2018-2019高中生物 第4章 遺傳的分子基礎(chǔ) 第4節(jié) 基因突變和基因重組學(xué)案 蘇教版必修2

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1、 第四節(jié)　基因突變和基因重組 學(xué)習(xí)目標(biāo) 知識概覽(教師用書獨(dú)具) 1．闡明基因突變的含義。 2．說明基因突變的原因和特點(diǎn)。(重難點(diǎn)) 3．總結(jié)基因重組及其意義。(重點(diǎn)) 4．簡述基因工程的基本原理及應(yīng)用。 [自 主 預(yù) 習(xí)·探 新 知] 一、基因突變 1．基因突變的實(shí)例：鐮刀型細(xì)胞貧血癥 (1)病因圖解 (2)病因分析 (3)結(jié)論：鐮刀型細(xì)胞貧血癥是由于基因中的一個堿基對改變而引起的遺傳病。 2．基因突變的含義：DNA分子中堿基對的增添、缺失或替換等引起的基因結(jié)構(gòu)的改變。 3．基因突變的原因及類型 (1)自發(fā)突變 在沒有人為因素的干預(yù)下，基因產(chǎn)生的

2、變異稱為自發(fā)突變。 (2)人工誘變 ①概念：在人為因素的干預(yù)下，基因產(chǎn)生的變異稱為人工誘變。 ②干預(yù)因素 4．基因突變的特點(diǎn) (1)頻率低：自發(fā)突變頻率很低。 (2)基因突變是不定向的：一個基因可以向不同方向發(fā)生變異，從而產(chǎn)生一個以上的等位基因。 (3)隨機(jī)發(fā)生：可發(fā)生在生物個體發(fā)育的任何時期，以及細(xì)胞內(nèi)不同的DNA分子上或同一DNA分子的不同部位上。 (4)普遍性：在整個生物界是普遍存在的。 5．基因突變的結(jié)果 基因通過突變成為它的等位基因。 6．基因突變的意義 基因突變是生物變異的根本來源，增加了基因存在方式的多樣性，為生物進(jìn)化提供了原始材料。 二、基因重組及基因

3、工程 1．基因重組 (1)含義 生物體在進(jìn)行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因重新組合。 (2)類型 類型 發(fā)生時期 發(fā)生原因 自由 組合型 減數(shù)第一次分裂后期 非同源染色體上非等位基因隨非同源染色體自由組合而組合 交叉 互換型 減數(shù)第一次分裂四分體時期 同源染色體上的等位基因隨四分體非姐妹染色單體的交換而交換 (3)結(jié)果 自由組合的結(jié)果可產(chǎn)生與親代基因型不同的個體；交叉互換可導(dǎo)致染色單體上基因的組成和排列次序的改變，從而可能出現(xiàn)新的表現(xiàn)型。 (4)意義 基因重組與基因突變和染色體變異一樣，既是生物進(jìn)化的源泉，也是形成生物多樣性的重要原因之一。 2．基

4、因工程及其應(yīng)用 (1)含義 把在一個生物體內(nèi)分離得到或人工合成的目的基因?qū)肓硪粋€生物的細(xì)胞，定向地使后者獲得新的遺傳性狀或表達(dá)所需產(chǎn)物的技術(shù)。 (2)三種基本工具 (3)操作的一般步驟 　　　提取目的基因　　選擇基因工程的運(yùn)載體 ↓ 目的基因與運(yùn)載體結(jié)合 ↓ 導(dǎo)入目的基因 ↓ 檢測與鑒定目的基因 ↓ 目的基因表達(dá) (4)應(yīng)用 ①生產(chǎn)某些特殊蛋白質(zhì)，如胰島素、乙肝疫苗等。 ②按照自己的愿望有目的地改造生物，特別是改造高等動植物，如轉(zhuǎn)基因抗蟲棉。 ③人類遺傳病的基因治療。 (5)轉(zhuǎn)基因生物的安全性 [基礎(chǔ)自測] 1．判斷對錯 (1)DNA分子

