【創(chuàng)新設(shè)計(jì)】2022年高三生物(人教版)一輪復(fù)習(xí)-基礎(chǔ)課時(shí)案23-從雜交育種到基因工程-考點(diǎn)探究

考點(diǎn)一雜交育種與誘變育種[典例引領(lǐng)]【典例1】(2021·江蘇高考)現(xiàn)有小麥種質(zhì)資源包括：①高產(chǎn)、感??；②低產(chǎn)、抗病；③高產(chǎn)、晚熟等品種。為滿足不同地區(qū)及不同環(huán)境條件下的栽培需求，育種專家要培育3類品種：a.高產(chǎn)、抗??；b.高產(chǎn)、早熟；c.高產(chǎn)、抗旱。下述育種方法可行的是(多選)()A．利用①、③品種間雜交篩選獲得aB．對(duì)品種③進(jìn)行染色體加倍處理篩選獲得bC．a(chǎn)、b和c的培育均可接受誘變育種方法D．用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將外源抗旱基因?qū)擘壑蝎@得c解析利用①、③品種間雜交不能篩選出抗病品種；多倍體植株具有發(fā)育延遲的特點(diǎn)；對(duì)品種③進(jìn)行染色體加倍處理不能使其表現(xiàn)早熟特性；a、b、c品種的優(yōu)良性狀均可通過(guò)基因突變獲得；可利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)，將外源抗旱基因?qū)擘壑袕亩@得高產(chǎn)、抗旱品種。答案CD【典例2】(安徽高考)如圖所示，科研小組用60Co照射棉花種子，誘變當(dāng)代獲得棕色(纖維顏色)新性狀，誘變Ⅰ代獲得低酚(棉酚含量)新性狀。已知棉花的纖維顏色由一對(duì)基因(A、a)把握，棉酚含量由另一對(duì)基因(B、b)把握，兩對(duì)基因獨(dú)立遺傳。(1)兩個(gè)新性狀中，棕色是________性狀，低酚是________性狀。(2)誘變當(dāng)代中，棕色、高酚的棉花植株基因型是______，白色、高酚的棉花植株基因型是________。(3)棕色棉抗蟲(chóng)力量強(qiáng)，低酚棉產(chǎn)量高。為獲得抗蟲(chóng)高產(chǎn)棉花新品種，爭(zhēng)辯人員將誘變Ⅰ代中棕色、高酚植株自交，每株自交后代種植在一個(gè)單獨(dú)的區(qū)域，從________的區(qū)域中得到純合棕色、高酚植株。請(qǐng)你利用該純合體作為一個(gè)親本，再?gòu)恼T變Ⅰ代中選擇另一個(gè)親本，設(shè)計(jì)一方案，盡快選育出抗蟲(chóng)高產(chǎn)(棕色、低酚)的純合棉花新品種(用遺傳圖解和必要的文字表示)。解析(1)誘變當(dāng)代棕色、高酚個(gè)體自交，后代消滅棕色和白色性狀，說(shuō)明棕色為顯性性狀；誘變當(dāng)代白色、高酚個(gè)體自交，后代消滅低酚和高酚性狀，說(shuō)明低酚為隱性性狀。(2)從誘變當(dāng)代個(gè)體自交后代的表現(xiàn)型即可推斷出棕色、高酚的棉花植株的基因型為AaBB，白色、高酚的棉花植株的基因型為aaBb。(3)依題意，要盡快獲得純合的棕色、低酚植株(AAbb)，結(jié)合已知純合體AABB，只要從誘變1代中選取白色、低酚(aabb)個(gè)體，并利用單倍體育種的方法即可。在書(shū)寫(xiě)遺傳圖解時(shí)，需要標(biāo)明表現(xiàn)型、基因型，同時(shí)注明必要的文字，如花藥離體培育、秋水仙素處理等。答案(1)顯性隱性(2)AaBBaaBb(3)不發(fā)生性狀分別(或全為棕色棉，或沒(méi)有消滅白色棉)巧辨雜交育種的選育目標(biāo)與育種程序的類型1．