高考生物大一轮复习 3.33.4基因与性状 转基因生物和转基因食品课件 中图版必修2.pptVIP

第三节基因与性状第四节转基因生物和转基因食品 考纲考情 知识梳理 一 基因与性状的关系1 基因控制性状的两条途径 1 通过控制 来控制性状 如镰刀型细胞贫血症 2 通过控制 控制 从而影响生物性状 如白化病 蛋白质的分子结构 酶的合成 代谢过程 2 基因重组 1 类型 同源染色体上 之间交叉互换 非同源染色体上的 之间自由组合 2 意义 形成 的重要原因 生物变异的来源之一 有利于 非姐妹染色单体 非等位基因 生物多样性 生物进化 二 基因突变1 概念 基因 的改变 包括碱基对的 2 实例 镰刀型细胞贫血症 结构 增添 缺失或改变 镰刀 缬氨酸 一对碱基对 3 时间 原因 特征 结果及意义 1 时间 主要发生在 有丝分裂间期或减数分裂间期 物理因素 化学因素 病毒 某些细菌 很低 再突变 任何时期 任何 细胞 4 结果 一个基因变成了它的 可能引起性状改变 等位基因 生物进化 生物多样性 三 转基因生物和转基因食品1 重组dna技术 1 概念 指利用 和 的手段 将某种生物的基因转移到 中 使其出现原物种不具有的 的技术 又称为 分子生物学 基因工程 其他生物物种 新性状 转基因技术 限制性内切酶 逆转录 载体 质粒 病毒dna 插入载体 3 意义 人为实现了 遗传物质的转移 显微注射 遗传 细胞 所需产物 种间 2 转基因生物和转基因食品 1 转基因生物 由于 的导入 引起原有 组成改变的生物 2 转基因食品 用 生产或制造的食品 食品原料以及食品添加剂等 3 转基因生物的风险 转基因生物可能会影响或威胁到 生态环境和人类健康 目的基因 遗传物质 转基因生物 生物多样性 小题快练 1 易错判断 1 2013 全国卷t5b 抗虫小麦与矮秆小麦杂交 通过基因重组获得抗虫矮秆小麦 分析 抗虫小麦与矮秆小麦杂交 得f1 f1产生配子时 来自双亲的基因重新组合 f2可获得抗虫矮秆小麦 2 2011 江苏高考t22b 有丝分裂和减数分裂过程中均可以发生非同源染色体之间自由组合 导致基因重组 分析 基因重组只发生在减数分裂过程中 3 2010 江苏高考t6c 观察细胞有丝分裂中期染色体形态可判断基因突变发生的位置 分析 基因突变属于分子水平的变异 在显微镜下观察不到 4 2011 广东高考t25a 耐药菌产生的原因是定向突变 分析 基因突变是不定向的 耐药菌的产生是药物对细菌不定向的突变定向选择的结果 5 基因突变一定引起基因结构的改变 但不一定会引起生物性状的改变 分析 突变后转录出的密码子改变 由于密码子具有简并性 决定的氨基酸的种类不一定改变 如 转录出的密码子由gaugac 但两种密码子都决定天门冬氨酸 6 2011 安徽高考t4d 大剂量131i诱发甲状腺滤泡上皮细胞基因突变并遗传给下一代 分析 131i产生的射线可以诱发甲状腺滤泡上皮细胞发生基因突变 但由于是体细胞的基因突变 因此不能遗传给下一代 7 一对等位基因不存在基因重组 一对同源染色体存在基因重组 分析 基因重组至少需要两对等位基因 一对等位基因体现了基因分离规律 一对同源染色体可以通过交叉互换进行基因重组 8 减数分裂四分体时期 姐妹染色单体的局部交换可导致基因重组 分析 交叉互换发生在同源染色体上非姐妹染色单体之间 2 原核生物某基因原有213对碱基 现经过突变 成为210对碱基 未涉及终止密码子改变 它指导合成的蛋白质分子与原蛋白质相比 差异可能为 a 少一个氨基酸 氨基酸顺序不变b 少一个氨基酸 氨基酸顺序改变c 氨基酸数目不变 但顺序改变d a b都有可能 解析 选d 原核生物的基因是连续的 