5、中堿基對的缺失、增添或替換一定會引起基因突變。 (　　) (2)一切生物均能夠發(fā)生基因突變，甚至RNA病毒也能發(fā)生基因突變。 (　　) (3)基因突變產(chǎn)生的新基因不一定傳遞給后代。 (　　) (4)減Ⅰ后期，等位基因分離，非等位基因均自由組合。 (　　) (5)基因突變可產(chǎn)生新基因，基因重組不能產(chǎn)生新基因。 (　　) (6)基因工程的工具酶包括限制酶、DNA連接酶和運(yùn)載體。 (　　) 提示：(1)×　DNA分子中堿基對的缺失、增添或替換引起基因結(jié)構(gòu)的改變才引起基因突變。 (2)√　(3)√ (4)×　減Ⅰ后期，同源染色體上的等位基因分離，非同源染色體上的非等位基

6、因自由組合。 (5)√ (6)×　基因工程的工具酶包括限制酶和DNA連接酶，運(yùn)載體不是酶。 2.依據(jù)中心法則，若原核生物中的DNA編碼序列發(fā)生變化后，相應(yīng)蛋白質(zhì)的氨基酸序列不變，則該DNA序列的變化是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：01632158】 A．DNA分子發(fā)生斷裂 B．DNA分子發(fā)生多個堿基增添 C．DNA分子發(fā)生堿基替換 D．DNA分子發(fā)生多個堿基缺失 C　[原核生物中的DNA編碼序列發(fā)生變化后，相應(yīng)蛋白質(zhì)的氨基酸序列不變，可能的原因是DNA分子發(fā)生堿基替換。堿基增添或缺失均會導(dǎo)致多個氨基酸序列的改變。] 3．子代不同于親代的性狀，主要來自基因重組，如圖所示的哪些過程可以

7、發(fā)生基因重組(　　) A．①②④⑤　　 B．①②③④⑤⑥ C．③⑥ D．④⑤ D　[圖中的①②過程為一對相對性狀的雜交實(shí)驗(yàn)，A、a基因遵循基因的分離定律，不發(fā)生基因重組，選項A、B錯誤；基因重組的原因有兩種：一是減數(shù)分裂形成配子時，同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生交叉互換引起基因重組；二是減數(shù)分裂形成配子時，非同源染色體上的非等位基因自由組合引起的基因重組，這兩種現(xiàn)象可能發(fā)生在④⑤過程中，選項D正確。] [合 作 探 究·攻 重 難] 基因突變 背景材料 圖示反映了基因突變的知識。 [思考交流] 1．基因突變的發(fā)生一定需誘導(dǎo)因素嗎？ 提示：不一定。 2．加

8、入某種化學(xué)物質(zhì)就能引起基因突變，該物質(zhì)是怎樣引起基因突變的？ 提示：使個別堿基對發(fā)生增添、缺失或替換。 3．基因突變在什么時期發(fā)生？ 提示：任何時期都可能發(fā)生，但DNA復(fù)制時最容易發(fā)生。 4．基因突變一定能傳給后代嗎？ 提示：不一定。體細(xì)胞發(fā)生的突變一般不傳給后代。 1．基因突變的實(shí)質(zhì)的分析 2．基因突變的時期 主要發(fā)生在 3．基因突變的類型 (1)根據(jù)是否有人為因素干預(yù)可分為：人工誘變和自發(fā)突變。 (2)根據(jù)突變的顯隱性可分為： 4．基因突變對性狀的影響 基因突變會引發(fā)基因結(jié)構(gòu)的改變，但基因結(jié)構(gòu)改變未必會引發(fā)性狀改變，現(xiàn)分析如下： (1)基因突變引起性

9、狀改變 ①突變引發(fā)肽鏈不能合成(RNA聚合酶無法結(jié)合，轉(zhuǎn)錄無法開始)。 ②突變引發(fā)肽鏈合成提前終止(終止密碼子提前出現(xiàn))。 ③突變引發(fā)肽鏈延長(終止密碼子推后出現(xiàn))。 ④突變引發(fā)氨基酸種類改變(密碼子改變所致)。 (2)突變不引起性狀改變的原因 ①突變雖改變了基因結(jié)構(gòu)，但未曾改變mRNA序列(如真核細(xì)胞基因結(jié)構(gòu)中存在不決定mRNA序列的內(nèi)含子片段)。 ②由于多種密碼子可以決定同一種氨基酸，因此某些基因突變不引起生物性狀的改變。 例如：UUC和UUU都是苯丙氨酸的密碼子，當(dāng)C改變?yōu)閁時，不會改變密碼子的功能。 ③某些突變雖改變了蛋白質(zhì)中個別氨基酸的位置和種類，但并不影響該蛋白質(zhì)