雜交育種的選育目標(biāo)可分三類——隱性純合子、顯性純合子(包括AABB或AAbb)及雜合子。2．雜交育種不肯定需要連續(xù)自交，若選育顯性優(yōu)良純種，則需要連續(xù)自交篩選直至性狀不再發(fā)生分別；若選育隱性優(yōu)良純種，則只要在子二代消滅該性狀個(gè)體即可，若選育雜合子，則只要得到雜種即可(需年年制種或接受無(wú)性繁殖方法繁殖)?，F(xiàn)將雜交育種類型及程序分析如下：(1)培育常規(guī)的純合子品種①培育隱性純合子品種：選出雙親eq\o(→,\s\up7(雜交))子一代eq\o(→,\s\up7(自交))子二代→選出符合要求的優(yōu)良性狀個(gè)體即可推廣。②培育顯性純合子品種：選出雙親eq\o(→,\s\up7(雜交))子一代eq\o(→,\s\up7(自交))子二代→選出符合要求的優(yōu)良性狀個(gè)體eq\o(→,\s\up7(自交))子三代→選出符合要求的優(yōu)良性狀個(gè)體eq\o(→,\s\up7(自交))……→選出能穩(wěn)定遺傳的個(gè)體推廣。(2)培育雜合子品種在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，可以將雜種子一代作為種子直接利用，如水稻、玉米等。①基本步驟：選取雙親P(♀)→雜交→F1。②特點(diǎn)：高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗性強(qiáng)，但種子只能用一年，需年年育種(因雜合子自交后代會(huì)發(fā)生性狀分別)?？山邮軣o(wú)性繁殖技術(shù)如植物組織培育、養(yǎng)分繁殖(如甘薯、馬鈴薯等)等技術(shù)達(dá)到長(zhǎng)期利用雜種子一代的目的。[跟進(jìn)題組]1．彩色小麥?zhǔn)墙邮堋盎瘜W(xué)誘變”“物理誘變”和“遠(yuǎn)緣雜交”三結(jié)合的育種方法培育而成的。因其富含多種微量元素，種皮上呈現(xiàn)出不同的顏色，而被稱為彩色小麥。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．三結(jié)合育種方法的原理是：基因突變、基因重組和染色體變異B．由于親本間的遺傳物質(zhì)相差較大，通過(guò)“遠(yuǎn)緣雜交”產(chǎn)生的變異可能較大C．彩色小麥所含的微量元素最可能是通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸?shù)姆绞轿〉腄．彩色小麥和一般小麥之間不存在生殖隔離，可進(jìn)行雜交解析解答本題的關(guān)鍵是把握不同育種方法的原理?！盎瘜W(xué)誘變”和“物理誘變”說(shuō)明涉及誘變育種，“遠(yuǎn)緣雜交”說(shuō)明涉及雜交育種，因此三結(jié)合的育種方法涉及的原理有：基因突變和基因重組，不涉及染色體變異。由于親緣關(guān)系較遠(yuǎn)的兩個(gè)品種的遺傳物質(zhì)相差較大，所以基因重組產(chǎn)生的變異會(huì)更大。依據(jù)題干信息可知，彩色小麥有富集微量元素的力量，說(shuō)明彩色小麥吸取微量元素時(shí)是逆濃度梯度進(jìn)行的，因此吸取方式為主動(dòng)運(yùn)輸。彩色小麥只是一個(gè)新品種不是新物種，因此彩色小麥和一般小麥屬于同一物種，它們之間不存在生殖隔離，可進(jìn)行雜交。答案A2．下圖為某農(nóng)科所培育高品質(zhì)小麥的過(guò)程，其中①③④⑤代表具體操作過(guò)程。(1)具有①④⑤操作的育種方法是________，依據(jù)的原理是________________。(2)具有①③操作的育種方法的是________，依據(jù)的原理是___________。