一名爱岗敬业的教师要充分考虑学生的理解性,作为高中教师就要精心准备好合适的教案。教案可以更好的帮助学生们打好基础,帮助高中教师有计划有步骤有质量的完成教学任务。优秀有创意的高中教案要怎样写呢?下面是小编帮大家编辑的《2012届高考生物考点免疫精讲精析复习教案》,希望能为您提供更多的参考。
高考考点4免疫高考考点10遗传与基因工程
本类考题解答锦囊
本知识点主要是选修教材中的内容,是从基因分子水平上研究生物的遗传特点,在考试说明中要求较低,但是它是现代分子生物学中的前沿学科,又与人类健康有密切关系,故这类题在近几年的高考中所占比例越来越大。要做好这类题,首先要明确细胞质遗传的物质基础是:细胞质中的线粒体或叶绿体中有遗传物质DNA,且细胞质遗传的特点表现为母系遗传;真核基因与原核基因根据能否转录,都可以分成编码区和非编码区;而真核基因又根据能否编码氨基酸分为内含子和外显子;真核细胞核在一定条件下能表现出全能性。
Ⅰ热门题
Lebcr遗传性神经病是一种遗传病,此病是由线粒体DNA基因突变所致。某女士的母亲患有此病,如果该女士结婚生育,下列预测正确的是
A.如果生男孩,孩子不会携带致病基因
B.如果生女孩,孩不会携带致病基因
C.不管生男或生女,孩子都会携带致病基因
D.必须经过基因检测,才能确定
高考考目的与解题技巧:本题考查细胞质遗传的特点一母系遗传。解此题的关键是:此病是由线粗体DNA基因突变所至,如果女性有病,那么它产生的卵细胞中肯定有线粒体,肯定有致病基因,所以不管生男生女肯定有致病基因,肯定有痛。
考查细胞质,遗传(母系遗传)的特点。细胞质遗传的物质基础是细胞质、线粒体和叶绿体中的DNA物质。在受精卵中的细胞质主要来自母本。这样受细胞质DNA控制的性状实际上是由卵细胞传递下来的,使得子代总是表现出母本的这些性状。在该考题中,由于该女士的母亲患有Leber,则该女士必定患有该病,当该女士结婚生育时,其子女必定患病。
C
1下列哪项不是基因上程中经常使用的用来运载目的基因的载体
A.细菌质粒B.噬菌体
C.功植物病毒D.细淌核区的DNA
答案:D指导:细菌核区的DNA目前还未被利用作基因工程的运载体。
2与大肠杆菌十乳糖苷酶基因表达无关的是
A.乳糖B.操纵子
C.半乳糖D.启动子
答案:C指导:半乳糖苷酶基因表达产生半乳糖苷酶,半乳糖苷酶把乳糖分解为葡萄糖和半乳糖,所以半乳糖与半乳糖苷酶表达无关。
3真核牛物编码蛋白质的基因经转录产生有功能的成熟的信使I{NA的过程是
A.转录后直接产生的估使RNA
B.将内含子转录部分剪掉,外显f转录部分拼接而成
C.将外显子转录部分剪掉,内含子转录部分拼接而成
D.A、B、C、三种情况都有
答案:B指导:真核细胞的基因结构编码区是间隔的不连续的。能够编码蛋白质的序列称外显子,不能够编码蛋白质的厅列称内含子,该基因经转录后的mRNA需加工,即将内含子转录部分剪掉,外显子转录部分拼接而成成熟的mRNA。
4成的一种蛋门质,决定其结构的基因
A.在原核牛物中较长
B.在真核牛物中较K
C.在原核生物和真核生物中一样长
D.基因长度不依赖于原核或真核细胞的结构状态
答案:B指导:真核细胞中的结构基因是由内含子和外显子组成,在转录时,需把内含子转录部分剪切掉,把外显子转录部分拼接起来,而原核生物的结构基因没有内含子。
5人的一种凝血因子的基因有3能够编码2552个氨水酸,试计算凝血因子基因中外显子的碱基对在整个基因碱基对中所占的比例,从这个比例中可以得出什么结论?
