第六章 从杂交育种到基因工程（5篇）

第一篇：第六章 从杂交育种到基因工程

第六章 从杂交育种到基因工程 1．要将基因型为AaBB的生物，培育出以下基因型的生1．育种专家用高秆抗锈病水稻与矮秆不抗锈病水稻杂物：①AaBb；②AaBBC；③AAaaBBBB；④aB。则对应的育交，培育出了矮秆抗锈病水稻，这种水稻出现的原因是 种方法依次是（）A．基因突变 B．基因重组 A．诱变育种、转基因技术、细胞融合、花药离体培养 C．染色体变异 D．环境条件的改变 B．杂交育种、花药离体培养、转基因技术、多倍体育种 2.对于杂交育种来说,有性生殖的主要优点是()。C．花药离体培养、诱变育种、多倍体育种、转基因技术 A.能产生健康的后代B.能产生更多的后代 D．多倍体育种、花药离体培养、诱变育种、转基因技术 C.能产生更多样的变异D.能产生发育更快的后代 2.育种的方法有杂交育种、单倍体育种、诱变育种、多3．下列有关航天育种的说法不正确的是（）倍体育种、基因工程育种等。下面对这五种育种的说法，A．航天育种可缩短育种周期 正确的是（）B．种子在宇宙辐射、微重力及弱地磁场等因素的诱导下发生基因突变 C．航天育种技术作为航天技术与农业育种技术相结合的一项创新性研究成果，是快速培育农作物优良新品种的重要途径之一 D．“太空种子”都能培育出高产、优质、高效的新品种 4．某地区一些玉米植株(基因型为AaBb)比一般玉米植株早熟、生长整齐而健壮,果穗大、籽粒多,这些植株最可能是（）A.单倍体 B.三倍体 C.四倍体 D.杂交种

5、诱变育种能使植物体产生更多的突变个体，生物细胞对辐射、化学诱变剂敏感的时期是细胞分裂的 A.间期

B.前期

C.后期

D.末期 6.两个亲本的基因型分别为AAbb和aaBB，这两对基因按自由组合定律遗传,要培育出基因型为aabb的新品种，最简捷的方法是（）A．单倍体育种B．杂交育种 C．人工诱变育种D．细胞工程育种

7、下列哪种生物技术能有效地打破物种的界限，定向改造生物，培育新的农作物优良品种（）A．基因工程育种B诱变育种C杂交育种 D．单倍体育种

8、下列有关基因工程技术的叙述中，正确的是（）A.重组DNA技术用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体 B.所有的限制酶只能识别同一种特定的核苷酸序列 C.选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快 D.只要目的基因进入了受体细胞就能成功实现表达 10.现有黑色短毛兔和白色长毛兔，要育出黑色长毛兔，理论上可采用的技术是（）①杂交育种 ②基因工程 ③诱变育种 ④克隆技术 A.①②④ B.②③④ C.①③④ D.①②③ 11．用激光或亚硝酸处理萌发的种子或幼苗能诱导基因突变，激光或亚硝酸起作用的时间是有丝分裂（）A、分裂间期 B．分裂期的中期 C．分裂期的后期 D．各个时期 12.下列各项中，不属于诱变育种优点的是（）A.提高变异的频率 B.育种年限显著缩短 C.大幅度改良某些性状 D.需大量处理供试材料

13、一般地说，干旱条件下育成的作物品种，适于在干旱地区种植；潮湿条件下育成的作物品种，适于在潮湿地区种植。在这里，干旱和潮湿条件所起的作用是（）A.诱发基因 B.引起染色体变异

C.选择基因型 D.导致基因重组 14．在下列有关育种的叙述中，正确的()A、培育无子西瓜是利用生长素促进果实发育的原理 B．培育八倍体小黑麦是利用染色体变异的原理 C、我国用来生产青霉素的菌种的选育原理和杂交育种的原理相同 D．培育无子番茄是利用基因重组原理

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从而产生新性状 3.与杂交育种、单倍体育种、多倍体育种和基因工程育种相比，尽管人工诱变育种具有很大的盲目性，但是该育种方法的独特之处是（）A.可以将不同品种的优良性状集中到一个品种上 B.育种周期短，加快育种的进程 C.改变基因结构，创造前所未有的性状类型 D.能够明显缩短育种年限，后代性状稳定快 4.限制性内切酶的作用实际上就是把DNA上某些化学键打断，一种能对GAATTC专一识别的限制酶，打断的化学键是（）A.G与A之间的键 B.G与C之间的键 C.A与T之间的键 D.磷酸与脱氧核糖之间的键 5．诱变育种是创造新品种的重要方法，因为诱变育种（）A．使生物进行对人有利的突变 B．按计划定向改良，有利变异稳定C．短时间内可以获得更多的变异类型D．含A、B、C三项 6．通过改变原有基因结构从而创造出新品种的育种方法 A．诱变育种B．杂交育种C．多倍体育种D．单倍体育种 7．质粒是基因工程中最常用的运载体，它的主要特点是 ①能自主复制 ②不能自主复制 ③结构很小 ④成分为蛋白质⑤环状RNA ⑥环状DNA⑦能“友好”地“借居” A．①③⑤⑦ B．②④⑥ C．①③⑥⑦ D．②③⑥⑦ 8．不属于基因工程方法生产的药物是（）A．干扰素 B．白细胞介素C．青霉素D．乙肝疫苗 9．1993年，我国科学工作者培育成的抗棉铃虫的转基因抗虫棉，其抗虫基因来源于（）A．普通棉花的基因突变B．棉铃虫变异形成的致死基因 C．寄生在棉铃虫体内的线虫D．苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因 10．用紫外线照射红色细菌的培养液，几天后出现了一个白色菌落，把这个白色菌转移培养，长出的菌落全是白色的，这是（）A．染色体变异B．自然突变C．诱变育种D．基因重组 11．以下属于诱变育种的是（）A．色盲 B．血友病C．短腿安康羊D．青霉素高产菌株 12．下列说法正确的是（）A．DNA连接酶最初是从人体细胞中发现的B．限制酶的切口一定是GAATTC碱基序列C．质粒是基因工程中惟一用作运载目的基因的运载体D．利用运载体在宿主细胞内对目的基因进行大量复制的过程可称为“克隆” 13．下列关于诱变育种的叙述中，哪一项是错误的（）A．可能使一部分个体产生突变 B．大大加速育种进程，提高变异效率C．诱变产生的突变，对人都有利 D．可大幅度地改良生物性状

