從雜交育種到基因工程

第6章從雜交育種到基因工程第1節(jié)雜交育種與誘變育種答案和提示（一） 問題探討提示：此節(jié)問題探討意在結合學生的生活經驗， 引導學生思考相關的育種方法。 教師可充分發(fā)揮學生的主觀能動性，讓學生積極參與討論。（二） 思考與討論一雜交育種只能利用已有基因的重組， 按需選擇，并不能創(chuàng)造新的基因。雜交后代會出現性狀分離現象，育種進程緩鰻，過程繁瑣。這些都是雜交育種方法的不足。（三） 思考與討論二誘變育種的優(yōu)點是能夠提高突變率， 在較短的時間內獲得更多的優(yōu)良變異類型。 誘變育種的局限性是誘發(fā)突變的方向難以掌握， 突變體難以集中多個理想性狀。要想克服這些局限性，可以擴大誘變后代的群體，增加選擇的機會。（四） 練習基礎題1.B。 2.B。 3.基因突變；X射線；紫外線；激光。拓展題提示：可采用雜交育種的方法，遺傳圖解可參考教科書插圖6 1繪制。優(yōu)點是育種的目的性較強，能夠獲得具有優(yōu)良性狀、淘汰不良性狀的品種。缺點是育種周期長，過程繁瑣。第2節(jié)基因工程及其應用答案和提示（一） 問題探討提示：此節(jié)“問題探討”以基因工程菌的實例，引導學生思考基因工程的原理。為啟發(fā)學生思考，教師可引導學生回憶前面學過的遺傳學知識， 如不同生物的DNA在結構上的統一性、幾乎所有的生物都共用一套遺傳密碼等。（二） 練習基礎題基因工程的操作通常包括以下4步：（1）獲得目的基因（外源基因）；（2）目的基因與運載體結合，形成重組DNA分子；（3）將重組DNA分子導入受體細胞；（4）目的基因的檢測與表達。2.ATCTCGAGACTGATTGGCCTTAACiCTCGAGATGACCATGGCCAGGCTCGAGCTGATGAI7AGAGCvTC'TGACTAACCG（；AATTCGAGCTC1ACTGGTACCGGtccgAGCTCGACTACT常用的運載體有質粒、噬菌體、農桿菌、動植物病毒等。拓展題提示：這是因為在基因水平上，人和細菌的遺傳機制是一致的。細菌和人的遺傳物質都是DNA都使用同一套遺傳密碼子，都遵循中心法則。因此，通過基因重組，細菌能夠合成人體的某些蛋白質。提示：例如，可以向客戶說明農場具備相應的安全檢測設施和措施， 已經領取了農業(yè)

產品經過試用表明轉基因生物安全證書，產品中所含有的成分都是自然界天然存在的物質，對人體無害等。產品經過試用表明提示：例如，“轉基因土豆一一肝炎患者的希望！！”等。自我檢測的答案和提示一、概念檢測連線題1—B,2—C,3—E,4—D,5-F,6—A。判斷題1.X。2.Vo3.Vo4.Vo畫概念圖二、 知識遷移此題是一道開放性題目，答案從略。三、 技能應用提示：這是一幅具有諷刺意味的卡通圖。 畫面中兩位研究人員在培養(yǎng)室中面對人工栽培的人形大頭菜，說道：“看來我們把太多的人基因轉移到大頭菜里了?！卑凳舅麄円涯軌蜻\用基因工程技術隨心所欲地把人的基因轉入蔬菜中生產出 “人形”大頭菜。本題屬于開放型題目，手法夸張，教師應啟發(fā)學生充分發(fā)揮想像力，運用本章所學知識對此作出評價， 并且認識到理智地運用科學技術成果的必要性。四、思維拓展提示：很多生物的基因組目前并不清楚，因此，尋找目的基因仍是十分艱巨的工作。此夕卜，基因的提取、分離和轉移需要昂貴的儀器設備。而雜交育種和誘變育種作為常規(guī)育種方法，操作簡便易行，是基因工程技術所不能取代的。第7章現代生物進化理論第1節(jié)現代生物進化理論的由來答案和提示（一） 問題探討這是擬態(tài)現象，使枯葉蝶不易被天敵發(fā)現?？萑~蝶的祖先種群中出現翅似枯葉的變異個體后，由于這種變異是可遺傳的有利變異，這種變異的個體生存和留下后代的機會多， 久而久之，使這類蝴蝶具有翅似枯葉的適應性特征。這與對枯葉蝶適應性的解釋看似矛盾。其實，翅色鮮艷的蝴蝶可能具有其他防御敵害的適應性特征，如翅上有類似猛禽眼睛的眼斑，等等。（二） 思考與討論在西方國家，當時“神創(chuàng)論”和“物種不變論”仍占統治地位，人們普遍認為所有的物種都是上帝創(chuàng)造的，自古以來既沒有物種的絕滅，也沒有新物種的產生。達爾文認為所有的生物都是由最原始的共同祖先進化而來的，生物界通過自然選擇而不斷進