10、的功能。 例如：酵母菌的細(xì)胞色素C其肽鏈的第十七位上是亮氨酸，而小麥?zhǔn)钱惲涟彼?，盡管有這樣的差異，但它們的細(xì)胞色素C的功能都是相同的。 ④發(fā)生隱性突變，產(chǎn)生了一個隱性基因，傳遞給子代后，子代為雜合子，則隱性性狀不會出現(xiàn)。 5．基因突變對后代性狀的影響 (1)基因突變?nèi)舭l(fā)生在體細(xì)胞有絲分裂過程中，突變可通過無性生殖傳給后代，但不會通過有性生殖傳給后代。 (2)基因突變?nèi)舭l(fā)生在精子或卵細(xì)胞形成的減數(shù)分裂過程中，突變可能通過有性生殖傳給后代。 (3)生殖細(xì)胞的突變頻率一般比體細(xì)胞的突變頻率高，這是因?yàn)樯臣?xì)胞在減數(shù)分裂時對外界環(huán)境變化更加敏感。 特別提醒：基因突變的有害或有利是相對的，

11、這取決于自然選擇，如因突變導(dǎo)致某昆蟲殘翅這對于昆蟲是不利的，但當(dāng)該昆蟲處于常刮大風(fēng)的海島上時，殘翅反而有利于其生存。 [典例通關(guān)] 枯草桿菌野生型與某一突變型的差異見下表： 枯草 桿菌 核糖體S12蛋白第55～58位的氨基酸序列 鏈霉素與核糖體的結(jié)合 在含鏈霉素培養(yǎng)基中的存活率(%) 野生型 …PKP… 能 0 突變型 …PKP… 不能 100 注：P：脯氨酸；K：賴氨酸；R：精氨酸。 下列敘述正確的是(　　) A．S12蛋白結(jié)構(gòu)改變使突變型具有鏈霉素抗性 B．鏈霉素通過與核糖體結(jié)合抑制其轉(zhuǎn)錄功能 C．突變型的產(chǎn)生是由于堿基對的缺失所致 D．鏈霉素可以

12、誘發(fā)枯草桿菌產(chǎn)生相應(yīng)的抗性突變 [技巧點(diǎn)撥]　分析表格知突變型產(chǎn)生的原因是由于核糖體S12蛋白第56位氨基酸改變的原因，從而導(dǎo)致了其功能的改變。 A　[根據(jù)表中信息可知，鏈霉素通過與野生型枯草桿菌的核糖體結(jié)合，抑制翻譯過程，進(jìn)而起到殺菌作用，突變型枯草桿菌中核糖體S12蛋白氨基酸序列改變，使鏈霉素不能與核糖體結(jié)合，從而對鏈霉素產(chǎn)生抗性，A選項正確、B選項錯誤；突變型與野生型相比只是一個氨基酸的不同，因此是堿基對的替換造成的，而非缺失，C選項錯誤；基因突變具有不定向性，鏈霉素只是對突變體起篩選作用，D選項錯誤。] 　(1)引起基因突變的原因除了圖示情況外，還有哪些？ 提示：堿基對的增添和

13、缺失。 (2)由圖分析，引起蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)改變的原因是什么？ 提示：組成蛋白質(zhì)的氨基酸種類的改變。 [活學(xué)活用] 1．如圖為人WNK4基因部分堿基序列及其編碼蛋白質(zhì)的部分氨基酸序列示意圖。已知WNK4基因發(fā)生一種突變，導(dǎo)致1 169位賴氨酸變?yōu)楣劝彼?。該基因發(fā)生的突變是 (　　) 【導(dǎo)學(xué)號：01632159】 A．①處插入堿基對G—C B．②處堿基對A—T替換為G—C C．③處缺失堿基對A—T D．④處堿基對G—C替換為A—T B　[根據(jù)圖中1 168位的甘氨酸的密碼子GGG，可知WNK4基因是以其DNA分子下方的一條脫氧核苷酸鏈為模板轉(zhuǎn)錄形成mRNA的，那么1