第二篇：生物：第6章《从杂交育种到基因工程》教案(新人教版必修2)

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第6章 从杂交育种到基因工程 一、一周知识概述

二、重难点讲解

（一）杂交育种

1、概念

杂交育种是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种(稳定遗传)的方法。

2、原理

利用自由组合定律实现基因重组。

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作用：定向改造生物的遗传性状。

2、基因操作的工具

基因的剪刀——限制性内切酶：能识别一种特定的核苷酸序列，并能在特定的切点上切割DNA分子。

基因的针线——DNA连接酶：连接被限制酶切开形成的粘性末端，合成重组的DNA分子。

基因的运载工具——运载体：常使用的有质粒、噬菌体和动植物病毒。具备条件：能在宿主细胞中复制并稳定存在；具多个限制酶切点；具某些标记基因，便于筛选。

3、基因操作的基本步骤

（1）提取目的基因：取得符合人们的要求的DNA片段，这种DNA片段称为“目的基因”。获得途径常有两条：一是直接分离法，又叫“鸟枪法”。用DNA 限制性内切酶从供体细胞的DNA中将目的基因分离出。优点是操作简便，缺点是工作量大，具有一定的盲目性。另一途径是人工合成法：一是反转录法，以目的基 因转录成的mRNA为模板，反转录成单链DNA再合成双链DNA；二是逆推法，以已知氨基酸序列，推出mRNA序列，再推出目的基因序列，然后人工合成。

（2）目的基因与运载体结合：这个过程即为体外重组DNA的过程。首先选择目的基因所适合的运载工具，如质粒、病毒等，然后用同一种限制酶分别切割运载 体和目的基因，使其产生相同的黏性末端，再加入适量的DNA连接酶，在生物体外将目的基因的DNA与运载体的DNA结合起来，形成重组DNA（或重组质 粒）

（3）将目的基因导入受体细胞：将重组的DNA杂合分子，借鉴细菌或病毒侵染细菌的途径，转移到选定的生物体细 胞中，使重组的DNA在受体细胞中复制、转录、翻译得以表达。把目的基因装在运载体上并通过运载体将目的基因运到受体细胞的这一过程，在一般情况下，转化 成功率仅为百分之一。为此遗传工程师们创造了低温条件下用氯化钙处理受体细胞和增加重组DNA浓度的办法来提高转化率。采用氯化钙化处理后，能增大受体细 胞的细胞壁透性，从而使杂种DNA分子更容易进入。另外也可用基因枪法、激光微束穿孔法、显微注射法等方法直接将目的基因转入受体细胞（如受精卵细胞）。

（4）目的基因的检测和表达：目的基因的导入过程是肉眼看不到的，因此，要知道导入是否成功，并把目的基因能表达的受体细胞挑选出来，运载体事先应有特 定的标志，若在受体中能找出已转化细胞或个体，即检测到外源DNA所携带的特定遗传信息是否得到了表达，则可据此判断受体细胞是否获得了目的基因。

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瓜花叶病毒、抗马铃薯X病毒、抗苜蓿花叶病毒的转基因植株也陆续培育成功。我国科学家利用转基因方法，已经培育出抗病毒烟草和抗病毒番 茄，并且已开始进行田间实验。

在抗虫害方面：迄今研究得最多并取得成效的有两类基因，即苏云金杆菌的杀虫蛋白基因以及从豇豆等作物中分离的蛋白酶抑制剂基因。当害虫在这些转基因植株上取食后会使其致命。

（六）转基因动物

生产转基因动物的研究自20世纪90年代以来日趋活跃，转基因动物技术的实用意义是：①生产出性状优良的家畜家禽，如长得快的，繁殖力高的，能抗病的 等；②利用动物体作为反应器，生产珍贵的蛋白质，如一些只能从人体内提取的蛋白质；③利用动物作研究模型，比如，知道高血压症是由某种原因造成，可以生产 一些高血压小鼠，让医生在小鼠身上试用各种疗法；④生产玩赏动物，如同猫一样大的小马，如同鼠一样大的兔子，以及各种不同毛色和花纹的观赏动物。

在转基因动物方面，我国也取得了许多可喜的成果，目前已获得了转基因鱼、兔、鸡等多种转基因动物。1998年2月中国科学家又获得了在所分泌的乳汁中含有蛋白凝血因子X的转基因山羊。