没有间隔的 因此可以直接根据数据计算 突变后少了三个碱基对 氨基酸数比原来少1 c不正确 若少的三个碱基对正好控制着原蛋白质的一个氨基酸 则少一个氨基酸 其余氨基酸顺序不变 若少的三个碱基对涉及两个不相邻的密码子 缺少之处及其后的氨基酸种类和顺序可能发生改变 因此选d项 3 果蝇某基因中一个脱氧核苷酸发生了改变 其结果是 a 所属基因变成其等位基因b 基因内部的碱基配对原则改变c dna空间结构发生改变d 染色体上基因数目和排列顺序改变 解析 选a 基因中一个脱氧核苷酸发生改变 导致基因突变 突变的结果是产生该基因的等位基因 但基因内部的碱基配对原则不会发生改变 仍然是a t配对 c g配对 dna的空间结构仍然为双螺旋 染色体中的基因的数目和排列顺序也不会发生改变 4 下列有关基因突变和基因重组的说法 正确的是 a 基因突变和基因重组可在光学显微镜下观察到b 基因重组是生物变异的根本原因c 基因重组可以产生新的基因型d 基因重组会改变基因中的遗传信息 解析 选c 基因突变和基因重组在光学显微镜下不可见 基因重组是生物变异的重要原因 基因突变是生物变异的根本来源 基因重组属于基因的重新组合 可以产生新的基因型 基因重组是基因间的重新组合 不改变基因中的遗传信息 5 以下有关基因重组的叙述 错误的是 a 基因重组过程中产生了新的基因b 基因重组过程中产生了新的基因型c 减数分裂过程中 非同源染色体的自由组合会导致基因重组d 减数分裂过程中 同源染色体的部分互换会导致基因重组 解析 选a 基因重组通常发生于减数分裂过程中 减数第一次分裂前期的同源染色体非姐妹染色单体上等位基因交换导致同源染色体上非等位基因自由组合 减数第一次分裂后期 同源染色体上等位基因分离导致非同源染色体上非等位基因自由组合 只有基因突变才产生新的基因 所以a选项错误 b c d选项正确 6 目前人们不能完全接受转基因食品的主要原因是 a 转基因食品的质量差b 担心转基因食品的安全性c 转基因食品的味道不好d 转基因食品营养物质含量低 解析 选b 关于转基因食品安全性的看法 如今的科学技术 检测技术还不能肯定其对人类和环境的无害性 但随着研究的展开和科学技术的不断进步 转基因食品安全性的辩论大概会有一个结果 我们当今的科学技术不能确定转基因食品将来带来的危害 目前很多转基因食品是可以食用的 如转基因大豆 转基因番茄等 人们不能完全接受转基因食品 主要是因为人们担心转基因食品的安全性 故选b 速记卡片 1 基因突变4要点 1 3个来源 碱基对的增添 缺失和替换 2 3个诱变因素 物理因素 化学因素 生物因素 3 5个特点 普遍性 随机性 低频性 不定向性 多害少利性 4 3个意义 新基因产生的途径 生物变异的根本来源 生物进化的原始材料 2 基因重组3要点 1 1个时期 发生在有性生殖过程中 2 3个来源 非同源染色体的自由组合 同源染色体中非姐妹染色单体的交叉互换 基因工程重组 3 1个意义 形成生物多样性的重要原因 3 基因对性状控制的两条途径 1 基因通过控制酶的合成来控制代谢过程 从而影响生物的性状 2 基因通过控制蛋白质的分子结构来控制生物的性状 4 基因工程的三种工具 1 限制性内切酶 能识别并切割特定的核苷酸序列 2 dna连接酶 连接两个dna片段之间的脱氧核糖和磷酸 3 载体 将外源基因导入受体细胞 常用的载体有质粒 噬菌体和动植物病毒等 考点一基因重组1 概念理解 1 范围 真核生物有性生殖 2 实质 控制不同性状的非等位基因重组 3 发生过程 减数分裂过程中 4 广义基因重组 还包括通过对dna的剪切 拼接而实施的基因工程及人工作用下r型菌转化为s型菌 2 类型 1 