高中生物 第三單元 第二章 第三、四節(jié) 基因與性狀轉(zhuǎn)基因生物的和轉(zhuǎn)基因食品課件 中圖版必修2

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1、第三、四節(jié)基因與性狀 轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品考綱要求考綱要求三年考情三年考情基因與性狀的關(guān)系基因與性狀的關(guān)系20112011廣東廣東,2011,2011海南海南, ,20112011天津天津,2010,2010山東山東, ,20102010海南海南,2010,2010廣東廣東,2010,2010安徽安徽基因重組及其意義基因重組及其意義20122012江蘇江蘇,2011,2011江蘇江蘇基因突變的特征和原因基因突變的特征和原因20122012廣東廣東,2012,2012新課標(biāo)全國卷新課標(biāo)全國卷, ,20122012浙江浙江,2011,2011廣東廣東, ,20112011安徽安徽,2010,20

2、10福建福建,2010,2010江蘇江蘇轉(zhuǎn)基因食品的安全轉(zhuǎn)基因食品的安全20122012江蘇江蘇,2011,2011安徽安徽, ,20102010福建福建,2010,2010江蘇江蘇一、基因與性狀的關(guān)系一、基因與性狀的關(guān)系1.1.基因控制性狀基因控制性狀(1)(1)通過控制通過控制_來控制性狀來控制性狀, ,如鐮刀型細(xì)胞貧如鐮刀型細(xì)胞貧血癥。血癥。(2)(2)通過控制通過控制_控制控制_,_,從而影響生物性狀從而影響生物性狀, ,如如白化病。白化病。蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)酶的合成酶的合成代謝過程代謝過程2.2.基因重組基因重組下圖下圖a a、b b為減數(shù)第一次分裂不同時(shí)期的細(xì)胞圖像為

3、減數(shù)第一次分裂不同時(shí)期的細(xì)胞圖像, ,其中均發(fā)生其中均發(fā)生了基因重組。了基因重組。(1)(1)發(fā)生時(shí)間發(fā)生時(shí)間: :寫出相應(yīng)細(xì)胞所處的時(shí)期寫出相應(yīng)細(xì)胞所處的時(shí)期:a_;b:a_;b 減數(shù)減數(shù)_。四分體時(shí)期四分體時(shí)期第一次第一次分裂后期分裂后期(2)(2)類型類型: :a:a:同源染色體上同源染色體上_之間交叉互換之間交叉互換; ;b:b:非同源染色體上的非同源染色體上的_之間自由組合。之間自由組合。(3)(3)意義意義: :形成形成_的重要原因。的重要原因。生物變異的來源之一生物變異的來源之一, ,有利于有利于_。非姐妹染色單體非姐妹染色單體非等位基因非等位基因生物多樣性生物多樣性生物進(jìn)化生物

4、進(jìn)化二、基因突變二、基因突變1.1.概念概念基因基因_的改變的改變, ,包括堿基對(duì)的包括堿基對(duì)的_。2.2.實(shí)例實(shí)例鐮刀型細(xì)胞貧血癥鐮刀型細(xì)胞貧血癥癥狀癥狀紅細(xì)胞呈紅細(xì)胞呈_狀狀, ,易破裂易破裂, ,使人患溶血性貧血使人患溶血性貧血病因病因血紅蛋白多肽鏈上一個(gè)谷氨酸被血紅蛋白多肽鏈上一個(gè)谷氨酸被_替換替換根本根本原因原因血紅蛋白基因血紅蛋白基因(DNA)(DNA)上上_被替換被替換, ,即由即由_ _ 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)增添、缺失或改變增添、缺失或改變鐮刀鐮刀纈氨酸纈氨酸一對(duì)堿基對(duì)一對(duì)堿基對(duì)3.3.時(shí)間、原因、特征、結(jié)果及意義時(shí)間、原因、特征、結(jié)果及意義(1)(1)時(shí)間時(shí)間: :主要發(fā)生在主要發(fā)生在_

5、。 _：如射線、電離輻射等：如射線、電離輻射等(2)(2)原因原因 _：如亞硝酸、堿基類似物等：如亞硝酸、堿基類似物等 生物因素：生物因素：_等等有絲分裂間期或減數(shù)分裂間期有絲分裂間期或減數(shù)分裂間期物理因素物理因素病毒、某些細(xì)菌病毒、某些細(xì)菌化學(xué)因素化學(xué)因素 普遍性：各種生物中都可能發(fā)生普遍性：各種生物中都可能發(fā)生 低頻性：自然狀況下，基因突變的頻率低頻性：自然狀況下，基因突變的頻率_ 可逆性：一種基因突變產(chǎn)生的基因可以可逆性：一種基因突變產(chǎn)生的基因可以_為為 (3)(3)特征特征 該基因該基因 多方向性：一個(gè)基因可以向多個(gè)方向突變多方向性：一個(gè)基因可以向多個(gè)方向突變 隨機(jī)性：發(fā)生在個(gè)體發(fā)育的

6、隨機(jī)性：發(fā)生在個(gè)體發(fā)育的_和和_ 中中很低很低再突變再突變?nèi)魏螘r(shí)期任何時(shí)期任何細(xì)胞任何細(xì)胞(4)(4)結(jié)果：一個(gè)基因變成了它的結(jié)果：一個(gè)基因變成了它的_，可能引起性狀改，可能引起性狀改變。變。 對(duì)對(duì)_具有重要意義具有重要意義(5)(5)意義意義 形成形成_的重要原因之一的重要原因之一等位基因等位基因生物進(jìn)化生物進(jìn)化生物多樣性生物多樣性三、轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品三、轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品1.1.重組重組DNADNA技術(shù)技術(shù)(1)(1)概念概念: :指利用指利用_和和_的手段的手段, ,將某種生物將某種生物的基因轉(zhuǎn)移到的基因轉(zhuǎn)移到_中中, ,使其出現(xiàn)原物種不具有的使其出現(xiàn)原物種不具有的_的技術(shù)。又

7、稱為的技術(shù)。又稱為_。分子生物學(xué)分子生物學(xué)基因工程基因工程其他生物物種其他生物物種新新性狀性狀轉(zhuǎn)基因技術(shù)轉(zhuǎn)基因技術(shù)(2)(2)實(shí)施過程實(shí)施過程: : 利用利用_從目的基因所在生物的從目的基因所在生物的獲取目的基因獲取目的基因 體細(xì)胞中直接提取體細(xì)胞中直接提取 利用利用mRNAmRNA通過通過_法人工合成法人工合成 目的基因需要通過恰當(dāng)?shù)哪康幕蛐枰ㄟ^恰當(dāng)?shù)腳才能導(dǎo)入受體才能導(dǎo)入受體 細(xì)胞細(xì)胞獲取目的基因獲取目的基因 載體：常用的載體有細(xì)菌的載體：常用的載體有細(xì)菌的_或或_ 方法：將外源方法：將外源DNA_DNA_，使兩種，使兩種DNADNA分分 子連接起來子連接起來限制性內(nèi)切酶限制性內(nèi)切酶逆

8、轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄載體載體質(zhì)粒質(zhì)粒病毒病毒DNADNA插入載體插入載體重組重組DNADNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞：利用分子導(dǎo)入受體細(xì)胞：利用_等方法將重組等方法將重組DNADNA 分子導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)分子導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)篩選和鑒定：通過一定的手段篩選和鑒定出能夠表達(dá)所需篩選和鑒定：通過一定的手段篩選和鑒定出能夠表達(dá)所需 _或或_的受體細(xì)胞的受體細(xì)胞(3)(3)意義：人為實(shí)現(xiàn)了意義：人為實(shí)現(xiàn)了_遺傳物質(zhì)的轉(zhuǎn)移。遺傳物質(zhì)的轉(zhuǎn)移。顯微注射顯微注射遺傳性狀遺傳性狀所需產(chǎn)物所需產(chǎn)物種間種間2.2.轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品(1)(1)轉(zhuǎn)基因生物轉(zhuǎn)基因生物: :由于由于_的導(dǎo)入的導(dǎo)入, ,引起原有引起原有

9、_組組成改變的生物。成改變的生物。(2)(2)轉(zhuǎn)基因食品轉(zhuǎn)基因食品: :用用_生產(chǎn)或制造的食品、食品原料生產(chǎn)或制造的食品、食品原料以及食品添加劑等。以及食品添加劑等。(3)(3)轉(zhuǎn)基因生物的風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)基因生物的風(fēng)險(xiǎn): :轉(zhuǎn)基因生物可能會(huì)影響或威脅到轉(zhuǎn)基因生物可能會(huì)影響或威脅到_、生態(tài)環(huán)境和人、生態(tài)環(huán)境和人類健康。類健康。目的基因目的基因遺傳物質(zhì)遺傳物質(zhì)轉(zhuǎn)基因生物轉(zhuǎn)基因生物生物多樣性生物多樣性1.(20111.(2011江蘇江蘇T22B)T22B)有絲分裂和減數(shù)分裂過程中均可以發(fā)生非同有絲分裂和減數(shù)分裂過程中均可以發(fā)生非同源染色體之間自由組合，導(dǎo)致基因重組。源染色體之間自由組合，導(dǎo)致基因重組。( )

