基因重组与基因突变知识点、习题与答案

基因重组及基因突变教学目标1掌握基因突变的特点及引直基因突变的因素2掌握基因重组的概念、类型、特点、意义3能叙述基因工程的过程重点难点1基因突变2基因重组课堂教学过程过程一、基因突变1特点（1）在生物界中普遍存在，所有生物均可发生。（2）是随机发生的，发生在个体发育的任何阶段。（3）频率很低，在高等生物中，突变率是10-8〜10-5。（4）大多数突变对生物是有害的。（5）突变是不定向的，一个基因可以向不同的方向发生突变，产生一个以上的等位基因。2原因：由于某些环境条件（如，各种射线等）或生物体部因素（如：异常代）等的作用，使基因结构发生变化，3时间：分裂间期，DNA复制过程中。4引起基因突变的因素物理因素：X射线、激光等。化学因素：亚硝酸、硫酸二乙酯等。生物因素：病毒、某些细菌等。5基因突变引起变异的过程DNA、壬E声温度骤变诱变因素宇宙射线、化学污染细细胞异常代谢产物mRNA结构变化品局部密码改变碱基序列J〔移码突变蛋白质结构变化性状变化’（变异）6实例：镰刀型细胞贫血症（1）红细胞呈现弯曲的镰刀状，容易破裂。（2）原因：DNA4TJ—=CATGAAGTATOC\o"1-5"\h\zIIRNAGAAGUA++氨基酸谷氨酸缬氨酸+I蛋白质正常异常7意义：在生物进化中具有重要意义，是生物变异的根本来源，为生物进化提供了最初的原材料。8人工诱变在育种上的应用（1）意义：是创造动植物新品种和微生物新类型的重要方法。（2）诱变育种a.过程：生物物理因素基因突变优良生物品种。化学因素培育b.优点：提高变异频率，创造人类需要的变异类型。c.缺点：诱发产生的突变，有利突变的个体往往不多，需处理大量材料。d.实例：“黑农五号”大豆，高产青霉菌的选育。9注：体细胞的基因突变，一般情况下不会遗传给后代。但是植物体细胞的突变通过无性生殖可以传给下一低（突变的芽通过嫁接或组织培养的方式可以传给下一代。）基因突变与碱基的数量没有关系，只要是DNA分子水平上的变化，一个碱对的改变叫基因突变，1000个碱基对的改变也叫基因突变。显性突变，突变个体就可以表现出新性状；隐性突变，突变个体不表现出新性状，只有隐性纯合时，新性状才能表现出来。基因突变的结果不一定使性状发生改变，如非编码区、含子的突变不会改变性状；若编码区突变后，突变后密码子和原密码子决定的氨基酸是同一种氨基酸或基因突变若为隐性突变，生物的性状也不会发生改变。10基因突变

概念由于DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或替换而引起的基因结构的改变意义是生物变异的根本来源，为生物进化提供了最初的选择材料类型自然突变和诱发突变原因外因：某些环境变化（如物理、化学、生物因素）因：DNA复制过程中，基因中脱氧核苷酸的种类、数量和排列顺序发生改变，从而改变了遗传信息结果产生了该基因的等位基因，即新基因时期DNA复制时（发生了于有丝分裂间期和减数分裂的间期）人工诱变原理利用物理、化学、生物因素处理生物，使它发生基因突变方法物理方法：辐射诱变、激光诱变化学方法：用秋水仙素、硫酸二乙酯、亚硝酸等处理过程物理因素生物±►基因突变——►变异类型一►选育良种化学因素意义提高变异频率，创造动物、植物和微生物新品种二、基因重组1概念：生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。2类型（1）自然状态非同源染色体上非等位基因的自由组合，同源染色体上非等位基因的重新组合。（2）人工条件：重组DNA机，即基因工程。3特点：两个亲本的杂合性越高，基因重组产生变异的可能性越大。4意义（1）为生物的变异提供了丰富的来源。（2）是形成生物多样性的重要原因之一。（3）对生物进化有十分重要的意义。5基因重组重组类型发生时期原理自由组合型减I后期非同源染色体非等位基因可以自由