分子水平的基因重组 如通过对dna的剪切 拼接而实施的基因工程 特点 可克服远源杂交不亲和的障碍 2 染色体水平的基因重组 减数分裂过程中同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换 以及非同源染色体上非等位基因的自由组合而导致的基因重组 特点 难以突破远源杂交不亲和的障碍 可产生新的基因型 表现型 但不能产生新的基因 3 细胞水平的基因重组 如动物细胞融合技术以及植物体细胞杂交技术下的大规模的基因重组 特点 可克服远源杂交不亲和的障碍 3 易位与交叉互换的区别 1 交叉互换 基因重组 如果交叉互换发生在同源染色体之间叫基因重组 如果发生在非同源染色体之间叫易位 属于染色体结构变异 2 精卵结合并没有发生基因重组 来自父方 母方的染色体为同源染色体 每一对同源染色体上都有控制相同性状的基因 3 基因重组在人工操作下也可以实现 如基因工程 肺炎双球菌转化中都发生了基因重组 考题回访 1 2015 滨州模拟 下列有关生物变异的说法 正确的是 a 基因重组可以产生多对等位基因b 发生在生物体内的突变和重组都能遗传给后代c 基因重组所产生的新基因型不一定会表现为新的表现型d 基因重组会改变基因中的遗传信息 解析 选c 基因重组可产生多种基因型 但不能产生等位基因 发生在体细胞中的突变和重组一般不能传给后代 基因重组所产生的新基因型不一定会表现为新的表现型 如aabb aabb aabb 基因重组并没有改变基因的结构 所以不会改变基因中的遗传信息 2 2015 青岛模拟 下列情况可引起基因重组的是 非同源染色体上的非等位基因自由组合 一条染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上 同源染色体的非姐妹染色单体之间发生局部交换 dna分子中发生碱基对的增添 缺失或替换 正常夫妇生出白化病儿子a b c d 解题指南 解答本题的关键是 1 明确基因重组发生在至少两对等位基因之间 2 明确交叉互换发生在同源染色体之间 不是发生在非同源染色体之间 解析 选c 基因重组发生在减数第一次分裂前期和后期 减数第一次分裂前期同源染色体的非姐妹染色单体之间发生局部交换 减数第一次分裂后期发生非同源染色体上的非等位基因自由组合 属于染色体结构变异 属于基因突变 属于性状分离 故c正确 延伸探究 上题 中能产生新基因的有哪些 能产生新基因型的有哪些 提示 能产生新基因的是 能产生新基因型的是 3 2015 烟台模拟 如图为雌性果蝇体内部分染色体的行为及细胞分裂图像 其中能够体现基因重组的是 a b c d 解题指南 解答本题的技巧是 1 明确同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换属于基因重组 判断 正确 2 知道基因重组发生在减数分裂过程中 判断 正确 解析 选b 图 表示四分体时期 同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换 能够实现基因重组 图 表示染色体结构变异中的染色体易位 图 表示有丝分裂后期 着丝粒分裂导致两套相同的染色体分别移向细胞两极 在这个过程中不发生基因重组 图 表示减数第一次分裂后期 非同源染色体自由组合 导致非同源染色体上的非等位基因自由组合 即基因重组 延伸探究 1 上题中 和 细胞的名称是什么 提示 是体细胞 是初级卵母细胞 2 和 过程是否产生了新基因 提示 和 过程是基因重组 没有产生新基因 方法技巧 基因重组和基因突变综合判断方法 1 根据亲代基因型判定 如果亲代基因型为bb或bb 