1、第4课时 生物变异及其在育种上的应用考点1 基因突变与染色体变异考点2 基因重组考点3 基因工程考点4 育种方式的比较、选择和设计【例1】人体细胞内含有抑制癌症发生的P53基因，生物技术可对此类基因的变化进行检测。(1)下图表示从正常人和患者体内获取的P53基因的部分区域。与正常人相比，患者在该区域的碱基会发生改变，这种变异被称为_。考点考点1 基因突变与染色体变异基因突变与染色体变异(2)已知限制酶E识别序列为CCGG，若用限制酶E分别完全切割正常人和患者的P53基因部分区域(见下图)，那么正常人的会被切成_个片段；而患者的则被切割成长度为_对碱基和_对碱基的两种片段。(3)如果某人的P53
2、基因部分区域经限制酶E完全切割后，共出现170、220、290和460碱基对的四种片段，那么此人的基因型是_(以P+表示正常基因，P-表示异常基因)。解析：据图可知，正常人的P53基因部分区域中有两个限制酶E识别位点，因此可被切成三个片段，患者P53基因部分区域中只有一个限制酶E识别位点，只能被切成两段，长度为220对碱基和290+170=460对碱基。由于基因在人体内成对存在，因为某人的P53基因部分区域被切成170、220、290和460个碱基对，可知此人含有一个正常基因和一个异常基因，则基因型为P+P-。答案：基因突变3460220P+P-【变式训练1】遗传学上将染色体上某一区段及其带有
3、的基因一起丢失，从而引起的变异叫缺失，缺失杂合子的生活力降低但能存活，缺失纯合子(雄性个体X染色体片段缺失也视为缺失纯合子)常导致个体死亡。现有一红眼雄果蝇XAY与一白眼雌果蝇XaXa交配，子代中出现一只白眼雌果蝇。请采用两种方法判断这只白眼雌果蝇的出现是由于缺失造成的，还是由于基因突变引起的？方法一：_方法二：_解析：鉴定的方法可以用显微镜观察其有丝分裂中期图像，以确定染色体的结构特点；也可以用该白眼雌果蝇与红眼雄果蝇交配，根据子代中雌雄果蝇的数量比来推导，若是染色体片段缺失，有一半雄果蝇是缺失纯合子，将要死亡，因此雄性个体的数量要减半，如果雌雄个体数量相当，说明是基因突变引起的。答案：方法
4、一：取该果蝇有分裂能力的细胞制成装片，显微镜下观察染色体结构。若染色体正常，可能是基因突变引起的；反之可能是染色体缺失引起的。方法二：选该白眼雌果蝇与红眼雄果蝇交配，若杂交子代中雌果蝇数与雄果蝇数比为11，则这只白眼雌果蝇的出现是由于基因突变引起的；若杂交子代中雌果蝇数与雄果蝇数比为21，则这只白眼雌果蝇的出现是由于染色体缺失造成的。【例2】下列关于基因重组的说法，不正确的是()A在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属于基因重组B减数分裂四分体时期，由于同源染色体的姐妹染色单体之间的局部交换，可导致基因重组C减数分裂过程中，非同源染色体上的非等位基因自由组合可导致基因重组
5、D一般情况下，水稻花药内可发生基因重组，而根尖则不能 考点考点2 基因重组基因重组解析：基因重组有三大来源，一是减数第一次分裂后期，非同源染色体上的非等位基因自由组合；二是减数第一次分裂前期，同源染色体的非姐妹染色单体间交叉互换；三是转基因工程的人为重组。前两者基因重组都源自减数分裂，因此是有性生殖所特有的。答案：B【例3】基因工程中，需使用特定的限制性核酸内切酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选。已知限制性核酸内切酶的识别序列和切点是GGATCC，限制性核酸内切酶的识别序列和切点是GATC。根据图示判断下列操作正确的是()A质粒用限制酶切割，目的基因用限制酶切割B质粒用限制酶切割，目的基因用