10、( )【分析【分析】基因重組只發(fā)生在減數(shù)分裂過程中?；蛑亟M只發(fā)生在減數(shù)分裂過程中。2.(20102.(2010江蘇江蘇T6C)T6C)觀察細(xì)胞有絲分裂中期染色體形態(tài)可判斷基觀察細(xì)胞有絲分裂中期染色體形態(tài)可判斷基因突變發(fā)生的位置。因突變發(fā)生的位置。( )( )【分析【分析】基因突變屬于分子水平的變異，在顯微鏡下觀察不基因突變屬于分子水平的變異，在顯微鏡下觀察不到。到。3.3.基因突變是由于基因突變是由于DNADNA分子的增添、缺失或改變引起的結(jié)構(gòu)的分子的增添、缺失或改變引起的結(jié)構(gòu)的變異。變異。( )( )【分析【分析】基因突變是指基因結(jié)構(gòu)的改變，包括堿基對(duì)的增添、基因突變是指基因結(jié)構(gòu)的改變，包

11、括堿基對(duì)的增添、缺失或改變而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變。缺失或改變而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變。4.4.基因突變一定引起基因結(jié)構(gòu)的改變，但不一定會(huì)引起生物性基因突變一定引起基因結(jié)構(gòu)的改變，但不一定會(huì)引起生物性狀的改變。狀的改變。( )( )【分析【分析】突變后轉(zhuǎn)錄出的密碼子改變，由于密碼子具有簡并突變后轉(zhuǎn)錄出的密碼子改變，由于密碼子具有簡并性，決定的氨基酸的種類不一定改變，如性，決定的氨基酸的種類不一定改變，如 轉(zhuǎn)錄出的密碼子由轉(zhuǎn)錄出的密碼子由GAUGACGAUGAC，但兩種密碼子都決定天冬氨酸。，但兩種密碼子都決定天冬氨酸。GATGACCTACTG，5.5.病毒、大腸桿菌及動(dòng)植物都可能發(fā)生基因突變。病毒

12、、大腸桿菌及動(dòng)植物都可能發(fā)生基因突變。( )( )【分析【分析】基因突變具有普遍性，只要有基因的生物都可發(fā)生基基因突變具有普遍性，只要有基因的生物都可發(fā)生基因突變。因突變。6.6.一對(duì)等位基因不存在基因重組，一對(duì)同源染色體存在基因重一對(duì)等位基因不存在基因重組，一對(duì)同源染色體存在基因重組。組。( )( )【分析【分析】基因重組至少需要兩對(duì)等位基因，一對(duì)等位基因體現(xiàn)基因重組至少需要兩對(duì)等位基因，一對(duì)等位基因體現(xiàn)了基因分離規(guī)律。一對(duì)同源染色體可以通過交叉互換進(jìn)行基因了基因分離規(guī)律。一對(duì)同源染色體可以通過交叉互換進(jìn)行基因重組。重組。7.7.減數(shù)分裂四分體時(shí)期，姐妹染色單體的局部交換可導(dǎo)致基因減數(shù)分裂四

13、分體時(shí)期，姐妹染色單體的局部交換可導(dǎo)致基因重組。重組。( )( )【分析【分析】交叉互換發(fā)生在同源染色體上非姐妹染色單體之間。交叉互換發(fā)生在同源染色體上非姐妹染色單體之間。8.8.基因工程定向改造生物性狀，能夠定向地引起基因突變?；蚬こ潭ㄏ蚋脑焐镄誀?，能夠定向地引起基因突變。 ( )( )【分析分析】基因工程能定向改造生物性狀，這屬于基因重組，不基因工程能定向改造生物性狀，這屬于基因重組，不屬于基因突變。屬于基因突變?？键c(diǎn)考點(diǎn) 一一 基因重組基因重組1.1.概念理解概念理解(1)(1)范圍：真核生物有性生殖。范圍：真核生物有性生殖。(2)(2)實(shí)質(zhì)：控制不同性狀的非等位基因重組。實(shí)質(zhì)：控制

14、不同性狀的非等位基因重組。(3)(3)發(fā)生過程：減數(shù)分裂過程中。發(fā)生過程：減數(shù)分裂過程中。(4)(4)廣義基因重組：還包括通過對(duì)廣義基因重組：還包括通過對(duì)DNADNA的剪切、拼接而實(shí)施的基的剪切、拼接而實(shí)施的基因工程及人工作用下因工程及人工作用下R R型菌轉(zhuǎn)化為型菌轉(zhuǎn)化為S S型菌。型菌。2.2.類型類型(1)(1)分子水平的基因重組：分子水平的基因重組：如通過對(duì)如通過對(duì) DNA DNA 的剪切、拼接而實(shí)施的基因工程。的剪切、拼接而實(shí)施的基因工程。特點(diǎn)：可克服遠(yuǎn)源雜交不親和的障礙。特點(diǎn)：可克服遠(yuǎn)源雜交不親和的障礙。(2)(2)染色體水平的基因重組：染色體水平的基因重組：減數(shù)分裂過程中同源染色體

15、的非姐妹染色單體交叉互換，以減數(shù)分裂過程中同源染色體的非姐妹染色單體交叉互換，以及非同源染色體上非等位基因的自由組合而導(dǎo)致的基因重組。及非同源染色體上非等位基因的自由組合而導(dǎo)致的基因重組。特點(diǎn)：難以突破遠(yuǎn)源雜交不親和的障礙，可產(chǎn)生新的基因型、特點(diǎn)：難以突破遠(yuǎn)源雜交不親和的障礙，可產(chǎn)生新的基因型、表現(xiàn)型，但不能產(chǎn)生新的基因。表現(xiàn)型，但不能產(chǎn)生新的基因。(3)(3)細(xì)胞水平的基因重組：細(xì)胞水平的基因重組：如動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)以及植物體細(xì)胞雜交技術(shù)下的大規(guī)模的如動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)以及植物體細(xì)胞雜交技術(shù)下的大規(guī)模的基因重組。基因重組。特點(diǎn)：可克服遠(yuǎn)源雜交不親和的障礙。特點(diǎn)：可克服遠(yuǎn)源雜交不親和的障礙。3.

16、3.易位與交叉互換的區(qū)別易位與交叉互換的區(qū)別染色體易位染色體易位交叉互換交叉互換圖圖解解區(qū)區(qū)別別位位置置發(fā)生于非同源染色體之間發(fā)生于非同源染色體之間發(fā)生于同源染色體的非姐發(fā)生于同源染色體的非姐妹染色單體之間妹染色單體之間原原理理染色體結(jié)構(gòu)變異染色體結(jié)構(gòu)變異基因重組基因重組觀觀察察可在顯微鏡下觀察到可在顯微鏡下觀察到在顯微鏡下觀察不到在顯微鏡下觀察不到【高考警示【高考警示】(1)(1)交叉互換交叉互換基因重組。如果交叉互換發(fā)生在同源染色體之基因重組。如果交叉互換發(fā)生在同源染色體之間叫基因重組；如果發(fā)生在非同源染色體之間叫易位，屬于染間叫基因重組；如果發(fā)生在非同源染色體之間叫易位，屬于染色體結(jié)構(gòu)變

17、異。色體結(jié)構(gòu)變異。(2)(2)精卵結(jié)合并沒有發(fā)生基因重組。精卵結(jié)合并沒有發(fā)生基因重組。來自父方、母方的染色體為同源染色體，每一對(duì)同源染色體上來自父方、母方的染色體為同源染色體，每一對(duì)同源染色體上都有控制相同性狀的基因。都有控制相同性狀的基因。(3)(3)基因重組在人工操作下也可以實(shí)現(xiàn)，如基因工程、肺炎雙基因重組在人工操作下也可以實(shí)現(xiàn)，如基因工程、肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化中都發(fā)生了基因重組。球菌轉(zhuǎn)化中都發(fā)生了基因重組。【典例【典例1 1】(2013(2013揚(yáng)州模擬揚(yáng)州模擬) )下圖是某種高等動(dòng)物的幾個(gè)細(xì)胞下圖是某種高等動(dòng)物的幾個(gè)細(xì)胞分裂示意圖分裂示意圖( (數(shù)字代表染色體數(shù)字代表染色體, ,字母代表染色