则引起b与b不同的原因是基因突变 如果亲代基因型为bb 则引起b与b不同的原因是基因突变或交叉互换 2 根据细胞分裂方式判定 如果是有丝分裂过程中染色体上基因不同 则为基因突变 如果是减数分裂过程中染色体上基因不同 可能是基因突变或交叉互换 3 根据染色体图示判定 如果是有丝分裂后期图中 两条子染色体上的两基因不同 则为基因突变的结果 如果是减数第二次分裂后期图中 两条子染色体 同白或同黑 上的两基因不同 则为基因突变的结果 如果是减数第二次分裂后期图中 两条子染色体 颜色不一致 上的两基因不同 则为交叉互换 基因重组 的结果 加固训练 1 下列过程存在基因重组的是 解析 选a 基因重组发生在减数第一次分裂过程中 a项存在两对等位基因 且是减数分裂产生配子的过程 存在基因重组 b项是精子和卵细胞随机结合的过程 不存在基因重组 c项是减数第二次分裂 没有基因重组 基因重组至少涉及两对等位基因 d项中是只含一对等位基因的杂合体自交的过程 不存在基因重组 易错提醒 1 自然条件下 基因重组只发生在减数第一次分裂过程中 其他时期 如精子和卵细胞随机结合以及减数第二次分裂都不存在基因重组 2 基因重组至少存在两对等位基因才能发生 一对等位基因不能发生基因重组 2 2012 江苏高考 某植株的一条染色体发生缺失突变 获得该缺失染色体的花粉不育 缺失染色体上具有红色显性基因b 正常染色体上具有白色隐性基因b 如图 如以该植株为父本 测交后代中部分表现为红色性状 下列解释最合理的是 a 减数分裂时染色单体1或2上的基因b突变为bb 减数第二次分裂时姐妹染色单体3与4自由分离c 减数第二次分裂时非姐妹染色单体之间自由组合d 减数第一次分裂时非姐妹染色单体之间交叉互换 解析 选d 自然状态下基因突变的频率非常低 而且基因突变发生在减数分裂前的间期 所以a错误 减数第二次分裂时姐妹染色单体分离 即1与2 3与4分离 产生的含有3或4子染色体的花粉不育 那么可育花粉的基因型是b 测交子代中无红色性状的个体 所以b不合理 减数第一次分裂时1与2和3与4所在的同源染色体分离 因此减数第二次分裂时细胞中无非姐妹染色单体 即1与3 1与4 2与3 2与4 因此c解释不合理 bb的父本与bb的母本测交后代部分表现为红色性状 说明父本产生了可育的b花粉 而b基因如果存在于缺失的染色体3或4中 那么这样的花粉是不育的 只有b基因位于1或2上才能 形成可育的b花粉 出现这样结果的可能就是减数第一次分裂时非姐妹染色单体之间交叉互换 故d选项合理 考点二基因突变1 基因突变原因分析 2 类型 1 显性突变 如aa 该突变一旦发生即可表现出相应性状 2 隐性突变 如aa 突变性状一旦在生物个体中表现出来 该性状即可稳定遗传 3 基因突变与性状的关系 1 基因突变引起生物性状的改变 2 基因突变未引起生物性状改变的原因 突变发生在基因的非编码区域 根据密码子的简并性 有可能翻译出相同的氨基酸 由纯合体的显性基因突变成杂合体中的隐性基因 4 基因突变对子代的影响 1 基因突变发生在有丝分裂过程中 一般不遗传 但有些植物可以通过无性生殖传递给后代 2 如果发生在减数分裂过程中 可以通过配子传递给后代 5 染色体结构变异与基因突变的区别 1 从图形上区别 2 从是否产生新基因上来区别 染色体结构变异使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变 从而导致性状的变异 基因突变是基因结构的改变 包括dna碱基对的增添 缺失或改变 基因突变导致新基因的产生 染色体结构变异未形成新的基因 3 通过光学显微镜区别 染色体变异可借助光学显微镜观察 基因突变 基因重组用光学显微镜观察不到 