【正文】 ? 請(qǐng)據(jù)圖回答： ? （ 1） A過(guò)程需要的酶有_______________________________________。 ? 5．經(jīng)典例題： ? 例 1：在培養(yǎng)轉(zhuǎn)基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因（ kan）常作為標(biāo)記基因，只有含卡那霉素抗性基因的細(xì)胞才能在卡那霉素培養(yǎng)基上生長(zhǎng)?？茖W(xué)家在研究的基礎(chǔ)上，又一次對(duì)棉植株中的抗蟲(chóng)基因進(jìn)行了修飾，然后再讓棉鈴蟲(chóng)食用棉的葉片，結(jié)果食用的第二天棉鈴蟲(chóng)就中毒死亡了。 ? 3．優(yōu)缺點(diǎn)：不受種屬限制，可根據(jù)人類的需要，有目的地進(jìn)行，育種時(shí)間短 ；可能會(huì)引起生態(tài)危機(jī)，技術(shù)難度大。基因工程是在 DNA分子水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)施工的。 ? 這種技術(shù)是在生物體外，通過(guò)對(duì) DNA分子進(jìn)行人工“剪切”和“拼接”，對(duì)生物的基因進(jìn)行改造和重新組合，然后導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行無(wú)性繁殖，使重組基因在受體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，產(chǎn)生出人類所需要的基因產(chǎn)物。 ? 其結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是：一般生物的 DNA均為雙螺旋結(jié)構(gòu)。固氮基因的表達(dá)方式為： ? 1．原理：基因重組（或異源 DNA重組）和所有生物氨基酸遺傳密碼子的通用性。如人的胰島素基因移接到大腸桿菌的 DNA上后，可在大腸桿菌的細(xì)胞內(nèi)指導(dǎo)合成人的胰島素；抗蟲(chóng)棉植株的培育 。 ? 5．經(jīng)典例題： ? 例 1：四倍體水稻的花粉經(jīng)離體培養(yǎng)得到的單倍體植株中，所含的染色體組數(shù)是 ? A． 1組 B． 2組 ? C． 3組 D． 4組 答案： B （同源四倍體） ? 五、基因工程育種 ? 一種生物的 DNA上的基因之所以能在其他生物體內(nèi)得以進(jìn)行相同的表達(dá)，是因?yàn)樗鼈児灿靡惶走z傳密碼。無(wú)子西瓜不僅滿足了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求，而且遠(yuǎn)銷國(guó)外。當(dāng)三倍體植株開(kāi)花時(shí)，需要授給普通西瓜(二倍體 )成熟的花粉，刺激子房發(fā)育而成為果實(shí) (一般需要施用一定濃度的生長(zhǎng)素，做為輔助手段，以外源生長(zhǎng)素誘導(dǎo)內(nèi)源生長(zhǎng)素促進(jìn)結(jié)果 )。把這些種子種下去，就會(huì)長(zhǎng)出三倍體植株。 ? 三倍體無(wú)子西瓜的培育：在二倍體西瓜的幼苗期，用秋水仙素處理，可以得到四倍體植株。 ? 4．應(yīng)用：目前世界各國(guó)利用人工誘導(dǎo)多倍體的方法已經(jīng)培育出不少新品種，如含糖量高的三倍體無(wú)子西瓜和甜菜等。染色體數(shù)目加倍的細(xì)胞繼續(xù)進(jìn)行正常的有絲分裂，將來(lái)就可以發(fā)育成多倍體植株。 ? 2．方法和過(guò)程：秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗。體細(xì)胞在有絲分裂的過(guò)程中 ， 染色體完成了復(fù)制 ， 但是細(xì)胞受到外界環(huán)境條件 (如溫度驟變 )或生物內(nèi)部因素的干擾 ， 紡錘體的形成受到破壞 ， 以致染色體不能被拉向兩極 ， 細(xì)胞也不能分裂成兩個(gè)子細(xì)胞 ， 于是就形成染色體數(shù)目加倍的細(xì)胞 。帕米爾高原的高山植物，有 65％的種類是多倍體。在被子植物中，至少有 1/3的物種是多倍體。 ? 體細(xì)胞中含有四個(gè)染色體組的個(gè)體，叫做四倍體，比如馬鈴薯。 ? 5．經(jīng)典例題： ? 例 1：用純種的高稈 (D)抗銹病 (T)小麥與矮稈 (d)易染銹病 (t)小麥培育矮稈抗銹病小麥新品種的方法如下： ? ① ② ? 高稈抗銹病 矮稈易染銹病 ─→ F1─→ 雄配子 ? ③ ④ ? ─→ 幼苗 ─→ 選出符合要求的品種，下列有關(guān)此育種方法的敘述中，正確的是 ? A．這種育種方法叫雜交育種 ? B．過(guò)程④必須使用生長(zhǎng)素處理 ? C．這種方法的最大優(yōu)點(diǎn)是縮短育種年限 ? D．③過(guò)程必須經(jīng)過(guò)受精作用 ? 答案： C ? 四、多倍體育種 ? 體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的個(gè)體叫做多倍體。 ? 4．應(yīng)用：早在 20世紀(jì) 70年代初，我國(guó)就開(kāi)始用花藥體培養(yǎng)選育新品種，育成了“京花一號(hào)”小麥等新品種。 ? 3．優(yōu)缺點(diǎn)： 明顯縮短育種年限，加速育種進(jìn)程 ，利用單倍體植株培育新品種只需要兩年時(shí)間，就可以得到一個(gè)穩(wěn)定的純系品種。 ? 育種工作者常常采用花藥離體培養(yǎng)的方法來(lái)獲得單倍體植株，然后經(jīng)過(guò)人工誘導(dǎo)使染色體數(shù)目加倍，重新恢復(fù)到正常植株的染色體數(shù)目。 ? 1．原理： 染色體變異、基因重組和組織培養(yǎng) 。但是，它們?cè)谟N上有特殊的意義。 ? 三、單倍體育種 ? 在自然條件下，玉米、高梁、水稻、番茄等高等植物，偶爾也會(huì)出現(xiàn)單倍體植株。 ? 例 2： 自然界中，一種生物某一基因及其三種突變基因決定的蛋白質(zhì)的部分氨基酸序列如下： ? 正?；? 精氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 蘇氨酸 脯氨酸 ? 突變基因 1 精氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 蘇氨酸 脯氨酸 ? 突變基因 2 精氨酸 亮氨酸 亮氨酸 蘇氨酸 脯氨酸 ? 突變基因 3 精氨酸 苯丙氨酸 蘇氨酸 酪氨酸 丙氨酸 ? 根據(jù)上述氨基酸序列確定這三種突變基因 DNA分子的改變是 ? A．突變基因 1和 2為一個(gè)堿基的替換，突變基因 3為一個(gè)堿基的增添 ? B．突變基因 2和 3為一個(gè)堿基的替換，突變基因 1為一個(gè)堿基的增添 ? C．突變基因 1為一個(gè)堿基的替換，突變基因 2和 3為一個(gè)堿基的增添 ? D．突變基因 2為一個(gè)堿基的替換，突變基因 1和 3為一個(gè)堿基的增添 ? 答案： A 解析：本題通過(guò)基因突變對(duì)蛋白質(zhì)中氨基酸序列影響 ， 考查考生是否理解基因突變可能產(chǎn)生的后果 ， 這樣就 把 DNA和 RNA中的兩種堿基序列關(guān)系 、 密碼子 、 堿基的變異類型及后果的知識(shí)綜合起來(lái)考查 ， 特別是有的氨基酸不止有一個(gè)密碼子的情況是解題的關(guān)鍵 ， 借此考查考生的理解能力 、 分析綜合能力和推理能力 。 ? 5．經(jīng)典例題： ? 例 1： 科學(xué)家將一些作物的種子搭載人造衛(wèi)星進(jìn)入太空，經(jīng)過(guò)宇宙射線、高度真空和微重力等綜合因素的作用，使種子內(nèi)的 DNA發(fā)生變化，從而培育出優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的新品種。這種野生的青霉菌分泌的青霉素很少，產(chǎn)量只有 20單位 /mL。青霉菌的選育就是一個(gè)典型的例子。 也有時(shí)可利用對(duì)人類有益的芽變，通過(guò)營(yíng)養(yǎng)繁殖培育優(yōu)良品種。這些新品種具有抗病力強(qiáng)、產(chǎn)量高、品質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮了巨大作用。 所控制的都是同一性狀的不同表現(xiàn)類型 ， 它們屬于等位基因 。 但是每一個(gè)基因的突變 ， 都不是沒(méi)有任何限制的 。 一個(gè)基因可以向不同的方向發(fā)生突變 ， 產(chǎn)生一個(gè)以上的等位基因 。例如，植物的抗病性突變、耐旱性突變、微生物的抗藥性突變等，都是有利于生物生存的。這種苗由于缺乏葉綠素，不能進(jìn)行光合作用制造有機(jī)物，最終導(dǎo)致死亡。因此，基因突變對(duì)于生物的生存往往是有害的。 由于任何一種生物都是長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程的產(chǎn)物，它們性狀與環(huán)境條件已經(jīng)取得了高度的協(xié)調(diào)。同一種生物的不同基因，突變率也不相同。不同生物的基因突變率是不同的。 ? 第三，在自然狀態(tài)下，對(duì)一種生物來(lái)說(shuō)，基因突變的頻率是很低的 。發(fā)生在生殖細(xì)胞中的突變，可以通過(guò)受精作用直接傳遞給后代。如果基因突變發(fā)生在花芽分化時(shí)，那么，將來(lái)可能只在一朵花或一個(gè)花序上表現(xiàn)出變異。 ? 一般來(lái)說(shuō)，在生物個(gè)體發(fā)育的過(guò)程中，基因突變發(fā)生的時(shí)期越遲，生物體表現(xiàn)突變的部分就越少。 ? 第二，基因突變是隨機(jī)發(fā)生的 。例如，棉花的短果枝，水稻的矮桿、糯性，果蠅的白眼、殘翅，家鴿羽毛的灰紅色，以及人的色盲、糖尿病、白化病等遺傳病，都是突變性狀，（通過(guò)基因突變產(chǎn)生等位基因）。 ? 理解其優(yōu)缺點(diǎn)，需要先了解一下基因突變作為生物變異的一個(gè)重要來(lái)源，它具有以下主要特點(diǎn)： ? 第一，基因突變?cè)谏锝缰惺瞧毡榇嬖诘?。 ? 3．優(yōu)缺點(diǎn)： ? 能提高變異頻率，加速育種過(guò)程，可大幅度改良某些性狀（有時(shí)可產(chǎn)生超效基因），變異范圍廣；有利變異少，須大量處理材料；誘變的方向和性質(zhì)不能控制。 ? 2．方法和過(guò)程：是指利用物理因素 (如太空的輻射 X射線、 γ射線、紫外線、失重或用激光等 )；化學(xué)因素 (如亞硝酸、硫酸二乙酯等 )來(lái)處理生物（如萌動(dòng)的植物芽或種子），使生物發(fā)生基因突變。 ? 二、誘變育種 ? 1．原理： 基因突變 。） P 綠苗緊穗白種皮 紫苗松穗黃種皮 aaBBdd ♀ AAbbDD ♂ ↓ F 紫苗緊穗黃種皮 AaBbDd