第23讲 从杂交育种到基因工程

考点一
五种育种方法的比较
【技巧点拨】根据育种目的选择育种方式 1)若要培育隐性性状个体，可用自交或杂交 _________， 只要出现该性状即可。 2)有些植物如小麦、水稻等，杂交实验较难 自交 。 操作，其最简便的方法是_______ 单倍体育种 。即： 3)快速获得纯种——_____________ 先花药离体培养再用秋水仙素使染色体加倍 ______________________________________ 多倍体育种 。 4)提高营养物质含量——____________ 诱变育种 。 5)培育原先没有的性状——_________ 营养繁殖（无性繁殖），如 6)若培育植物为____________________ 土豆、地瓜等，则只要出现所需性状即可。
【案例】番茄(2n=24)的正常植株(A)对矮生 植株(a)为显性，红果(B)对黄果(b)为显性，
两对基因独立遗传。请回答下列问题：
(1)现有基因型AaBB与aaBb的番茄杂交，其 aaBb 基因型的植 后代的基因型有___ 4 种，______ 株自交产生的矮生黄果植株比例最高，自交 矮生红果∶矮生黄果 后代的表现型及比例_________________ 。 =3∶1
(4)玉米花叶病由花叶病毒引起，苗期出现 黄绿相间条纹状叶。已知抗花叶病(b)为隐 性。现有纯种宽叶不抗病与纯种窄叶抗病 两品种玉米，要获得高产且抗花叶病的品种， 杂交 可用两纯合亲本进行_______ ，得到F1，再 测交 用F1进行________ ，即能在较短时间 内获得所需品种植株，其基因型是_______。 Aabb 选出该玉米植株的简要过程是 将测交后代种子全部种下，在培养过程中 __________________________________。 用花叶病毒进行筛选，在苗期选出正常宽 叶植株
基因重组与基因工程间的关系
【典例】育种的方法有杂交育种、单倍体 育种、诱变育种、多倍体育种、基因工程 育种等，下面对这五种育种方式的说法正 确的是( A ) A.涉及的原理有基因突变、基因重组、染 色体变异 B.都不可能产生定向的可遗传变异 C.都在细胞水平上进行操作 D.都不能通过产生新基因而产生新性状
考点二 基因工程的操作工具及基本步骤 1. 基因工程操作工具 (1)限制性核酸内切酶(简称限制酶)： 主要在微生物体内 ①分布： _______________。 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。 EcoRⅠ限制酶 能专一识别GAATTC ③实例：______________ 序列，并在G和A之间将这段序列切开。 ④结果：产生两个带有黏性末端 ________的DNA片段。 ⑤作用：基因工程中重要的切割工具，能将 外来的DNA 切断，但对_________ 自己的DNA无损害。 ___________
1.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上属于基因工
程。 (
×)
2.可用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病 毒的核酸，进行构建抗除草剂的转基因烟 草。 限最短。 ( (
×) ×)
3.单倍体育种在所有育种方法中所用的年
4.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个体上。( √) 【分析】杂交过程能产生基因重组，使优良 的基因集中在一起。 5.太空育种能按人的意愿定向产生优良性状。 ( )× 【分析】太空育种利用基因突变的原理。基 因突变具有不定向性、多害少利性。 6.在所有的基因工程步骤中都涉及碱基互补 配对。( × ) 【分析】将重组DNA导入受体细胞中，这一步 骤中没有涉及碱基互补配对。
【典例2】玉米是雌雄同株异花植物，有宽叶 和窄叶、抗病和不抗病等性状。已知宽叶(A) 对窄叶(a)为显性，在苗期便能识别出来，并 且杂交种(Aa)所结果实与纯合品种相比表现 为高产。某农场在培育杂交种时，将纯种宽 叶玉米和纯种窄叶玉米进行了间行种植，但 由于错过了人工授粉的时机，结果导致大面 积自然受粉。 (1)按照上述栽种方式，F1植株的基因型有 AA、Aa、aa ________________ 。
2.诱变育种 物理因素或化学因素 来处理 (1)含义：利用___________________ 基因突变 。 生物，使生物发生_________ 基因突变 。 (2)育种原理：_________ 3.生物育种原理、方法、实例(连线)
二、基因工程及其应用 1.基因工程的概念 基因拼接技术或 DNA重组技术 。 (1)别名： _________________________ 基因 。 (2)操作对象：_____ 某种基因 提 (3)操作过程：把一种生物的_________ 取出来，加以修饰改造，然后放到另一种 细胞 里。 生物的_____ 定向 改造生物遗传性状。 (4)操作目的：_____ 2.原理 基因重组 。 不同生物之间的_________
(2)DNA连接酶：
①催化对象：