6 基因突变与基因重组的比较 提分技巧 判断变异是否属于基因突变的方法 1 基因结构内部发生变化 是基因突变 2 基因数目发生变化 不是基因突变 3 基因位置发生改变 不是基因突变 4 光学显微镜可观察到 不是基因突变 5 产生新基因 是基因突变 考题回访 1 2015 威海模拟 下图表示基因突变的一种情况 其中a b是核酸链 c是肽链 下列说法正确的是 a a b c表示基因的复制和转录b 图中由于氨基酸没有改变 所以没有发生基因突变c 图中氨基酸没有改变的原因是密码子具有简并性d 除图示情况外 基因突变还包括染色体片段的缺失和增添 解题指南 解答本题时 需要注意以下两点 1 基因突变不一定引起性状的改变 2 明确简并性是指多种密码子决定一种氨基酸的现象 解析 选c 由图可知 a b c表示基因的转录和翻译 a项错误 只要dna中碱基对发生改变 该基因就发生了基因突变 b项错误 图中氨基酸没有发生改变 是由于密码子具有简并性 c项正确 染色体片段的缺失和增添属于染色体结构的变异 d项错误 延伸探究 1 上题b链的组成单位是什么 提示 b链是mrna 其组成单位是核糖核苷酸 2 除了上题中出现的基因突变方式外 基因突变还有哪些方式 提示 上题中基因突变的方式是碱基对的替换 除此之外还有碱基对的增添和缺失 2 2015 日照模拟 下列关于基因突变的叙述中 错误的是 a 基因突变是生物变异的根本来源b 不同细胞中基因的自发突变率不同c 基因突变只能改变基因的种类 而不能改变基因的位置d 基因突变的方向与环境密切相关 解题指南 解答本题的突破口 1 明确基因突变是基因内部的变化 不是位置的变化 2 明确基因突变具有不定向性 解析 选d 生物变异的根本来源是基因突变 基因突变在不同细胞中发生的频率不同 dna分子有稳定的双螺旋结构 正常状态下的基因突变频率相对较低 但在dna复制等解旋情况下 暴露的单链易发生突变 基因突变只导致原基因的种类发生改变 而不能改变基因的位置 基因突变是不定向的 其突变的方向与环境没有明确的因果关系 延伸探究 上题d项中 环境中存在哪些因素诱发基因突变 有利变异的产生是否取决于环境的定向诱导 提示 环境中存在诱发基因突变的三大因素 物理因素 化学因素和生物因素 变异是不定向的 有利变异的产生与环境无关 但环境可以定向选择具有有利变异的个体 3 2014 江苏高考改编 羟胺可使胞嘧啶分子转变为羟化胞嘧啶 导致dna复制时发生错配 如图 若一个dna片段的两个胞嘧啶分子转变为羟化胞嘧啶 下列相关叙述正确的是 a 该片段复制后的子代dna分子上的碱基序列都发生改变b 该片段复制后的子代dna分子中g c碱基对与总碱基对的比下降c 这种变化一定会引起编码的蛋白质结构改变d 在细胞核与细胞质中均可发生如图所示的错配 解题指南 解答本题的关键 1 图示信息 胞嘧啶转化为羟化胞嘧啶后不再与鸟嘌呤配对 而是与腺嘌呤配对 2 关键知识 基因发生突变后 不一定引起其控制的蛋白质结构改变 因为不同的密码子可能决定相同的氨基酸 解析 选b d 该片段复制后的子代dna分子上的碱基序列不一定都发生改变 如果发生转变的两个胞嘧啶在dna分子的同一条链上 那么 另一条互补的正常链复制后子代dna分子中碱基序列不发生改变 a错误 因羟化胞嘧啶不再与鸟嘌呤配对 故复制后的子代dna分子中g c碱基对在总碱基对中比例下降 b正确 这种变化为基因突变 由于密码子的简并性等原因 不一定引起编码的蛋白质结构改变 c错误 细胞核与细胞质中都含dna 复制过程中都可能发生图示的错配 d正确 加固训练 如图表示人类镰刀型细胞贫血症的病因 已知谷氨酸的密码子是gaa 