答案:V
61978年美国科学家利用工程技术,将人类胰岛素基因拼接到大肠杆菌的DNA分子中,然后通过大肠杆菌的繁殖,产生出了人类胰岛素。请回答:
(1)上述人类胰岛素的合成是在___________进行的,其决定氨基酸排列顺序的mRNA的模板是由___________基因转录而来的。
答案:大肠杆菌核糖体人类胰岛素
(2)胰岛素含有51个氨基酸,由二条肽链组成,那么决定
它的合成的基因至少应含有碱基___________个,若核苷酸的平均分子量为300,则与胰岛素分子对应的mRNA的分子量应为___________;若氨基酸的平均分子量为90,该胰岛素的分子量约为___________。
答案:32010459003708
(3)不同生物间基因移植成功,说明这些生物共有一套___________,从进化的角度看,这些生物具有___________
答案:遗传密码共同的原始祖先
(4)某个DNA分子被“嫁接”上或“切割”掉某个基因,实际并不影响遗传信息的表达功能。这说明___________。
答案:基因是有遗传效应的DNA片段
(5)该工程应用于实践,将给农业、医药等诸多领域带来革命,目前已取得了许多成就,请你列举你所知道的或你所设想应用该工程的三个具体实例。
答案:见指导
指导:(1)转录在细胞核内进行,翻译在细胞质内进行,蛋白质合成是在核糖体内进行。mRNA由DNA转录而来,决定胰岛素氨基酸排列顺序的mRNA由胰岛素基因转录而来。
(2)根据基因(DNA)上的碱基数:mRNA碱基数:氨基酸数=6:3:1,所以,该慕因中至少应含有碱基数32010个;该mR-NA的分子量为51x3x300:45900。根据肽键数:氨基酸数—肽链数,所以合成该胰岛索时,形成的肽链数等于失去的水分子数:51—2:49;则该胰岛素的分子量为51X90—49X18;3708。
(3)胰岛素基因移植人大肠杆菌,并在大肠杆菌体内得以表达产生厂胰岛索,说明生物中的遗传密码都是一样的。从进化的角度看,这也说明这些生物有着共同的原始祖先。
(4)因为慕因是遗传效应的DNA片段,是遗传的基本单位。
(5)将抗病毒基因嫁接到水稻体中,形成抗病毒水稻新品种;将人的血型基因移人猪体内,培育产生人血的猪;将干扰素基因移人细菌体内,培育出能产生干扰素的细菌。
Ⅱ题点经典类型题
拟)目前有关国家正在联合实施一项“人类基因组计划”。这项计划的目标是绘制四张图,每张图均涉及人类一个染色体组的常染色体和性染色体。兵体情况如下:两张图的染色体上都表明人类全部的大约10万个基因的位置(其中一张图用遗传单位表示基因间的距离,另一张用核苷酸数目表示基因间的距离);一张图显示染色体上全部DNA约30亿个碱基对的排列顺序;还有一张是基因转录图。参与这项计划的有荚、英、日、法、德和中国的科学家,他们成计划的90%划全部完成。
参与这项计划的英国科学家不久前宣布,已在人类第22号染色体上定位679个基因,其中55%是新发现的,,这些基因主要与人类的先天性心脏病、免疫功能低下和多种恶性肿瘤等有关。此外还发现第22染色体上约160个基因与鼠的基因具有相似的碱基顺序。参加这项计划的中国科学家宣布,在完成基因组计划之后,将重点转向研究中国人的基因,特别是与疾病相关的基因;同时还将应用人类基因组大规模测定碱基顺序的技术,测定出猪、牛等哺乳动物基因组的全部碱基顺序。试根据以上材料回答F列问题:
(1)“人类基因组计划”需要测定人类的24条染色体的基因和碱基顺序。试指出是哪24条染色体?为什么不是测定23条染色体?
(2)在上述24条染色体中,估计基因的碱基对数目不超过全部DNA碱基对的10%。试问平均每个基因最多含有多少个碱基对?