（七）基因工程是把双刃剑

基因工程具有重要的应用价值，但也存在着潜在的威胁。如基因工程可以制造超级细菌、超级杂草；战争狂人、恐怖主义者可制造出难以制服的病原体、生物毒剂 等生物武器，进行讹诈和战争；转基因动植物的出现引发物种入侵，有可能破坏原有的生态平衡，对原有物种产生威胁；转基因食品的安全性问题；人类基因组计划 的研究引发的新的伦理、社会、哲学等方面的问题。所有这些可能危害人类社会的问题都值得给予思考和关注。

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第三篇：佛山市高中生物第6章从杂交育种到基因工程第1节杂交育种和诱变育种学案

第1节 杂交育种和诱变育种（1）

班别： 姓名： 学号：

【学习目标】

1、简述杂交育种的概念。

2、遗传和变异规律在改良农作物和培养家畜品种等方面的应用。

【学习重点】

1、理解杂交育种的概念。

2、杂交育种的举例。

3、杂交育种方法的优点和不足。

【温故默写】（2分钟内完成）：

1、人类遗传病通常是指由于 改变而引起的人类疾病。

2、人类遗传病主要可以分为 遗传病、_________遗传病和 遗传病三大类。

3、人类基因组计划的目的是：测定人类基因组的，解读其中包含的

____________。测定的是

条染色体（条常染色体＋ ＋）上的DNA的碱基序列。【新课学习】

一、传统的育种方法是什么？不足之处表现在哪？目前常用的育种方法有哪几种？

二、杂交育种

1、杂交育种的概念是什么？

2、杂交育种依据的遗传学原理是什么？

3、写出杂交育种的流程：

4、杂交育种的优点有哪些？ 杂交育种的缺点有哪些？ 请举杂交育种的两个实例：

【巩固训练】

1、杂交育种的实例：现有两个纯种的小麦，一个为高秆(D)抗锈病(T)，另一个为矮秆(d)易染锈病(t)，这两对

性状独立遗传，如何获得矮秆抗锈病的新类型？（1）操作步骤是：

①先让纯种的高秆抗锈病与矮秆易染锈病小麦 进行，得到F1 ；

②再将F1进行，得到F2 ；

③选择F2中表现型为 的小麦； ④让F2中的矮秆抗锈病个体连续、选择、淘汰，直至不出现性状分离，即可选出符合 要求的纯合子。（右图是杂交育种的流程图）(2)据图回答：

①过程表示 ②过程表示 ③过程表示 ④写出图中F2表现型及其比例。⑤从F2代中选出矮秆抗锈病的个体，基因型为，比例为。

2、单倍体育种的实例： 现有两个纯种的小麦，一个为高秆(D)抗锈病(T)，另一个为矮秆(d)易染锈病(t)，这两对性状独立遗传，如何采用单倍体育种的方法快速培育矮秆抗锈病小麦？（1）操作步骤：

①先让纯种的高秆抗锈病与矮秆易染锈病小麦 进行，得到F1 ；

②取F1的 培养得到单倍体； ③用 处理单倍体幼苗，使 加倍，选出具有

性状的个体即为所需类型。右图是单倍体育种的流程图。

（2）单倍体育种的优点：。（3）单倍体育种依据的遗传学原理是。

3、杂交育种依据的遗传学原理是（）

A．染色体变异 B．基因连锁互换 C．基因自由组合 D．基因突变

4、两个亲本的基因型分别为AAbb和aaBB，这两对基因按自由组合定律遗传,要培育出基因型为aabb的新品种，最简便的方法是（），最快捷的方法是（）A.单倍体育种 B.杂交育种 C.人工诱变育种 D.细胞工程育种

5、将基因型为AaBb（独立遗传）的玉米的花粉离体培养获得幼苗，再用秋水仙素处理幼苗，获得的植株的基因型为()A．AB或ab或Ab或aB B．AABB和aabb和AAbb和aaBB C．AB或ab或Ab或aB D．AABB或aabb或AAbb或aaBB

6、基因型AaBb(独立遗传)的小麦，将其花药离体培养获得若干幼苗，当中基因型为aaBB的概率为（）

A．0 B．1／16 C．1／9

D．1／4

7、现有两个小麦品种，一个纯种小麦性状是高杆(D)，抗锈病(T)；另一个纯种小麦的性状是矮杆(d)，易染锈病(t)。两对基因独立遗传。育种专家提出了如图所示的Ⅰ、Ⅱ两种育种方法以获得小麦新品种。问：

(1)要缩短育种年限，应选择的方法是__________，依据的变异原理是_________；另一种方法的育种 原理是__________________。

(2)图中①和④基因组成分别为 和_______________。

(3)(二)过程中，D和d的分离发生在 ；

（三）过程采用的方法称为 ；

（四）过程最常用的化学药剂是 , 这种育种方法的优点是。

8、在家兔中白色(B)对灰色(b)为显性，短毛(E)对长毛(e)为显性，这些基因是独立遗传的。现有白色短毛兔（BBEE）和灰色长毛兔（bbee）的雌雄个体各若干个。试设计培育出能稳定遗传的白色长毛兔的育种方案(简要程序)：

