2019-2020年高考生物冲刺复习知识拓展第六单元变异育种与进化

1、2019-2020年高考生物冲刺复习知识拓展第六单元变异育种与进化一、分子水平上基因突变的类型从细胞水平上理解,基因相当于染色体上的一点,称为座点。从分子水平上看,一个座点还可以分成许多基本单位,称为座位。一个座位一般指的是一个核苷酸对,有时其中一个碱基发生改变,就可能产生一个突变。因此,从分子水平上分析,基因突变主要有两种。(一)复制错误1. 碱基替换:某一位点的一个碱基对被其他碱基对取代。碱基替换包括两种类型。 转换(transition):是同型碱基之间的替换，即一种嘌吟被另一种嘌吟替换,或一种嘧啶被另一种嘧啶替换。 颠换(transversion):嘌吟和嘧啶之间的替换。即嘌吟为嘧啶代

2、替，嘧啶为嘌吟代替。2. 移码突变:DNA分子中增加或减少一个或几个碱基对。碱基数目的减少或增加,可以使以后一系列三联体密码移码。(二)自发损伤1. 脱嘌吟作用:细胞中经常发生脱嘌吟作用，使脱氧核糖和碱基G或A连接的糖苷键被打断，从而失去G或A,复制时在脱嘌吟位点对面插入碱基造成突变。2. 脱氨基作用:如胞嘧啶C脱氨基后形成了尿嘧啶U,在复制过程中将与A配对，从而引起GC-AT转换突变。3. 氧化性损伤:活泼氧化物如H2O2可使DNA结构变化。二、基因突变的遗传学效应不论是碱基替换，还是移码突变，都有可能使由那个基因决定的多肽的氨基酸顺序发生改变，或造成多肽合成终止而不产生完整的肽链。但由于遗

3、传密码具有简并性，所以有些碱基替换也不一定会造成氨基酸顺序的改变。基因突变的遗传效应有以下几点:1. 同义突变:碱基替代的结果为同义密码子，碱基顺序改变而氨基酸顺序未变。没有突变效应产生，这显然与遗传密码的简并性有关。2. 无义突变:是指某一碱基的改变使mRNA的密码子变成终止密码，使多肽合成中断，形成不完全的肽链，丧失生物活性。如DNAATGATTmRNAUACUAA酪氨酸终止密码子如人类B珠蛋白有146个氨基酸,HbMcKess-Rock只有144个。原因：145位UAU变为UAA。终止密码突变:终止密码(UAA,UAG,UGA)的一个碱基被取代,突变后的密码子能编码某一氨基酸。如Hba链

4、有141个氨基酸。HbConstantSpring的a链142位的UAA变为CAA,终止密码变为谷氨酰胺，肽链一直延长到173位另一终止密码子。3. 错义突变:指碱基替换或移码突变的结果引起氨基酸序列的改变(一级结构中出现氨基酸的替换)。一般性质相似的氨基酸对蛋白质的功能影响较小,而不同性质的氨基酸相互替换则可能强烈地影响蛋白质的功能。另外,要看替换的氨基酸在肽链中的位置是否处于活性部位,是否影响立体构形。据研究，人类血红蛋白的突变多数是由于碱基替换引起的。正常人血红蛋白(HbA)B链N端的第6位氨基酸是谷氨酸。镰刀型细胞贫血症(HbS)第6位氨基酸变为缬氨酸。轻度贫血症(HbC)第6位氨基酸

5、变为赖氨酸。一、不同育种目的下的杂交育种1. 培育常规的纯合子品种(1) 培育隐性纯合子品种:选取双亲子一代子二代选出符合要求的个体即可推广。(2) 培育显性纯合子品种:选取双亲子一代子二代选出符合要求的优良个体子三代选出符合要求的优良个体选出稳定遗传的个体推广。2. 培育杂合子品种(1) 原理:杂种优势。主要利用F的优良性状，并不要求遗传上的稳定，将杂种一代作为种子直接利用，如水稻、玉米等。(2) 过程:选取双亲子一代。(3) 特点:高产、优质、抗性强，但需年年育种。二、几种育种方法的比较存在的问题操作工具限制酶、连接酶、运载体原理基因重组可获得新基因和新性状存在的问题优点可以按照人们的意愿