(3)你认为完成“人类基因组计划”有哪些意义?高考考目的与解题技巧:考查人类基因组计划的研究内容、意义和考生的阅读理解能力,解题的关键是要知道男性的性染色体组成为XY,由于X和Y上的基因存在差别,所以这一对同源染色体都要分析。在生物体内的DNA中,不是所有片段都有遗传效应,而是有许多片段致使其连接或调控作用,没有遗传效应。
(1)人类的体细胞中含有23对同源染色体,其中有22对常染色体(AA)和一对性染色体(XX或XY)。22对常染色体在男性和女性间相同,只要分析每一对中的1条即可;女性的性染色体组成为XX,男性的性染色体组成为XY,由于X和Y上的基因存在着差别,所以X和Y这一对同源染色体都需要分析。因此人类基因组计划需要分析22条常染色体和X、Y两条性染色体,共24条染色体。
(2)由于人类的全部基因大有10万个,染色体上大约有30亿个碱基对,而且经估计基因的碱基对数目不超过全部DNA碱基对的10%,所以:
10万个基因中的碱基对数目:30亿×10%=3亿(个)
平均每个基因中的碱基对数目;3亿/10万=3000(个)
(3)“人类基因组计划”同其他许多科学发现一样,都是一把“双刃剑”,既具有正面的有益影响,也具有负面的影响,,对于新的科学成果,都要从正反两个方面进行认识,以能扬长避短,更好地让新科技发挥现代科技的巨大作用为人类服务。
(1)22条常染色体和X、Y两条性染色体。因为X和Y两条性染色体之间具有不相同的基因和碱基序列,所以一共测定24条染色体(2)3000个(3)有利于各种遗传病的诊断和治疗;有利于进一步了解基因表达的调控机制和细胞生长、分化和个体发育的机制;有利于了解生物的进化;推动生物高新技术的发展并产生巨大的经济效益。
1拟)植物学家培育抗虫棉时,对目的基因作了适当的修饰,使得目的基因在棉花植株的整个生长发育期都表达,以防止害虫侵害。这种对目的基因所作的修饰发生在
A.内含子B.外显子
C.编码区D.非编码区
答案:D指导:考查知识点为基因的结构和功能及基因工程,生物细胞中的基因通常在生物生长发育的不同时期选择性表达,基因中调控基因表达的是非编码区的调控序列。
2拟)某蛋白基因结构包括4个内含子,5个外显子,整个基因结构含有2400个碱基对,能编码280个氨基酸,则该基因结构中外显子碱基所占比例为
A.35%B.70%C.42.5%D.17.5%
答案:A指导:整个基因能编码280个氨基酸,即外显子转录形成的mRNA有碱基数280x3:840个,外显子含有的碱基对为840对,则基因结构中外显子碱基所占比例为35%。
3拟)下列关于生物工程中常用的几种酶的叙述中,错误的是
A.一种限制酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列,能用于提取目的基因
B.DNA连接酶可把目的基因与运载体黏性末端的碱基黏合,能形成重组DNA
C.纤维素酶、果胶酶可分解细胞壁,能用于植物体细胞杂交
D.胰蛋白酶能使动物组织分散成单个细胞,能用于动物细胞培养
答案:B指导:A项为限制酶的特点及作用,故A对,细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,故可用纤维素酶和果胶酶分解细胞壁,形成原生质体用于植物体细胞杂交,故C对。胰蛋白酶能分解动物细胞之间的纤维蛋白等,使动物组织分散为个细胞,利于动物细胞培养,故D对,DNA连接酶,连结的是目的基凶与运载体黏性末端的脱氧核糖和磷酸,碱基靠氢键相连,不需酶的催化,故B错。
4拟)如下图,两个核酸片段在适宜条件下,经K酶的催化作用,发生下述变化,则X酶是
A.连接酶B.RNA聚合酶
C.DNA聚合酶D.限制酶