第一步：让白色短毛兔（BBEE）和灰色长毛兔（bbee）的雌雄个体交配得F1，F1的表现型和基因型为 ；

第二步： ； 第三步：从F2中选出白色长毛兔，其基因型为 ； 第四步：选择用 兔与上面选出的白色长毛兔测交，从而选出纯合子的白色长毛兔。

必修2 第1节 杂交育种和诱变育种（1）（P98～P99）——答案 【温故默写】

1、遗传物质

2、单基因 多基因 染色体异常

3、全部DNA序列 遗传信息 24 22 X Y

一、传统的育种方法是选择育种。它不仅育种周期长而且选择的范围是有限的。

目前常用的育种方法有：杂交育种 单倍体育种 多倍体育种 诱变育种

二、杂交育种

1、杂交育种的概念：

是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中 在一起，再通过选择和培育得到新品种的方法。

2、杂交育种依据的遗传学原理是基因重组。

3、杂交育种的流程：

① 把具有不同性状的亲本杂交，得到杂种子一代（F1）； ② 使F1自交，得到F2 ；

③ 选择F2中表现型符合要求的个体，进行自交，然后在其

后代中继续选择合符要求的个体，连续自交、选择、淘汰，直至后代不再出现性状分离现象，即得到合要求的新品种。

4、杂交育种的优点：使位于不同个体上的优良性状集中在同一个体上，即“集优”。预见性强。

杂交育种的缺点：①杂交育种只能利用已有基因的重组，按需选择，并不能创造新的基因；

②育种进程缓慢，过程复杂。

杂交育种的实例：如高产矮秆水稻的培育、中国荷斯坦牛。

【巩固训练】

1、（1）杂交 自交 矮秆抗锈病 自交（2）①减数分裂 ②受精作用 ③自交 ④

⑤ddTT和ddTt 1∶2

2、（1）杂交 花药离体 秋水仙素

染色体数目 矮秆抗锈病（2）明显缩短育种年限（3）染色体变异

3、C

4、B A

5、B

6、A

7、（1）Ⅰ 染色体变异 基因重组（2）DT ddTT(3)减数分裂第一次分裂 花药离体培养 秋水仙素 可以明显的缩短育种年限

8、白色短毛兔BbEe 让F1的雌雄个体相交，产生F2 BBee或Bbee 灰色

第四篇：2015伴你学教师用书生物人教版必修2备课参考-从杂交育种到基因工程课时作业15

一、选择题

1．下列关于育种的叙述中，正确的是（）A．用物理、化学等因素诱变处理可提高突变率 B．诱变育种和杂交育种均可形成新的基因 C．三倍体植物不能由受精卵发育而来 D．诱变获得的突变体多数表现出优良性状

解析： 物理、化学等因素是诱发基因突变的因素，可以提高突变率；诱变育种的原理是基因突变，可以产生新的基因，杂交育种的原理是基因重组，不产生新基因，可以产生新的基因型；二倍体经过秋水仙素处理可诱导成四倍体，在开花时授以二倍体的花粉，就可以受精形成受精卵，之后发育成种子，萌发长成三倍体植物；基因突变的特点之一是突变性状对生物体多数是有害的。

答案： A 2．用纯种的高秆(D)抗锈病(T)小麦与矮秆(d)易染锈病(t)小麦培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法如下：高秆抗锈病小麦×矮秆易染锈病小麦――→F1――→雄配子――→幼苗――→选出符合要求的品种。下列有关此种育种方法的叙述中，正确的是（）A．过程①是杂交 C．过程②是自交

B．过程④必须使用生长素处理 D．过程③必须经过受精作用

①

②

③

④解析： 在这个培育过程中运用了杂交育种和单倍体育种技术，过程①是杂交过程，A正确；过程②是减数分裂过程，产生配子，C错误；过程③是花药的离体培养过程，获得单倍体植株，D错误；过程④是染色体加倍的过程，通常用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，B错误。

答案： A 3．用纯合的二倍体水稻品种高秆抗锈病(DDTT)和矮秆不抗锈病(ddtt)进行育种时，一种方法是杂交得到F1，F1再自交得F2；另一种方法是用F1的花药进行离体培养，再用秋水仙素处理幼苗得到相应植株。下列叙述正确的是（）A．前一种方法所得的F2中重组类型和纯合子各占5/

8、1/4 B．后一种方法所得的植株中可用于生产的类型比例为2/3 C．前一种方法的原理是基因重组，原因是非同源染色体自由组合 D．后一种方法的原理是染色体变异，是由于染色体结构发生改变引起的

解析： 杂交育种F2中重组类型有DDtt(1/16)、ddTT(1/16)、Ddtt(2/16)、ddTt(2/16)，占3/8；单倍体育种的原理是染色体数目变异，由于F1产生的四种配子的比例为1∶1∶1∶1，故用此法所得植株中纯合类型占1/4；杂交育种的原理是基因重组，原因是非同源染色体的自由组合。

答案： C 4．“嫦娥1号”胜利奔月，神舟成功发射，这些航天技术的发展，为我国的生物育种创造了更多更好的机会。下列有关航天育种的说法，不正确的是（）A．航天育种可缩短育种周期

B．种子在宇宙辐射、微重力及弱地磁场等因素的诱导下发生基因突变

C．航天育种技术作为航天技术与农业育种技术相结合的一项创新性研究成果，是快速培育农作物优良新品种的重要途径之一

D．“太空种子”都能培育出高产、优质的新品种

解析： 太空育种属于诱变育种，基因突变具有不定向性。答案： D 5．不同的育种方式具有各自的优点。下列叙述中正确的是（）A．杂交育种能产生新基因和新基因型的个体 B．多倍体植株与二倍体植株相比果实小，但营养丰富 C．单倍体育种与杂交育种相比能明显缩短育种年限 D．人工诱变育种可以有针对性地提高有利变异的频率