14、 169位的賴氨酸的密碼子是AAG，因此取代賴氨酸的谷氨酸的密碼子最可能是GAG，由此可推知該基因發(fā)生的突變是②處堿基對A—T被替換為G—C，故正確選項為B。] 2．如果一個基因的中部缺失了1個核苷酸對，不可能的后果是(　　) A．沒有蛋白質(zhì)產(chǎn)物 B．翻譯為蛋白質(zhì)時在缺失位置終止 C．所控制合成的蛋白質(zhì)減少多個氨基酸 D．翻譯的蛋白質(zhì)中，缺失部位以后的氨基酸序列發(fā)生變化 A　[基因的中部若編碼區(qū)缺少1個核苷酸對，該基因仍然能表達(dá)，但是表達(dá)產(chǎn)物(蛋白質(zhì))的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，有可能出現(xiàn)下列三種情況：翻譯為蛋白質(zhì)時在缺失位置終止、所控制合成的蛋白質(zhì)的氨基酸減少或者增加多個氨基酸、缺失部位以后

15、的氨基酸序列發(fā)生變化。] 1．下列關(guān)于基因突變的敘述正確的是(　　) A．物理、化學(xué)、生物因素引起基因突變的機(jī)制有區(qū)別 B．基因突變不一定會引起基因所攜帶的遺傳信息的改變 C．基因堿基對的缺失、增添、替換方式中對性狀影響最小的一定是替換 D．基因突變的方向與環(huán)境變化有明確的因果關(guān)系，為進(jìn)化提供最初原材料 A　[物理、化學(xué)、生物因素引起基因突變的機(jī)制分別為：物理因素?fù)p傷細(xì)胞的DNA，化學(xué)因素改變核酸的堿基，生物因素影響宿主細(xì)胞的DNA，因此它們引起基因突變的機(jī)制是有區(qū)別的；基因突變一定會引起遺傳信息的改變；基因堿基對的缺失、增添、替換都能使遺傳信息發(fā)生改變，都有可能導(dǎo)致性狀改變，

16、無法判斷三者對性狀影響的大小?；蛲蛔兪遣欢ㄏ虻?。] 2．一只雌鼠的一條染色體上某基因發(fā)生了突變，使純合野生型變?yōu)橥蛔冃?。讓該雌鼠與野生型雄鼠雜交，F(xiàn)1的雌、雄鼠中均有野生型和突變型。由此可以推斷，該雌鼠的突變?yōu)?　　) A．顯性突變　　　 　　 B．隱性突變 C．Y染色體上的基因突變 D．X染色體上的基因突變 A　[由于這只野生型雄鼠為純合子，而突變型雌鼠有一條染色體上的基因發(fā)生突變，F(xiàn)1的雌、雄鼠中出現(xiàn)性狀分離，所以該突變基因?yàn)轱@性基因，即該突變?yōu)轱@性突變，突變基因可能在常染色體上，也可能在X染色體上。] 題后反思：基因突變對蛋白質(zhì)的影響 基因重組和基因工程 背

17、景材料 觀察下圖，完成有關(guān)合作交流。 [思考交流] 1．轉(zhuǎn)基因食品與非轉(zhuǎn)基因食品有何區(qū)別？ 提示：轉(zhuǎn)基因食品的生產(chǎn)原料來自轉(zhuǎn)基因生物。 2．如何讓植物細(xì)胞生產(chǎn)出動物蛋白？ 提示：采用基因工程技術(shù)將動物蛋白基因?qū)胫参锛?xì)胞中。 3．基因工程為什么不能將目的基因直接導(dǎo)入受體細(xì)胞？ 提示：目的基因需要與運(yùn)載體結(jié)合，否則不能在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在。 4．基因工程依據(jù)的原理是什么？ 提示：基因重組。 1．基因重組的類型及來源 (1)自由組合型：在減數(shù)第一次分裂后期，非同源染色體上的非等位基因隨非同源染色體的自由組合而組合。如下圖： (2)交叉互換型：在減數(shù)第一次分裂的

