞是細(xì)菌，則不應(yīng)該用致病菌，而炭疽桿菌是致病菌；④過(guò)程是基因的表達(dá)過(guò)程，涉及轉(zhuǎn)錄和翻譯，原料中含有A、U、G、C四種堿基。,【延伸探究】寫出①過(guò)程堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。 提示：堿基互補(bǔ)配對(duì)原則：U—A、A—T、C—G、G—C。,2.(2015·濟(jì)寧模擬)下圖是利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)人胰島素的操作過(guò)程示意圖，請(qǐng)據(jù)圖作答。,(1)圖中基因工程的基本過(guò)程可以概括為“四步曲”： ； ； ； 。 (2)能否利用人的皮膚細(xì)胞來(lái)完成①過(guò)程？ ，為什么？ 。 (3)過(guò)程②必需的酶是 酶，過(guò)程③必需的酶是 酶。 (4)在利用A、B獲得C的過(guò)程中，常用 切割B，使它產(chǎn)生 ，再加入 才可形成C。,【解析】(1)基因工程的步驟包括：提取目的基因→目的基因與運(yùn)載體結(jié)合→將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞→目的基因的檢測(cè)與鑒定。 (2)圖中①過(guò)程是從細(xì)胞中獲取相應(yīng)的mRNA，由于基因的選擇性表達(dá)，人的皮膚細(xì)胞中的胰島素基因不轉(zhuǎn)錄，不表達(dá)，因此不能形成胰島素mRNA。 (3)從mRNA→DNA是逆轉(zhuǎn)錄的過(guò)程，需要逆轉(zhuǎn)錄酶。DNA分子的擴(kuò)增需用解旋酶將雙鏈DNA解旋為單鏈。 (4)構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，必須將質(zhì)粒用限制酶切割，產(chǎn)生一定的黏性末端，才可以在DNA連接酶的作用下與目的基因連接形成基因表達(dá)載體。,答案：(1)提取目的基因 目的基因與運(yùn)載體結(jié)合 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 目的基因的檢測(cè)與鑒定 (2)不能 皮膚細(xì)胞中的胰島素基因未表達(dá)(或未轉(zhuǎn)錄)，不能形成胰島素mRNA (3)逆轉(zhuǎn)錄 解旋 (4)限制性核酸內(nèi)切酶 一定的黏性末端 DNA連接酶,【延伸探究】 (1)過(guò)程③除了使用解旋酶，還可以使用什么方法？ 提示：高溫可以使DNA雙鏈解開螺旋。 (2)體外大量獲得A的方法稱為什么技術(shù)？所需的酶有什么特點(diǎn)？ 提示：PCR技術(shù)，使用的DNA聚合酶具有耐高溫的特點(diǎn)。,【加固訓(xùn)練】 1.下列關(guān)于基因工程的敘述，錯(cuò)誤的是( ) A.目的基因和受體細(xì)胞均可來(lái)自動(dòng)植物或微生物 B.限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶是兩類常用的工具酶 C.人胰島素原基因在大腸桿菌中表達(dá)的胰島素原有生物活性 D.運(yùn)載體上的抗性基因有利于篩選含重組DNA的細(xì)胞 【解析】選C。因原核生物無(wú)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體，不能對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行加工和修飾，人胰島素原基因在大腸桿菌中表達(dá)的胰島素原沒(méi)有生物活性。,2.科學(xué)家在某種農(nóng)桿菌中找到了抗枯萎病的基因，并以質(zhì)粒為運(yùn)載體，采用轉(zhuǎn)基因方法培育出了抗枯萎病的金花茶新品種。下列有關(guān)敘述正確的是( ) A.質(zhì)粒是最常用的運(yùn)載體之一，質(zhì)粒的存在與否對(duì)受體細(xì)胞的生存有決定性作用 B.為了保證金花茶植株抗枯萎病，只能以受精卵細(xì)胞作為基因工程的受體細(xì)胞 C.抗枯萎病基因進(jìn)入金花茶細(xì)胞后，其傳遞和表達(dá)不再遵循中心法則 D.通過(guò)該方法獲得的抗枯萎病金花茶，將來(lái)產(chǎn)生的花粉中不一定含有抗病基因,【解析】選D。作為運(yùn)載體的條件之一是能夠在受體細(xì)胞中保存并大量復(fù)制，且對(duì)受體細(xì)胞無(wú)害，不影響受體細(xì)胞正常的生命活動(dòng)；轉(zhuǎn)基因植物通常以植物體細(xì)胞作為受體細(xì)胞；任何基因在任何細(xì)胞中，其傳遞和表達(dá)都遵循中心法則。,