解析： 杂交育种不能产生新基因，A错误；多倍体植株与二倍体植株相比果实大且营养丰富，B错误；单倍体育种能够明显缩短育种年限，C正确；人工诱变育种只会提高突变率，但不会定向产生有利变异，D错误。

答案： C 6．如图甲、乙表示水稻两个品种，A、a和B、b表示分别位于两对同源染色体上的两对等位基因，①～⑦表示培育水稻新品种的过程，则下列说法错误的是()

A．①→②过程简便，但培育周期长 B．①和⑦的变异都发生于有丝分裂间期 C．过程③常用的方法是花药离体培养 D．③→⑥过程与过程⑦的育种原理相同

解析： 过程①的变异为基因重组，发生在减数分裂过程中；过程⑦的变异为染色体数目的变异，发生在有丝分裂的后期。③→⑥过程与过程⑦都运用了人工诱导染色体加倍育种。

答案： B 7．可获得无子西瓜、青霉素高产菌株、矮秆抗病小麦和无子番茄的方法分别是（）①诱变育种 ②杂交育种 ③单倍体育种 ④多倍体育种 ⑤生长素处理 A．⑤①②④

C．②①③⑤

B．④①②⑤ D．④①③②

解析： 培育无子西瓜属多倍体育种，获得青霉素高产菌株是诱变育种，培育矮秆抗病小麦是杂交育种或单倍体育种，获得无子番茄要用生长素处理。

答案： B 8．基因型为AaBb的某植物个体，利用单倍体育种方法得到一个基因型为AABB的个体，同时不能得到的个体基因型是（）A．AaBb C．aaBB

B．AAbb D．aabb 解析： 基因型为AaBb的植物个体产生的花粉的基因组成是AB、Ab、aB、ab，培育的单倍体经过秋水仙素处理后染色体加倍，获得的个体都是纯合子。

答案： A 9．杂交育种是植物育种的常规方法，其选育新品种的一般方法是（）A．根据杂种优势原理，从子一代中即可选出 B．从子三代中选出，因为子三代才出现纯合子 C．既可从子二代中选出，也可从子三代中选出 D．只能从子四代中选出能稳定遗传的新品种

解析： 杂交育种的一般过程：首先亲本杂交产生F1，F1自交产生F2，如果选择的是双隐性性状，则从F2中就可选出；如果需要选择含有显性性状的品种，则需要进一步自交后，从F3或其多次自交后代中选出。所以，杂交育种选育的新品种既可从F2中选出，也可从F3中选出。

答案： C 10．下列关于植物育种的叙述，其中不正确的一组是（）①诱变育种很可能较快选育出新的优良品种 ②诱变育种可定向地诱变出所需要的优良品种 ③穗小粒少的小麦种到西藏后会长成穗大粒多的小麦 ④二倍体植物花药离体培养获得的植株高度不育 ⑤利用杂种优势可以提高农作物的产量

A．①②

C．③④

B．①⑤ D．②③

解析： 诱变育种会提高突变率，加快育种的速度；但诱变育种是不定向的；穗小粒少的小麦种到西藏后，会长成穗大粒多的小麦，这属于不遗传变异；二倍体植物花药离体培养获得的单倍体是高度不育的；玉米就是利用杂种优势育种的典型实例。

答案： D 11．如图表示某种农作物品种①和②培育出⑥的几种方法。有关说法错误的是()

A．经过Ⅲ培育形成④常用的方法是花药离体培养 B．过程Ⅵ常用一定浓度的秋水仙素处理④的幼苗 C．由品种①直接形成⑤的过程必须经过基因突变

D．由品种①和②培育能稳定遗传的品种⑥的最快途径是 Ⅰ→V 解析： 品种①的基因型为AABB，品种②的基因型为aabb，要培育出基因型为AAbb的品种⑥最快的途径应为单倍体育种，所以应为途径I→Ⅲ→Ⅵ，而Ⅰ→V途径获得的子代中既有纯合体又有杂合体，还需要不断的连续自交进行筛选才能获得需要的品种⑥。

答案： D 12．家兔的黑色对白色为显性，短毛对长毛为显性。这两对基因位于两对同源染色体上。下列关于利用黑色短毛纯种兔和白色长毛纯种兔培育出黑色长毛纯种兔的做法中，错误的是（）A．黑色短毛纯种兔×白色长毛纯种兔，得F1 B．选取健壮的F1个体自交，得F2

C．从F2中选取健壮的黑色长毛兔与白色长毛兔测交 D．根据测交结果，选取F2中稳定遗传的黑色长毛雌、雄兔 答案： B

二、非选择题

13．设小麦的高产与低产受一对等位基因控制，基因型AA为高产，Aa为中产，aa为低产。小麦抗锈病(B)对不抗锈病(b)为显性。这两对等位基因的遗传遵循自由组合定律。如图是某同学设计的以高产不抗锈病与低产抗锈病两个纯种品系为亲本培育高产抗病小麦品种的过程图。试回答：

(1)通过方法①→②获得的高产抗病小麦的基因型有________________种。

(2)步骤④的方法是________________________，步骤⑤中最常用的药剂是________。(3)基因重组发生在图中的________(填步骤代号)。

