1、第七单元生物变异、育种和进化第 24 课时从杂交育种到基因工程回扣基础构建网络基础导学基础导学一、人杂交育种和诱变育种一、人杂交育种和诱变育种判一判判一判 1 1杂交育种第一步杂交的目的是将两个亲本的优良性状集杂交育种第一步杂交的目的是将两个亲本的优良性状集中到一个亲本上中到一个亲本上()()2 2太空育种能按人的意愿定向产生优良性状太空育种能按人的意愿定向产生优良性状()()3 3杂交育种的范围只能在有性生殖的植物中杂交育种的范围只能在有性生殖的植物中()()4 4诱变育种的优点之一是需大量处理实验材料诱变育种的优点之一是需大量处理实验材料()()提示提示 此特点为缺点不是优点。此特点为缺点
2、不是优点。练一练练一练 下列关于育种的叙述中，正确的是 下列关于育种的叙述中，正确的是()A A用物理因素诱变处理可提高突变率用物理因素诱变处理可提高突变率 BB诱变育种和杂交育种均可形成新的基因诱变育种和杂交育种均可形成新的基因CC三倍体植物不能由受精卵发育而来三倍体植物不能由受精卵发育而来DD诱变获得的突变体多数表现出优良性状诱变获得的突变体多数表现出优良性状答案答案AA解析解析 物理因素如射线可以提高基因突变率；杂交育种的 物理因素如射线可以提高基因突变率；杂交育种的原理是基因重组，并没有形成新的基因；三倍体是指由受精卵原理是基因重组，并没有形成新的基因；三倍体是指由受精卵发育而来，体细
3、胞中含有三个染色体组的个体，如三倍体无子发育而来，体细胞中含有三个染色体组的个体，如三倍体无子西瓜；诱变育种的原理是基因突变，而基因突变是不定向的。西瓜；诱变育种的原理是基因突变，而基因突变是不定向的。二、二、基因工程基因工程11基因工程工具包括、运基因工程工具包括、运载体，其中两种工具酶作用的化学键都是。载体，其中两种工具酶作用的化学键都是。22原理：。原理：。33步骤：目的基因的、与运载体结合、步骤：目的基因的、与运载体结合、。44应用：应用：，如抗虫棉；，如抗虫棉；研制，如胰岛素等；研制，如胰岛素等；环境保护，如超级细菌分解石油。环境保护，如超级细菌分解石油。限制性核酸内切酶限制性核酸内
4、切酶DNADNA连接酶连接酶磷酸二酯键磷酸二酯键基因重组基因重组导入受体细胞导入受体细胞检测和鉴定检测和鉴定育种育种药物药物提取提取名师点拨名师点拨基因工程操作水平基因工程操作水平分子水平；操作环境分子水平；操作环境体外。体外。操作工具有三种，但工具酶只有两种，另一种工具运载操作工具有三种，但工具酶只有两种，另一种工具运载体的化学本质为体的化学本质为DNADNA。想一想想一想 与杂交育种、诱变育种相比，基因工程育种的 与杂交育种、诱变育种相比，基因工程育种的优点分别是什么？优点分别是什么？提示提示与杂交育种相比较明显的优点：克服远缘杂交不与杂交育种相比较明显的优点：克服远缘杂交不亲和障碍。亲和
5、障碍。与诱变育种相比较明显的优点：定向改造生物性状，目与诱变育种相比较明显的优点：定向改造生物性状，目的性强。的性强。突破考点提炼方法11某生物的基因型为某生物的基因型为AaBBAaBB，通过下列技术可以分别将它转，通过下列技术可以分别将它转变为以下基因型的生物：变为以下基因型的生物：AABBAABB；aBaB；AaBBCAaBBC；AAaaBBBBAAaaBBBB。则以下排列正确的是则以下排列正确的是()A A诱变育种、转基因技术、花药离体培养、细胞融合诱变育种、转基因技术、花药离体培养、细胞融合BB杂交育种、花药离体培养、转基因技术、多倍体育种杂交育种、花药离体培养、转基因技术、多倍体育种