答案:A指导:DNA连接酶作用是将两个黏性末端的磷酸和脱氧核糖连接在一起;RNA聚合酶是在RNA复制或转录过程中,把脱氧核苷酸连接在一起;DNA聚合酶是在DNA复制过程催化脱氧核苷酸的聚合反应;限制酶是在获取目的基因时识别特定的碱基序列,切出黏性末端。
5拟)下列关于基因工程的叙述,正确的是
A.基因工程经常以抗菌素抗性基因为目的基因
B.细菌质粒是基因工程常用的运载体
C.通常用一种限制性内切酶处理含目的基因的DNA,用另一种处理运载体DNA
D.为育成抗除草剂的作物新品种,导人抗除草剂基因时只能以受精卵为受体
答案:B指导:基因工程是按照人们的意愿,把一种生物的基因复制出来,加以修饰改造,然后导人另一种生物的细胞里定向地改造生物的遗传性状。在实际操作中一定要注意用同一种限制性内切酶来处理目的基因DNA和运载体基因DNA,使它们产生相同的黏性末端。
6拟)采用基因工程的方法培育抗虫棉,下列导人目的基因的做法正确的是
①将毒素蛋白注射到棉受精卵中②将编码霉素蛋白的DNA序列,注射到棉受精卵中
③将编码毒素蛋白的DNA序列,与质粒重组,导人细菌,用该细菌感染棉的体细胞,再进行组织培养
④将编码毒素蛋白的DNA序列,与细菌质粒重组,注射到棉的子房并进入受精卵
A.①②B.②③C.③④D.④①
答案:C指导:基因工程一般要经历四个步骤:提取目的基因、目的基因与运载体结合、将目的基因导人受体细胞和目的基因的检测和表达。所以在导入目的基因前,首先要获得目的基因即本题中的编码毒素蛋白的DNA序列,然后要将目的基因与运载体结合即与细菌质粒重组。完成上述两步以后才将目的基因导入受体细胞即棉的体细胞或受精卵,目基因导人受体细胞后,可随受体细胞的繁殖而复制.,所上述③④操作是正确的。①将毒索蛋白注射到棉受精卵中,没有获得目的基因。②将编码毒素蛋白的DNA序列,注射到棉受精卵中没有将目的基因与受体细胞结合,所以①②是错误的操作。
7拟)鸡的输卵管细胞能合成卵清蛋白,红细胞能合成β-珠蛋白,胰岛细胞能合成胰岛素。用编码上述蛋白质的基因分别做探针,对三种细胞中提取的所有DNA进行杂交实验;用同样的三种基因片段做探针,对上述三种细胞中提取的所有RNA进行杂交实验,实验结果如下表。下列是关于该实验的叙述,正确的是
卵清蛋白基因β-珠蛋白基因胰岛素基因
DNA输卵管细胞+++
红细胞+++
胰岛细胞+++
RNA输卵管细胞---
红细胞-+-
胰岛细胞--+
“+”表示杂交过程中有杂合双链“-”表示杂交过程中没有杂合双链
A.胰岛细胞中只有胰岛素基因
B.上述三种细胞的分化是由于细胞发育过程中某些基因被丢失所致
C.在红细胞成熟过程中有选择性地表达了β-珠蛋白基因
D.在输卵管细胞中无β-珠蛋白基因和胰岛素基因
答案:C指导:同一动物体内的所有体细胞,都是由受精卵经过有丝分裂形成的,所含的DNA是相同的,但是由于不同细胞所表达的基因不同,由基因所转录形成的RNA也不同。所以在题中红细胞能合成β—珠蛋白质是由于在成熟的红细胞中有选择性地表达了有关的基因。
8糖尿病是一种常见病,且发病率有逐年增加的趋势,以致西方发达国家把它列为第三号“杀手”。目前对糖尿病I型的治疗,大多采用胰岛素治疗。
这种治疗用的激素过去主要从动物(如猪、牛)中得到。自70年代遗传工程(又称基因工程)发展起来以后,人们开始采用这种高新技术生产,其操作的基本过程如下图所示:①图中的质粒存在于细菌细胞内,从其分子结构看,可确定它是一种___________。根据碱基配对的规律,在连接酶的作用下,把图中甲与乙拼起来(即重组),若a段与b段的碱基序列分别是AATTC和CTTAA,则b段与c段分别是___________。
答案:DNA分子;TrAAG和CAATr