(4)经步骤⑥(人工诱变)处理获得小麦品种不一定是高产抗病类型，这是因为诱发突变是________，而且突变频率________________。

(5)已知小麦是两年生植物(第一年秋冬季播种，第二年春夏季开花、结果)，则通过“①→④→⑤”途径获得基因型为AABB小麦植株至少需要________年。

解析：(1)图中过程①→②→③为杂交育种，获得的高产抗病小麦的基因型有AABB和AABb两种。(2)步骤①→④→⑤为单倍体育种，步骤④是花药离体培养，步骤⑤中最常用的药剂是秋水仙素。(3)基因重组发生在减数分裂过程中，图中①②③④步骤都进行了减数分裂。(4)基因突变是不定向的，且突变频率很低。(5)根据题意，第一年获得基因型为AaBb的种子，第二年秋冬季播种，第三年春季开花，并进行花药离体培养，经秋水仙素处理获得基因型为AABB的小麦植株。

答案：(1)两(2)花药离体培养 秋水仙素(3)①②③④(4)不定向的 很低(5)3 14．有两个纯种小麦品种，甲品种是高秆抗锈病(DDTT)，乙品种是矮秆不抗锈病(ddtt)。现将这两个品种进行下列3组实验，假如3组实验都有矮秆抗锈病出现，分析以下问题：

①甲品种×乙品种―→F1――→F2人工选择――→性状稳定遗传的新品种 ②甲品种×乙品种―→F1――→幼苗――→若干植株――→新品种 ③甲品种种子飞船搭载太空旅行

花药离体培养

秋水仙素

人工选择

⊗

⊗――→返地种植―→多种变异植株――→新品种

人工选择(1)第①组F2中所得矮秆抗锈病植株的基因型是________，不能作为稳定遗传的新品种的原因是___________________________________________________________。

(2)第②组的若干植株中矮秆抗锈病植株所占比例为________，此育种方法称为____________，其优点是________________。

(3)第③组育种方法所依据的原理是____________，但一般来说，在多种变异植株中符合要求的新品种比例较________(选填“高”或“低”)。育种时所需处理的种子应当是萌发的(而非休眠的)种子，试阐述原因：____________________________。

解析： 图中的①②③三种育种方法分别是杂交育种、单倍体育种、诱变育种。(1)第①组中通过杂交得到的后代Fl自交后，得到的F2中ddT_占3/16，包含有ddTT和ddTt两种基因型；其中ddTt自交后代会发生性状分离。

(2)第②组中的若干植株中有四种类型的纯合子，各占1/4，经秋水仙素处理单倍体植株后得到纯合子，缩短了育种的年限。

(3)第③组的育种方法为诱变育种，所应用的原理是基因突变。基因突变发生在DNA的复制过程中，所以分裂旺盛的细胞更容易发生基因突变。

答案：(1)ddTT、ddTt 后代会发生性状分离(2)1/4 单倍体育种 明显缩短育种年限

(3)基因突变 低 萌发的种子中细胞分裂旺盛更容易诱发基因突变

15．通过宇宙飞船搭载生物材料进行生命科学研究，不仅有助于揭示生命的本质，而且可以培育一些新品种。请依据所学知识回答相关问题：

(1)在飞船搭载的下列生物材料中，你认为不能用于育种研究的是（）A．动物胚胎

C．萌发的纯合高秆水稻种子 E．牛精液

(2)请简述做出上述判断的理由：______________________________________________ ________________________________________________________________________。(3)下图表示在地面上培育棉花新品种的几种方法，其中与太空育种原理相同的是________。

B．棉花试管苗

D．植物愈伤组织

(4)在上图Ⅰ－Ⅵ中，处理方法相同的是________。Ⅰ－Ⅲ－Ⅴ过程与Ⅰ－Ⅱ过程相比，优点在于____________________________________________________________。

(5)科学家培育出了抗旱的陆地棉新品种，而海岛棉从来没有出现过抗旱类型，有人打算也培育出抗旱的海岛棉品种，但是用海岛棉与抗旱的陆地棉进行了多次杂交，始终得不到子代，原因是__________________________________。要达到上述目的，你认为采取哪种育种方法更为合理？___________________________________________________。

(6)将(1)中飞船搭载的水稻种子种植、培养，发现有个别矮秆植株出现，若此变异性状是基因突变的结果，请利用杂交实验鉴定该突变体是显性突变(d→D)还是隐性突变(D→d)。

实验步骤：________________________________________________________。结果预测及结论：______________________________________________________ ________________________________________________________________________。答案：(1)E(2)精子不能分裂，一般不会发生基因突变(3)Ⅳ(4)Ⅴ和Ⅵ 能明显地缩短育种的年限(5)陆地棉和海岛棉是两个物种，存在生殖隔离 转基因育种(或诱变育种)(6)让突变体矮秆植株与原始植株杂交 预测实验结果及结论：①如果F1全为高秆，则可判断突变体为隐性突变；②如果F1出现性状分离，或者F1全为矮秆，则可判断突变体为显性突变

第五篇：基因工程

基因工程技术的程序与应用

【摘要】基因工程技术是一项正在蓬勃发展的技术，它将给人类社会带来一场深刻的变革，我们有必要了解基因工程的概念、原理、技术程序，以及基因工程在农业、工业、医药等方面的应用和进展情况。

【关键词】基因工程技术程序应用进展

基因工程（genetic engineering）又称基因拼接技术和DNA重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，在分子水平上对基因进行复杂的操作，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种DNA分子，然后导入活细胞，使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。它是用人为的方法将所需要的某一供体生物的遗传物质——DNA大分子提取出来，在离体条件下用适当的工具酶进行切割后，把它与作为载体的DNA分子连接起来，然后与载体一起导入某一更易生长、繁殖的受体细胞中，以让外源物质在其中“安家落户”，进行正常的复制和表达，从而获得新物种的一种崭新技术。它克服了远缘杂交的不亲和障碍。基因工程技术为基因的结构和功能的研究提供了有力的手段。