6、CC花药离体培养、诱变育种、多倍体育种、转基因技术花药离体培养、诱变育种、多倍体育种、转基因技术DD多倍体育种、花药离体培养、诱变育种、转基因技术多倍体育种、花药离体培养、诱变育种、转基因技术与实践相联系与实践相联系几种常见育种方式的比较几种常见育种方式的比较典例引领典例引领考点考点11解析解析某生物的基因型为某生物的基因型为AaBBAaBB，可通过杂交育种获得基因，可通过杂交育种获得基因型为型为AABBAABB的生物；通过单倍体育种可获得基因型为的生物；通过单倍体育种可获得基因型为aBaB的生物；的生物；通过转基因技术可获得基因型为通过转基因技术可获得基因型为AaBBCAaBBC的生物；通过
7、多倍体育种的生物；通过多倍体育种可获得基因型为可获得基因型为AAaaBBBBAAaaBBBB的生物。的生物。答案答案BB排雷排雷要获得本物种没有的性状可通过诱变和基因工程，要获得本物种没有的性状可通过诱变和基因工程，其中基因工程是有目的的改良。其中基因工程是有目的的改良。杂交育种是最简捷的育种方法，而单倍体育种是最快获得纯杂交育种是最简捷的育种方法，而单倍体育种是最快获得纯合子的方法，可缩短育种年限；要将两个亲本优良性状集中到合子的方法，可缩短育种年限；要将两个亲本优良性状集中到一个亲本上用杂交育种或单倍体育种；要提高品种产量或营养一个亲本上用杂交育种或单倍体育种；要提高品种产量或营养物质含量
8、可用多倍体育种。物质含量可用多倍体育种。染色体加倍可以采用秋水仙素等方法使其加倍，也可以是细染色体加倍可以采用秋水仙素等方法使其加倍，也可以是细胞融合，但细胞融合可在两个不同物种之间进行。胞融合，但细胞融合可在两个不同物种之间进行。原核生物不能进行减数分裂，所以不能运用杂交育种，细菌原核生物不能进行减数分裂，所以不能运用杂交育种，细菌的育种一般采用诱变育种。的育种一般采用诱变育种。若实验植物为营养繁殖类如土豆、地瓜等，则只要出现所需若实验植物为营养繁殖类如土豆、地瓜等，则只要出现所需性状即可，不需要培育出纯种。性状即可，不需要培育出纯种。考点剖析考点剖析杂交育种诱变育种单倍体育种多倍体育种基因
9、工程育种细胞融合技术细胞核移植技术依据原理基因重组基因突变染色体变异染色体变异基因重组细胞膜流动性、细胞全能性细胞核的全能性常用方法杂交自交选优自交辐射诱变，激光诱变，作物空间技术育种花药离体培养获得单倍体，再经秋水仙素或低温诱导处理秋水仙素处理萌发的种子、幼苗转基因(DNA重组)技术将目的基因引入生物体内，培育新品种让不同生物细胞原生质体融合，同种生物细胞可融合为多倍体将具备所需性状的体细胞核移植到去核的卵细胞中优点将不同个体的优良性状集中于一个个体上可以提高变异的频率，加速育种进程，大幅度地改良某些品种可以明显地缩短育种年限器官巨大，提高产量和营养成分定向改变生物的性状；克服远缘杂交不亲和
10、的障碍按照人们意愿改变细胞内遗传物质或获得细胞产品且克服了远缘杂交不亲和的障碍可改良动物品种或保护濒危物种缺点时间长，需及时发现优良品种有利变异少，需大量处理实验材料技术复杂且需与杂交配合发育延迟，结实率低有可能引起生态危机技术难度高技术要求高举例矮秆抗锈病小麦青霉素高产菌株、太空椒快速培育矮秆抗锈病小麦三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦产生人胰岛素的大肠杆菌、抗虫棉白菜甘蓝、番茄马铃薯克隆羊、鲤鲫移核鱼 拓展提升拓展提升诱变育种与杂交育种相比，前者能产生前所诱变育种与杂交育种相比，前者能产生前所未有的新基因，创造变异新类型；后者不能产生新基因，只是未有的新基因，创造变异新类型；后者不能产生新基因，