6、，定向地改变生物的性状方法汰劣留良优点简单易行勺兰一物理诱变、化学诱变基本步骤存在的问题提取目的基因目的基因与运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基因工程育种变异具有不定向性，且大多有害，难以定向改变生物的性状杂交育种育种进程缓慢，不能创造新基因；只能在同一物种范围内进行竺一基因突变上上一杂交、自交优点容易操作，集优良性状于一体诱变育种具有一定的潜在危险性原理-通过人工选育，选出对人类有利的变异选择育种存在的问题周期长，选择的范围有限三、太空育种太空育种主要是利用返回式卫星和高空气球所能达到的空间环境，通过强辐射、微重力和高真空等条件诱发植物种子的基因发生变异的作物育种新技术。

7、我国从1987年开始进行太空育种。1987年8月5日我国发射的第9颗返回式卫星首次搭载了青椒、小麦水稻等一批种子，开始了我国太空育种的尝试。经过太空育种培育的青椒、番茄、黄瓜、水稻等作物，高产、优质、抗病性强。美国曾进行过玫瑰的太空育种，希望获得玫瑰油产量高的突变体;俄罗斯曾经进行过圣诞树的太空育种。2019-2020年高考生物冲刺复习知识拓展第十单元生物技术实践一、微生物的选择培养和鉴别培养1. 微生物的选择培养:是指利用培养基的组分使适宜生长的特定微生物得到较快繁殖的技术。例如在教材提供的选择培养基的配方中，若尿素是培养基中的唯一氮源，原则上只有能够利用尿素的微生物才能够生长。但实际上，微

8、生物的培养是一个非常复杂的问题，有些微生物可以利用其他微生物的代谢产物生长繁殖，因此能够在选择培养基上生长的微生物不一定是所需要的微生物，还需要进一步的验证。2. 微生物的鉴别培养:用来鉴别某种或某类微生物，根据要鉴别的微生物特异性的染色特性，可以在培养基中加入特定的指示剂，也可以根据某种或某类微生物特定的生理反应加入相应的化学试剂来显示该种(类)微生物的存在。如加入伊红美蓝指示剂的培养基可以鉴定大肠杆菌,其原理是:大肠杆菌既能被伊红染成红色,又能被美蓝染成蓝色。加入伊红美蓝指示剂后,大肠杆菌将同时被这两种染料染色,变成紫色,而其他微生物一般只能被其中一种染料染色或不能被伊红美蓝染色。这样,我

9、们根据样本中是否出现紫色的菌落,就可以知道其中是否含有大肠杆菌了。二、微生物的分离方法1. 分离方法(1) 利用该分离对象对某一营养物质有“嗜好”的原理,专门在培养基中加入该营养物质,使其成为一种加富培养基。(2) 利用该分离对象对某种抑菌物质的抗性,在培养基中加入抑制物,原来占优势的微生物生长受抑制,而分离对象乘机大增而占优势,从而得到分离。2. 常见选择培养基的配制方法(1)改变培养基的营养成分(2)利用微生物的特殊抗性:在培养基中加入某些物质,如加入青霉素,抑制细菌、放线菌的生长,分离得到酵母菌和霉菌。(3) 改变微生物的培养条件:如将培养基放入高温环境中培养只能得到耐高温的微生物。三、

10、特定微生物的数量测定1. 直接计数法常用的是显微镜直接计数法,该方法所需设备简单,可迅速得到结果,而且在计数的同时能观察所研究微生物的形态特征。但不能区分死细胞与活细胞细胞密度低于106个/mL便不能保证视野中能见到所有细胞,难以计数微小的细菌。2. 间接计数法(1) 原理:常用稀释涂布平板计数法,当样品的稀释度足够高时,培养基表面生长的一个菌落,来源于样品稀释液中的一个活菌,通过统计平板上的菌落数,就能推测出样品中大约含有多少活菌。(2) 操作:测定土壤中的细菌数,一般选用104、105、106倍的稀释液进行平板培养,测定放线菌一般选用103、104和105倍的稀释液进行平板培养,测定真菌一

11、般选用102、103和104倍的稀释液进行平板培养。实验时,每一浓度至少涂布3个平板,以增强实验的说服力和准确性。(3) 计数规则:选择菌落数在30300间的平板进行计数。(4) 计算方法:每克样品中的菌株数=(CFV)XMC代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数V代表涂布平板时所用的稀释液的体积(mL)M代表稀释倍数关于酶的应用常见的酶在生产和生活中的应用洗涤剂工业:(加酶洗衣粉等)碱性蛋白酶类易于洗去衣物上的血渍、奶渍等污渍,加酶洗衣粉不能用于丝、毛等天然蛋白质纤维类织品的洗涤。淀粉酶类餐厅洗碗机的洗涤剂,用于去除难溶的淀粉残迹等。烘烤食品:面包等食品制作过程中,水解面粉中的蛋白质。这有利