组合交叉互换型减工前期的四分体时期同源染色体上非姐妹染色单体的交换导致非等位基因的重新组合人工重组型体外重组质粒通过基因工程使目的基因与受体细胞DNA重组注：基因突变产生了该基因的等位基因，即新基因，改变了基因的表现形式，通过基因突变会产生新的基因和基因型。基因重组只能产生新的基因型而不能产生新的基因。三、基因工程1基因工程的定义基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术。它是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改变生物的遗传性状。2基因工程最基本的工具（1）基因的“剪刀”是指限制性核酸切酶。一种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。大肠杆菌中的一种叫EcoRI的限制酶，能够专一识别GAATTC的序列，并在G和A之间将这段序列切开。（2）基因“针线”即DNA连接酶，可以“缝合”脱氧核苷酸和五碳糖交替连接而构成的DNA骨架上的缺口。（3）基因的运载体：基因工程中，目前常用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等。（4）质粒存在于许多细菌及酵母菌等生物的细胞中，其本质是拟核或细胞核外能够自主复制的很小的DNA分子。3.基因工程的操作步骤：目的基因与运载体结合、将目的基因导入受体细胞、目的基因的表达与检测。（1）提取目的基因有两条途径：直接分离基因和人工合成基因。（2）目的基因与运载体结合用同一限制酶处理目的基因和运载体，而后加入DNA连接酶，使目的基因载入到运载体中，形成重组DNA。（3）将目的基因导入受体细胞重组DNA导入受体细胞。（4）目的基因的检测与表达根据标记基因判断目的基因导入与否；根据受体细胞表现出特定的性状判断目的基因的表达与否。1原核生物中某一基因的编码区起始端插入了一个碱基对，在插入位点的附近，再发生下列哪种情况有可能对其编码的蛋白质结构影响最小（）A.置换单个碱基对B.增加4个碱基对C.缺失3个碱基对D.缺失4个碱基对2下列有关基因突变的叙述正确的是（）A.生物随环境的改变而产生适应性的变异B.由于细菌的数量多，繁殖周期短，因此其基因突变率很高C.自然状态下的突变是不定向的，而人工诱变多是定向的D.基因突变在自然界中广泛存在3一个碱基对可加到DNA分子或从DNA分子上除去，这种生物体DNA碱基顺序的变化是一种（）A.基因重组B.染色体变异C.基因突变D.不遗传的变异4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.发生在生物体的基因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达为新的表现型D.基因重组会改变基因中的遗传信息5秋天在桃树上如发现个别芽变，欲将变异芽的性状保留下来，则应（）A.等开花时进行授粉B.等开花时接受同株花粉C.等开花时接受异株花粉D.取变异芽嫁接到砧木上8当牛的精原细胞进行DNA分子复制时，细胞中不可能发生（）A.基因重组B.DNA的解旋C.基因突变D.蛋白质合成9一对夫妇所生育的子女中，性状上差异很多，这种差异主要来自（）A.基因重组B.基因突变C.环境影响D.疾病影响10以下有关基因重组的叙述正确的是（）（双选）A.非等位基因都可以自由重组B.染色体中的基因交换都属于基因重组C.同胞兄妹间的遗传差异与父母基因重组有关D.转基因技术也属于可遗传变异中的基因重组11某个婴儿不能消化乳糖，经检查发现他的乳糖酶分子有一个氨基酸改变而导致乳糖酶失活，发生这种现象的根本原因是（）A.缺乏吸收某种氨基酸的能力B.不能摄取足够的乳糖酶C.乳糖酶基因有一个碱基改变了D.乳糖酶基因有一个碱基缺失了12如图是某个二倍体动物的几个细胞的分裂示意图（数字代表染色体，字母代表染色体上带有的基因）。据图判断不正确的是（）甲乙丙A.该动物的性别是雄性的B.乙细胞的表明该动物发生了基因突变或基因重组C1与2或1与4的片段筛选换，前者属基因重组，后者属染色体结构变异D.丙细胞的不能进行基因重组13实施基因工程的最终目的是（）A.提取生物体DNA分子B.对DNA分子进行人工“剪切”C.定向改造生物的遗传性状D.在生物体外对DNA分子进行改造14水母发光蛋白由236个氨基酸构成，其中Asp、Gly和Ser构成发光环，现已将这种蛋白质的基因作为生物转基因的标记，在转基因技术中，这种蛋白质的作用是（）A.促使目的基因导入受体细胞中B.促使目的基因在受体细胞中复制C.筛选出获得目的基因的受体细胞上使目的基因容易成功表达15一对毛色正常的鼠交配，产下多只鼠，其中一只雄鼠的毛色异常，分析认为，鼠毛色出现异常的原因有两种：一是基因突变的直接结果（控制毛色基因的显隐性未知），突变只涉及一个亲本常染色体上一对等位基因中的一个基因；二是隐性基因携带者之间交配的结果（只涉及亲本常染色体上一对等位基因）。假定这只雄鼠能正常生长发育，并具有生殖能力，后代可成活。为探究该鼠毛色异