11、只是实现原有基因的重新组合。实现原有基因的重新组合。杂交育种选育的时间是杂交育种选育的时间是FF22，原因是从，原因是从FF22开始发生性状分离；开始发生性状分离；选育后是否连续自交取决于所选优良性状是显性还是隐性。选育后是否连续自交取决于所选优良性状是显性还是隐性。杂交育种与杂种优势不同：杂交育种与杂种优势不同：杂交育种是在杂交后代众杂交育种是在杂交后代众多类型中选择符合育种目标的个体进一步培育，直至获得稳定多类型中选择符合育种目标的个体进一步培育，直至获得稳定遗传的具有优良性状的新品种；遗传的具有优良性状的新品种；杂种优势主要是利用杂种杂种优势主要是利用杂种FF11的优良性状，并不要求遗传
12、上的稳定。的优良性状，并不要求遗传上的稳定。杂交种与多倍体的比较：二者都可产生很多优良性状如杂交种与多倍体的比较：二者都可产生很多优良性状如茎秆粗壮、抗倒伏、产量提高、品质改良，但多倍体生长周期茎秆粗壮、抗倒伏、产量提高、品质改良，但多倍体生长周期长，晚熟；而杂交种可早熟，故成熟期早晚可判定是多倍体还长，晚熟；而杂交种可早熟，故成熟期早晚可判定是多倍体还是杂交种。是杂交种。诱变育种尽管能提高突变率，但处理材料时仍然是未突诱变育种尽管能提高突变率，但处理材料时仍然是未突变的远远多于突变的个体；突变的不定向性和一般有害的特性，变的远远多于突变的个体；突变的不定向性和一般有害的特性，决定了在突变的个
13、体中有害仍多于有利，只是与自然突变相比决定了在突变的个体中有害仍多于有利，只是与自然突变相比较，二者都增多。较，二者都增多。根据不同育种需求选择不同的育种方法根据不同育种需求选择不同的育种方法 将两亲本的两个不同优良性状集中于同一生物体上，可将两亲本的两个不同优良性状集中于同一生物体上，可利用杂交育种，亦可利用单倍体育种。利用杂交育种，亦可利用单倍体育种。要求快速育种，则运用单倍体育种。要求快速育种，则运用单倍体育种。要求大幅度改良某一品种，使之出现前所未有的性状，要求大幅度改良某一品种，使之出现前所未有的性状，可利用诱变育种和杂交育种相结合的方法。可利用诱变育种和杂交育种相结合的方法。要求提
14、高品种产量，提高营养物质含量，可运用多倍体要求提高品种产量，提高营养物质含量，可运用多倍体育种。育种。对位训练对位训练11下面为下面为66种不同的育种方法。种不同的育种方法。据图回答下列问题：据图回答下列问题：图中图中AA至至DD方向所示的途径表示育种方式，这种方法方向所示的途径表示育种方式，这种方法属常规育种，一般从属常规育种，一般从FF22代开始选种，这是因为代开始选种，这是因为。ABCABC的途径表示育种方式，这两种育种方的途径表示育种方式，这两种育种方式中后者的优越性主要表现在。式中后者的优越性主要表现在。BB常用的方法为。常用的方法为。EE方法所用的原理是，所用的方法如方法所用的原理
15、是，所用的方法如、。育种时所需处、。育种时所需处理的种子应是萌发的理的种子应是萌发的(而非休眠的而非休眠的)种子，原因是种子，原因是。上述育种过程中，哪两个过程所使用的方法相同？上述育种过程中，哪两个过程所使用的方法相同？(填写字母填写字母)，具体使用的方法有，具体使用的方法有杂交杂交从从FF22代开始发生代开始发生明显缩短育种年限明显缩短育种年限单倍体单倍体性状分离性状分离花药离体培养花药离体培养基因突变基因突变XX射线、紫射线、紫外线外线激光、亚硝酸、硫酸二乙酯、秋水仙素激光、亚硝酸、硫酸二乙酯、秋水仙素种子萌发后进种子萌发后进行细胞分裂，行细胞分裂，DNADNA在复制过程中可能由于某种因