由此分析正确的是 a 控制血红蛋白合成的一段基因任意一个碱基发生替换都会引起贫血症b 过程是以 链作模板 以脱氧核苷酸为原料 由atp供能 在酶的作用下完成的c 转运缬氨酸的trna一端裸露的三个碱基可能是caud 人发生此贫血症的根本原因在于蛋白质中的一个谷氨酸被缬氨酸取代 解析 选c 控制血红蛋白合成的一段基因任意一个碱基发生替换 一般情况下不会引起贫血症 过程是以 链作模板 但合成的是mrna 所以原料是核糖核苷酸 根据缬氨酸的密码子gua 可知对应的trna上的反密码子为cau 人患镰刀型细胞贫血症的根本原因是基因上的碱基对被替换 考点三基因工程的操作工具及基本步骤1 基因工程操作工具 1 限制性内切酶 分布 主要在微生物体内 特性 一种限制性内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列 并在特定的切点上切割dna分子 实例 ecor 限制性内切酶能专一识别gaattc序列 并在g和a之间将这段序列切开 如图 切割结果 产生两个带有黏性末端的dna片段 作用 基因工程中重要的切割工具 能将外来的dna切断 对自己的dna无损害 2 dna连接酶 催化对象 两个具有相同黏性末端的dna片段 催化位置 脱氧核糖与磷酸之间的缺口 催化结果 形成重组dna 3 常用的载体 质粒 本质 小型环状dna分子 作用 a 作为运载工具 将目的基因运送到受体细胞中去 b 用它在受体细胞内对目的基因进行大量复制 条件 a 能在受体细胞内稳定保存并大量复制 b 有多个限制性内切酶切点 c 有标记基因 2 基因工程操作步骤图解 对基因工程步骤的五点说明 1 限制性内切酶和dna连接酶的作用部位都是脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键 只是前者切开 后者连接 2 要想从dna上切下某个基因 应切2个切口 产生4个黏性末端 3 获取目的基因 切割载体需要用同一种限制性内切酶 目的是产生相同的黏性末端 4 将目的基因导入受体细胞 没有涉及碱基互补配对 5 动物一般用受精卵作为受体细胞 植物一般用体细胞作为受体细胞 再通过植物组织培养方式形成新个体 微生物常用不致病的大肠杆菌作为受体细胞 高考警示 基因工程中需注意的问题 1 只有 将重组dna分子导入受体细胞 没有发生碱基互补配对 其余步骤中都涉及碱基互补配对 2 切割目的基因和载体一般使用同一种限制性内切酶 3 目的基因与载体的连接方式有多种 如目的基因 目的基因 目的基因 载体 载体 载体等 考题回访 1 2015 济宁模拟 将ada 腺苷酸脱氨酶基因 通过质粒pet28b导入大肠杆菌并成功表达腺苷酸脱氨酶 下列叙述错误的是 a 每个大肠杆菌细胞至少含一个重组质粒b 每个重组质粒至少含一个限制性内切酶识别位点c 每个限制性内切酶识别位点至少插入一个adad 每个插入的ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子 解题指南 1 明确质粒含一个或多个限制性内切酶切割位点 2 了解基因可表达出相应的蛋白质 解析 选c 每个限制性内切酶识别位点处只能插入一个ada 插入的ada成功表达 说明每个插入的ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子 2 2013 江苏高考 下列关于转基因生物安全性的叙述中 错误的是 a 我国已经对转基因食品和转基因农产品强制实施了产品标识制度b 国际上大多数国家都在转基因食品标签上警示性注明可能的危害c 开展风险评估 预警跟踪和风险管理是保障转基因生物安全的前提d 