②细菌进行分裂后,其中被拼接的质粒也由一个变成二个,二个变成四个……,质粒的这种增加方式在遗传学上称为___________。目的是基因通过活动(即表达)后,能使细菌产生治疗糖尿病的激素。这是因为基因具有控制___________合成的功能。它的过程包括___________和___________两个阶段。
答案:半保留复制蛋白质转录翻译
指导:考查基因工程的具体应用。由于所有生物在合成蛋白质的时候用同一套密码子,所以把人的合成胰岛素基因转到细菌中,在细菌中可以合成人的胰岛素。
Ⅲ新高考探究
1链孢霉有生长正常的野生型和生长缓慢的突变型,人们将突变型链孢霉的细胞核与野生型的细胞核互换之后,发现这两种链孢霉的生长状况并没有改变。这说明链孢霉的生长受到下列哪种物质的影响
A.细胞核中的DNAB.细胞质中的DNA
C.细胞质和细胞核中的DNAD.细胞质中的蛋白质
答案:B指导:考查DNA的分布、细胞质遗传的特点及其物质基础。由于更换细胞核没有改变链孢霉的生长状况,所以细胞核中的DNA不控制链孢霉的生长,那么只能由细胞质中DNA控制。
2酵母菌为单倍体细胞。其菌落有大、小两种类型。在一条件下可以进行有性生殖。人们发现:当大菌落中的细胞与小菌落中的细胞融合为二倍体的合子后,经过减数分裂形成孢子,再由孢子经过出芽生殖形成菌落。其中98%~99%的菌落为大菌落,经出芽生殖的后代中有极少数为小菌落1%~2%的菌落为小菌落,经出芽生殖的后代都为小菌落。酵母菌出现这些现象的原因是
A.减数分裂过程中细胞分配不均匀导致的
B.减数分裂过程中细胞质分配不均匀导致的
C.出芽生殖过程中细胞质分配不均匀导致的
D.细胞分裂过程中细胞质分配不均匀导致
答案:D指导:考查细胞质遗传及其遗传物质的分配特点。由于合子减数分裂形成的孢子中大、小菌落的数量不等,说明酵母菌的菌落大小不是细胞核基因控制的。合子中的细胞质主要来自大菌落细胞,少部分来自小菌落细胞。在减数分裂过程中,来自两种细胞的细胞质混合在一起重新随机分配。多数孢子的细胞质是异质的,主要含有大菌落细胞的细胞质;极少数孢子的细胞质是同质的,只含有大菌落细胞
的细胞质或小菌落细胞的细胞质。在孢子的出芽生殖过程芽体则只能产生小菌落芽体,如图。
3细菌与酵母菌的基因结构上的相同点是
A.在非编码区都有RNA聚合酶结合位点
B.在编码区都含有内含子和外显子
C非编码区都在编码区的上游
D.非编码区都在编码区的下游
答案:A指导:考查原核细胞和真核细胞的基因结构及其特点。无论原核细胞的基因还是真核细胞的基因,都包括苎编苎区和编码区两部分,其中非编码区位于编码区的上游和下游,在上游的非编码区都含有调控基因表达的序列,如RNA聚合酶结合位点。在编码区中,原核细胞的基因编码区是连续的,不间隔的;真核细胞的基因编码区中含有内含子和外显子,因而其编码区是不连续的、间隔的。
4科学家在对真核细胞中线粒体和叶绿体的起源进行研究时发现,线粒体和叶绿体除外膜结构外,其余部分的结构和功能分别与异养好氧型细菌、光能自养型细菌极为相似(如DNA为环状,无蛋白质结合等)。在长期的生物进化过程中,这些DNA分子与细胞核中的DNA分子在功能上形成了一定的互作联系,在遗传学上称为核质互作,它们共同维持着生物的遗传。那么,线粒体和叶绿体中的基因在结构上与核基因的关系是
A.基因中的碱基序列完全相同
B.基因结构完全不相同
C.基因结构有的相同,有的不同
D.基因结构不完全相同
答案:B指导:考查原核细胞和真核细胞基因结构的差异。无苎是质基因还是核基因,它们的功能之所以不同,是因为它们的碱基序列所代表的遗传信息是完全不同的;尽管它们都有编码区和非编码区,但在编码区,质基因的编码是连续的,而核基因的编码是不连续的。
5“人类基因组计划”的实施有助于人们对自身生命本质的认识。与此同时,由我国科学家独立实施的“二倍体水稻基因组测序工程”成,标志着我国对水稻的研究达到了世界领先水平。那么,该工程的具体内容是指