一 基因工程的技术程序

基因工程的基本原理是在体外将不同来源的DNA进行剪切和重组，形成镶嵌DNA分子，然后将之导入宿主细胞，使其扩增表达，从而使宿主细胞获得新的遗传特性，形成新的基因产物。它有3个基本的步骤：①从合适材料分离或制备目的基因或DNA片段。②目的基因或DNA片段与载体连接作成重组DNA分子。③重组DNA分子引入宿主细胞，在其中扩增和表达。不同种类生物的生物学特性不同，其基因工程在操作上和具体技术上必然有所差异，但技术核心都是DNA的重组，即利用一系列的DNA限制性内切酶、连接酶等分子手术工具，在某种生物DNA链上切下某个目标基因或特殊的DNA片段，然后根据设计要求，将其接合到受体生物DNA链上。

一个完整的用于生产生产目的的基因工程技术程序包括的基本内容有：①外源目标基因的分离、克隆以及目标基因的结构与功能研究。②适合转移、表达载体的构建或目标基因的表达调控结构重组。③外源基因的导入。④外源基因在宿主基因组上的整合、表达及检测与转基因生物的筛选。⑤外源基因表达产物的生理功能的检定。⑥转基因新品系的选育和建立以及转基因新品系的效益分析。⑦生态与进化安全保障机制的建立。⑧消费安全评价。

（一）外源目标基因的分离、克隆及功能结构分析

获合乎人类某种需要的取目的基因是实施基因工程的第一步，也是开展一项基因工程的前提和全部工作的核心。目前人们已经能够通过多种途径和方法来获取目标基因，其中主要有两条途径：一条是从供体细胞的DNA中直接分离基因；另一条是人工合成基因。

直接分离基因最常用的方法是“鸟枪法”，又叫“散弹射击法”。鸟枪法的具体做法是：用限制酶将供体细胞中的DNA切成许多片段，将这些片段分别载入运载体，然后通过运载体分别转入不同的受体细胞，让供体细胞提供的DNA（即外源DNA）的所有片段分别在各个受体细胞中大量复制（在遗传学中叫做扩增），1

从中找出含有目的基因的细胞，再用一定的方法把带有目的基因的DNA片段分离出来。如许多抗虫抗病毒的基因都可以用上述方法获得。用鸟枪法获得目的基因的优点是操作简便，缺点是工作量大，具有一定的盲目性。又由于真核细胞的基因含有不表达的DNA片段，一般使用人工合成的方法。

目前人工合成基因的方法主要有两条。一条途径是以目的基因转录成的信使RNA为模版，反转录成互补的单链DNA，然后在酶的作用下合成双链DNA，从而获得所需要的基因。另一条途径是根据已知的蛋白质的氨基酸序列，推测出相应的信使RNA序列，然后按照碱基互补配对的原则，推测出它的基因的核苷酸序列，再通过化学方法，以单核苷酸为原料合成目的基因。如人的血红蛋白基因胰岛素基因等就可以通过人工合成基因的方法获得。

（二）构建能在受体生物细胞中表达的重组目标基因

要使一个外源目标基因能整合到受体细胞的基因组中并能在整合后在受体基因组的调控下有效地转录和翻译，就必须事先对目标基因的功能结构用DNA重组技术进行适当的修饰，也就是将目标基因与一种特别的DNA分子重组，这种特别的DNA分子称为基因载体，目前所用的载体主要有以下几类：质粒、λ噬菌体、柯斯质粒、病毒载体、YAC载体等，各类载体具有独特的生物学特性，可用于不同的目标基因。

（三）外源重组目标基因的导入

将重组的外源目标基因转入到宿主细胞中的过程称为基因导入或基因转移。接受外源基因的细胞称为受体细胞。由于受体生物学特征的不同以及基因工程目的不同，外源基因导入的方法也不同，有的是用载体导入，有的是直接用物理的方法导入。目前使用的有转化、转染、电穿孔导入法、基因枪射入法、显微注射法、脂质体介导法等，向细菌等微生物中导入外源目标基因常用质粒转化和噬菌体转染方法；向植物细胞中导入外源基因常用基因枪注入法和Ti质粒导入法；能由原生质体再生出植株的植物细胞还可以用电穿孔导入法及脂质体融合法；动物的受精卵一般通过人工显微镜注射法导入外源基因；动物的体细胞可用电穿孔法和病毒转染法导入外源基因，但对用于生产目的的基因工程常常避免用病毒转染法。

（四）转基因细胞或个体的鉴别和筛选

在对宿主的细胞进行了外源目标基因导入处理以后，有些细胞可能并没有外源基因的进入，另有一些细胞可能在外源基因进入后因各种原因而不能使外源基因表达，因此必须对被进行了基因转移处理的细胞或个体进行鉴别，以筛选出导入外源目标基因的转基因细胞或个体。鉴别和筛选转基因生物一般在两个层面上进行：一是检测目标基因是否表达，二是检测目标基因是否整合到了宿主的染色体上和能否稳定传代。表达检测的方法主要有转录产物的印迹杂交法、免疫印迹检测法、免疫组织化学检测法等。整合检测可通过DNA分子杂交来确定。

