【创优学案】2021届高三生物一轮总复习必修二第6章：从杂交育种到基因工程

(2)由题干信息可知，选择培养基中还需要 添加I、X、氨苄青霉素，其中I、X可以作为指 示物质，氨苄青霉素能够筛选出转导成功的大
肠杆菌。(3)如果lacZ基因中插入了外源基因，
就不会表达出半乳糖苷酶，培养基中X不会被水 解成蓝色，则大肠杆菌将形成白色菌落，如果
lacZ基因中没有插入外源基因，或重组质粒没
，需处理大 量实验材料
霉素菌 株
用一定浓 操作简 发育迟缓、 无子
染色 度的秋水 单,能 结实率低， 西瓜
体变 异
仙素处理 萌发的种 子或幼
较快获
得所需 品种
在动物中无 法开展
、
八倍 体小 黑麦
杂交
染↓
色 F1
单倍 体育 种
体
变 异
↓ 花药离体培养 ↓ 单倍体植株
纯合二倍体幼 苗 ↓ 选育
明显缩
了远缘 生态危
杂交不 机
亲和的
障碍
①
②
③
易错提示
基因工程育种与诱变育种相比,其优势在于定向 改造生物性状; 与杂交育种相比,其优势在于克服远缘杂交不亲 和的障碍。 单倍体育种与杂交育种相比,优势在于明显地缩
【例1】 传统农作物的育种方法一般是杂 交育种，如图为抗旱小麦的几种不同育种方法 示意图。据图回答下列问题：
解析 A 杂交育种的原理是基因重组，单 倍体育种、多倍体育种的原理是染色体变异， 诱变育种的原理是基因突变；基因工程育种的 原理也是基因重组，是在分子水平上进行基因 的拼接，并且能够定向改变生物性状；基因重 组和染色体变异都不产生新的基因，但是基因 突变能够产生新的基因。
考点二 基因工程
1.基因工程的操作工具 (1)基因的“剪刀”
①、④
解析 本题考查基因工程、微生物培养、同 位素标记等综合知识。
(1)如图所示，直接用限制酶从蓝藻基因组 中获取目的基因，因为要用氨苄青霉素作为选 择培养基成分，受体大肠杆菌不含氨苄青霉素 抗性基因，这样转导成功的大肠杆菌对氨苄青 霉素不敏感。图示试管Ⅱ中，用氯化钙溶液处 理大肠杆菌，使细胞膜的通透性发生改变。有 利于目的基因导入受体细胞。
通过自交至不 中的多 个体
麦培育矮
育基 发生性状分离 个优良 ③需及时发现优秆抗病小
种因 为止 重培育杂合子品
性状集 中于同 一个体
良品种 年年制种
组种:一般是选 上
麦
杂交水稻 、杂交玉
取纯合双亲 操作简
米等
子一代 单，目
标性强
盲目性大，
诱变 基因 辐射、激提高突 有利变异少 高产青
育种
突变
光诱、变空 等间变 加 种率 速 进， 育 程
(5)➢( ) ❖ ( )
将矮秆小麦与高秆小麦杂交，如果子一代为高秆 ，子二代高秆∶矮秆＝3∶1(或出现性状分离)， 则矮秆性状是基因突变造成的，否则矮秆性状是 环境引起的。或将矮秆小麦与高秆小麦种植在相 同环境条件下，如果两者未出现明显差异，则矮 秆性状由环境引起，否则矮秆性状是基因突变的 结果。
某农科所通过如图所示育种过程培育成了高 品质的糯小麦，相关叙述正确的是( )
A ➢ B a➢➢ C a c D yyRR b ➢
解析 D 该过程用的遗传学原理有基因重组、染 色体数目变异；a过程是利用秋水仙素处理幼苗，使幼 苗染色体数目加倍从而快速获得纯合子，缩短育种年限 ；a过程用秋水仙素处理的只有幼苗，c过程可以作用于 幼苗或萌发的种子。
) (
)
【例2】 大肠杆菌的一种质粒只有某限制
酶的一个识别序列，位于该质粒的lacZ基因中 。lacZ基因若无外源基因插入，便可表达出半
乳糖苷酶。当培养基中含有两种物质I和X时，X 便会被半乳糖苷酶水解成蓝色，大肠杆菌将形
成蓝色菌落。如果lacZ基因中插入了外源基因
，带有该种质粒的大肠杆菌便不能表达半乳糖 苷酶，培养基中的X不会被水解成蓝色，大肠杆 菌将形成白色菌落。大肠杆菌的这种质粒还携
主要存在于微生物细—胞—中 限制性核 酸 ①内 存切 在酶场一所种:限制性核酸内切酶只能识别一种特 ②特性:定的核苷酸序列,并且能够在特定的切点
上切割DNA分子。
得到具有平末端或黏性末端的DNA ③作用结果片: 段
E·coli DNA连接酶
DNA连接酶
T4 DNA连接酶
DNA连接酶的作用是在DNA分子的连接过程中,黏 合(脱2)氧基核因糖的和“磷针酸线之”间--的缺口,即限制性核酸内 切酶切开的缺口。
带了氨苄青霉素抗性基因。如图是利用lacZ基
因的插入失活筛选出重组质粒的示意图。据图
回答下列问题：
(1)_____限__制_酶
________
氨苄青霉✓素抗性
Ⅱ ________
(2) 目 的基因导入受体细胞
Ⅰ X ➢ ________
✓
氨苄青霉素
ห้องสมุดไป่ตู้
(3) ✓ ❖