16、素的影响发生基在复制过程中可能由于某种因素的影响发生基因突变 因突变 CC、FF低温诱导和秋水仙素处理低温诱导和秋水仙素处理(至少回答两个至少回答两个)，其作用机理是，其作用机理是。GG过程原理是，过程原理是，HH和和II分别表示和过程。分别表示和过程。KLMKLM育种方法的优越性表现在育种方法的优越性表现在。上述上述AAII过程中，哪些过程作用前后没有改变作用对象的基过程中，哪些过程作用前后没有改变作用对象的基因型？因型？(填写字母填写字母)。抑制纺锤体形成，导致染色体抑制纺锤体形成，导致染色体不能移向两极而加倍不能移向两极而加倍基因重组 基因重组 脱分化 再分化脱分化 再分化克服了远缘杂交
17、不亲和的障克服了远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围碍，大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围HH、II 解析解析 方法 方法11应为杂交育种，它的可操作性最强，但育种周应为杂交育种，它的可操作性最强，但育种周期最长；方法期最长；方法22为单倍体育种，其最大优点为明显缩短育种周期；为单倍体育种，其最大优点为明显缩短育种周期；方法方法33为诱变育种，这种方法获得新品种的速度最快，但因有利为诱变育种，这种方法获得新品种的速度最快，但因有利变异往往不多，需大量处理实验材料；方法变异往往不多，需大量处理实验材料；方法44为多倍体育种，它为多倍体育种，它可获得性状改良的多倍体；方法可获得
18、性状改良的多倍体；方法55为转基因技术即基因工程育种，为转基因技术即基因工程育种，它可定向改造生物性状获得新品种；方法它可定向改造生物性状获得新品种；方法66为细胞工程育种，它为细胞工程育种，它可克服远缘杂交不亲和的障碍，培育生物新品种。可克服远缘杂交不亲和的障碍，培育生物新品种。22(20112011四川卷，四川卷，55)北极比目鱼中有抗冻基因，其编码北极比目鱼中有抗冻基因，其编码的抗冻蛋白具有的抗冻蛋白具有1111个氨基酸的重复序列，该序列重复次数越多，个氨基酸的重复序列，该序列重复次数越多，抗冻能力越强。下图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图，抗冻能力越强。下图是获取转基因抗冻番茄植株
19、的过程示意图，有关叙述正确的是有关叙述正确的是()借图突破难点借图突破难点基因工程操作工具和步骤基因工程操作工具和步骤典例引领典例引领考点考点22AA过程过程获取的目的基因，可用于基因工程和比目鱼基因获取的目的基因，可用于基因工程和比目鱼基因组测序组测序解析解析 因为一种氨基酸可能对应多种密码子、真核生物体 因为一种氨基酸可能对应多种密码子、真核生物体内的基因含有内含子等因素，导致逆转录合成的目的基因与原内的基因含有内含子等因素，导致逆转录合成的目的基因与原基因有较大的差异，所以人工合成的目的基因不能用于比目鱼基因有较大的差异，所以人工合成的目的基因不能用于比目鱼基因组测序，基因组测序，AA选
20、项错误；抗冻蛋白的选项错误；抗冻蛋白的1111个氨基酸的重复序列重个氨基酸的重复序列重复次数越多，抗冻能力越强，并不是抗冻基因的编码区重复次复次数越多，抗冻能力越强，并不是抗冻基因的编码区重复次数越多抗冻能力越强，抗冻基因编码区依次相连形成的新基因数越多抗冻能力越强，抗冻基因编码区依次相连形成的新基因已不是原来的抗冻基因，因此不能得到抗冻性增强的抗冻蛋已不是原来的抗冻基因，因此不能得到抗冻性增强的抗冻蛋 BB将多个抗冻基因编码区依次相连成能表达的新基因，不将多个抗冻基因编码区依次相连成能表达的新基因，不能得到抗冻性增强的抗冻蛋白能得到抗冻性增强的抗冻蛋白CC过程过程构成的重组质粒缺乏标记基因，