（五）转基因品系的效益分析。

一个生产性能优越的转基因品系，首要的条件是目标基因的表达产物必须有正常的生理功能，另一个必要标志是其目标基因必须有适度的高效表达特性和可持续生产能力。

（六）生态与进化安全保障

由于转基因生物与其他生物一样具有可遗传、易扩散及自主的特性，而且人类对生命、生态系统、生物的演化实际上还知之甚少，对不同物种间基因的人工组合，外源基因对受体生物进化的可能影响，转基因生物对生态系统的长期影响

等都无法进行评估，因此如果人们不事先采取控制措施，转基因生物一旦进入到自然环境中就可能打破生态平衡，破坏生态环境和自然种质资源。对转基因生物的控制措施有物理的方法和生物的方法：物理的方法就是通过各种严格的管理措施和物理屏障尽量使转基因生物不能从实验室逃逸进入到自然环境里去；生物的方法一般就是造成转基因生物与非转基因生物之间的生殖隔离，如利用三倍体不育的特性将用于生产的转基因动物或植物变成三倍体等。

（七）消费安全评价

消费安全评价一般要考虑以下一些主要的方面：①导入外源目标基因本身编码的产物是否安全。②外源目标基因是否稳定。③使用的载体是否安全。④使用的报道基因（就是能产生很容易观察的性状的基因）是否会产生有害物质。⑤外源基因导入后是否会诱导受体生物产生新的有害遗传性状或不利于健康的成分。为了保护人类的健康，许多国家都已通过立法或其他形式对转基因产品进行消费安全评价和严格的管理，对进口转基因食品严格限制。

二 基因工程的应用

基因工程在医药业中的应用。许多药品的生产是从生物组织中提取的。受材料来源限制产量有限，其价格往往十分昂贵。微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化生产。若将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内，让它们产生相应的药物，不但能解决产量问题，还能大大降低生产成本。如基因工程胰岛素、干扰素、人造血液、白细胞介素、乙肝疫苗等通过基因工程实现工业化生产，均为解除人类的病苦，提高人类的健康水平发挥了重大的作用。

基因诊断与基因治疗。遗传病是长期困扰人类的一类不治之症，迄今已发现的有3000多种。其根源于遗传基因存在缺陷，主要特征是可随生育而传代。基因治疗是把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，这是治疗遗传病的最有效的手段。基本方法是：基因置换、基因修复、基因增补和基因失活等。如运用基因工程设计制造的“DNA探针”检测肝炎病毒等病毒感染及遗传缺陷，不但准确而且迅速。通过基因工程给患有遗传病的人体内导入正常基因可“一次性”解除病人的疾苦。

基因工程在农牧业、食品工业上的应用。运用基因工程技术，不但可以培养优质、高产、抗性好的农作物及畜、禽新品种，还可以培养出具有特殊用途的动、植物。如转基因鱼（生长快、耐不良环境、肉质好），转基因牛（乳汁中含有人生长激素），转黄瓜抗青枯病基因的甜椒，转鱼抗寒基因的番茄，转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯，不会引起过敏的转基因大豆，抗虫棉等。

基因工程在环境保护工业方面的应用。基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地检测环境中的病毒、细菌等污染。利用基因工程培育的指示生物能十分灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境污染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染物。如有一种超级细菌，能快速分解石油，可用于清除被石油污染的海域。这种超级菌是美国科学家用基因工程方法，把降解不同石油化合物的基因移植到一个菌株内而产生的。

总之，基因工程的发展将会给人类社会带来巨大的变化。

三 基因工程的进展状况

基因工程技术是一项正在蓬勃发展的技术，而且也已经取得了许多重要的应用成果，但我们也应该看到，基因工程技术不是一项已经成熟的技术，仍然还很粗糙和原始，在许多方面尚需完善和改进。

1．基因工程在技术上存在一定的不确定性和盲目性。目前的基因工程在技术上有很多的不确定性。这种不确定性表现在两个方面，一是技术方面的不稳定性，二是由于对不同生物的生理特性的了解不很深入，如我们将鱼类抗冻蛋白基因转移到不抗寒的罗非鱼等热带鱼中，虽然抗冻蛋白基因得到表达，但并没有使受体鱼产生预期的抗寒效果。目前我们所进行的基因工程基本上只能对简单的、单基因控制的性状进行设计和改造，操作对象只限于一些比较简单的单因子基因。但生物绝大部分的重要性状是由多个基因共同控制的，对这些多基因控制的性状，现有的基因工程技术几乎仍然是束手无策。我们对活的生物体中基因表达调控的机制知之甚少，有关的知识仅限于对启动子和增强子有所了解，对生物体整体的调节复杂性的认识还刚刚开始。

2．在安全性方面存在着不确定性。对社会大众来说，最主要和最关心的是基因工程的安全性问题，基因工程的安全性问题包括两个方面：一是基因工程产品的消费安全问题，二是转基因生物的生态安全问题。目前用转基因技术生产出来的食品因其成分的某些改变是否会对人类的健康产生不良的影响，这需要实验和时间来验证。有着某种生存优势的转基因生物如果进入到自然生态系统，就有可能排挤自然种群，降低生态系统里物种的多样性，打破生态平衡。

所以我们在大力发展转基因技术的同时，必须高度重视对转基因动物、植物及微生物品种的生物控制和控制技术的研究。在转基因品种的安全性没有进行全面的评估和没有可靠的生物控制措施之前，应严格禁止其进行生产和进入开放的自然生态系统，只有其生态安全性达到了传统育种方法培育的新品种时，或无生殖能力的转基因动物和植物才能允许进入自然界进行生产，也只有这样才是有益于人类和社会进步的。

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