目前对转基因生物安全性的争论主要集中在食用安全性和环境安全性上 解题指南 解答本题需要注意以下两点 1 明确我国为保护消费者的知情权 对农业转基因生物实行了标识制度 2 明确对待转基因技术 应该趋利避害 而不能因噎废食 解析 选b 本题考查转基因生物的安全性 a项中 我国对转基因生物安全性迈出了重要一步 对转基因食品和转基因农产品强制实施了产品标识制度 故正确 b项中 目前对转基因食品的安全性存在较大的争议 还没有哪个国家在转基因食品标签上警示性注明可能的危害 故错误 c项中 为了保障转基因生物安全 必须开展风险评估 预警跟踪和风险管理 故正确 d项中 转基因生物的食品安全和环境安全至关重要 也是目前对转基因生物安全性争论的集中点 故正确 3 2013 北京高考 斑马鱼的酶d由17号染色体上的d基因编码 具有纯合突变基因 dd 的斑马鱼胚胎会发出红色荧光 利用转基因技术将绿色荧光蛋白 g 基因整合到斑马鱼17号染色体上 带有g基因的胚胎能够发出绿色荧光 未整合g基因的染色体的对应位点表示为g 用个体m和n进行如下杂交实验 1 在上述转基因实验中 将g基因与质粒重组 需要的两类酶是 和 将重组质粒显微注射到斑马鱼 中 整合到染色体上的g基因 后 使胚胎发出绿色荧光 2 根据上述杂交实验推测 亲代m的基因型是 选填选项前的符号 a ddggb ddgg 子代中只发出绿色荧光的胚胎基因型包括 选填选项前的符号 a ddggb ddggc ddggd ddgg 3 杂交后 出现红 绿荧光 既有红色又有绿色荧光 胚胎的原因是亲代 填 m 或 n 的初级精 卵 母细胞在减数分裂过程中 同源染色体的 发生了交换 导致染色体上的基因重组 通过记录子代中红 绿荧光胚胎数量与胚胎总数 可计算得到该亲本产生的重组配子占其全部配子的比例 算式为 解题指南 解答本题需要关注以下三点 1 不仅要知道基因工程操作需要的基本工具 更要注意问的是工具酶 2 不仅要知道目的基因导入动物时的受体细胞 更要注意题目是对斑马鱼的考查 3 明确生物性状表现受基因控制 会根据子代的性状表现推知亲本基因型 解析 本题考查的知识点主要为基因工程和遗传规律 以及减数分裂过程中染色体和基因的关系 1 基因工程操作过程中需要两类工具酶 限制性内切酶和dna连接酶 动物细胞工程的受体细胞一般是受精卵 2 由于出现了绿色荧光 d g 和红色荧光 ddgg 的子代胚胎 则亲代m中必定均含有d g基因 同时可推出m和n的基因型分别是ddgg ddgg 由此可知第一问选b 第二问选b d 3 由题可知 d与g是连锁遗传的 再由第 2 题的分析可知 其基因型如下图 左 所示 因此正常情况下不会产生红 绿荧光胚胎 除非亲代n在减数分裂过程中同源染色体发生了交叉互换 形成如下图 右 所示的情况 若亲代n产生的配子中重组的配子 dg和dg 占的比例为x 则dg占的比例为x 2 又因亲代m产生dg dg两种比例相等的配子 则可知子代胚胎中红 绿荧光胚胎的概率为x 4 即x 4 红 绿荧光胚胎数量 胚胎总数 可推出重组的配子比例为 4 红 绿荧光胚胎数量 胚胎总数 答案 1 限制性内切酶dna连接酶受精卵表达 2 b b d 3 n非姐妹染色单体4 红 绿荧光胚胎数量 胚胎总数 知识总结 与dna有关酶的作用 1 dna酶 即dna水解酶 可以将dna水解成脱氧核苷酸 2 dna聚合酶 在dna复制的过程中 连接单个游离的脱氧核苷酸到dna片段上 需要模板 3 dna连接酶 连接两个dna片段 形成磷酸二酯键 不需要模板 4 解旋酶 在dna复制时 破坏氢键 使dna双链打开 5 限制性内切酶 