2021_2021学年高中生物第56章基因突变及其他变异从杂交育种到基因工程阶段提升课3学案新人教版必修.doc

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1、基因突变及其他变异 从杂交育种到基因工程尝试填写图中序号代表的含义:主题归纳能力提升答案解析P170主题一基因突变和基因重组【典例示范】(2018全国卷)某大肠杆菌能在基本培养基上生长,其突变体M和N均不能在基本培养基上生长,但M可在添加了氨基酸甲的基本培养基上生长,N可在添加了氨基酸乙的基本培养基上生长。将M和N在同时添加氨基酸甲和乙的基本培养基中混合培养一段时间后,再将菌体接种在基本培养基平板上,发现长出了大肠杆菌(X)的菌落。据此判断,下列说法不合理的是()A.突变体M催化合成氨基酸甲所需酶的活性丧失B.突变体M和N都是由于基因发生突变而得来的C.突变体M的RNA与突变体N混合培养能得到

2、XD.突变体M和N在混合培养期间发生了DNA转移分析生物性状变异的原因一般来说,当遗传物质改变导致生物性状变异时,一般按以下两个方面来分析:(1)若产生新基因,可判断为基因突变。基因突变导致性状变异的两个原因:碱基序列的改变引起;新基因与原基因的关系。新基因导致性状改变的表现:对高等生物一般是产生原性状的。(2)若不产生新基因,可能有两种变异。染色体变异:由于造成了基因的改变,从而改变了生物的性状。基因重组:有性生殖中的基因重组,可使集中起来;物种间的基因转移也属于基因重组,这种基因重组可使一种生物直接获得另一种生物的性状。(2020长沙高一检测)研究证实,位于小鼠X染色体上的MECP2基因突

3、变会使小鼠神经系统功能异常,丧失运动控制能力。进一步实验发现,患病小鼠神经系统中控制躯体运动的基因是正常的,但检测不到该基因的表达产物。当科学家给患病小鼠注入MECP2基因的表达产物后,小鼠恢复了正常活动能力。下列相关叙述中正确的是()A.MECP2基因在性染色体上,因此该基因只存在于生殖细胞中B.雄性小鼠只有一条X染色体,表达MECP2基因的机会更多C.患病小鼠运动异常是MECP2基因突变使神经系统发育不良D.通过导入可正常表达的MECP2基因的方法也能治患病小鼠主题二染色体变异【典例示范】(2020杭州高一检测)由于细胞中一条14号和一条21号染色体连接形成一条异常染色体,不含重要基因的短

4、片段在细胞分裂中丢失(如图甲),导致某女子的14号和21号染色体在减数分裂时发生异常联会(如图乙)。配对的三条染色体中,任意配对的两条染色体分离时,另一条染色体随机移向细胞任意一极。下列判断不正确的是()A.该女子体细胞中有45条染色体,但表现型可能正常B.该变异类型属于染色体结构变异C.不考虑其他染色体,理论上该女子可产生6种不同配子D.该女子与正常男子婚配没有生育21三体综合征患儿的风险染色体变异解题方法(1)“三看法”判断染色体结构变异。看变化。比原染色体短,可能是;比原染色体长,可能是。看(片段)。不考虑大小写,若染色体上的字母有变化,意味着是。看。变化前后染色体的长度及字母均未改变,

5、但字母顺序改变,则意味着是。(2)“增减法”判断染色体数目变异。的增减。变异产生原因:减数第一次分裂未分离;减数第二次分裂未分离。个体产生配子分析(以三体为例):三体产生的配子,一半正常,一半不正常(多一条染色体)。以的形式成倍增减。染色体组数量判断依据:(不区分大小写)的数量;染色体的数量。产生原因:多见于植物,纺锤体形成受阻导致。同源四倍体产生配子的分析:以AAaa为例,配子AAAaaa=141。1.豌豆种群中偶尔会出现一种三体植株(多一条2号染色体)。在减数分裂时,该植株(基因型为Aaa)2号染色体的任意两条移向细胞一极,剩下一条移向另一极。下列有关叙述正确的是()A.三体豌豆植株的形成

6、属于染色体结构变异B.三体豌豆植株能产生四种类型的配子,其中a配子的比例为1/4C.该植株自交,产生AAa基因型子代的概率为1/36D.该植株减数分裂过程中,有4个a基因的细胞可能是减数第二次分裂时期2.家蚕中,基因S(黑缟斑)、s(无斑)位于2号染色体上,基因Y(黄血)和y(白血)也位于2号染色体上,假定两对等位基因间完全连锁无互换。用X射线处理蚕卵后,发生了图中所示的变异,具有该类型变异的一对家蚕交配产生的子代中,黑缟斑白血无斑白血为21。下列叙述错误的是()A.缺失杂合子和缺失纯合子的存活率相同B.具有乙图基因的家蚕表现为黑缟斑、白血C.具有甲图基因的家蚕交配产生的后代有三种基因型D.X