化，這一觀點否定了“神創(chuàng)論”，不能為當時的宗教觀念所容，因此，遭到許多人的攻擊、謾罵和譏諷。人類與其他生物有著共同的起源。人類是生物世界的成員，而不是凌駕于其他物種之上的“主宰”。馬克思在這封信中所說“我們的觀點”是指辯證唯物主義觀點。激勵國人奮發(fā)圖強，使中華民族能夠自立于世界民族之林?！癝cienceaimstodiscoverfacts,butleavesusfreetochooseourown”意思是“科學的目的是發(fā)現事實，但是卻留給我們選擇自己價值觀的自由。”言外之意馬克思在這封信中所說“我們的觀點”是指辯證唯物主義觀點。激勵國人奮發(fā)圖強，使中華民族能夠自立于世界民族之林?！癝cienceaimstodiscoverfacts,butleavesusfreetochooseourown”意思是“科學的目的是發(fā)現事實，但是卻留給我們選擇自己價值觀的自由。”言外之意5.6.values.是雖然科學否定了上帝造物說，但并不意味著排斥相關的宗教信仰。作者之所以在書的最后一頁寫這句話，與所在國家的社會文化背景有關。（三） 旁欄思考題這是由于受當時遺傳學發(fā)展水平的限制，人們還沒有認識到基因與性狀的關系，不清楚可遺傳變異的來源。（四） 練習基礎題B。按照達爾文的自然選擇學說，可以做如下解釋：細菌在繁殖過程中會產生各種可遺傳的變異，其中就有抗藥性強的變異。在未使用抗生素時，抗藥性強的變異不是有利變異，這樣的個體在生存斗爭中不占優(yōu)勢；使用抗生素以后，抗藥性弱的個體大量死亡，抗藥性強的個體有機會產生更多的后代，一段時間以后，抗生素的殺菌效果就會下降。這一解釋未能深入到基因水平，沒有說明基因突變在進化中的作用。拓展題提示：在自然界，物種的絕滅速率本來是很緩慢的，人類活動大大加快了物種絕滅的速率。現在的許多瀕危物種之所以瀕危，很大程度上是人為因素造成的。因此，一般來說，人類對瀕危物種的保護，是在彌補自己對自然界的過失，不能說是干擾了自然界正常的自然選擇。當然，如果某一物種的瀕危純粹是由于這種生物適應能力的低下，或者源于自然災害，則當別論。但是，人類畢竟早已遠離風餐露宿、“與狼共舞”使得人們的生活條件不斷改善，健康水平不斷提高，嬰來自自然界的選擇壓力在變小，來自人類社會內部的選提示：人工環(huán)境與自然環(huán)境不可能完全隔絕，人也不可能離開自然界而生存，因此，人類的進化不可能完全擺脫自然界的影響。但是，人類畢竟早已遠離風餐露宿、“與狼共舞”使得人們的生活條件不斷改善，健康水平不斷提高，嬰來自自然界的選擇壓力在變小，來自人類社會內部的選的時代，工農業(yè)的發(fā)展和醫(yī)療水平的提高幼兒死亡率顯著下降，平均壽命顯著延長，擇因素在增加。第2節(jié)現代生物進化理論的主要內容答案和提示（一） 問題探討提示：學生可以按如下思路展開想像：一個基因所控制的性狀，對個體生存和繁殖后代的貢獻越大，擁有該基因的個體就可能越多。（二） 思考與討論一（1）A配子占60%a配子占40%（2）子代基因型頻率：AA占36%Aa占48%aa占16%（3）子代種群的基因頻率：A占60%a占40%（4）親代基因型的頻率AA(30%Aa(60%aa(10%)配子的比率A(30%)A(30%) a(30%)a(10%)子代基因型頻率AA(36%)Aa(48%)aa(16%)

