细胞质遗传基因结构与基因工程.ppt
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1、1(江苏高考改编江苏高考改编)藏报春的叶片有绿色、白色、花斑三种类型,藏报春的叶片有绿色、白色、花斑三种类型,属于细胞质遗传;花色由一对核基因属于细胞质遗传;花色由一对核基因R、r控制,基因型控制,基因型RR为为红色,红色,Rr为粉红色,为粉红色,rr为白色。为白色。(1)白花、花斑叶片植株白花、花斑叶片植株接受花粉,红花、绿色叶片植株接受花粉,红花、绿色叶片植株提供花粉,杂交情况如图提供花粉,杂交情况如图a所示。根据细胞质遗传和所示。根据细胞质遗传和细胞核遗传的特点,细胞核遗传的特点,向向传递传递,而,而向向传递传递。的叶片类型可能是的叶片类型可能是。(2)假设图假设图b中中个体自交,后代出
2、现绿色叶片植株个体自交,后代出现绿色叶片植株 花花斑叶片植株斑叶片植株 白色叶片植株白色叶片植株的比例是的比例是_,这,这是因为细胞质遗传物质的分离具有是因为细胞质遗传物质的分离具有_的特点;的特点;后代出现红花后代出现红花 白花植株的比例是白花植株的比例是_。(3)如下图如下图A和图和图B为两种典型的基因结构,则控制藏报春花为两种典型的基因结构,则控制藏报春花斑叶的基因应如斑叶的基因应如_(图图A、图、图B)所示。所示。解析解析(1)藏报春的叶片类型的遗传属于细胞质遗传,表现藏报春的叶片类型的遗传属于细胞质遗传,表现为母系遗传,子代的遗传物质绝大部分来自母本,花色由一为母系遗传,子代的遗传物
3、质绝大部分来自母本,花色由一对核基因控制,则父本、母本各传一半给子代,因此,母本对核基因控制,则父本、母本各传一半给子代,因此,母本传递给子代传递给子代的既有细胞核遗传物质,也有细胞质遗传的既有细胞核遗传物质,也有细胞质遗传物质,父本物质,父本传递给子代传递给子代的只有细胞核遗传物质;由于的只有细胞核遗传物质;由于作母本的作母本的叶片类型为花斑,因此后代叶片类型可能有绿叶片类型为花斑,因此后代叶片类型可能有绿色叶片、花斑叶片、白色叶片三种。色叶片、花斑叶片、白色叶片三种。(2)由于个体由于个体为花斑,为花斑,在母本减数分裂产生配子时,细胞质中控制叶片类型的基因在母本减数分裂产生配子时,细胞质中
4、控制叶片类型的基因分配是随机不均等的,不像核基因那样有规律地平均分配,分配是随机不均等的,不像核基因那样有规律地平均分配,因因科目三考试 科目3实际道路考试技巧、视频教程科目四考试 科目四模拟考试题 C1科目四仿真考试此,后代的各种表现类型的比例是不定的;此,后代的各种表现类型的比例是不定的;由核基因控制由核基因控制的花色的花色Rr自交,后代有三种基因型自交,后代有三种基因型AA Aa aa1 2 1,AA表表现为红色,现为红色,aa表现为白色,因此后代红花表现为白色,因此后代红花 白花植株白花植株1 1。(3)图图A所示基因结构中编码区是连续的应为原核细胞基因结所示基因结构中编码区是连续的应
5、为原核细胞基因结构,图构,图B所示基因结构,其编码区是间隔的,不连续的应为所示基因结构,其编码区是间隔的,不连续的应为真核细胞基因结构。藏报春花斑叶基因应属真核细胞的基真核细胞基因结构。藏报春花斑叶基因应属真核细胞的基因,结构与图因,结构与图B符合。符合。答案答案(1)细胞核和细胞质遗传物质细胞核遗传物质绿色细胞核和细胞质遗传物质细胞核遗传物质绿色叶片、花斑叶片、白色叶片叶片、花斑叶片、白色叶片(2)不定的随机不均等不定的随机不均等1 1(3)图图B1细胞核遗传与细胞质遗传的比较细胞核遗传与细胞质遗传的比较比较项目细胞核遗传细胞质遗传区别遗传物质分布细胞核中染色体上DNA,线状,控制主要性状线