18、體上帶有的基因字母代表染色體上帶有的基因) )。圖中不可能反映的是圖中不可能反映的是( () )A.A.圖甲細(xì)胞表明該動(dòng)物發(fā)生了基因重組圖甲細(xì)胞表明該動(dòng)物發(fā)生了基因重組B.B.圖乙細(xì)胞由于完成圖乙細(xì)胞由于完成DNADNA復(fù)制解開雙螺旋容易發(fā)生基因突變復(fù)制解開雙螺旋容易發(fā)生基因突變C.C.圖丙細(xì)胞中圖丙細(xì)胞中1 1與與2 2的片段部分交換屬于基因重組的片段部分交換屬于基因重組D.D.圖丙細(xì)胞表示發(fā)生自由組合圖丙細(xì)胞表示發(fā)生自由組合【解析【解析】選選A A。根據(jù)題干知，圖甲、圖乙、圖丙分別是同一種。根據(jù)題干知，圖甲、圖乙、圖丙分別是同一種動(dòng)物的細(xì)胞分裂示意圖。圖甲細(xì)胞中著絲粒已分開，而且有同動(dòng)物的

19、細(xì)胞分裂示意圖。圖甲細(xì)胞中著絲粒已分開，而且有同源染色體，是有絲分裂；造成相同兩條染色體上基因不同是基源染色體，是有絲分裂；造成相同兩條染色體上基因不同是基因突變。圖乙細(xì)胞處于分裂間期；圖丙細(xì)胞中同源染色體正在因突變。圖乙細(xì)胞處于分裂間期；圖丙細(xì)胞中同源染色體正在分開，是減數(shù)第一次分裂?；蛑亟M通常發(fā)生在減數(shù)分裂過程分開，是減數(shù)第一次分裂?；蛑亟M通常發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，所以甲不能進(jìn)行基因重組；中，所以甲不能進(jìn)行基因重組；1 1與與2 2的片段部分交換，屬于同的片段部分交換，屬于同源染色體的非姐妹染色單體間發(fā)生交叉互換，屬于基因重組；源染色體的非姐妹染色單體間發(fā)生交叉互換，屬于基因重組；圖丙

20、細(xì)胞中同源染色體分離，非同源染色體自由組合。圖丙細(xì)胞中同源染色體分離，非同源染色體自由組合?！净?dòng)探究【互動(dòng)探究】(1)(1)圖丙細(xì)胞中圖丙細(xì)胞中1 1與與4 4發(fā)生片段交換，屬于什么變發(fā)生片段交換，屬于什么變異？異？提示：提示：染色體結(jié)構(gòu)變異。染色體結(jié)構(gòu)變異。1 1與與4 4屬于非同源染色體。屬于非同源染色體。(2)(2)若圖甲與圖丙都發(fā)生基因突變，遺傳給后代的可能性哪個(gè)若圖甲與圖丙都發(fā)生基因突變，遺傳給后代的可能性哪個(gè)大？大？提示：提示：圖丙細(xì)胞遺傳給后代的可能性大。圖甲細(xì)胞產(chǎn)生的是體圖丙細(xì)胞遺傳給后代的可能性大。圖甲細(xì)胞產(chǎn)生的是體細(xì)胞，不遺傳給后代。細(xì)胞，不遺傳給后代。【變式訓(xùn)練【變式訓(xùn)

21、練】依據(jù)基因重組概念的發(fā)展，判斷下列圖示過程中依據(jù)基因重組概念的發(fā)展，判斷下列圖示過程中沒有發(fā)生基因重組的是沒有發(fā)生基因重組的是( )( )【解析【解析】選選A A。基因重組有三種類型，自由組合重組、交叉互?；蛑亟M有三種類型，自由組合重組、交叉互換重組、通過基因工程實(shí)現(xiàn)的人工重組；換重組、通過基因工程實(shí)現(xiàn)的人工重組；A A選項(xiàng)屬于誘變育種，選項(xiàng)屬于誘變育種，利用的原理是基因突變。利用的原理是基因突變?？键c(diǎn)考點(diǎn) 二二 基因突變基因突變1.1.基因突變概念圖解基因突變概念圖解2.2.基因突變原因分析基因突變原因分析3.3.類型類型(1)(1)顯性突變顯性突變: :如如aAaA, ,該突變一旦發(fā)生

22、即可表現(xiàn)出相應(yīng)性狀。該突變一旦發(fā)生即可表現(xiàn)出相應(yīng)性狀。(2)(2)隱性突變隱性突變: :如如AaAa, ,突變性狀一旦在生物個(gè)體中表現(xiàn)出來突變性狀一旦在生物個(gè)體中表現(xiàn)出來, ,該該性狀即可穩(wěn)定遺傳。性狀即可穩(wěn)定遺傳。4.4.基因突變與性狀的關(guān)系基因突變與性狀的關(guān)系(1)(1)基因突變引起生物性狀的改變基因突變引起生物性狀的改變: :類型類型影響影響程度程度對(duì)氨基酸的影響對(duì)氨基酸的影響( (不考慮終止密碼子不考慮終止密碼子) )改變改變小小只改變只改變1 1個(gè)個(gè)( (或不改變或不改變) )氨基酸氨基酸增添增添大大插入位置前不影響插入位置前不影響, ,影響插入位置后的序列影響插入位置后的序列缺失缺

23、失大大缺失位置前不影響缺失位置前不影響, ,影響缺失位置后的序列影響缺失位置后的序列(2)(2)基因突變未引起生物性狀改變的原因基因突變未引起生物性狀改變的原因: :突變發(fā)生在基因的非編碼區(qū)域。突變發(fā)生在基因的非編碼區(qū)域。根據(jù)密碼子的簡并性根據(jù)密碼子的簡并性, ,有可能翻譯出相同的氨基酸。有可能翻譯出相同的氨基酸。由純合體的顯性基因突變成雜合體中的隱性基因。由純合體的顯性基因突變成雜合體中的隱性基因。5.5.基因突變對(duì)子代的影響基因突變對(duì)子代的影響(1)(1)基因突變發(fā)生在有絲分裂過程中基因突變發(fā)生在有絲分裂過程中, ,一般不遺傳一般不遺傳, ,但有些植物但有些植物可以通過無性生殖傳遞給后代。

24、可以通過無性生殖傳遞給后代。(2)(2)如果發(fā)生在減數(shù)分裂過程中如果發(fā)生在減數(shù)分裂過程中, ,可以通過配子傳遞給后代?？梢酝ㄟ^配子傳遞給后代。6.6.染色體結(jié)構(gòu)變異與基因突變的區(qū)別染色體結(jié)構(gòu)變異與基因突變的區(qū)別(1)(1)從圖形上區(qū)別從圖形上區(qū)別: :(2)(2)從是否產(chǎn)生新基因上來區(qū)別從是否產(chǎn)生新基因上來區(qū)別: :染色體結(jié)構(gòu)變異使排列在染色體上的基因的數(shù)目或排列順序染色體結(jié)構(gòu)變異使排列在染色體上的基因的數(shù)目或排列順序發(fā)生改變發(fā)生改變, ,從而導(dǎo)致性狀的變異。從而導(dǎo)致性狀的變異?；蛲蛔兪腔蚪Y(jié)構(gòu)的改變基因突變是基因結(jié)構(gòu)的改變, ,包括包括DNADNA堿基對(duì)的增添、缺失或堿基對(duì)的增添、缺失或改

25、變。改變?；蛲蛔儗?dǎo)致新基因的產(chǎn)生基因突變導(dǎo)致新基因的產(chǎn)生, ,染色體結(jié)構(gòu)變異未形成新的基染色體結(jié)構(gòu)變異未形成新的基因。因。(3)(3)通過光學(xué)顯微鏡區(qū)別通過光學(xué)顯微鏡區(qū)別: :染色體變異可借助光學(xué)顯微鏡觀察染色體變異可借助光學(xué)顯微鏡觀察; ;基因突變、基因重組用光學(xué)顯微鏡觀察不到?；蛲蛔?、基因重組用光學(xué)顯微鏡觀察不到。7.7.基因突變與基因重組的比較基因突變與基因重組的比較項(xiàng)目項(xiàng)目基因突變基因突變基因重組基因重組發(fā)生發(fā)生時(shí)間時(shí)間有絲分裂間期、減數(shù)有絲分裂間期、減數(shù)第一次分裂前的間期第一次分裂前的間期減數(shù)第一次分裂減數(shù)第一次分裂發(fā)生發(fā)生原因原因在一定外界或內(nèi)部因在一定外界或內(nèi)部因素作用下素作