两个具有相同黏性末端的DNA片段。
②催化位置：
脱氧核糖与磷酸之间的磷酸二酯键。 ③催化结果：
形成重组DNA。
(3)常用的运载体——质粒： 小型环状DNA分子 。 ①本质：________________ ②作用： a.作为运载工具，将目的基因运送到受体ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ细胞中去； b.用它在受体细胞内对目的基因进行大量 复制。 ③条件： a.能在受体细胞内稳定保存并大量复制； b.有多个限制酶切点； c.有标记基因。
(4)转基因技术可使某基因在植物体内过量 表达，也可以抑制某基因表达。假设A基因通 过控制赤霉素的合成来控制番茄的株高，请 完成如下实验设计，以验证假设是否成立。 ①实验设计： a.分别测定正常与矮生植株的赤霉素含量和 株高。 通过转基因技术，抑制正常植株A基因的表达 b.____________________________________ 测定其赤霉素含量和株高 ____________________________________ 。 通过转基因技术，使A基因在矮生植株中过 c.____________________________________ 量表达，测定其赤霉素含量和株高 ____________________________________ 。
【变式】某植物基因型为AaBB，通过下列技 术可以分别将它转变为以下基因型的植物： ①AABB ②aB ③AaBBC ④AAaaBBBB 则以下排列正确的是( B ) A.诱变育种、转基因技术、花药离体培养、 细胞融合 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
(2)如果用上述自然受粉收获的种子用于第 二年种植，预计收成将比单独种植杂交种减 窄 叶 产8%，因此到了收获季节，应收集_____ 植株的种子，第二年播种后，在幼苗期选择 宽 叶植株栽种，才能保证产量不下降。 _____ (3)如果玉米抗花叶病毒的基因与易感花叶 病毒基因的转录产物相比，只有一个密码子 的碱基序列不同，导致翻译到mRNA的该位点 时蛋白质合成提前终止，其根本原因是基因 替换 中碱基对的_________________ 。
【典例1】下列有关育种说法正确的是( A ) A.用杂交的方法进行育种，F1自交后代有可 能筛选出符合人类需要的优良品种 B.用辐射的方法进行诱变育种，诱变后的植 株一定比诱变前的植株具备更多的优良性状 C.用基因型为DdTt的植株进行单倍体育种， 所育的种自交后代约有1/4为纯合子 D.用基因型为DdTt的植株进行多倍体育种， 所育的种和原品种杂交一定能产生可育后代
3.基因操作的基本工具 限制性核酸内切酶 基因的“剪刀”： _________________ DNA连接酶 基因的“针线”：__________ 运载体 基因的“运输工具”： _______，常用 质粒、噬菌体、动植物病毒等 _____ 4.基因操作的基本步骤 提取目的基因→目的基因与运载体结合→ 受体细胞 将目的基因导入__________→目的基因的 检测与鉴定。 ___________
第23讲
基因工程与杂交育种
一、杂交育种与诱变育种 1.杂交育种 (1)含义：将两个或多个品种的优良性状通 选择和培育 ， 交配 集中在一起，再经过___________ 过_____ 获得新品种的方法。 基因重组 。 (2)育种原理：_________ 自交 (3)方法：杂交→_____→选种→自交。
【变式】下列有关基因工程的相关叙述中， 正确的是 （ D） A.基因治疗就是去除生物体细胞中有缺陷的 突变基因 B.运载体上抗性基因的存在有利于对目的基 因是否表达进行检测 C.在基因工程操作中，必须用同种限制性核 酸内切酶剪切目的基因和质粒 D.转基因技术造成的变异，实质上相当于人 为的基因重组，但却产生了定向变异
②支持上述假设的预期结果： 与对照比较，正常植株在 A基因表达被抑制 _____________________________________ 后，赤霉素含量降低，株高降低；与对照 _____________________________________ 比较， A基因在矮生植株中过量表达后，该 _____________________________________ 植株赤霉素含量增加，株高增加 ___________________________________。
(2)在♀AA×♂aa杂交中，若A基因所在的同 源染色体在减数第一次分裂时不分离，产生 13或11，这种情况下 的雌配子染色体数目为______ 杂交后代的株高表现型可能是正常或矮生 ___________。 (3)假设两种纯合突变体X和Y都是由控制株高 的A基因突变产生的，检测突变基因转录的 mRNA，发现X的第二个密码子中第二个碱基由 C变为U，Y在第二个密码子第二个碱基前多了 Y 突变体的株高 一个U，与正常植株相比，____ 变化可能更大，试从蛋白质水平分析原因： Y突变体的蛋白质中氨基酸改变的更多。 _________________________________