12、于食品中蛋白类营养的消化吸收。酿酒工业:麦芽中的淀粉酶、蛋白酶、葡聚糖酶。将酿酒原料淀粉和蛋白质降解成能被酵母利用的单糖、氨基酸和肽，从而提高乙醇的产量。B-葡聚糖酶分解B-葡聚糖,降低麦汁黏度，加快麦汁过滤速度，避免因B-葡聚糖引起的啤酒混浊。木瓜蛋白酶去除啤酒储存过程中生成的混浊物。肉类烹饪:木瓜蛋白酶(嫩肉粉)、菠萝蛋白酶分解肉中的胶原蛋白,使肉类嫩滑。木瓜蛋白酶的最适宜温度为60C,适宜pH为77.5。不能在高温和酸性环境下使用木瓜蛋白酶。乳制品工业:凝乳酶可作为奶酪生产中的凝结剂,并可用于分解蛋白质。乳糖酶可将乳糖降解为葡萄糖和半乳糖,从而获得没有乳糖的牛乳制品,有利于乳制品的消化吸

13、收。果汁生产:果胶酶、纤维素酶处理果肉,提高出汁率、缩短出汁时间、提高果汁质量。制糖工业:淀粉酶等将淀粉转化为葡萄糖及各类糖浆,葡萄糖异构酶可将葡萄糖转化为甜度高的果糖,生产高果糖浆。纺织工业:淀粉酶广泛地应用于纺织品的褪浆，其中某些从细菌中提取的淀粉酶能忍受100110C的高温操作条件。用纤维素酶处理制作牛仔服的棉布,可提高牛仔服质量。制革工业:胰蛋白酶类能除去毛皮中特定蛋白质，使皮革软化，也可用于皮革脱毛。专题28生物技术在其他方面的应用玫瑰精油的提取实验的改进“玫瑰精油的提取”选自人教版普通高中课程标准实验教科书生物技术实践（选修1）。按照教材中的方法和材料进行实验，实验效果并不理想，通

14、过对实验装置和实验材料的改进，有效地缩短了实验时间，节约了成本，并且实验效果明显提高。一、缩短实验时间，实验效果明显1.实验装置的改进在教材中，玫瑰精油的提取采用的是简化的蒸馏装置进行水中蒸馏提取。用此种方法，操作相对容易一些，但由于材料和水充分接触，芳香油的大多数有效成分会溶于水中，随蒸气挥发的有效成分只有一小部分。另外，部分有效成分会分解，因此水中蒸馏的效果并不理想。为提高出油率，实验时可改为采取完整的水蒸气蒸馏法（如图）。但该装置安装较复杂，且蒸气导入到中间烧瓶过程中会有损失，导致实验时间延长。为缩短实验时间且效果明显，可以对该装置进行改进:省略中间烧瓶、支架和中间的连接头及连接管，取而

15、代之的是在加热烧瓶的水面上方吊纱网，该纱网可以到药店去买过滤中药用的圆形滤网（见图1），该圆形滤网的优点就是边缘是塑料材质，中间是纱布，这样它就容易变形进入加热烧瓶中，进去后又自动撑开恢复原来形状，之后将实验材料放到纱网上面，直接利用加热烧瓶中的蒸气，这样使得蒸气产生后即可和材料充分接触，避免了中间环节的浪费，节省实验时间。（见图2）图1图22.加热装置可以由酒精灯改为酒精喷灯酒精喷灯的火力，主要靠酒精与空气、蒸气混合后燃烧而获得高温火焰，而且可以通过调节空气调节器来调节和控制火焰的大小。因此使用起来同酒精灯相比，酒精喷灯既方便，又可以缩短实验时间。3. 烧瓶内改用热水蒸馏为节约酒精，缩短实验

16、时间，烧瓶内的水可改为直接加入热水进行蒸馏，这样可使烧瓶内的水快速沸腾，产生蒸气，有效节省实验时间。通过以上改进，使原来60分钟左右才能完成的实验35分钟左右就可以完成，有效节省实验时间，能够在40分钟课堂内最大限度地完成教学任务，克服了高中阶段课程多，课时紧，学生不太可能在课后花大量时间做实验的困难，且实验效果明显。二、循环水装置的改进在本实验中,需要使用冷凝装置对油水混合气体冷凝,形成油水混合物后进行收集,这样会耗费大量的水,而如果在进水口处安装一个家用养鱼缸中使用的循环泵,就可以有效节约用水,降低实验成本。三、实验材料的选取经济有效在本实验中,很多人通常使用的实验材料是花店出售的玫瑰花瓣,但实际上该实验材料