必修2-3-3

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【典例2】►(2010·全国Ⅱ，5)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
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育 种 程 序
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可以提高 ①使位于不同 优 点 个体的优良性 变异的频 率、加速 ①明显缩短 育种年限 ②所得品种 为纯合子 器官巨 大，提 打破物种 界限，定 向改变生 物的性状
状集中到一个
个体上 ②操作简便
育种进程
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【训练1】►(2012·北京东城区)将某种二倍体植物①、②两个植株
杂交，得到③，将③再做进一步处理，如下图所示。下列分析不 正确的是( )。
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A．由③到④的育种过程依据的主要原理是基因突变 B．由⑤×⑥过程形成的⑧植株属于新物种 C．若③的基因型为 AaBbdd，则⑩植株中能稳定遗传的个体 1 占总数的 4 D．由⑦到⑨的过程会发生突变和重组，可为生物进化提供原 材料 解析 由⑦到⑨的过程是通过有丝分裂来实现的，而基因重组
①能在宿主细胞内稳定保存并大量复制 (3)条件②有多个限制酶切点 ③有标记基因
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二、操作步骤
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提醒
①微生物常被用做受体细胞的原因是其具有繁殖快、代谢
快、目的基因产物多的特点。
②动物受体细胞一般选用受精卵，植物受体细胞可以是体细胞，
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图2 引物对与模板结合示意图
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第3讲 从杂交育种到基因工程
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知识点一
杂交育种和诱变育种
答案：①选择 ⑥获得F2 ⑦长
②培育
③基因重组
④杂交
⑤F1自交
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答案：⑧基因突变 理想类型
⑨基因突变
10 ○ 诱发基因突变
⑪选择
⑫突变频率
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造变异新类型；后者不能产生新基因，只是实现原有基因的重新 组合。 2．在所有育种方法中，最简捷、常规的育种方法——杂交育种。 3．根据不同育种需求选择不同的育种方法。
(1)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。 (2)要求快速育种，则运用单倍体育种。
(3)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
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26 答案：○抗虫棉
27 ○干扰素
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比一比：(1)DNA连接酶和DNA聚合酶有何不同？(2)运载体和细胞
膜上的载体相同吗？ 答案：：(1)DNA连接酶是修复愈合DNA片段间单链上的缺口，使 之形成磷酸二酯键。DNA聚合酶是DNA分子复制时，按模板链的 要求，逐个把脱氧核苷酸连接起来，形成DNA的子链。 (2)不同。①运载体是将外源基因导入受体细胞的专门运输工具， 常用的运载体有质粒、动植物病毒、噬菌体等。
但需与植物组织培养技术相结合。
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★★★
本考点必修内容侧重转基因技术的基本操作、工具及安
全性，深入考查基因工程的原理、过程及其应用则是选修三的高
考要求。从历年高考命题来看，全国卷及各省市卷都有具体要求
和较固定的命题模式(有的为必考，有的为选考)。复习时应按本 省市具体高考要求有的放矢的进行复习和训练！
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用纯种高秆 抗病小麦与 应用 矮秆不抗病 小麦培育矮
用纯种高秆 抗病小麦与
三倍体 无子西 瓜、八 倍体小
转基因“
高产青
霉菌
矮秆不抗病
小麦快速培 育矮秆抗病 小麦
向日葵豆
”、转基 因抗虫棉
秆抗病小麦
黑麦
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1．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
【典例1】►下面为6种不同的育种方法。
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据图回答下列问题。 (1)图中A至D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F2代开始选种，这是因为________________。
A→B→C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______。 (2)B常用的方法为______________。 (3)E方法所用的原理是____________，所用的方法如_________、
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C．片段迁移
带负电的DNA片段会朝正极迁移。片段越小，在
凝胶中的迁移速度越快。因此小片段最后会离加样孔最远。
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DNA重组技术(基因工程)
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将人的生长激素基因与质粒(运载体)重组并导入细菌中，重组质 粒大量克隆的同时，目的基因表达(如上图合成了人的生长激素)
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知识点二
基因工程
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答案：⑬基因拼接技术 ⑰限制性核酸内切酶
⑭定向
⑮遗传性状 ⑲质粒
⑯基因重组 ⑳噬菌体
⑱DNA 连接酶
21 22 23 24 25 ○动植物病毒 ○目的基因 ○运载体 ○受体细胞 ○
检测与鉴定
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比一比：(1)杂交育种与杂种优势是一回事吗？(2)诱变育种与杂交 育种相比，最大的区别是什么？
答案：(1)不是。两者都是将两个品种中的优良性状集中到一个亲
本上，但杂交育种培育成能稳定遗传的纯合子，杂种优势主要是 利用杂种F1的优良性状，并不要求遗传学上的稳定；(2)二者最大 的区别在于诱变育种能创造出新基因。
微生物发生基因突变提供良好条件！
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★★★