破坏脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键 加固训练 1 人们试图利用基因工程的方法 用乙种生物生产甲种生物的一种蛋白质 生产流程是 甲种生物的蛋白质mrna目的基因与质粒dna重组导入乙种生物的细胞中获得甲种生物的蛋白质 下列说法正确的是 a 过程需要的酶是逆转录酶 原料是a u g cb 过程要用限制性内切酶切断质粒dna 再用dna连接酶将目的基因与质粒连接在一起c 如果受体细胞是细菌 可以选用枯草杆菌 炭疽杆菌等d 过程中用的原料不含a u g c 解析 选b 过程是逆转录 利用逆转录酶合成dna片段 需要的原料是a t g c 过程是目的基因与质粒dna重组 需要限制性内切酶切断质粒dna 再用dna连接酶将目的基因与质粒连接在一起 将重组质粒导入受体细胞时 如果受体细胞是细菌 则不应该用致病菌 而炭疽杆菌是致病菌 过程是基因的表达过程 涉及转录和翻译 原料中含有a u g c四种碱基 2 如图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图 请据图作答 1 图中基因工程的基本过程可以概括为 四步曲 2 能否利用人的皮肤细胞来完成 过程 为什么 3 过程 必需的酶是 酶 过程 必需的酶是 酶 4 若a中共有a个碱基对 其中鸟嘌呤有b个 若 过程连续进行4次 至少需提供胸腺嘧啶 个 5 在利用a b获得c的过程中 常用 切割a和b 使它们产生 再加入 才可形成c 解题指南 解答本题需注意以下几个方面 1 基因工程的四个步骤 2 获取目的基因的方法有人工合成法 通过逆转录过程 3 获取目的基因和切割质粒一般使用同一种限制性内切酶 解析 2 图中 过程是从细胞中获取相应的mrna 由于基因的选择性表达 人的皮肤细胞中的胰岛素基因不转录 不表达 因此不能形成胰岛素mrna 3 从mrna dna是逆转录的过程 需要逆转录酶 dna分子的扩增需用解旋酶将双链dna解旋为单链 4 一个dna分子中的鸟嘌呤 b个 和胸腺嘧啶之和占碱基总数 2a个 的一半 所以一个dna分子片段中胸腺嘧啶数为 a b 个 连续复制4次 共产生dna分子24 16个 由于复制方式为半保留复制 故需要提供的胸腺嘧啶数量为 a b 16 1 15 a b 5 构建基因表达载体时目的基因与载体一般使用同一种限制性内切酶切割 产生相同的黏性末端 才可以在dna连接酶的作用下连接形成基因表达载体 答案 1 提取目的基因目的基因与载体结合将目的基因导入受体细胞目的基因的检测与鉴定 2 不能皮肤细胞中的胰岛素基因未表达 或未转录 不能形成胰岛素mrna 3 逆转录解旋 4 15 a b 5 同一种限制性内切酶相同的黏性末端dna连接酶 延伸探究 图中从大肠杆菌获得的b结构 其作用是什么 提示 b是质粒 作为载体 其作用是与目的基因结合 将目的基因导入受体细胞 满分答题规则 1 关注题设条件的要求 限定词等 注意隐含的答题角度 保证答案准确 如本题回答 时若忽略 密码子 这一要求 答成单个的碱基 则不得分 2 分析问题要全面 防止错答或遗漏答案 如本题回答 时 如果忽视了染色体复制导致基因数目加倍这一行为 错答为 2 则造成失分 3 语言表达要简洁 具体 避免混淆相似知识 1 答案要简洁 如本题回答 时 虽然计算正确 但是因答案不是最简答案而不得分 2 语言表达要具体 如本题回答 时 如果漏掉对窄叶白花植株的修饰条件 缺失一条2号染色体 则不得分 解析 1 由起始密码子 aug 可知 其基因的模板链上应含有tac三个碱基 分析图解可知 基因m中b链含有tac 因此基因m的模板链为b链 箭头处c突变