26、用下,DNA,DNA分子中分子中發(fā)生堿基對(duì)的增添、發(fā)生堿基對(duì)的增添、缺失或改變?nèi)笔Щ蚋淖? ,引起基引起基因結(jié)構(gòu)的改變因結(jié)構(gòu)的改變減數(shù)第一次分裂過程中減數(shù)第一次分裂過程中, ,同源同源染色體的非姐妹染色單體交染色體的非姐妹染色單體交叉互換叉互換, ,或非同源染色體上非或非同源染色體上非等位基因的自由組合等位基因的自由組合項(xiàng)目項(xiàng)目基因突變基因突變基因重組基因重組適用適用范圍范圍所有生物都可以發(fā)生所有生物都可以發(fā)生只適用于真核生物有性生殖只適用于真核生物有性生殖細(xì)胞核遺傳細(xì)胞核遺傳應(yīng)用應(yīng)用通過誘變育種培育新通過誘變育種培育新品種品種通過雜交育種使性狀重組通過雜交育種使性狀重組, ,可可培育優(yōu)良品種

27、培育優(yōu)良品種結(jié)果結(jié)果產(chǎn)生新基因產(chǎn)生新基因, ,控制新性控制新性狀狀產(chǎn)生新的基因型產(chǎn)生新的基因型, ,不產(chǎn)生新的不產(chǎn)生新的基因基因意義意義是生物變異的根本來是生物變異的根本來源源, ,生物進(jìn)化的原始材生物進(jìn)化的原始材料料生物變異的重要來源生物變異的重要來源, ,有利于有利于生物進(jìn)化生物進(jìn)化聯(lián)系聯(lián)系通過基因突變產(chǎn)生新基因通過基因突變產(chǎn)生新基因, ,為基因重組提供自由組合的為基因重組提供自由組合的新基因新基因, ,基因突變是基因重組的基礎(chǔ)基因突變是基因重組的基礎(chǔ)【思維拓展【思維拓展】由基因突變可聯(lián)系的知識(shí)由基因突變可聯(lián)系的知識(shí)(1)(1)聯(lián)系細(xì)胞分裂聯(lián)系細(xì)胞分裂: :在細(xì)胞分裂間期在細(xì)胞分裂間期,D

28、NA,DNA復(fù)制時(shí)復(fù)制時(shí),DNA,DNA分子雙鏈打分子雙鏈打開開, ,脫氧核苷酸鏈極其不穩(wěn)定脫氧核苷酸鏈極其不穩(wěn)定, ,容易發(fā)生堿基對(duì)的變化。容易發(fā)生堿基對(duì)的變化。(2)(2)聯(lián)系細(xì)胞癌變聯(lián)系細(xì)胞癌變: :癌細(xì)胞就是原癌基因和抑癌基因發(fā)生基因突癌細(xì)胞就是原癌基因和抑癌基因發(fā)生基因突變所致。變所致。(3)(3)聯(lián)系生物育種聯(lián)系生物育種: :誘變育種就是利用基因突變的原理進(jìn)行的。誘變育種就是利用基因突變的原理進(jìn)行的。(4)(4)聯(lián)系生物進(jìn)化聯(lián)系生物進(jìn)化: :基因突變?yōu)樯镞M(jìn)化提供原始材料。基因突變?yōu)樯镞M(jìn)化提供原始材料?！镜淅镜淅? 2】下表是莧菜抗下表是莧菜抗“莠去凈莠去凈”( (一種除草劑一

29、種除草劑) )突變品系和突變品系和敏感品系的部分敏感品系的部分DNADNA堿基和氨基酸所在的位置。請分析選擇正堿基和氨基酸所在的位置。請分析選擇正確說法確說法( () )抗性品系抗性品系CGTCGT丙氨酸丙氨酸GGTGGT脯氨酸脯氨酸AAGAAG苯丙氨酸苯丙氨酸TTATTA天冬酰胺天冬酰胺敏感品系敏感品系CGACGA丙氨酸丙氨酸AGTAGT絲氨酸絲氨酸AAGAAG苯丙氨酸苯丙氨酸TTATTA天冬酰胺天冬酰胺氨基酸位置氨基酸位置227227228228229229230230A.A.基因中堿基的改變基因中堿基的改變, ,一定能引起蛋白質(zhì)中氨基酸的改變一定能引起蛋白質(zhì)中氨基酸的改變B.B.其抗性的

30、產(chǎn)生是由于基因上的密碼子發(fā)生了改變其抗性的產(chǎn)生是由于基因上的密碼子發(fā)生了改變C.C.其抗性產(chǎn)生的根本原因是其抗性產(chǎn)生的根本原因是DNADNA模板鏈上決定第模板鏈上決定第228228位氨基酸的位氨基酸的有關(guān)堿基中的有關(guān)堿基中的A A被被G G代替代替D.D.突變品系不能再突變?yōu)槊舾衅废低蛔兤废挡荒茉偻蛔優(yōu)槊舾衅废怠窘馕觥窘馕觥窟x選C C?；蛑袎A基的改變。基因中堿基的改變, ,不一定能引起蛋白質(zhì)中氨基不一定能引起蛋白質(zhì)中氨基酸的改變酸的改變, ,因一種氨基酸可能有多種密碼子因一種氨基酸可能有多種密碼子; ;莧菜產(chǎn)生抗性是由莧菜產(chǎn)生抗性是由于基因上的堿基改變最終引起蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變而產(chǎn)生的于基因上

31、的堿基改變最終引起蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變而產(chǎn)生的; ;基基因突變是不定向的因突變是不定向的, ,突變品系也可能突變?yōu)槊舾衅废?。突變品系也可能突變?yōu)槊舾衅废怠！净?dòng)探究】【互動(dòng)探究】(1)(1)抗性品系與敏感品系根本的區(qū)別是什么抗性品系與敏感品系根本的區(qū)別是什么? ?提示提示: :DNADNA序列不同?？刂瓶剐云废蹬c敏感品系的基因是一對(duì)等序列不同?？刂瓶剐云废蹬c敏感品系的基因是一對(duì)等位基因位基因, ,其其DNADNA中堿基的排列順序不同。中堿基的排列順序不同。(2)(2)莧菜產(chǎn)生抗性品系莧菜產(chǎn)生抗性品系, ,如何評(píng)價(jià)其利害關(guān)系如何評(píng)價(jià)其利害關(guān)系? ?提示提示: :產(chǎn)生抗性基因可以抗除草劑產(chǎn)生抗性基因可

32、以抗除草劑, ,對(duì)莧菜本身是有利的對(duì)莧菜本身是有利的, ,對(duì)人對(duì)人類來說是不利的。類來說是不利的?！咀兪接?xùn)練【變式訓(xùn)練】由于基因突變由于基因突變, ,細(xì)胞中有一種蛋白質(zhì)在賴氨酸殘細(xì)胞中有一種蛋白質(zhì)在賴氨酸殘基基( (位置位置) )上發(fā)生了變化。已知賴氨酸的密碼子為上發(fā)生了變化。已知賴氨酸的密碼子為AAAAAA或或AAG;AAG;天天冬氨酸的密碼子為冬氨酸的密碼子為GAUGAU或或GAC;GAC;甲硫氨酸的密碼子為甲硫氨酸的密碼子為AUGAUG。根據(jù)已。根據(jù)已知條件知條件, ,你認(rèn)為基因模板鏈上突變后的脫氧核苷酸和替代賴氨你認(rèn)為基因模板鏈上突變后的脫氧核苷酸和替代賴氨酸的氨基酸分別是酸的氨基酸分

33、別是( () )選項(xiàng)選項(xiàng)A AB BC CD D基因模板基因模板鏈上突變鏈上突變后的脫氧后的脫氧核苷酸核苷酸腺嘌呤脫腺嘌呤脫氧核苷酸氧核苷酸胸腺嘧胸腺嘧啶脫氧啶脫氧核苷酸核苷酸胸腺嘧胸腺嘧啶脫氧啶脫氧核苷酸核苷酸腺嘌呤脫腺嘌呤脫氧核苷酸氧核苷酸替代賴氨酸替代賴氨酸的氨基酸的氨基酸天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸【解析【解析】選選D D。通過觀察。通過觀察,AAG,AAG與與AUGAUG相差一個(gè)堿基相差一個(gè)堿基, ,最有可能發(fā)最有可能發(fā)生突變。基因模板鏈上的賴氨酸堿基為生突變?；蚰０彐溕系馁嚢彼釅A基為TTC,TTC,賴氨酸的密碼子為賴氨酸的密碼子為AAG,AAG