18、四分體時期，同源染色體上的非姐妹染色單體之間進(jìn)行遺傳物質(zhì)的交換，出現(xiàn)交叉現(xiàn)象，即交叉互換。 2．基因突變、基因重組、染色體變異的比較 比較項目 基因突變 基因重組 染色體變異 變異的 本質(zhì) 基因的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變 原有基因的重新組合 染色體結(jié)構(gòu)或數(shù)目發(fā)生改變 發(fā)生時間 有絲分裂間期和減數(shù)分裂間期 減數(shù)第一次分裂前 期和后期 細(xì)胞分裂間期或分裂期 適用范圍 生物 種類 所有生物均可發(fā)生 自然狀態(tài)下，真核生物 真核生物細(xì)胞增殖過程均可發(fā)生 生殖 類型 無性生殖、有性生殖 有性生殖 無性生殖、有性生殖 產(chǎn)生結(jié)果 產(chǎn)生新的基因 產(chǎn)生新基因型

19、，沒產(chǎn)生新基因 沒產(chǎn)生新基因，基因數(shù)目或順序發(fā)生變化 鑒定方法 光鏡下均無法檢出，可根據(jù)是否有新性狀或新性狀組合確定 光鏡下可檢出 應(yīng)用 誘變育種 雜交育種 單倍體、多倍體育種 聯(lián)系 ①三者均屬于可遺傳變異，都為生物的進(jìn)化提供了原材料 ②基因突變產(chǎn)生新的基因，是生物變異的根本來源 ③基因突變是基因重組的基礎(chǔ) ④基因重組是形成生物多樣性的重要原因之一 3.基因工程的操作工具 操作工具名稱 化學(xué)本質(zhì) 作用 限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶) 蛋白質(zhì) 識別特定的核苷酸序列，在特定的切點(diǎn)切割DNA分子，獲取目的基因 DNA連接酶 蛋白質(zhì) 連接脫氧核糖和磷酸形成的骨

20、架缺口 運(yùn)載體 DNA 與目的基因結(jié)合并導(dǎo)入受體細(xì)胞 4.基因工程的一般過程 步驟 操作說明 提取目的基因 目的基因是人們需要的特定基因；通過限制酶切割 目的基因與運(yùn)載體結(jié)合 使用同一種限制酶切割目的基因和運(yùn)載體；用DNA連接酶連接目的基因和運(yùn)載體；目的基因和運(yùn)載體形成重組DNA分子 導(dǎo)入目的基因 借鑒細(xì)菌或病毒侵染細(xì)胞的方法，將目的基因?qū)氪竽c桿菌、酵母菌和動植物細(xì)胞 檢測與鑒定目的基因 檢測、鑒定、篩選已獲得重組DNA分子的受體細(xì)胞，并大量培養(yǎng) 目的基因表達(dá) 目的基因在受體細(xì)胞中表達(dá)，產(chǎn)生蛋白質(zhì) 5.基因重組與基因工程的比較 比較項目 基因重組 基因

21、工程 不同點(diǎn) 概念 在生物體進(jìn)行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合 將從一個生物體內(nèi)分離得到或人工合成的目的基因?qū)肓硪粋€生物體中，使后者獲得新的遺傳性狀或表達(dá)所需要的產(chǎn)物的技術(shù) 重組基因 同一物種的不同基因 不同物種間的不同基因 繁殖方式 有性生殖 無性生殖 變異大小 小 大 意義 是生物變異的來源之一，對生物的進(jìn)化有重要意義 使人類有可能按照自己的意愿定向地改造生物的遺傳性狀，培育出新品種 相同點(diǎn) 都實(shí)現(xiàn)了不同基因間的重新組合，都能使生物產(chǎn)生變異 方法規(guī)律：“四看法”判斷可遺傳變異類型 [典例通關(guān)] 下圖為某二倍體生物細(xì)胞內(nèi)的同