7、射线照射后发生的变异为染色体变异中的缺失主题三人类遗传病【典例示范】一男性患有某种单基因遗传病。某同学对其家系的其他成员进行调查后,记录如下(“+”代表患者,“-”代表正常)。下列有关分析错误的是()祖父祖母外祖父外祖母父亲母亲姐姐-+-+-A.该遗传病属于常染色体显性遗传病B.调查该病的发病率应在自然人群中随机取样调查计算C.该患病男性的父母生一个正常孩子的概率为1/4D.这个家系中所有患者基因型相同的概率为4/9突破遗传病的判断与计算方法(1)遗传方式的判断。(2)遗传概率的计算。当多种遗传病均独立遗传时,要学会先算甲病再算乙病。若甲病遗传概率为P,乙病遗传概率为Q。则后代:两病兼患概率=

8、只患一种病的概率=正常的概率=1.(2020湛江高一检测)在人类遗传病的调查过程中,调查人员发现6个患单基因遗传病的家庭并绘制了相应的系谱图(如图)。6个家庭中的患者不一定患同一种遗传病,在不考虑突变和性染色体同源区段的情况下,下列分析不正确的是()A.家系、符合红绿色盲的遗传B.若图中患者患同一种遗传病,则致病基因可能位于常染色体上C.家系中的父母均携带了女儿的致病基因,可能是软骨发育不全D.若携带致病基因,则他们再生一个患病女儿的概率为1/82.如图为某家系的遗传系谱图,已知-4无致病基因,甲病基因用A、a表示,乙病基因用B、b表示。下列推断错误的是()A.甲病为常染色体显性遗传病,乙病为

9、伴X染色体隐性遗传病B.-2的基因型为AaXbY,-3的基因型为AaXBXB或AaXBXbC.如果-2与-3婚配,生出正常孩子的概率为7/32D.两病的遗传方式符合基因的自由组合定律主题四杂交育种与诱变育种【典例示范】(2020湛江高一检测)如图表示利用某种农作物和两个品种分别培育出不同品种的过程,下列叙述正确的是()A.由和培育能稳定遗传的过程中,途径比途径所用时间短B.由获得的过程利用了射线处理能够诱导基因定向突变的原理C.常用花药离体培养先形成,再用一定浓度的秋水仙素处理的种子或幼苗获得D.由获得与由获得的原理相同,由获得和途径的原理相同生物育种的解题思路(1)正确判断育种方式。杂交育种

10、:不产生新基因,但出现;整个过程中,每代个体的基因数量。诱变育种:。单倍体育种:育种过程中出现的现象。(2)把握各种育种的关键环节。杂交育种:基因重组出现在F1产生配子时,符合要求的性状出现在;获得理想纯合子一般需要从。诱变育种:需要进行处理。单倍体育种:一般从F1开始进行培养;得到的单倍体幼苗必须进行处理,才能得到所需要的品种。1.下列关于动植物选种的操作,错误的是()A.植物杂交育种获得F1后,可以采用不断自交的方式选育新品种B.哺乳动物杂交育种获得F2后,可采用测交的方式鉴别选出纯合个体C.植物杂交育种获得F2后,可通过测交的方式检验选出新品种D.如果用植物的营养器官进行繁殖,则只要后代

11、出现所需性状即可留种2.(2020沈阳高一检测)普通小麦中有高秆抗病(TTRR)和矮秆易感病(ttrr)两个品种,控制两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。实验小组利用不同的方法进行了如下三组实验:下列关于该实验的叙述,不正确的是()A组B组C组P高秆抗病矮秆易感病P高秆抗病矮秆易感病P高秆抗病F1高秆抗病F1高秆抗病矮秆抗病F2 矮秆抗病F2矮秆抗病A.A组和B组都利用杂交的方法,目的是一致的B.A组F2中的矮秆抗病植株可以用于生产的占1/3C.B组F2中的矮秆抗病植株可以直接用于生产D.C组育种过程中,必须用射线处理大量高秆抗病植株,才有可能获得矮秆抗病植株阶段提升课自由组合交叉互换缺失

12、重复人类遗传病发病率调查产前诊断基因工程育种主题一【典例示范】C本题考查基因突变、DNA是遗传物质的实验探究。突变体M不能在基本培养基上生长,但可在添加了氨基酸甲的基本培养基上生长,因此突变体M催化合成氨基酸甲所需酶的活性丧失,A项合理;大肠杆菌没有染色体,可遗传的变异只有基因突变,B项合理;M和N的混合培养,致使两者间发生了细菌转化现象,而细菌转化现象则是由于细菌间DNA的转移(本质是基因重组)实现的,故C项不合理、D项合理。【学后反思】(1)蛋白质的变化显隐性相对性状(2)数量、排列顺序多个品种的优良性状【类题精练】D患病小鼠所有细胞均来自受精卵的有丝分裂,所有细胞基因组成相同,故MECP