21、需要转入农杆菌构成的重组质粒缺乏标记基因，需要转入农杆菌才能进行筛选才能进行筛选DD应用应用DNADNA探针技术，可以检测转基因抗冻番茄植株中目探针技术，可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达的基因的存在及其完全表达白，白，BB选项正确；农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞的最选项正确；农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞的最常用方法，不是为了筛选含有标记基因的质粒，常用方法，不是为了筛选含有标记基因的质粒，CC选项错误；应选项错误；应用用DNADNA探针技术，可以检测转基因植物中目的基因的存在，但不探针技术，可以检测转基因植物中目的基因的存在，但不能完成对目的基因表达的检测，
22、能完成对目的基因表达的检测，DD选项错误。选项错误。答案答案BB排雷排雷用限制酶切割用限制酶切割DNADNA分子时，被破坏的是分子时，被破坏的是DNADNA链中的链中的磷酸二酯键磷酸二酯键(即连接相邻两个脱氧核苷酸形成的化学键即连接相邻两个脱氧核苷酸形成的化学键)。黏性末端是指双链黏性末端是指双链DNADNA分子被限制酶切开后，切口处的两分子被限制酶切开后，切口处的两个末端伸出的由若干特定核苷酸组成的单链。个末端伸出的由若干特定核苷酸组成的单链。在基因工程的四个操作步骤中，只有第三步将目的基因在基因工程的四个操作步骤中，只有第三步将目的基因导入受体细胞不需碱基互补配对，其余三个步骤都涉及碱基互
23、导入受体细胞不需碱基互补配对，其余三个步骤都涉及碱基互补配对。补配对。原核生物繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少，有原核生物繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少，有利于目的基因的复制与表达，因此常采用大肠杆菌等原核生物利于目的基因的复制与表达，因此常采用大肠杆菌等原核生物作为受体细胞。作为受体细胞。考点剖析考点剖析11基因工程操作工具基因工程操作工具 基因的基因的“剪刀剪刀”限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶(简称限制酶简称限制酶)分布：主要在微生物体内。分布：主要在微生物体内。特性：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并特性：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在
24、特定的切点上切割DNADNA分子。分子。实例：实例：EcoEcoRR限制酶限制酶能专一识别能专一识别GAATTCGAATTC序列，并序列，并在在GG和和AA之间将这段序列切开。之间将这段序列切开。切割结果：产生两个带有黏性末端的切割结果：产生两个带有黏性末端的DNADNA片段。片段。作用：基因工程中重要的切割工具，能将外来的作用：基因工程中重要的切割工具，能将外来的DNADNA切断，切断，对自己的对自己的DNADNA无损害。无损害。基因的基因的“针线针线”DNADNA连接酶连接酶 催化对象：两个具有相同黏性末端的催化对象：两个具有相同黏性末端的DNADNA片段。片段。催化位置：脱氧核糖与磷酸之