(3)操作③是________，其目的是_____________。操作⑤常用的方法有________，原理是______________。(4)操作①表示雜交，其目的是將兩個(gè)純合親本的______通過(guò)雜交集中在一起，再經(jīng)過(guò)選擇和培育獲得新品種。解析從圖可知，①表示雜交，②表示減數(shù)分裂，③表示連續(xù)自交，④表示花藥離體培育，⑤表示用秋水仙素處理或低溫處理單倍體幼苗。①④⑤操作的育種方法是單倍體育種，依據(jù)的原理是染色體變異。①③操作的育種方法是雜交育種，依據(jù)原理是基因重組。③連續(xù)自交可以提高純合體的比例。⑤原理是低溫或秋水仙素在細(xì)胞分裂前期抑制紡錘體的形成，導(dǎo)致染色體數(shù)目加倍。①雜交目的是將純合親本的優(yōu)良性狀或基因通過(guò)雜交集中在一起。答案(1)單倍體育種染色體數(shù)目變異(2)雜交育種基因重組(3)連續(xù)自交提高純合子的比例(選出符合要求的個(gè)體)低溫誘導(dǎo)或秋水仙素處理低溫或秋水仙素抑制紡錘體的形成，導(dǎo)致染色體不能移向細(xì)胞兩極，從而使細(xì)胞內(nèi)的染色體數(shù)目加倍(4)優(yōu)良性狀(基因)考點(diǎn)二基因工程及其應(yīng)用[典例引領(lǐng)]【典例1】(2021·全國(guó)卷)下列實(shí)踐活動(dòng)包含基因工程技術(shù)的是()A．水稻F1花藥經(jīng)培育和染色體加倍，獲得基因型純合新品種B．抗蟲(chóng)小麥與矮稈小麥雜交，通過(guò)基因重組獲得抗蟲(chóng)矮稈小麥C．將含抗病基因的重組DNA導(dǎo)入玉米細(xì)胞，經(jīng)組織培育獲得抗病植株D．用射線照射大豆使其基因結(jié)構(gòu)發(fā)生轉(zhuǎn)變，獲得種子性狀發(fā)生變異的大豆解析A項(xiàng)所述為單倍體育種，B項(xiàng)所述為雜交育種，D項(xiàng)所述為誘變育種，都沒(méi)有涉及基因工程技術(shù)；C項(xiàng)所述育種方法涉及組織培育技術(shù)和基因工程技術(shù)。答案C【典例2】(浙江高考)將ada(腺苷酸脫氨酶基因)通過(guò)質(zhì)粒pET28b導(dǎo)入大腸桿菌并成功表達(dá)腺苷酸脫氨酶。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．每個(gè)大腸桿菌細(xì)胞至少含一個(gè)重組質(zhì)粒B．每個(gè)重組質(zhì)粒至少含一個(gè)限制性核酸內(nèi)切酶識(shí)別位點(diǎn)C．每個(gè)限制性核酸內(nèi)切酶識(shí)別位點(diǎn)至少插入一個(gè)adaD．每個(gè)插入的ada至少表達(dá)一個(gè)腺苷酸脫氨酶分子解析大腸桿菌成功表達(dá)出腺苷酸脫氨酶，說(shuō)明這些大腸桿菌都至少含有一個(gè)重組質(zhì)粒，A項(xiàng)正確；作為載體的條件為至少含有一個(gè)或多個(gè)酶切位點(diǎn)，所以作為載體的質(zhì)粒至少含有一個(gè)限制性核酸內(nèi)切酶識(shí)別位點(diǎn)，B項(xiàng)正確；作為基因表達(dá)載體應(yīng)包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因四部分，但并不是每個(gè)酶切位點(diǎn)都至少插入一個(gè)ada，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由于這些目的基因成功表達(dá)，所以每個(gè)ada至少表達(dá)一個(gè)腺苷酸脫氨酶分子，D項(xiàng)正確。