34、,突變后變?yōu)榧琢虬彼嵬蛔兒笞優(yōu)榧琢虬彼酇UG,AUG,反推可知反推可知mRNAmRNA的的AUGAUG是由是由DNADNA的的TACTAC轉(zhuǎn)錄而來轉(zhuǎn)錄而來, ,即由即由TTCTTC突變?yōu)橥蛔優(yōu)門ACTAC?？键c(diǎn)考點(diǎn) 三三 基因工程的操作工具及基本步驟基因工程的操作工具及基本步驟1.1.基因工程操作工具基因工程操作工具(1)(1)限制性內(nèi)切酶限制性內(nèi)切酶: :分布分布: :主要在微生物體內(nèi)。主要在微生物體內(nèi)。特性特性: :一種限制性內(nèi)切酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列一種限制性內(nèi)切酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列, ,并并在特定的切點(diǎn)上切割在特定的切點(diǎn)上切割DNADNA分子。分子。實(shí)例實(shí)例:EcoR

35、:EcoR限制性內(nèi)切酶能專一識(shí)別限制性內(nèi)切酶能專一識(shí)別GAATTCGAATTC序列序列, ,并在并在G G和和A A之間將這段序列切開之間將這段序列切開( (如圖如圖) )。切割結(jié)果切割結(jié)果: :產(chǎn)生兩個(gè)帶有黏性末端的產(chǎn)生兩個(gè)帶有黏性末端的DNADNA片段。片段。作用作用: :基因工程中重要的切割工具基因工程中重要的切割工具, ,能將外來的能將外來的DNADNA切斷切斷, ,對(duì)自對(duì)自己的己的DNADNA無損害。無損害。(2)DNA(2)DNA連接酶連接酶: :催化對(duì)象催化對(duì)象: :兩個(gè)具有相同黏性末端的兩個(gè)具有相同黏性末端的DNADNA片段。片段。催化位置催化位置: :脫氧核糖與磷酸之間的缺口

36、。脫氧核糖與磷酸之間的缺口。催化結(jié)果催化結(jié)果: :形成重組形成重組DNADNA。(3)(3)常用的載體常用的載體質(zhì)粒質(zhì)粒: :本質(zhì)本質(zhì): :小型環(huán)狀小型環(huán)狀DNADNA分子。分子。作用作用: :a.a.作為運(yùn)載工具作為運(yùn)載工具, ,將目的基因運(yùn)送到受體細(xì)胞中去將目的基因運(yùn)送到受體細(xì)胞中去; ;b.b.用它在受體細(xì)胞內(nèi)對(duì)目的基因進(jìn)行大量復(fù)制。用它在受體細(xì)胞內(nèi)對(duì)目的基因進(jìn)行大量復(fù)制。條件條件: :a.a.能在受體細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定保存并大量復(fù)制能在受體細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定保存并大量復(fù)制; ;b.b.有多個(gè)限制性內(nèi)切酶切點(diǎn)有多個(gè)限制性內(nèi)切酶切點(diǎn); ;c.c.有標(biāo)記基因。有標(biāo)記基因。2.2.基因工程操作步驟圖解基因工程

37、操作步驟圖解對(duì)基因工程步驟的五點(diǎn)說明對(duì)基因工程步驟的五點(diǎn)說明: :(1)(1)限制性內(nèi)切酶和限制性內(nèi)切酶和DNADNA連接酶的作用部位都是脫氧核苷酸之間連接酶的作用部位都是脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵的磷酸二酯鍵, ,只是前者切開只是前者切開, ,后者連接。后者連接。(2)(2)要想從要想從DNADNA上切下某個(gè)基因上切下某個(gè)基因, ,應(yīng)切應(yīng)切2 2個(gè)切口個(gè)切口, ,產(chǎn)生產(chǎn)生4 4個(gè)黏性末端。個(gè)黏性末端。(3)(3)獲取目的基因、切割載體需要用同一種限制性內(nèi)切酶獲取目的基因、切割載體需要用同一種限制性內(nèi)切酶, ,目的目的是產(chǎn)生相同的黏性末端。是產(chǎn)生相同的黏性末端。(4)(4)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)

38、胞將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞, ,沒有涉及堿基互補(bǔ)配對(duì)。沒有涉及堿基互補(bǔ)配對(duì)。(5)(5)動(dòng)物一般用受精卵作為受體細(xì)胞動(dòng)物一般用受精卵作為受體細(xì)胞; ;植物一般用體細(xì)胞作為受植物一般用體細(xì)胞作為受體細(xì)胞體細(xì)胞, ,再通過植物組織培養(yǎng)方式形成新個(gè)體再通過植物組織培養(yǎng)方式形成新個(gè)體; ;微生物常用不致微生物常用不致病的大腸桿菌作為受體細(xì)胞。病的大腸桿菌作為受體細(xì)胞?！舅季S拓展【思維拓展】與與DNADNA有關(guān)酶的作用有關(guān)酶的作用(1)DNA(1)DNA酶酶: :即即DNADNA水解酶水解酶, ,可以將可以將DNADNA水解成脫氧核苷酸。水解成脫氧核苷酸。(2)DNA(2)DNA聚合酶聚合酶: :在在DN

39、ADNA復(fù)制的過程中復(fù)制的過程中, ,連接單個(gè)游離的脫氧核苷連接單個(gè)游離的脫氧核苷酸到酸到DNADNA片段上片段上, ,需要模板。需要模板。(3)DNA(3)DNA連接酶連接酶: :連接兩個(gè)連接兩個(gè)DNADNA片段片段, ,形成磷酸二酯鍵形成磷酸二酯鍵, ,不需要模板。不需要模板。(4)(4)解旋酶解旋酶: :在在DNADNA復(fù)制時(shí)復(fù)制時(shí), ,破壞氫鍵破壞氫鍵, ,使使DNADNA雙鏈打開。雙鏈打開。(5)(5)限制性內(nèi)切酶限制性內(nèi)切酶: :破壞脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵。破壞脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵?！镜淅镜淅? 3】如圖是利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)人胰島素的操作過程如圖是利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)

40、人胰島素的操作過程示意圖示意圖, ,請據(jù)圖作答。請據(jù)圖作答。(1)(1)圖中基因工程的基本過程可以概括為圖中基因工程的基本過程可以概括為“四步曲四步曲”: :_;_;_;_;_;_;_。(2)(2)能否利用人的皮膚細(xì)胞來完成能否利用人的皮膚細(xì)胞來完成過程過程?_,?_,為什么為什么? ?_。(3)(3)過程過程必需的酶是必需的酶是_酶酶, ,過程過程必需的酶是必需的酶是_酶。酶。(4)(4)若若A A中共有中共有a a個(gè)堿基對(duì)個(gè)堿基對(duì), ,其中鳥嘌呤有其中鳥嘌呤有b b個(gè)個(gè), ,若若過程連過程連續(xù)進(jìn)行續(xù)進(jìn)行4 4次次, ,至少需提供胸腺嘧啶至少需提供胸腺嘧啶個(gè)。個(gè)。(5)(5)在利用在利用A

41、A、B B獲得獲得C C的過程中的過程中, ,常用常用切割切割A(yù) A和和B,B,使它們產(chǎn)生使它們產(chǎn)生, ,再加入再加入, ,才才可形成可形成C C?！窘馕觥窘馕觥?2)(2)圖中圖中過程是從細(xì)胞中獲取相應(yīng)的過程是從細(xì)胞中獲取相應(yīng)的mRNA,mRNA,由于基因由于基因的選擇性表達(dá)的選擇性表達(dá), ,人的皮膚細(xì)胞中的胰島素基因不轉(zhuǎn)錄人的皮膚細(xì)胞中的胰島素基因不轉(zhuǎn)錄, ,不表達(dá)不表達(dá), ,因此不能形成胰島素因此不能形成胰島素mRNAmRNA。(3)(3)從從mRNADNAmRNADNA是逆轉(zhuǎn)錄的過程是逆轉(zhuǎn)錄的過程, ,需要逆轉(zhuǎn)錄酶。需要逆轉(zhuǎn)錄酶。DNADNA分子的擴(kuò)分子的擴(kuò)增需用解旋酶將雙鏈增需用解旋

42、酶將雙鏈DNADNA解旋為單鏈。解旋為單鏈。(4)(4)一個(gè)一個(gè)DNADNA分子中的鳥嘌呤分子中的鳥嘌呤(b(b個(gè)個(gè)) )和胸腺嘧啶之和占?jí)A基總數(shù)和胸腺嘧啶之和占?jí)A基總數(shù)(2a(2a個(gè)個(gè)) )的一半的一半, ,所以一個(gè)所以一個(gè)DNADNA分子片段中胸腺嘧啶數(shù)為分子片段中胸腺嘧啶數(shù)為(a-b)(a-b)個(gè)。個(gè)。連續(xù)復(fù)制連續(xù)復(fù)制4 4次次, ,共產(chǎn)生共產(chǎn)生DNADNA分子分子2 24 4=16=16個(gè)個(gè), ,由于復(fù)制方式為半保留由于復(fù)制方式為半保留復(fù)制復(fù)制, ,故需要提供的胸腺嘧啶數(shù)量為故需要提供的胸腺嘧啶數(shù)量為(a-b)(a-b)(16-1)=15(a-b)(16-1)=15(a-b)。(5)(