导入受体大肠杆菌，则表达出半乳糖苷酶，培 养基中X被该酶水解成蓝色，大肠杆菌将形成蓝 色菌落。(4)噬菌体内32P存在于DNA中，35S存在 于蛋白质中，具体部位是32P在磷酸基上，35S在 氨基酸R基上。
( ) A B C D
解析 C 有些转基因食品疑似不够安全，但无 论是理论分析还是实验，都指出大多数转基因食 品对人体是安全的。
(1)AD ________ ❖杂交
____________
基因重组
(2) ______________ 单倍体育A种B
(3)G H→J
______________________________
基因工程和植物组织培养技术
➢ ( )
A ➢ ➢ B ▪ ➢ C D ▪ ▪
(1) —— (2) ——
(3) ➢—— (4)➢➢ “” “” ➢ ——➢ (5) ➢——
【例3】 普通小麦中有高秆抗病(TTRR)和 矮秆易感病(ttrr)两个品种，控制两对性状的 基因分别位于两对同源染色体上。实验小组利 用不同的方法进行了如下三组实验：
(1)AF1F2________ F自2交
运载体
特(3具能)基有够因多在的个宿“限主转制细运酶胞工切中具点复”，制—以并—便稳与定外地源保基存因；插入中； 点目前具常有用特的殊载的体遗有传质标粒记、基噬因菌，体便和于动进植行筛物选病。毒。
质粒对存受在体于细许胞多无细害菌。以及酵母菌等生物的细胞中 ,是拟核或细胞核外能够自主复制的很小的环状 DNA分子
(5)一块高秆(纯合子)小麦田中，发现了一株矮秆 小麦，属于变异。导致变异的原因有两种：环境条件 导致的不可遗传的变异和遗传物质变化引起的可遗传 的变异，所以探究该矮秆性状出现可能原因的实验思 路是通过判断该变异性状能否遗传来获得结论。
如该变异性状能遗传，则是基因突变的结果；如该 变异性状不能遗传，则是环境引起的。实验方法有两 种，其一将矮秆小麦与高秆小麦杂交，如果子二代高 秆∶矮秆＝3∶1(或出现性状分离)，则矮秆性状是基因 突变造成的，否则，矮秆性状是环境引起的。其二， 将矮秆小麦与高秆小麦种植在相同环境条件下，如果 两者未出现明显差异，则矮秆性状由环境引起，否则 是基因突变的结果。
_________________________________
如果长出蓝色菌落，说明没有与目的基因 重组的质粒已转入受体菌(或说明重组质粒 __没__导__入__受__体__大__肠__杆__菌__)______________ 如果长出白色菌落，说明重组质粒已经导 入受体大肠杆菌
(4) 32P 35S 32P 35S________()
物新品种，如抗虫棉。
2．药物研制：利用基因工程，培育转基因生 物，利用转基因胰生岛物素生产乙出肝各疫种苗高质量、低成本
的药品，如
、干扰素和
等有。毒3有．害环的境化保合护物，：吸如收利用转基环因境细中，菌的分降重解解金泄属漏的
石油，处理工业废水等。
①
➢ ▪
② ( DNA ✓ ) (
________
2/3
(2)Ⅰ Ⅱ Ⅲ ▪
________
Ⅱ
(3)A B C ________
__________________C_
基因突变频率低且不定向
(4)通过矮秆抗病Ⅱ获得矮秆抗病小麦新品种的方 法是秋__水__仙__素(或低温)诱导染色体加倍 获得的矮 秆抗病植株中能稳定遗传的占_1_0_0_%____。
短育种 年限, 子代均
为纯合 子,加 速育种 进程
技术 复杂 需要 与杂 交育 种配 合
用纯种 高秆抗 病小麦 与矮秆
不抗病 小麦快 速培育 矮秆抗 病小麦
基 因
工 程
育 种
基 提取目的基因
因 →目的基因与
重 组
载体结合→将
目的基因导入 受体细胞→目
的基因的检测
与鉴定→筛选
获得优良个体
①目的 技术复 转基因 性强, 杂,安全 大豆、 育种周 性问题 转基因 期短; 多,有可 抗虫棉 ②克服 能引发
【创优学案】2021届高 三生物一轮总复习必修 二第6章：从杂交育种到
基因工程
2020/10/13
名考原 点一 几方法种育种优方点法的缺比点较
应用
称理
培育纯合子品 使分散 ①育种时间一般用纯种高
种:杂交→自交 在同一 比较长
秆抗病小
杂 交
→筛选出符合 物种不 ②局限于同种或麦与矮秆
要求的表现型, 同品种 亲缘关系较近的不抗病小
2.基因工程的基本操作步骤 提取目的基因
将目的基因导入受体细胞
3.转基因技术能够成功的原因 (1)所有生物的DNA分子基本结构都是相同的。 (2)所有生物在合成蛋白质时共用一套密码子。
三、基因工程的应用
1．作物育种：利用 基因工程
，获得高产、稳产优和良具品有质 农作物，抗培逆育性出具有各种