13、2基因也存在于其他细胞,A错误。根据题中信息,无法判断不同性别MECP2基因表达机会的高低,B错误。MECP2基因突变使小鼠控制躯体运动的基因无法正常表达从而患病,而不是神经系统发育不良导致的,C错误。导入可正常表达的MECP2基因也能使小鼠相应细胞得到其表达产物,从而使小鼠恢复运动能力,D正确。主题二【典例示范】D从图甲可看出,一条14号和一条21号染色体相互连接时,还丢失了一小段染色体,使染色体数目减少,该女子体细胞染色体数为45条,A正确。据图甲可以知道,DNA的断裂、错接是形成这种异常染色体的根本原因,B正确。减数分裂时同源染色体发生分离,非同源染色体自由组合,应该产生仅具有异常染色体

14、、同时具有14号和21号染色体、同时具有异常染色体+14号染色体、仅具有21号染色体、同时具有异常染色体+21号染色体、仅具有14号染色体共6种生殖细胞,C正确。该女子可以产生异常染色体+21号染色体,因此与正常男子婚配,有可能生育21三体综合征患儿的风险,D错误。【学后反思】(1)染色体的长短缺失或易位重复或易位染色体上的字母易位染色体上字母(片段)的顺序倒位(2)个别染色体同源染色体姐妹染色单体分开形成的子染色体染色体组相同字母相同形状【类题精练】1.D2.A由于两对基因完全连锁,该类型变异的一对家蚕交配,产生的配子基因型及比例为Ssy=11,配子随机结合,后代基因型及比例应为SSSsys

15、syy=121,表现型分别为黑缟斑、黑缟斑白血、无斑白血,根据题干后代比例可知,基因型SS的家蚕由于缺少血色基因而致死,即说明缺失杂合子和缺失纯合子的存活率不相同,A项错误;乙图基因型为Ssy,因此家蚕表现为黑缟斑、白血,B项正确;甲图SsYy的家蚕产生的配子种类有SYsy=11,该种基因型的家蚕交配产生的后代有SSYY、SsYy、ssyy三种基因型,C项正确;用X射线处理蚕卵后,Y基因所在的染色体片段丢失,该变异属于染色体结构变异中的缺失,D项正确。主题三【典例示范】D父亲、母亲均是患者,姐姐正常,则该病为常染色体显性遗传病;调查发病率应在人群中随机调查;父母都为杂合子,生出正常孩子(隐性个

16、体)的概率是1/4。由表中记录情况可知外祖父和祖母的基因型不确定,所以家系中患者基因型相同的概率不确定。【学后反思】(1)伴Y染色体遗传常染色体隐性常染色体显性患者男女比例相当(2)PQP(1-Q)+(1-P)Q(1-P)(1-Q)【类题精练】1.C红绿色盲是伴X染色体隐性遗传病,母病子必病,女儿患病父亲必病,故家系、都不符合,、都符合红绿色盲的遗传,A正确。若图中患者患同一种遗传病,由家系的女儿患病,父母都正常,判断该病为常染色体隐性遗传病,B正确。软骨发育不全是显性遗传病,而家系中的父母表现都正常,若家系中的父母均携带了女儿的致病基因,该致病基因是隐性基因,C错误。家系中父母表现正常,而儿

17、子患病,且携带致病基因,故该病为常染色体隐性遗传病,即父母的基因型皆为Aa,则他们再生一个患病女儿的概率=1/41/2=1/8,D正确。2.B主题四【典例示范】D途径表示杂交育种过程,途径表示单倍体育种过程,的基因型为AABB,的基因型为aabb,要培育出基因型为AAbb的,与杂交育种相比,单倍体育种能明显缩短育种年限,A错误。基因突变是不定向的,射线处理可以提高突变率,B错误。经过过程培育形成的是单倍体,不能形成种子;过程常用一定浓度的秋水仙素处理的幼苗,使其染色体数目加倍,C错误。由获得与由获得的原理都是染色体数目变异,由获得和途径的原理都是基因重组,D正确。【学后反思】(1)基因的新组合

18、保持一致产生新基因基因减半(2)F2F2开始进行连续自交各种物理、化学方法花药离体秋水仙素【类题精练】1.C植物杂交育种得到F1,F1自交产生的F2中会出现新的性状且含杂合子,所以可以采用不断自交的方式选育新品种,A项正确;F2出现所需的各种性状后,对于动物可采用测交的方式鉴别选出F2中的纯合个体,B项正确;植物杂交育种得到的F2出现性状分离,选择所需的性状连续自交,直到不发生性状分离,即为所需的品种,C项错误;无性繁殖的后代不发生性状分离,因此用植物的营养器官来繁殖,只要后代出现所需性状即可留种,D项正确。2.CA组和B组都利用杂交的方法,目的是一致的,即将控制优良性状的基因集中到同一个体上,A正确。A组F2中的矮秆抗病植株的基因型及比例为ttRRttRr=12,所以可以用于生产的占1/3,B正确。B组F2中的矮秆抗病植株是单倍体,需要用秋水仙素处理,使其染色体加倍后才能用于生产,C错误。因为基因突变的低频性和不定向性,所以在C组育种过程中,必须用射线处理大量高秆抗病植株,才有可能获得矮秆抗病植株,D正确。- 10 -