A.测定水稻24条染色体上的全部基因序列
B.测定水稻12条染色体上的全部基因序列
C.测定水稻12条染色体上的全部碱基序列
D.测定水稻12条染色体上基因的碱基序列
答案:C指导:考查对“人类基因组计划”内容的理解和知识迁移能力。
6“人类基因组计划”实施和成功具有划时代的伟大意义,必将对人类自身产生深远的影响。下列关于对“人类基因组计划”的说法中,不正确的一项是
A.对人类各种遗传病的诊断和治疗具有重要意义
B.有助于对人类生长发育过程和进化过程的认识
C.有助于人类对自身基因的表达调控过程的了解
D.推动生物高新技术的发展,开发人类的DNA资源
答案:D指导:考查对“人类基因组计划”的认识。人体的新陈代谢、生长发育、繁殖、衰老和死亡等各项基本生命活动都直接或间接地受到遗传物质的控制。因此,通过“人类基因组计划”揭示出人体内的遗传信息及其调控表达的机制,就可以通过一定的技术进行控制。但是如果利用这些技术来开发人类的DNA资源,不仅有悖伦理道德,而且会导致不可想像的后果,如制作DNA武器等。
7在基因工程过程中使用到限制性内切酶,其作用是
A.将目的基因从染色体上切割出来
B.识别并切割特定的DNA碱基序列
C.将目的基因与运载体结合
D.将目的基因导人到受体细胞内
答案:B指导:考查基因工程过程中的各种操作工具的作用。DNA限制性内切酶具有专一性,一种限制性内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;在切割出目的基因的同时,需要用同一种限制酶切割质粒DNA;限制酶不能直接从染色体上切割目的基因。将目的基因与运载体的结合要使用DNA连接酶。将目的基因导
8下图是将人的生长激素基因导人细菌B细胞内制造“工程菌”R示意图,所用栽体为质粒A。已知细菌B细胞内不含有质粒A,也不含有质粒A上的基因,质粒A导人细菌B后,A上的基因能得到表达。请回答下列问题。
(1)人工合成目的基因的途径一般有_______法和_______法。
答案:逆转录化学合成
(2)将目的基因和质粒相结合形成重组质粒(重组DNA分子)的过程中,首先用_______处理目的基因和质粒,使之形成_______,然后再用处理使之结合,形成重组质粒。
答案:同一种限制酶(同一种DNA限制性内切酶)互补的黏性末端DNA连接酶
(3)目前把重组质粒导人细菌细胞时,效率还不高。导入完成后得到的细菌,实际上有的根本没有导人质粒,有的导入的是普通质粒A,只有少数导人的是重组质粒。此处可以通过如下步骤来鉴别得到的细菌是否导入了质粒A或重组质粒。将得到的细菌涂布在一个含有氨苄青霉素的培养基上,能够生长的就是导入了质粒A或重组质粒的细菌,反之则没有。使用这种方法鉴别的原因是质粒的结构中含有_______,使得细菌具有了_______能力,该结构在基因工程中通常被称作_______。
答案:抗氨苄青霉素基因抗药标记基因
(4)若把通过鉴定证明导入了普通质粒A或重组质粒的细菌放在含有四环素的培养,会发生的现象是_______。原因是_______。你认为这种处理结果所具有的生态学意义是_______。
答案:细菌全部死亡目的基因插入到抗四环素基因中而破坏了抗四环素基因的结构,细菌对四环素失去抗药性可用四环素杀死散失的工程菌,防止造成环境污染和危害
(5)导入细菌B细胞中的目的基因成功表达的标记是_______,目的基因成功表达的过程包括_______和_______。
答案:工程菌合成出入的生长激素转录翻译
指导:综合考查基因工程的方法过程、遗传信息的表达过程以及考生分析问题的能力。