22、源染色體對數(shù)的變化曲線。基因重組最可能發(fā)生在(　　) A．AB段　　 B．CD段 C．FG段 D．HI段 [技巧點(diǎn)撥]　注意縱坐標(biāo)的含義和AI中各段所表示的時期。 C　[由題圖可知，CD段細(xì)胞內(nèi)同源染色體的對數(shù)加倍，為有絲分裂后期，A～F為有絲分裂過程；GH段細(xì)胞內(nèi)沒有了同源染色體，因此FG段為減數(shù)第一次分裂過程，HI段為減數(shù)第二次分裂過程；基因重組發(fā)生在減數(shù)第一次分裂四分體時期和后期。] 　(1)DNA復(fù)制發(fā)生在圖中的哪些階段？ 提示：AB段和FG段。 (2)BC段和GH段形成的原因是什么？ 提示：BC段是由于著絲點(diǎn)的分裂所致，GH段是由于同源染色體分離進(jìn)入兩個子細(xì)胞所

23、致。 [活學(xué)活用] 1．下圖為一個基因型為AaBb(兩對基因獨(dú)立遺傳)的精原細(xì)胞產(chǎn)生的兩個次級精母細(xì)胞的分裂圖形，則該減數(shù)分裂過程發(fā)生了(　　) A．交叉互換與姐妹染色單體未分離 B．交叉互換與同源染色體未分離 C．基因突變與同源染色體未分離 D．基因突變與姐妹染色單體未分離 A　[由于精原細(xì)胞的基因型為AaBb(兩對基因獨(dú)立遺傳)，左圖中上面兩個染色體相同位置上的基因是A和a，而右圖中相應(yīng)基因也為A、a，所以是由于交叉互換導(dǎo)致的，右圖中能明顯看出姐妹染色單體分開形成的染色體未分離。] 2．如圖是某個二倍體動物的幾個細(xì)胞的分裂示意圖(數(shù)字代表染色體，字母代表染色體上帶有的基

24、因)。據(jù)圖判斷不正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：01632160】 A．該動物的性別是雄性的 B．乙細(xì)胞表明該動物發(fā)生了基因突變或基因重組 C．丙細(xì)胞不能進(jìn)行基因重組 D．1與2和1與4的片段交換，前者屬基因重組，后者屬染色體結(jié)構(gòu)變異 B　[甲、乙、丙三個細(xì)胞是同一生物體的細(xì)胞，依據(jù)染色體的行為和數(shù)目可判斷細(xì)胞所處的時期及細(xì)胞名稱。甲細(xì)胞處于減數(shù)第一次分裂的后期，且細(xì)胞質(zhì)均等分裂，因此該動物為雄性。乙細(xì)胞處于有絲分裂后期，不可能發(fā)生基因重組。丙細(xì)胞處于減數(shù)第二次分裂的后期，基因重組發(fā)生在減數(shù)第一次分裂時期。1與2片段對等交換發(fā)生在同源染色體的非姐妹染色單體之間，屬于基因重組；1與

25、4的片段交換發(fā)生在非同源染色體之間，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位。] 誤區(qū)警示：關(guān)于基因重組的三點(diǎn)提醒 (1)能夠發(fā)生基因重組的是“非等位基因”，同源染色體上的非等位基因通過交叉互換實(shí)現(xiàn)重組，非同源染色體上的非等位基因通過非同源染色體的自由組合實(shí)現(xiàn)重組。雌雄配子隨機(jī)結(jié)合以及Aa自交形成aa均不屬于基因重組。 (2)肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)基因技術(shù)屬于廣義的基因重組。 (3)基因重組只是原有基因的重新組合，不能產(chǎn)生新基因、新性狀，但會產(chǎn)生新基因型、新表現(xiàn)型。 [當(dāng) 堂 達(dá) 標(biāo)·固 雙 基] 1．下列有關(guān)基因突變的敘述，錯誤的是(　　) A．只有進(jìn)行有性生殖的生物才能發(fā)生基因突變 B．基