答案C思維發(fā)散ada在人體內(nèi)、在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)，均可把握合成相同的表達(dá)產(chǎn)物，表明何種道理？提示ada基因在不同生物細(xì)胞中均可把握同類蛋白質(zhì)產(chǎn)物的合成，一方面表明“基因是遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、功能單位，另一方面表明，不同生物可共用一套遺傳密碼子”。與基因工程有關(guān)的8點(diǎn)提示(1)限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶的作用部位都是脫氧核苷酸之間形成的磷酸二酯鍵(不是氫鍵)，只是一個(gè)切開(kāi)，一個(gè)連接。(2)質(zhì)粒是最常用的運(yùn)載體，不要把質(zhì)粒等同于運(yùn)載體，除此之外，λ噬菌體的衍生物和動(dòng)植物病毒也可作為運(yùn)載體。運(yùn)載體的化學(xué)本質(zhì)為DNA，其基本單位為脫氧核苷酸。(3)要想從DNA上切下某個(gè)基因(保證基因的完整性)，應(yīng)切2個(gè)切口，產(chǎn)生4個(gè)黏性末端。(4)第一步和其次步需要限制酶，且要求用同種酶，目的是產(chǎn)生相同的黏性末端。(5)構(gòu)建基因表達(dá)載體是基因工程的核心步驟，是成功的關(guān)鍵。(6)對(duì)基因操作是否成功不但要在分子水平上鑒定還要在個(gè)體水平上鑒定，如抗蟲(chóng)棉不僅能產(chǎn)生毒蛋白，而且必需“抗蟲(chóng)”。(7)目的基因指要表達(dá)的基因，標(biāo)記基因指運(yùn)載體上用于鑒定、篩選的基因。(8)目的基因表達(dá)的標(biāo)志：通過(guò)轉(zhuǎn)錄、翻譯產(chǎn)生相應(yīng)的蛋白質(zhì)(可用抗原—抗體雜交法確認(rèn)是否產(chǎn)生相應(yīng)蛋白質(zhì))。[跟進(jìn)題組]1．玫瑰有5000多年的人工栽培歷史，迄今已培育出2500多個(gè)品種。玫瑰沒(méi)有生成藍(lán)色翠雀花素所需的黃酮類化合物3,5-氫氧化酶基因，因此藍(lán)玫瑰被認(rèn)為是不行能培育成功的。但日本科研人員將藍(lán)色三葉草中的藍(lán)色素基因植入一般玫瑰而成功培育出了藍(lán)玫瑰，這株玫瑰的花瓣中所含的色素為藍(lán)色。下列有關(guān)敘述正確的是()A．藍(lán)色翠雀花素分布于藍(lán)玫瑰花瓣細(xì)胞的液泡和葉綠體中B．培育藍(lán)玫瑰用到的工具酶是限制性內(nèi)切酶和DNA連接酶C．藍(lán)色素基因在全部玫瑰細(xì)胞中都能把握合成藍(lán)色翠雀花素D．藍(lán)玫瑰的培育成功意味著人類制造了一個(gè)新的物種解析解答本題的關(guān)鍵是留意“工具酶”而不是“工具”。除綠色外，其余顏色的色素幾乎都存在于液泡中，因此藍(lán)色翠雀花素分布于藍(lán)玫瑰花瓣細(xì)胞的液泡中；日本科研人員將藍(lán)色三葉草中的藍(lán)色素基因植入一般玫瑰而成功培育出了藍(lán)玫瑰，此方法為基因工程育種，用到的工具酶是限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶；由于基因的選擇性表達(dá)，藍(lán)色素基因在玫瑰花瓣細(xì)胞中能把握合成藍(lán)色翠雀花素，而在其他細(xì)胞中沒(méi)有表達(dá)；藍(lán)玫瑰僅僅是一般玫瑰中轉(zhuǎn)入了一個(gè)外源基因，與其他的玫瑰未