6、粒体和叶绿体中DNA,环状,控制的性状少遗传现象性状有显隐性关系,后代有规律的分离比,不一定与母本相同母系遗传,无明显显隐关系,后代无规律性状分离比,一定与母本相同比较项目细胞核遗传细胞质遗传区别遗传物质的分配有规律地、均等地分配到子细胞中随机地、不均等地分配到子细胞中遗传规律遵循不遵循共同点都是由DNA控制的性状遗传联系各自相对独立,又相互依存、相互制约,生物性状的遗传是细胞质基因和核基因共同作用的结果2基因载体归类基因载体归类(2)确认常染色体遗传与伴确认常染色体遗传与伴X遗传遗传若性状显隐性已知,选择隐性雌性个体若性状显隐性已知,选择隐性雌性个体()与显性雄与显性雄性个体性个体()杂交,
7、据子代性状表现是否与性别相联系予以杂交,据子代性状表现是否与性别相联系予以确认。确认。隐性性状隐性性状()显性性状显性性状()可确认基因不在可确认基因不在X染色体上染色体上(或确认基因应在常染色体上或确认基因应在常染色体上)若雄性子代中有显性性状若雄性子代中有显性性状(或雌性子代中有隐性性状或雌性子代中有隐性性状)若性状显隐性是未知的,则可设计正反交实验确认基若性状显隐性是未知的,则可设计正反交实验确认基因在常染色体上,还是在因在常染色体上,还是在X染色体上染色体上正反交结果相同正反交结果相同时,基因位于常染色体上,正反交结果不同时,基因位于时,基因位于常染色体上,正反交结果不同时,基因位于X
8、染色体上。染色体上。考点二基因的结构考点解读1.真核细胞和原核细胞的基因结构2人类基因组研究2下列真核生物细胞基因结构示意图中,属于编码序列下列真核生物细胞基因结构示意图中,属于编码序列的部分和变异后会导致该基因关闭的部分分别是的部分和变异后会导致该基因关闭的部分分别是()AdfcBcegaCcegbDabdfha解析解析本题以基因的结构为核心命题点,考查编码序列与本题以基因的结构为核心命题点,考查编码序列与非编码序列、非编码序列、RNA聚合酶结合位点、基因突变及转录等知识聚合酶结合位点、基因突变及转录等知识点。真核细胞基因结构中的非编码区和编码区的内含子属非点。真核细胞基因结构中的非编码区和
9、编码区的内含子属非编码序列,编码序列只有编码区中的外显子编码序列,编码序列只有编码区中的外显子ceg。a是是RNA聚聚合酶结合位点,一旦变异将不能被合酶结合位点,一旦变异将不能被RNA聚合酶所识别,导致聚合酶所识别,导致该基因关闭,故该基因关闭,故B正确。正确。答案答案B原核生物的基因和真核生物基因结构的比较原核生物的基因和真核生物基因结构的比较原核生物基因结构真核生物基因结构基因结构图示特点编码区是连续的,没有内含子和外显子之分,结构简单编码区是间隔的,不连续的。有外显子和内含子之分,结构复杂原核生物基因结构真核生物基因结构相同点细胞中的DNA分子的核苷酸序列分为编码区和非编码区两部分非编码
10、区都有调控作用编码区上游的非编码序列中均含RNA聚合酶结合位点考点三基因工程考点解读1.基因操作的工具2基因操作的基本步骤3基因工程的成果和发展前景3(2010浙江高考浙江高考)在用基因工程技术构建抗除草剂的转在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中,下列操作错误的是基因烟草过程中,下列操作错误的是()A用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸B用用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体C将重组将重组DNA分子导入烟草原生质体分子导入烟草原生质体D用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞用含除草剂的培养基筛选转基
11、因烟草细胞解析解析本题考查基因工程的工具和基本操作步骤,意在考本题考查基因工程的工具和基本操作步骤,意在考查对基因工程技术基本过程的理解及应用于实际生产生活中查对基因工程技术基本过程的理解及应用于实际生产生活中的能力。限制性核酸内切酶切割的是的能力。限制性核酸内切酶切割的是DNA,而烟草花叶病毒,而烟草花叶病毒的遗传物质为的遗传物质为RNA;目的基因与载体的连接由;目的基因与载体的连接由DNA连接酶催连接酶催化连接;受体细胞为植物细胞,所以可以是烟草原生质体;化连接;受体细胞为植物细胞,所以可以是烟草原生质体;目的基因为抗除草剂基因,所以筛选的时候应该用含除草剂目的基因为抗除草剂基因,所以筛选