子代基因頻率A(60%) a(40%)子代基因頻率A(60%) a(40%)對自然界的種群來說，這五個條件不可能同時都成立。 例如，翅色與環(huán)境色彩較一致的，被天敵發(fā)現的機會就少些。突變產生新的基因會使種群的基因頻率發(fā)生變化?；?A2的頻率是增加還是減少，要看這一突變對生物體是有益的還是有害的。（三） 探究樹干變黑會影響樺尺蠖種群中淺色個體的出生率， 這是因為許多淺色個體可能在沒有交配、產卵前就已被天敵捕食。是表現型。比如，天敵看到的是樺尺蠖的體色而不是控制體色的基因。（四） 資料分析由于這兩個種群的個體數量都不夠多，基因頻率可能是不一樣的。不一樣。因為突變是隨機發(fā)生的。不同島嶼的地形和植被條件不一樣，因此環(huán)境的作用會有差別，導致種群基因頻率朝不同的方向改變。不會。因為個體間有基因的交流。（五） 旁欄思考題最先在裸露的巖石上生長的植物往往是地衣，地衣的出現促進巖石的分解，形成土壤，為苔蘚植物的生長創(chuàng)造條件。（六） 技能訓練假說甲：紅褐色魚和金黃色魚起源于同一種灰色魚。 假說乙：湖I中原來只有紅褐色魚，湖n中原來只有金黃色魚，發(fā)洪水時，這兩個湖中的魚發(fā)生混雜在一起。假說甲沒有考慮到隔離在物種形成中的作用，也沒有考慮洪水的作用。這一證據支持假說乙。如果紅褐色魚和金黃色魚不能雜交，或雜交后不能產生可育后代，說明它們不是一個物種。（七） 思考與討論二最早出現的生物是厭氧的單細胞生物，它們生活在海洋中。多細胞生物大約是在寒武紀出現的，它們生活在海洋中。最早登陸的生物是植物，否則動物登陸后就會餓死。當時陸地上還是一片荒蕪，生物都生活在海洋中?？铸埵窃谥猩笃诮^滅的。物種絕滅對生物多樣性的影響是復雜的。 恐龍的絕滅有利于哺乳動物的繁盛。（八） 第一小節(jié)練習基礎題1.C。 2.C。 3.C。突變和基因重組產生進化的原材料。如果沒有突變，就不可能產生新的等位基因，基因重組也就沒有意義，生物就不可能產生可遺傳的變異，也就不可能進化。拓展題提示：如選擇育種和雜交育種。提示：如果氣候等其他條件也合適，并且這個種群具有一定的繁殖能力，該種群的個體數會迅速增加。否則，也可能仍然處于瀕危狀態(tài)甚至絕滅。第二小節(jié)練習基礎題1.(1)v；(2)v；(3)2。2.生活在峽谷北側的種群發(fā)生了突變，由于突變的隨機性，同樣的突變沒有發(fā)生在峽谷南側的種群中。由于這兩個種群被河流隔開，彼此沒有交配的機會，也就是沒有基因的交流，所以兩個種群發(fā)生明顯的分化，有可能演變成兩個物種。拓展題提示：雄虎和雌獅雜交生出的后代是虎獅獸，雄獅和雌虎雜交生出的后代是獅虎獸。目前還沒有虎獅獸和獅虎獸交配并生出可育后代的證據。對人們讓虎和獅雜交生出更具觀賞價值后代的做法，學生可自由發(fā)表看法。補充資料：1981年，世界首例獅虎獸誕生于法國，2001年病死。2002年8月22日，我國首例虎獅獸在南京紅山動物園降生，僅 7d就夭折了。2002年9月2日，在福州國家森林公園動物樂園降生了3只虎獅獸，僅1只成活。2003年3月27日，在湖南長沙世界之窗降生了1只虎獅獸。國內還有從國外引進獅虎獸進行飼養(yǎng)、供游人觀賞的事例。對于讓虎和獅雜交的做法，有專家認為這在科學研究上價值不大，但是在商業(yè)上具有一定價值。有專家認為，對待野生珍稀動物，人類最應當做的是進行保護，讓它們自然繁殖，而不是人為改變其自然繁殖體系。(十)第三小節(jié)練習基礎題1.(1)2;(2)X；(3)Xo2.C 。有性生殖的出現，使基因重組得以實現，增加了生物變異的多樣性，因而使生物進化的速度明顯加快。拓展題提示：假如那樣，生物界紛繁復雜的現象就很難用統一的觀點和理論來解釋， 作為生物學基本觀點之一的進化觀點將難以建立，生物學就不可能形成現在這樣一個科學的框架體系，學習生物學將缺少基本觀點和方法的指導和統領。提示：生態(tài)指的是生物與環(huán)境的相互關系，進化指的是生物界的歷史演變；如果把進化看做由各種生物表演的一部歷史劇， 那么，上演這部歷史劇的舞臺就是生物與環(huán)境之