26、因突變可發(fā)生于生物體發(fā)育的任何時期 C．基因突變是生物進(jìn)化的重要因素之一 D．基因堿基序列改變不一定導(dǎo)致性狀改變 A　[基因突變是指DNA分子的堿基對的增添、缺失和改變，進(jìn)行有性生殖和無性生殖的生物都有可能發(fā)生基因突變，A錯誤。] 2．生物界是千姿百態(tài)、多種多樣的，這都要建立在生物豐富變異的基礎(chǔ)上。生物豐富的變異主要來源于(　　) A．基因重組　 B．基因突變 C．染色體變異 D．環(huán)境變化 A　[基因突變是生物變異的根本來源，但是突變率很低?；蛑亟M會使后代產(chǎn)生多種基因型和表現(xiàn)型，是生物變異的主要來源。] 3．基因突變是生物變異的根本來源。下列關(guān)于基因突變特點(diǎn)的說法，正確的是

27、(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：01632161】 A．無論是低等還是高等生物都可能發(fā)生突變 B．生物在個體發(fā)育的特定時期才可發(fā)生突變 C．突變只能定向形成新的等位基因 D．突變對生物的生存往往是有利的 A　[所有生物的遺傳物質(zhì)在復(fù)制時都可能發(fā)生錯誤而導(dǎo)致基因突變；基因突變可發(fā)生在生物個體發(fā)育中的任何時期；基因突變是不定向的；基因突變往往對生物的生存不利，只有少數(shù)突變是有利的。] 4．兩個核酸片段在適宜的條件下，經(jīng)X酶的作用，發(fā)生下列變化(如圖)，則X酶是(　　) A．DNA連接酶 B．RNA聚合酶 C．DNA聚合酶 D．限制性核酸內(nèi)切酶 A　[題圖所示的是把兩個具有相同黏性

28、末端的DNA分子片段間的磷酸和脫氧核糖連在一起，所以需要DNA連接酶。] 5．科學(xué)家利用基因工程技術(shù)，將人胰島素基因拼接到大腸桿菌的DNA分子中，然后通過大腸桿菌的繁殖，生產(chǎn)了人胰島素，操作過程如圖所示： 【導(dǎo)學(xué)號：01632162】 (1)①過程所使用的酶與獲取胰島素基因所使用的酶________(填“相同”或“不同”)。 (2)②過程使用的酶是____________，它的作用是使質(zhì)粒與目的基因結(jié)合形成________分子。 (3)在基因工程中③的目的是___________________________________ ________________________

29、__________________________。 (4)在基因工程中的目的基因的表達(dá)和檢測中是通過看大腸桿菌是否產(chǎn)生________實(shí)現(xiàn)的。 (5)大腸桿菌合成人胰島素的過程可以表示為__________________(用箭頭和簡要文字作答)。 [解析]　(1)獲取目的基因和切割質(zhì)粒使用的是同一種限制酶，這樣可以獲得相同的黏性末端。(2)②過程表示目的基因(人胰島素基因)與運(yùn)載體(質(zhì)粒)結(jié)合成重組DNA分子的過程。(3)③表示將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞(大腸桿菌)的過程。(4)如果要檢測人胰島素基因是否在大腸桿菌內(nèi)表達(dá)，應(yīng)檢測是否有人胰島素產(chǎn)生。(5)大腸桿菌合成人胰島素的過程是人胰島素基因表達(dá)的過程，包括轉(zhuǎn)錄和翻譯。 [答案]　(1)相同 (2)DNA連接酶　重組DNA(或重組質(zhì)粒) (3)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 (4)人胰島素　(5)DNA(基因)mRNA蛋白質(zhì) [核心語句歸納] 1．基因突變分為自發(fā)突變和人工誘變。人工誘變的因素分為物理因素、化學(xué)因素和生物因素。 2．基因突變是指DNA分子中堿基對的增添、缺失或替換等。 3．基因突變的特點(diǎn)有：發(fā)生頻率低、不定向、隨機(jī)發(fā)生、普遍存在。 4．基因重組發(fā)生在有性生殖過程中，包括自由組合和交叉互換。 5．基因工程所用的工具有限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶和運(yùn)載體。 15