12、的时候应该用含除草剂的培养基筛选转基因细胞。的培养基筛选转基因细胞。答案答案A1基因工程操作的工具基因工程操作的工具工具需注意的问题基因的剪刀限制酶主要存在于微生物体内特性:一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定的切割位点上切割DNA分子基因的针线DNA连接酶作用:将两条DNA末端之间的缝隙连接起来连接的部位:脱氧核糖与磷酸之间的磷酸二酯键(梯子的扶手),而不是氢键(梯子的踏板)工具需注意的问题运输工具运载体具备条件:a.能够在宿主细胞内复制并稳定地保存;b.具有多个限制酶切割位点,以便与外源基因连接;c.有标记基因,便于进行筛选运载体种类:质粒、噬菌体和动植物病毒等质粒:最常用的运
13、载体,存在于细菌和酵母菌内,是很小的环状DNA。它的存在与否对宿主细胞的生存没有决定性作用,但质粒的复制可在宿主细胞内完成2.基因工程操作的基本步骤基因工程操作的基本步骤步骤相关知识提取目的基因直接分离基因:常用鸟枪法,操作简单、具有一定的盲目性。人工合成基因:a.反转录法,mRNADNA;b.人工合成法:由已知的氨基酸序列mRNA序列基因的核苷酸序列以单核苷酸为原料合成目的基因步骤相关知识目的基因与运载体结合一般用同种限制酶切割目的基因和运载体,用DNA连接酶将目的基因和运载体连接,构建重组DNA分子将目的基因导入受体细胞常用受体细胞:大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞等;用
14、细菌作受体细胞,常用氯化钙处理,增加细胞壁的通透性步骤相关知识目的基因的检测与表达导入检测:通过检测标记基因的产物或表现出的特定性状,确定导入是否成功、表达检测:检测目的基因表达的产物,或个体表现出的特定性状热点一细胞质遗传热点指数命题点本热点内容包括细胞质遗传的物质基础、特点及其与细胞核遗传的比较命题角度本考点在高考中多以选择题形式考查细胞质遗传的物质基础及特点,也可与细胞核遗传结合、命制诸如探究质基因核基因的遗传实验设计题例例1(2010四川高考四川高考)果蝇的繁殖能力强、相对性状明显,果蝇的繁殖能力强、相对性状明显,是常用的遗传实验材料。是常用的遗传实验材料。(1)果蝇对果蝇对CO2的耐
15、受性有两个品系:敏感型的耐受性有两个品系:敏感型(甲甲)和耐受型和耐受型(乙乙),有人做了以下两个实验。有人做了以下两个实验。实验一实验一让甲品系雌蝇与乙品系雄蝇杂交,后代全为敏感让甲品系雌蝇与乙品系雄蝇杂交,后代全为敏感型。型。实验二实验二将甲品系的卵细胞去核后,移入来自乙品系雌蝇将甲品系的卵细胞去核后,移入来自乙品系雌蝇的体细胞核,由此培育成的雌蝇再与乙品系雄蝇杂交,的体细胞核,由此培育成的雌蝇再与乙品系雄蝇杂交,后代仍全为敏感型。后代仍全为敏感型。此人设计实验二是为了验证此人设计实验二是为了验证_。若另设计一个杂交实验替代实验二,该杂交实验的亲若另设计一个杂交实验替代实验二,该杂交实验的
16、亲本组合为本组合为_。(2)果蝇的某一对相对性状由等位基因果蝇的某一对相对性状由等位基因(N、n)控制,其中一个控制,其中一个基因在纯合时能使合子致死基因在纯合时能使合子致死(注:注:NN、XnXn、XNY等均视等均视为纯合子为纯合子)。有人用一对果蝇杂交,得到。有人用一对果蝇杂交,得到F1代果蝇共代果蝇共185只,其中雄蝇只,其中雄蝇63只。只。控制这一性状的基因位于控制这一性状的基因位于_染色体上,成活果蝇染色体上,成活果蝇的基因型共有的基因型共有_种。种。若若F1代雌蝇仅有一种表现型,则致死基因是代雌蝇仅有一种表现型,则致死基因是_,F1代雌蝇的基因型为代雌蝇的基因型为_。若若F1代雌蝇
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- 细胞质 遗传 基因 结构 基因工程
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