(1)提取目的基因的途径有两条,一是利用“鸟枪法”从供体细胞中直接分离出目的基因;二是人工合成途径,其中包括“逆转录法”和“化学合成法”。
(2)获得目的基因后,需要将目的基因与质粒(运载体)结合。此时必须用同一种DNA限制性内切酶切割目的基因和质粒DNA,使二者之间形成互补的黏性末端;然后利用DNA连接酶将目的基因和质粒DNA的互补黏性末端连接起来,形成重组质粒。
(3)根据题意和图示,质粒A中含有两种抗药。这样的重组质粒一旦导入细菌B细胞,则细菌B细胞就具有抗氨苄青霉素能力,可以在含有氨苄青霉素的培养基上生长,表明含有目的基因的重组质粒导人细胞。质粒上的抗药基因,不仅起到了筛选细胞的作用,而且起到了标记基因的作用。
(4)从图示中可以看出,目的基因(生长激素基因)被插入到质粒上的四环索抗性基因的中间,使得四环素抗性基因的结构被破坏,质粒A失去抗四环素的功能。于是该“工程菌”能够在含有氨苄青霉素的培养基-匕生长,但不能在含有四环素的培养基上生存。由于该“工程菌”含有人的生长激素基因,能够大量合成人的生长激素,如果该“工程菌”一旦散失到环境中造成危害,町以利用四环素消灭该“工程菌”。
(5)基因—工程的最终结果是让目的基因在受体细胞中表达,通过转录和翻译,合成出相应的蛋白质。
高考考点7基因的突变
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基因突变是基因分子结构的变化,只有基因突变才能产生新的基因,进而形成等位基因,产生新的性状,它是生物进化的主要原因,但是由于DNA分子结构稳定,所以以DNA为遗传物质的生物,基因突变率非常低,而以DNA为遗传物质的生物,如某些病毒,突变率就会稍高一点。
自然界中一种化物某一基因及其二种突变基因决定的蛋白质的部分氨基酸序列如下:
正常基因梢氨酸苯丙氨酸亮氨酸苏氨酸脯氨酸
突变基因1精氨酸苯丙氨酸亮氨酸苏氨酸脯氨酸
突变基因2精氨酸亮氨酸亮氨酸苏氨酸脯氨酸
突变基因3精氨酸苯丙氨酸苏氨酸酪氨酸丙氨酸
根据上述氨基酸序列确定这三种突变基因DNA分子的改变是
A.突变基因1和2为一个碱基的替换,突变基因3为一个碱基的增添
B.突变基因2和3为一个碱基的替换,突变基因1为一个碱基的增添
C.突变基因1为一个碱基的替换,突变基因2和3为一个碱基的增添
D.突变基因2为一个碱基的替换,突变基因1和3为一个基因的增添
高考考目的与解题技巧:考查基因突变后,密码子改变丁,所合成的蛋白质是否一定会改变。在本题中要知道,合成生物蛋白质的氨基酸共有20种,但决定氨基酸的密码子有61种,所以对某种氨基酸来讲,有可能有几种密码子决定。
基因在指挥蛋白质合成时,有严格的碱基密码,一个碱基的改变就全造成密码不同,tRNA携带的氨基酸发生错误,从题目所示的情境可以看出,突变基因1和2为一个碱基的替换,突变基因3是一个碱基的增添,从而导致DNA分子的改变。
A
1人类16号染色体上有一段DNA序列决定血红蛋白的氨基酸组成,这个DNA序列的某一对碱基发生改变而引起镰刀型贫血症,这种改变属于
A.3基因突变B.基因重组
C.染色体结构的变化D.染色体数目的变化
A指导:考查基因突变的原因。基因突变是指DNA分子结构的改变,包括碱基对的增添、缺失和改变,从而改变了遗传信息。
2据调查统计,近年来我国青少年的平均身高有所增加,与此现象有关的是
A.基因突变
B.营养素供给充分
C.食人生长激素(蛋白质化合物)
D.染色体变异
答案:B指导:考查生物变异的原因。基因突变和染色体变异属于遗传物质的改变,这些突变能够对种群进化产生普遍影响,但需要一个漫长的时间过程,因此青少年在近几年身高的增加,不可能是遗传物质的改变引起的。尽管青少年身高的增加与生长激素有关,但由于生长激素属于蛋白质,在人体食人后会被消化成氨基酸而失去作用,所以食人生长激素不会对人体产生影响。近几年来随着我国人民生活水平的不断提高,营养素的供给量明显增多,是青少年身高增加的主要原因,这属于环境条件引起的变异。