43、5)構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)目的基因與載體需用同一種限制性內(nèi)構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)目的基因與載體需用同一種限制性內(nèi)切酶切割切酶切割, ,產(chǎn)生相同的黏性末端產(chǎn)生相同的黏性末端, ,才可以在才可以在DNADNA連接酶的作用下連接酶的作用下連接形成基因表達(dá)載體。連接形成基因表達(dá)載體。答案答案: :(1)(1)提取目的基因目的基因與載體結(jié)合提取目的基因目的基因與載體結(jié)合將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因的檢測與鑒定將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因的檢測與鑒定(2)(2)不能皮膚細(xì)胞中的胰島素基因未表達(dá)不能皮膚細(xì)胞中的胰島素基因未表達(dá)( (或未轉(zhuǎn)錄或未轉(zhuǎn)錄),),不能形不能形成胰島素成胰島素mRNAmRNA(3)(3)

44、逆轉(zhuǎn)錄解旋逆轉(zhuǎn)錄解旋(4)15(a-b)(4)15(a-b)(5)(5)同一種限制性內(nèi)切酶相同的黏性末端同一種限制性內(nèi)切酶相同的黏性末端DNADNA連接酶連接酶【互動(dòng)探究【互動(dòng)探究】(1)(1)圖中圖中是什么過程是什么過程? ?提示提示: :DNADNA分子擴(kuò)增分子擴(kuò)增, ,獲得大量目的基因。獲得大量目的基因。(2)(2)圖中從大腸桿菌獲得的圖中從大腸桿菌獲得的B B結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu), ,其作用是什么其作用是什么? ?提示提示: :B B是質(zhì)粒是質(zhì)粒, ,作為載體作為載體, ,其作用是與目的基因結(jié)合其作用是與目的基因結(jié)合, ,將目的基將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞。因?qū)胧荏w細(xì)胞?！咀兪接?xùn)練【變式訓(xùn)練】人們試

45、圖利用基因工程的方法人們試圖利用基因工程的方法, ,用乙種生物生產(chǎn)用乙種生物生產(chǎn)甲種生物的一種蛋白質(zhì)。生產(chǎn)流程是甲種生物的一種蛋白質(zhì)。生產(chǎn)流程是: :甲種生物的蛋白質(zhì)甲種生物的蛋白質(zhì)mRNA mRNA 目的基因目的基因 與質(zhì)粒與質(zhì)粒DNADNA重組重組 導(dǎo)入乙種生物的細(xì)導(dǎo)入乙種生物的細(xì)胞中胞中 獲得甲種生物的蛋白質(zhì)。下列說法正確的是獲得甲種生物的蛋白質(zhì)。下列說法正確的是( () )A.A.過程需要的酶是逆轉(zhuǎn)錄酶過程需要的酶是逆轉(zhuǎn)錄酶, ,原料是原料是A A、U U、G G、C CB.B.過程要用限制性內(nèi)切酶切斷質(zhì)粒過程要用限制性內(nèi)切酶切斷質(zhì)粒DNA,DNA,再用再用DNADNA連接酶將目連接酶

46、將目的基因與質(zhì)粒連接在一起的基因與質(zhì)粒連接在一起C.C.如果受體細(xì)胞是細(xì)菌如果受體細(xì)胞是細(xì)菌, ,可以選用枯草桿菌、炭疽桿菌等可以選用枯草桿菌、炭疽桿菌等D.D.過程中用的原料不含過程中用的原料不含A A、U U、G G、C C【解析【解析】選選B B。過程是逆轉(zhuǎn)錄過程是逆轉(zhuǎn)錄, ,利用逆轉(zhuǎn)錄酶合成利用逆轉(zhuǎn)錄酶合成DNADNA片段片段, ,需需要的原料是要的原料是A A、T T、G G、C;C;過程是目的基因與質(zhì)粒過程是目的基因與質(zhì)粒DNADNA重組重組, ,需需要限制性內(nèi)切酶切斷質(zhì)粒要限制性內(nèi)切酶切斷質(zhì)粒DNA,DNA,再用再用DNADNA連接酶將目的基因與質(zhì)連接酶將目的基因與質(zhì)粒連接在一起

47、粒連接在一起; ;將重組質(zhì)粒導(dǎo)入受體細(xì)胞時(shí)將重組質(zhì)粒導(dǎo)入受體細(xì)胞時(shí), ,如果受體細(xì)胞是細(xì)如果受體細(xì)胞是細(xì)菌菌, ,則不應(yīng)該用致病菌則不應(yīng)該用致病菌, ,而炭疽桿菌是致病菌而炭疽桿菌是致病菌; ;過程是基因的過程是基因的表達(dá)過程表達(dá)過程, ,涉及轉(zhuǎn)錄和翻譯涉及轉(zhuǎn)錄和翻譯, ,原料中含有原料中含有A A、U U、G G、C C四種堿基。四種堿基。一、判斷基因突變、基因重組的方法一、判斷基因突變、基因重組的方法【典例【典例1 1】下圖是某個(gè)二倍體下圖是某個(gè)二倍體(AABb(AABb) )動(dòng)物的幾個(gè)細(xì)胞分裂示意動(dòng)物的幾個(gè)細(xì)胞分裂示意圖。據(jù)圖判斷不正確的是圖。據(jù)圖判斷不正確的是( () )A.A.甲細(xì)胞

48、表明該動(dòng)物發(fā)生了基因突變甲細(xì)胞表明該動(dòng)物發(fā)生了基因突變B.B.乙細(xì)胞表明該動(dòng)物在減數(shù)第一次分裂前的間期發(fā)生基因突變乙細(xì)胞表明該動(dòng)物在減數(shù)第一次分裂前的間期發(fā)生基因突變C.C.丙細(xì)胞表明該動(dòng)物在減數(shù)第一次分裂時(shí)發(fā)生交叉互換丙細(xì)胞表明該動(dòng)物在減數(shù)第一次分裂時(shí)發(fā)生交叉互換D.D.甲、乙、丙所產(chǎn)生的變異均可遺傳給后代甲、乙、丙所產(chǎn)生的變異均可遺傳給后代【解析【解析】選選D D。據(jù)題干中甲、乙、丙是同一個(gè)二倍體動(dòng)物的幾。據(jù)題干中甲、乙、丙是同一個(gè)二倍體動(dòng)物的幾個(gè)細(xì)胞分裂圖。甲圖表示有絲分裂后期個(gè)細(xì)胞分裂圖。甲圖表示有絲分裂后期, ,染色體上基因染色體上基因A A與與a a不不同同, ,是基因突變的結(jié)果是

49、基因突變的結(jié)果; ;乙圖表示減數(shù)第二次分裂后期乙圖表示減數(shù)第二次分裂后期, ,其染色其染色體上基因體上基因A A與與a a不同不同, ,沒有同源染色體交叉互換的特征沒有同源染色體交叉互換的特征, ,只能是基只能是基因突變的結(jié)果因突變的結(jié)果; ;丙細(xì)胞也屬于減數(shù)第二次分裂后期圖丙細(xì)胞也屬于減數(shù)第二次分裂后期圖, ,基因基因B B與與b b所在的染色體顏色不一致所在的染色體顏色不一致, ,則染色體上基因則染色體上基因B B與與b b不同是交叉互不同是交叉互換造成的。甲細(xì)胞分裂產(chǎn)生體細(xì)胞換造成的。甲細(xì)胞分裂產(chǎn)生體細(xì)胞, ,產(chǎn)生的變異一般不遺傳給產(chǎn)生的變異一般不遺傳給后代。后代。【方法歸納【方法歸納】

50、關(guān)于基因突變和基因重組的判斷關(guān)于基因突變和基因重組的判斷, ,可以歸納為以可以歸納為以下三種方法下三種方法: :(1)(1)根據(jù)親代基因型判定根據(jù)親代基因型判定: :如果親代基因型為如果親代基因型為BBBB或或bb,bb,則引起則引起B(yǎng) B與與b b不同的原因是基因突不同的原因是基因突變。變。如果親代基因型為如果親代基因型為Bb,Bb,則引起則引起B(yǎng) B與與b b不同的原因是基因突變或不同的原因是基因突變或交叉互換。交叉互換。(2)(2)根據(jù)細(xì)胞分裂方式判定根據(jù)細(xì)胞分裂方式判定: :如果是有絲分裂中染色體上基因不同如果是有絲分裂中染色體上基因不同, ,則為基因突變的結(jié)果。則為基因突變的結(jié)果。如