6、限制酶切割C目的基因和质粒均用限制酶切割D目的基因和质粒均用限制酶切割考点考点3 基因工程基因工程解析：酶和酶切割后可得到相同的黏性末端，且酶的识别序列也可以被酶识别并切割，为了至少保留质粒上的一个标记基因，最佳选择为A选项。答案：A【变式训练2】下列有关限制性核酸内切酶识别的叙述，不正确的是()A从反应类型来看，限制性核酸内切酶催化的是一种水解反应B限制性核酸内切酶的活性受温度、pH的影响C一种限制性核酸内切酶只能识别双链DNA中某种特定的脱氧核苷酸序列D限制性核酸内切酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的概率就越小 解析：限制性核酸内切酶是能够识别和切割DNA分子内一小段特殊核苷酸序列的
7、酶。其作用的对象是磷酸二酯键并使其断裂，是水解反应，酶的活性受温度、pH的影响，一种酶只能识别一种特定的序列，序列越短，出现该序列的概率就越大。答案：D【例4】用纯合的二倍体水稻品种高秆抗锈病(DDTT)和矮秆不抗锈病(ddtt)进行育种时，一种方法是杂交得到F1，F1再自交得到F2；另一种方法是用F1的花药进行离体培养，再用秋水仙素处理幼苗得到相应矮秆抗病植株。下列叙述正确的是()考点考点4 育种方式的比较、选择和设计育种方式的比较、选择和设计A前一种方法所得的F2中重组类型、纯合子各占5/8、1/4B后一种方法所得到的植株中可用于生产的类型比例为2/3C前一种方法的原理是基因重组，原因是非
8、同源染色体上非等位基因自由组合D后一种方法的原理是染色体变异，是由于染色体结构发生改变 解析：本题主要考查了两种育种方法杂交育种和单倍体育种的相关知识。A项中F2中重组类型比例为（3+3）/16=3/8；B项中可用于生产的类型比例为1/16；D项中单倍体育种时是染色体数目变化而不是结构变化。答案：C【变式训练3】报春花的花色表现为白色(只含白色素)和黄色(含黄色锦葵色素)一对相对性状，由两对等位基因(A和a，B和b)共同控制，其生化机制如下图所示。据此回答：(1)上述基因通过_，从而控制报春花的花色性状。开黄花的报春花植株的基因型可能是_。(2)为了培育出能稳定遗传的黄色品种，某同学用开白花的
9、纯种植株设计了如下实验，请帮助他完成。选择基因型为_、_的两个品种进行杂交，得到F1种子；F1种子种下得F1植株，F1自交得F2种子；F2种子种下得F2植株，F2自交，并选择开黄花植株的种子混合留种；重复步骤若干代，直到_。(3)根据上述实验，回答相关问题：F1植株能产生比例相等的四种配子，说明其遵循_遗传规律。由于报春花的雌蕊和雄蕊不等长，在自然状态下可以进行异花传粉。为使上述实验更完善，应该怎样处理？_。F2植株中开黄花的植株上所结的种子中黄色纯合子占_。有的同学认为这不是一个最佳方案，请你在原方案的基础上进行修改，使培育年限最短。请简要概述你的方案：_。解析：由图信息可知，基因A、B分别通过控制相应的酶的合成来控制代谢过程进而控制花色。由于B基因抑制A基因的表达，因此要开黄花则不能含有B基因。能稳定遗传的黄花品种的基因型为AAbb，需要通过杂交育种的方法来获得，为了缩短育种年限，可采用单倍体育种。答案：(1)控制酶的合成来控制代谢过程AAbb或Aabb(2)AABBaabb后代不出现性状分离(3)基因自由组合的 套袋处理 1/2取F1植株的花药进行离体培养培育成幼苗，将幼苗用秋水仙素处理，成熟后选择开黄花的植株即为纯种