25、间的缺口。催化位置：脱氧核糖与磷酸之间的缺口。催化结果：形成重组催化结果：形成重组DNADNA。常用的运载体常用的运载体质粒质粒 本质：小型环状本质：小型环状DNADNA分子。分子。作用作用aa作为运载工具，将目的基因运送到宿主细胞中去；作为运载工具，将目的基因运送到宿主细胞中去；bb用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。条件条件aa能在宿主细胞内稳定保存并大量复制；能在宿主细胞内稳定保存并大量复制；bb有多个限制酶切点；有多个限制酶切点；cc有标记基因。有标记基因。22基因工程操作步骤图解基因工程操作步骤图解 提醒提醒第一步和第二步需要限制酶，且要求
26、用同一种，第一步和第二步需要限制酶，且要求用同一种，目的是产生相同的黏性末端。目的是产生相同的黏性末端。第二步中有二种工具酶并用到了运载体，故是基因工程第二步中有二种工具酶并用到了运载体，故是基因工程中最核心的一步。中最核心的一步。对基因操作是否成功不但要在分子水平上鉴定还要在个对基因操作是否成功不但要在分子水平上鉴定还要在个体水平上鉴定。体水平上鉴定。目的基因指要表达的基因，标记基因指运载体上且用于目的基因指要表达的基因，标记基因指运载体上且用于鉴定筛选的基因。鉴定筛选的基因。目的基因表达的标志：通过转录、翻译产生相应的蛋白目的基因表达的标志：通过转录、翻译产生相应的蛋白质。质。22(201
27、02010浙江卷，浙江卷，22)在用基因工程技术构建抗除草剂的在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作错误的是转基因烟草过程中，下列操作错误的是()A A用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸BB用用DNADNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和运载体连接酶连接经切割的抗除草剂基因和运载体CC将重组将重组DNADNA分子导入烟草原生质体分子导入烟草原生质体DD用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞对位训练对位训练 答案答案AA解析解析 构建重组 构建重组DNADNA分子时，需用同种限制性核酸内切酶分子时，
28、需用同种限制性核酸内切酶切割目的基因和运载体，再用切割目的基因和运载体，再用DNADNA连接酶连接形成重组连接酶连接形成重组DNADNA分子，分子，而烟草花叶病毒的遗传物质是而烟草花叶病毒的遗传物质是RNARNA，所以，所以AA项错误。重组项错误。重组DNADNA分分子形成后要导入受体细胞子形成后要导入受体细胞(若是植物细胞，则可导入其原生质若是植物细胞，则可导入其原生质体体)，若导入的受体细胞是体细胞，经组织培养可获得转基因，若导入的受体细胞是体细胞，经组织培养可获得转基因植物。目的基因为抗除草剂基因，所以未成功导入目的基因的植物。目的基因为抗除草剂基因，所以未成功导入目的基因的细胞不具有抗
29、除草剂的能力，可用含除草剂的培养基筛选转基细胞不具有抗除草剂的能力，可用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞。因烟草细胞。作物育种方式包括杂交、诱变、单倍体育种、多倍体育种作物育种方式包括杂交、诱变、单倍体育种、多倍体育种以及基因工程育种，育种的最终目的就是改变原有品种的遗传以及基因工程育种，育种的最终目的就是改变原有品种的遗传物质，培育出符合人类需求的新品种。在具体解题中，要正确物质，培育出符合人类需求的新品种。在具体解题中，要正确区分不同育种的特点，恰当使用育种程序步骤综合分析，寻找区分不同育种的特点，恰当使用育种程序步骤综合分析，寻找出解题突破口。例如：绝大多数生物为二倍体，所以，其单倍出