51、果是減數(shù)分裂過程中染色體上基因不同如果是減數(shù)分裂過程中染色體上基因不同, ,可能是基因突變可能是基因突變或交叉互換?；蚪徊婊Q。(3)(3)根據(jù)染色體圖示判定根據(jù)染色體圖示判定: :如果是有絲分裂后期圖中如果是有絲分裂后期圖中, ,兩條子染色體上的兩基因不同兩條子染色體上的兩基因不同, ,則則為基因突變的結(jié)果。為基因突變的結(jié)果。如果是減數(shù)第二次分裂后期圖中如果是減數(shù)第二次分裂后期圖中, ,兩條子染色體兩條子染色體( (同白或同黑同白或同黑) )上的兩基因不同上的兩基因不同, ,則為基因突變的結(jié)果。則為基因突變的結(jié)果。如果是減數(shù)第二次分裂后期圖中如果是減數(shù)第二次分裂后期圖中, ,兩條子染色體兩條

52、子染色體( (顏色不一致顏色不一致) )上的兩基因不同上的兩基因不同, ,則為交叉互換則為交叉互換( (基因重組基因重組) )的結(jié)果。的結(jié)果?！疽族e(cuò)提醒【易錯(cuò)提醒】有絲分裂過程中發(fā)生基因突變有絲分裂過程中發(fā)生基因突變, ,但不會(huì)發(fā)生基因但不會(huì)發(fā)生基因重組重組; ;減數(shù)第一次分裂前的間期可能發(fā)生基因突變減數(shù)第一次分裂前的間期可能發(fā)生基因突變; ;減數(shù)第一次減數(shù)第一次分裂過程會(huì)發(fā)生基因重組分裂過程會(huì)發(fā)生基因重組, ,而減數(shù)第二次分裂過程不會(huì)發(fā)生基而減數(shù)第二次分裂過程不會(huì)發(fā)生基因重組。因重組。二、判斷顯性突變和隱性突變的方法二、判斷顯性突變和隱性突變的方法【典例【典例2 2】育種專家在稻田中發(fā)現(xiàn)一株

53、十分罕見的育種專家在稻田中發(fā)現(xiàn)一株十分罕見的“一稈雙一稈雙穗穗”植株植株, ,經(jīng)鑒定該變異是由基因突變引起的。下列敘述正確經(jīng)鑒定該變異是由基因突變引起的。下列敘述正確的是的是( () )A.A.這種現(xiàn)象是由顯性基因突變成隱性基因引起的這種現(xiàn)象是由顯性基因突變成隱性基因引起的B.B.該變異株自交可產(chǎn)生這種變異性狀的純合個(gè)體該變異株自交可產(chǎn)生這種變異性狀的純合個(gè)體C.C.觀察細(xì)胞有絲分裂中期染色體形態(tài)可判斷基因突變發(fā)生的位觀察細(xì)胞有絲分裂中期染色體形態(tài)可判斷基因突變發(fā)生的位置置D.D.將該株水稻的花粉離體培養(yǎng)后即可獲得穩(wěn)定遺傳的高產(chǎn)品系將該株水稻的花粉離體培養(yǎng)后即可獲得穩(wěn)定遺傳的高產(chǎn)品系【解析【解

54、析】選選B B。A A項(xiàng)項(xiàng), ,基因突變往往只改變一個(gè)基因基因突變往往只改變一個(gè)基因, ,由顯性基因由顯性基因突變成隱性基因?qū)儆陔[性突變突變成隱性基因?qū)儆陔[性突變, ,一般不改變表現(xiàn)型一般不改變表現(xiàn)型, ,由此判斷由此判斷A A項(xiàng)錯(cuò)誤項(xiàng)錯(cuò)誤;B;B項(xiàng)項(xiàng), ,連續(xù)自交屬于雜交育種中的核心過程連續(xù)自交屬于雜交育種中的核心過程, ,其目的是獲其目的是獲得能夠穩(wěn)定遺傳的個(gè)體得能夠穩(wěn)定遺傳的個(gè)體( (純合體純合體),),由此判斷由此判斷B B項(xiàng)正確項(xiàng)正確;C;C項(xiàng)項(xiàng), ,觀察觀察細(xì)胞有絲分裂中期圖像只能觀察到染色體細(xì)胞有絲分裂中期圖像只能觀察到染色體, ,不能觀察到基因不能觀察到基因, ,由由此判斷此判

55、斷C C項(xiàng)錯(cuò)誤項(xiàng)錯(cuò)誤;D;D項(xiàng)項(xiàng), ,該過程屬于單倍體育種該過程屬于單倍體育種, ,花粉離體培養(yǎng)后花粉離體培養(yǎng)后獲得的是單倍體獲得的是單倍體, ,再經(jīng)秋水仙素再經(jīng)秋水仙素( (或低溫或低溫) )處理才可獲得穩(wěn)定遺處理才可獲得穩(wěn)定遺傳的高產(chǎn)品系傳的高產(chǎn)品系, ,由此判斷由此判斷D D項(xiàng)錯(cuò)誤。項(xiàng)錯(cuò)誤。【方法歸納【方法歸納】顯性突變和隱性突變的判斷可以從以下兩個(gè)角度顯性突變和隱性突變的判斷可以從以下兩個(gè)角度判斷判斷: :(1)(1)根據(jù)突變性狀是否在當(dāng)代表現(xiàn)出來判斷根據(jù)突變性狀是否在當(dāng)代表現(xiàn)出來判斷: :若當(dāng)代表現(xiàn)出突變性狀若當(dāng)代表現(xiàn)出突變性狀, ,則為顯性突變則為顯性突變, ,即即aaAaaaAa

56、。若當(dāng)代未表現(xiàn)出突變性狀若當(dāng)代未表現(xiàn)出突變性狀, ,則為隱性突變則為隱性突變, ,即即AAAaAAAa。(2)(2)根據(jù)突變體與未突變體雜交結(jié)果判斷根據(jù)突變體與未突變體雜交結(jié)果判斷: :讓突變體與已知未突變體雜交讓突變體與已知未突變體雜交, ,若子代發(fā)生性狀分離若子代發(fā)生性狀分離, ,則為顯則為顯性突變。性突變。若子代不發(fā)生性狀分離若子代不發(fā)生性狀分離, ,則為隱性突變。則為隱性突變?！疽族e(cuò)提醒【易錯(cuò)提醒】隱性突變在當(dāng)代沒有表現(xiàn)出變異性狀隱性突變在當(dāng)代沒有表現(xiàn)出變異性狀, ,但有研究但有研究的價(jià)值。讓突變體自交的價(jià)值。讓突變體自交, ,會(huì)出現(xiàn)純合的突變體。會(huì)出現(xiàn)純合的突變體。1.1.科學(xué)家研究

57、發(fā)現(xiàn)科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn), ,將含有特定基因的外源將含有特定基因的外源DNADNA片段嵌入到細(xì)菌片段嵌入到細(xì)菌基因組的特定區(qū)域基因組的特定區(qū)域, ,可使這些細(xì)菌產(chǎn)生某種蛋白質(zhì)。這種技術(shù)可使這些細(xì)菌產(chǎn)生某種蛋白質(zhì)。這種技術(shù)所依據(jù)的原理是所依據(jù)的原理是( () )A.A.基因突變基因突變B.B.基因重組基因重組C.C.染色體變異染色體變異 D.DNAD.DNA分子雜交分子雜交【解析【解析】選選B B。將外源。將外源DNADNA導(dǎo)入細(xì)菌導(dǎo)入細(xì)菌, ,這是基因工程的操作這是基因工程的操作, ,其依其依據(jù)的原理是基因重組。據(jù)的原理是基因重組。2.2.在白花豌豆品種栽培園中在白花豌豆品種栽培園中, ,偶然發(fā)現(xiàn)了

58、一株開紅花的豌豆植偶然發(fā)現(xiàn)了一株開紅花的豌豆植株株, ,推測該紅花表現(xiàn)型的出現(xiàn)是花色基因突變的結(jié)果。為了確推測該紅花表現(xiàn)型的出現(xiàn)是花色基因突變的結(jié)果。為了確定該推測是否正確定該推測是否正確, ,應(yīng)檢測和比較紅花植株與白花植株中應(yīng)檢測和比較紅花植株與白花植株中( () )A.A.花色基因的堿基組成花色基因的堿基組成 B.B.花色基因的花色基因的DNADNA序列序列C.C.細(xì)胞的細(xì)胞的DNADNA含量含量 D.D.細(xì)胞的細(xì)胞的RNARNA含量含量【解析【解析】選選B B?；蛲蛔儾桓淖兓ㄉ虻幕瘜W(xué)組成。基因突變不改變花色基因的化學(xué)組成, ,花色基因花色基因均含有均含有A A、T T、C C、G