本考点单科试卷多以选择题形式出现，而理综试卷多以
非选择题形式综合考查各种育种的原理、方法及相互联系，往往
作为压轴的高区分度试题拉开考生间距离，应特别重视，防止丢
分。
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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。 (2)基因工程技术应用于育种有明显的优势：①能够按照人们的意 愿，定向改造生物的性状，目的性强，如生产人的胰岛素、干扰
素、白蛋白的各种工程菌的构建；②打破了物种界限，克服了远
缘杂交不亲和的障碍。 (3)诱变育种大幅度改良生物性状，这是优点；能提高突变率，但 突变的不定向性和一般有害的特性决定了在突变的个体中有害远 多于有利，因而需要大量处理材料，工作量大，能否产生有价值 的变异类型，不以人的意志为转移，目的性差。
且大幅度 地改良某 些性状
高产量
和营养 成分
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①育种时
间长 缺点 ②不能克 服远缘杂 交不亲和 的障碍
有利变 异少， 需大量 处理实 验材料( 技术复 杂且需 与杂交 育种配 只适用于 植物，发 育延迟， 结实率低
有可能引 发生态危 机
有很大
盲目性)
合
②位于细胞膜上的载体是蛋白质，与控制物质进出细胞有关系。
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现代生物技术：凝胶电泳 A．在DNA样本中加入一个或数个限制性核酸内切酶。这些酶把
DNA切成小片段。
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B．凝胶块一端有注入DNA样本的小孔，方便注入样本；注入 DNA样本后，对凝胶(相当于固定溶液)施以电场。
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学习笔记：
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几种常见育种方式的比较
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杂交育种 诱变育种
单倍体育种 多倍体育种
基因工程 育种 基因重组
原
理
基因重组 基因突变
染色体变异 染色体变异
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在细胞分裂时，抑制纺锤体形成，
引起染色体数目加倍
(5)基因工程(或DNA拼接技术或DNA重组技术或转基因技术)
物组织培养
植
(6)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
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题后反思
(1)杂交育种选育的时间是从F2代开始，原因是从F2开
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2．基因的“针线”——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缺口。 (3)催化结果：形成重组DNA。 3．常用的运载体——质粒
(1)本质：小型环状DNA分子
①作为运载工具，将目的基因送到宿主细胞中去 (2)作用 ②用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制
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(3)实例：EcoR Ⅰ限制酶能专一识别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：基因工程中重要的切割工具。在微生物体内能将外来的
DNA切断，对自己的DNA无损害。
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①选育纯 种：杂交 辐射诱 变、激 光诱变
转基因
常 →自交→
用 选优→自 方 交 式 ②选育杂 种：杂交
花药离体培
养，然后再 使染色体数 目加倍
(DNA重组 秋水仙素处 )技术将目 理萌发的种 的基因导
、空间
诱变
子或幼苗
入生物体
内，培育 新品种
→杂交种
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C为诱变育种，D无人为因素不属于基因工程。 答案 B
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【典例3】►(2008·江苏生物，32)将动物致病菌的抗原基因导入马
铃薯制成植物疫苗，饲喂转基因马铃薯可使动物获得免疫力。以 下是与植物疫苗制备过程相关的图和表。
图1
转基因操作流程图
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(6)K→L→M这种育种方法的优越性表现在__________________。
答案 种年限 (1)杂交 从F2代开始发生性状分离 (3)基因突变 单倍体 明显缩短育
(2)花药离体培养
X射线、紫外线、激光 种子
亚硝酸、硫酸二乙酯、秋水仙素(理化因素需各说出一项)
萌动后进行细胞分裂，DNA在复制过程中可能由于某种因素的影 响发生基因突变 (4)秋水仙素
诱变育种和杂交育种相结合的方法。 (4)要求提高品种产量，提高营养物质含量，可运用多倍体育种。
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4．随着我国航天技术的日趋成熟，太空育种正在兴起，有两个优 势：①太空失重、真空状态，将很多在地球重力场中无法完成的
育种实验变为容易实现的现实；②太空高辐射环境为动、植物、
发生在减数分裂过程中，故 D 项错误。 答案 D
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基因工程的操作工具及基本步骤
一、操作工具 1．基因的“剪刀”——限制性核酸内切酶(简称限制酶) (1)分布：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。
__________。育种时所需处理的种子应是萌动的(而非休眠的)种子，
原因是_______________。 (4)C、F过程最常用的药剂是________，其作用的原理是______。
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(5)由G到H过程中涉及的生物技术有___________和__________。
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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
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解析
基因工程是在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”
和“拼接”，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体 细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人
类所需要的基因产物。所以B为基因工程，而A为动物细胞工程，