30、解题突破口。例如：绝大多数生物为二倍体，所以，其单倍体应高度不育，但对于部分属于多倍体的配子发育成的个体则体应高度不育，但对于部分属于多倍体的配子发育成的个体则有可能可育。同时，注意几种育种方法的处理时间，如利用基有可能可育。同时，注意几种育种方法的处理时间，如利用基因突变育种时，处理时间是细胞分裂的间期，利用染色体变异因突变育种时，处理时间是细胞分裂的间期，利用染色体变异育种时，处理时间是萌发的种子或幼苗。育种时，处理时间是萌发的种子或幼苗。方法体验方法体验育种方式的综合应用育种方式的综合应用 典例典例(20102010安徽理综，安徽理综，3131)如图所示，科研小组用如图所示，科研小组用6
31、060CoCo照射棉花种子，诱变当代获得棕色照射棉花种子，诱变当代获得棕色(纤维颜色纤维颜色)新性状，诱新性状，诱变变代获得低酚代获得低酚(棉酚含量棉酚含量)新性状。已知棉花的纤维颜色由一新性状。已知棉花的纤维颜色由一对基因对基因(A(A、a)a)控制，棉酚含量由另一对基因控制，棉酚含量由另一对基因(B(B、b)b)控制，两对控制，两对基因独立遗传。基因独立遗传。两个新性状中，棕色是性状，低酚是性状。两个新性状中，棕色是性状，低酚是性状。诱变当代中，棕色、高酚的棉花植株基因型是，白诱变当代中，棕色、高酚的棉花植株基因型是，白色、高酚的棉花植株基因型是。色、高酚的棉花植株基因型是。棕色棉抗虫能力
32、强，低酚棉产量高。为获得抗虫高产棉棕色棉抗虫能力强，低酚棉产量高。为获得抗虫高产棉花新品种，研究人员将诱变花新品种，研究人员将诱变代中棕色、高酚植株自交，每株代中棕色、高酚植株自交，每株自交后代种植在一个单独的区域，从自交后代种植在一个单独的区域，从的区域中得到纯合棕色、高酚植的区域中得到纯合棕色、高酚植株。请你利用该纯合子作为一个亲本，再从诱变株。请你利用该纯合子作为一个亲本，再从诱变代中选择另代中选择另一个亲本，设计一方案，尽快选育出抗虫高产一个亲本，设计一方案，尽快选育出抗虫高产(棕色、低酚棕色、低酚)的的纯合棉花新品种纯合棉花新品种(用遗传图解和必要的文字表示用遗传图解和必要的文字表示
33、)。显性显性 隐性 隐性AaBBAaBBaaBbaaBb不发生性状分离不发生性状分离(或全为或全为棕色棉，或没有出现白色棉棕色棉，或没有出现白色棉)典例典例下列关于限制酶和下列关于限制酶和DNADNA连接酶的理解，正确的是连接酶的理解，正确的是()()A A其化学本质都是蛋白质其化学本质都是蛋白质BBDNADNA连接酶可以恢复连接酶可以恢复DNADNA分子中的氢键分子中的氢键CC它们不能被反复使用它们不能被反复使用DD在基因工程操作中可以用在基因工程操作中可以用DNADNA聚合酶代替聚合酶代替DNADNA连接酶连接酶易错警示易错警示对基因工程中一些观点辨析不清对基因工程中一些观点辨析不清错因分
34、析错因分析 对 对DNADNA连接酶和连接酶和DNADNA聚合酶的化学本质、作用化聚合酶的化学本质、作用化学键和作用对象模糊不清。学键和作用对象模糊不清。解析解析 限制酶与 限制酶与DNADNA连接酶的化学本质都是蛋白质；连接酶的化学本质都是蛋白质；DNADNA连连接酶连接的是两个接酶连接的是两个DNADNA片段间相邻两个脱氧核苷酸间的磷酸二酯片段间相邻两个脱氧核苷酸间的磷酸二酯键；酶在化学反应前后其数量、性质、功能均不发生改变，因键；酶在化学反应前后其数量、性质、功能均不发生改变，因此可以反复利用；此可以反复利用；DNADNA聚合酶是在细胞内聚合酶是在细胞内DNADNA分子复制时发挥作分子复