59、G四種堿基四種堿基; ;基因突變不會(huì)改變基因突變不會(huì)改變DNADNA的分子數(shù)目的分子數(shù)目; ;細(xì)胞中的細(xì)胞中的RNARNA含量和細(xì)胞蛋白質(zhì)合成功能強(qiáng)弱有關(guān)含量和細(xì)胞蛋白質(zhì)合成功能強(qiáng)弱有關(guān), ,和基因突變和基因突變沒有相關(guān)性沒有相關(guān)性; ;等位基因的產(chǎn)生是基因突變的結(jié)果等位基因的產(chǎn)生是基因突變的結(jié)果, ,它們的差別在它們的差別在于堿基序列的不同。于堿基序列的不同。3.(20133.(2013淮安模擬淮安模擬) )下列關(guān)于基因突變的敘述正確的是下列關(guān)于基因突變的敘述正確的是( () )A.A.物理、化學(xué)、生物因素引起基因突變的機(jī)制有區(qū)別物理、化學(xué)、生物因素引起基因突變的機(jī)制有區(qū)別B.B.基因突變不

60、一定會(huì)引起基因所攜帶的遺傳信息的改變基因突變不一定會(huì)引起基因所攜帶的遺傳信息的改變C.C.基因堿基對(duì)的缺失、增添、改變方式中對(duì)性狀影響最小的一基因堿基對(duì)的缺失、增添、改變方式中對(duì)性狀影響最小的一定是改變定是改變D.D.基因突變的方向與環(huán)境變化有明確的因果關(guān)系基因突變的方向與環(huán)境變化有明確的因果關(guān)系, ,為進(jìn)化提供為進(jìn)化提供最初原材料最初原材料【解析【解析】選選A A。本題考查基因突變的本質(zhì)、外因和意義等。不。本題考查基因突變的本質(zhì)、外因和意義等。不同物理、化學(xué)、生物因素引發(fā)突變的機(jī)制會(huì)有所不同同物理、化學(xué)、生物因素引發(fā)突變的機(jī)制會(huì)有所不同, ,如紫外如紫外線阻礙堿基正常配對(duì)而引發(fā)堿基置換線阻礙

61、堿基正常配對(duì)而引發(fā)堿基置換, ,化學(xué)因素因直接脫氨基化學(xué)因素因直接脫氨基而引發(fā)堿基置換等而引發(fā)堿基置換等; ;遺傳信息是遺傳信息是DNADNA上特定的核苷酸序列上特定的核苷酸序列, ,基因基因突變會(huì)引起其改變突變會(huì)引起其改變; ;改變引發(fā)的突變其影響一般比移碼突變影改變引發(fā)的突變其影響一般比移碼突變影響小響小, ,但不一定最小但不一定最小, ,如發(fā)生在啟動(dòng)子位置如發(fā)生在啟動(dòng)子位置, ,將導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄失敗將導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄失敗; ;基基因突變是不定向的。因突變是不定向的。4.4.以下有關(guān)基因重組的敘述以下有關(guān)基因重組的敘述, ,錯(cuò)誤的是錯(cuò)誤的是( () )A.A.非同源染色體的自由組合能導(dǎo)致基因重組非同源染

62、色體的自由組合能導(dǎo)致基因重組B.B.非姐妹染色單體的交換可引起基因重組非姐妹染色單體的交換可引起基因重組C.C.純合體自交因基因重組導(dǎo)致子代性狀分離純合體自交因基因重組導(dǎo)致子代性狀分離D.D.同胞兄妹間的遺傳差異與父母基因重組有關(guān)同胞兄妹間的遺傳差異與父母基因重組有關(guān)【解析【解析】選選C C。純合體可以穩(wěn)定遺傳。純合體可以穩(wěn)定遺傳, ,自交后代不會(huì)發(fā)生性狀分自交后代不會(huì)發(fā)生性狀分離。導(dǎo)致基因重組的主要原因有減數(shù)第一次分裂非同源染色體離。導(dǎo)致基因重組的主要原因有減數(shù)第一次分裂非同源染色體的自由組合、四分體時(shí)期同源染色體的非姐妹染色單體之間的的自由組合、四分體時(shí)期同源染色體的非姐妹染色單體之間的交

63、叉互換交叉互換, ,這也是同胞兄妹間遺傳差異的根本原因。這也是同胞兄妹間遺傳差異的根本原因。5.5.下列有關(guān)基因突變和基因重組的描述下列有關(guān)基因突變和基因重組的描述, ,正確的是正確的是( () )A.A.基因突變對(duì)于生物個(gè)體利多于弊基因突變對(duì)于生物個(gè)體利多于弊B.B.基因突變所產(chǎn)生的基因都可以遺傳給后代基因突變所產(chǎn)生的基因都可以遺傳給后代C.C.基因重組能產(chǎn)生新的基因基因重組能產(chǎn)生新的基因D.D.基因重組是進(jìn)行有性生殖的生物才具有的一種可遺傳變異方基因重組是進(jìn)行有性生殖的生物才具有的一種可遺傳變異方式式【解析【解析】選選D D?；蛲蛔兇蠖嗍怯泻Φ?。基因突變所產(chǎn)生的基?；蛲蛔兇蠖嗍怯泻Φ?。

64、基因突變所產(chǎn)生的基因不一定遺傳給后代?；蛑亟M能產(chǎn)生新的基因型因不一定遺傳給后代?；蛑亟M能產(chǎn)生新的基因型, ,但不產(chǎn)生但不產(chǎn)生新的基因?；蛑亟M發(fā)生在有性生殖的過程中新的基因?；蛑亟M發(fā)生在有性生殖的過程中, ,即減數(shù)分裂產(chǎn)即減數(shù)分裂產(chǎn)生配子時(shí)生配子時(shí), ,所以所以, ,自然條件下不進(jìn)行有性生殖的生物自然條件下不進(jìn)行有性生殖的生物, ,如細(xì)菌、如細(xì)菌、病毒等病毒等, ,不能通過基因重組產(chǎn)生可遺傳變異。不能通過基因重組產(chǎn)生可遺傳變異。6.6.下圖是重組下圖是重組DNADNA技術(shù)的一個(gè)基本步驟技術(shù)的一個(gè)基本步驟, ,這一步驟需用到的工具這一步驟需用到的工具是是( () )A.DNAA.DNA連接

65、酶和解旋酶連接酶和解旋酶 B.DNAB.DNA聚合酶和限制性內(nèi)切酶聚合酶和限制性內(nèi)切酶C.C.限制性內(nèi)切酶和限制性內(nèi)切酶和DNADNA連接酶連接酶 D.DNAD.DNA聚合酶和聚合酶和RNARNA聚合酶聚合酶【解析【解析】選選C C。如圖所示是目的基因與載體結(jié)合的過程。如圖所示是目的基因與載體結(jié)合的過程, ,需要用需要用到的工具是限制性內(nèi)切酶和到的工具是限制性內(nèi)切酶和DNADNA連接酶。連接酶。7.7.假設(shè)假設(shè)A A、b b代表玉米的優(yōu)良基因代表玉米的優(yōu)良基因, ,這兩種基因是自由組合的。這兩種基因是自由組合的?，F(xiàn)有現(xiàn)有AABBAABB、aabbaabb兩個(gè)品種兩個(gè)品種, ,為培育出優(yōu)良品種為

66、培育出優(yōu)良品種AAbbAAbb, ,可采用的方可采用的方法如圖所示。請據(jù)圖回答問題法如圖所示。請據(jù)圖回答問題: :(1)(1)由品種由品種AABBAABB、aabbaabb經(jīng)過經(jīng)過過程培育出新品種的育種方過程培育出新品種的育種方式稱為式稱為_,_,其原理是其原理是_。用此育種方式一般從用此育種方式一般從_才能開始選育才能開始選育AAbbAAbb個(gè)體個(gè)體, ,是因?yàn)槭且驗(yàn)開。(2)(2)若經(jīng)過過程若經(jīng)過過程產(chǎn)生的子代總數(shù)為產(chǎn)生的子代總數(shù)為1 5521 552株株, ,則其中基因型為則其中基因型為AAbbAAbb的植株在理論上有的植株在理論上有_株?；蛐蜑橹?。基因型為AabbAabb的植株經(jīng)過過的植株經(jīng)過過程程, ,子代中子代中AAbbAAbb與與aabbaabb的數(shù)量比是的數(shù)量比是_。(3)(3)過程過程常采用常采用_技術(shù)得到技術(shù)得到AbAb個(gè)體。與過程個(gè)體。與過程的育的育種方法相比種方法相比, ,過程過程的優(yōu)勢是的優(yōu)勢是_。(4)(4)過程過程的育種方式是的育種方式是_,_,與過程與過程比較比較, ,過程過程的明的明顯優(yōu)勢是顯優(yōu)勢是_?！窘馕觥窘馕觥勘绢}以圖解的形式考查識(shí)圖、析圖能力