常的原因，用上述毛色异常的雄鼠分别与其同一窝的多只雌鼠交配，得到多窝子代。请预测结果并作出分析。则可推测毛色(1)如果每窝子代中毛色异常鼠与毛色正常鼠的比例均为异常是性基因突变为性基因的直接结果，因为则可推测毛色⑵如果不同窝子代出现两种情况：一种是同一窝子代中毛色异常鼠与毛色正常鼠的比例为另一种是同一窝子代全部表现为鼠，则可推测毛色异常是隐性基因携带者之间交配的结果。(1)1:1，隐性，显，只有两个隐性纯合亲本中一个亲本突变为显性基因时，才能得到每窝子代毛色异常鼠与毛色正常鼠的比例均为1：1(2)1：1，毛色正常1质粒是基因工程中最常用的运载体，质粒上有标记基因，如图所示，通过标记基因可推知外源基因插入的位置，插入位置不同，细菌在培养基上的生长情况也不同。下图表示外源基因的插入位置(插入点有a、b、c)。■流霞子青荒舞基因■流霞子青荒舞基因□拄四环嘉基因1.(1)质粒的基本组成单位是。(2)将细菌放在含有四环素、氨苄青霉素中培养，属于基因工程操作中的步骤。(3)在插入外源基因过程中用到的工具酶有。II.设计实验探究外源基因插入的位置。(1)步骤：①将导入外源基因的细菌进行培养产生大量细菌。②分组：将细菌平均分成两组并标号为1,2。③培养：。④观察并记录结果。(2)预测实验结果及结论：

答案：1.(1)脱氧核苷酸(2)目的基因的检测(3)限制性核酸切酶、DNA连接酶II.(1)③将第1组细菌放入含氨苄青霉素的培养基上培养，将第2组细菌放入含四环素的培养基中培养(2)若1组、2组均能正常生长，则外源基因插入点是a；若1组能正常生长，2组不能生长，则外源基因插入点是c；若1组不能生长，2组能生长，则外源基因插入点是b巩固复习及作业1下列生物的性状都是通过基因突变而形成的一组是()A.无籽番茄和无籽西瓜B.人类的白化病和矮杆水稻C.无籽西瓜和人类镰刀型贫血症D.无籽番茄和果蝇残翅2有性生殖后代具有更大的变异性，其根本原因是()A.基因突变频率高B.染色体结构变异机会多C.生产新的基因组合机会多D.更易接受环境影响而发生变异课后巩固3某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶(Amy)基因a,通过用基因工程的方法，将基因a与运载体结合后导入马铃薯植株中，经检测发现Amy在成熟块茎细胞中存在。结合图形分析下列有关这一过程的叙述不正确的是()课后巩固A.获取基因a的限制酶其作用部位是图中的①B.连接基因a与运载体的DNA/r/