35、制时发挥作用的，不能替代用的，不能替代DNADNA连接酶。连接酶。答案答案AA 纠错笔记纠错笔记限制性核酸内切酶和限制性核酸内切酶和DNADNA连接酶的作用部位都连接酶的作用部位都是脱氧核苷酸之间形成的磷酸二酯键是脱氧核苷酸之间形成的磷酸二酯键(不是氢键不是氢键)，只是一个切，只是一个切开，一个连接。开，一个连接。质粒是最常用的运载体，不要把质粒同运载体等同，除质粒是最常用的运载体，不要把质粒同运载体等同，除此之外，噬菌体和动植物病毒也可作为运载体。运载体的化学此之外，噬菌体和动植物病毒也可作为运载体。运载体的化学本质为本质为DNADNA，其基本单位为脱氧核苷酸。，其基本单位为脱氧核苷酸。要想
36、从要想从DNADNA上切下某个基因，应切上切下某个基因，应切22个切口，产生个切口，产生44个黏性个黏性末端。末端。DNADNA酶即酶即DNADNA水解酶，是将水解酶，是将DNADNA水解的酶；水解的酶；DNADNA聚合酶是在聚合酶是在DNADNA复制过程中，催化形成新复制过程中，催化形成新DNADNA分子的酶，是将单个游离的脱分子的酶，是将单个游离的脱氧核苷酸加到氧核苷酸加到DNADNA片段上，需要模板；但片段上，需要模板；但DNADNA连接酶是将两个连接酶是将两个DNADNA片段的两个缺口同时连接，不需要模板，两者作用的化学键相片段的两个缺口同时连接，不需要模板，两者作用的化学键相同，都是
37、磷酸二酯键。同，都是磷酸二酯键。原核生物基因原核生物基因(如抗虫基因来自苏云金芽孢杆菌如抗虫基因来自苏云金芽孢杆菌)可为真可为真核生物核生物(如棉花如棉花)提供目的基因。提供目的基因。限制酶在第一步和第二步操作中都用到，且要求同一种限制酶在第一步和第二步操作中都用到，且要求同一种酶，目的是产生相同的黏性末端；第二步中两种工具酶都用到酶，目的是产生相同的黏性末端；第二步中两种工具酶都用到了。了。受体细胞动物一般用受精卵，植物若用体细胞则通过组受体细胞动物一般用受精卵，植物若用体细胞则通过组织培养的方式形成新个体。织培养的方式形成新个体。抗虫棉只能抗虫，不能抗病毒、细菌。抗虫棉只能抗虫，不能抗病毒
38、、细菌。纠错训练纠错训练 下图表示一项重要的生物技术，对图中物质 下图表示一项重要的生物技术，对图中物质aa、bb、cc、dd的描述，正确的是的描述，正确的是()A Aaa的基本骨架是磷酸和核糖交替连接而成的结构的基本骨架是磷酸和核糖交替连接而成的结构BB要获得相同的黏性末端，必须用相同的要获得相同的黏性末端，必须用相同的bb去切割去切割aa和和dd C Ccc连接双链间的氢键，使黏性末端处碱基互补配对连接双链间的氢键，使黏性末端处碱基互补配对DD若要获得未知序列的若要获得未知序列的dd，可到基因库中去寻找，可到基因库中去寻找 答案答案BB解析解析aa是运载体质粒，是运载体质粒，bb是限制酶，是限制酶，cc是是DNADNA连接酶连接质连接酶连接质粒和目的基因，粒和目的基因，dd是目的基因。质粒是环状是目的基因。质粒是环状DNADNA，其基本骨架是，其基本骨架是磷酸和脱氧核糖交替连接而成的。要想获得同一种黏性末端只磷酸和脱氧核糖交替连接而成的。要想获得同一种黏性末端只能用同一种限制酶。能用同一种限制酶。DNADNA连接酶连接的是磷酸和脱氧核糖之间的连接酶连接的是磷酸和脱氧核糖之间的磷酸二酯键，不是氢键。对于未知序列的目的基因是无法从基磷酸二酯键，不是氢键。对于未知序列的目的基因是无法从基因文库中获取的。因文库中获取的。