3下面叙述的变异现象,可遗传的是
A.割除公鸡和母鸡的生殖腺并相互移植,因而部分改变第二性征
B.果树修剪后所形成的树冠具有特定的形状
C.用生长素处理未经受粉的番茄雌蕊,得到的果实无籽
D.开红花的一株豌豆自交,后代部分植株开白花
答案:D指导:A、B、C选项都是人工利用激素的作用来改变生物的性状,由于其遗传物质没有发生改变,因此变异性状不能遗传。D选项所述的是杂合体自交出现隐性性状的现象,由于其基因组成发生了变化,所以改变的性状能够遗传下去。
4在一块栽种红果番茄的田地里,农民发现有一株番茄的果是黄色的,这是因为该株番茄
A.发生基因突变B.发生染色体畸变
C.发生基因重组D.生长环境发生变化
答案:A指导:番茄栽种在同一田地里,D可以排除。而发生染色体畸变往往涉及多个性状的改变,B也可排除。生物在同一性状中出现了前所未有的性状,可认为是发生了基因突变。
5人类的正常血红蛋白(HbA)β链第63位氨基酸是组氨酸,其密码子为CAU或CAC。当β链第63位组氨酸被酪氨酸(UAU或UAC)替代后,出现异常血红蛋白(HbM),导致一种贫血症;β链第63位组氨酸被精氨酸(CGU或CGC)所替代而产生的异常血红蛋白(HbZ)将引起另一种贫血症。
(1)写出正常血红蛋白基因中,决定β链第63位组氨酸密码子的碱基对组成。
(2)在决定β链第63位组氨酸密码子的DNA三个碱基对中,任意一个碱基对发生变化都将产生异常的血红蛋白吗?为什么?
答案:(1)
(2)不一定。原因是当中的第三对碱基发生A.T→GC或GC→AT变化后,产生的遗传密码为CAC或CAU,仍然是组氨酸的密码子,因而不影响产生正常血红蛋白。
指导:根据中心法则,基因中碱基的排列顺序决定了信使RNA中的碱基排列顺序(信使RNA中决定氨基酸的三个相邻的碱基,被称为“密码子”),信使RNA进入细胞质后与核糖体结合起来,指导蛋白质的合成。血红蛋白异常,归根到底是由于基因中碱基的排列顺序改变引起的。由于组成蛋白质的氨基酸只有20种,而遗传密码有61种,故一种密码子决定一种氨基酸,而一种氨基酸可由几种密码子决定。
6艾滋病病毒(HIV)是一种球形的RNA病毒,HIV有I和Ⅱ两种类型,其中I型又有7个亚型。I型的基因组中4个主要基因的变异率最高达22%。多达100种左右的HIV变异株是目前研制疫苗的主要困难,因此切断传播途径是惟一行之有效的预防措施。HIV众多变异类型是_________的结果,这种变异特点与_________般生物的不同之处是_________,原因是_________。
答案:基因突变突变方向更多,突变串高单链RNA的结构不稳定
指导:考查基因突变的概念、特点以及RNA的结构特点。RNA分子为单链结构,其结构的稳定性比一般生物的遗传物质DNA的稳定性差,因而RNA分子的结构容易发生改变,从而引发基因突变,使得突变率—般生物的基因突变串高。
Ⅱ题点经典类型题
拟)昆虫学家用人工诱变的方法使昆虫产生基因突变,导致Bs酶活性升高,该酶可催化分解有机磷农药。近年来巳将控制Ba酶合成的基因分离出来,通过生物工程技术将它导人细菌体内,并与细菌体内的DNA分子结合起来。经过这样处理的细菌能分裂增殖。请根据上述资料回答:
(1)人工诱变在生产实践中已得到广泛应用,因为它能提高_________,通过人工选择获得_________。
(3)酯酶的化学本质是_________。基因控制酯酶合成要经过_________和_________两个过程。
(3)通过生物工程产生的细菌,其后代同样能分泌酯酶,这是由于_________。
(4)请你具体说出一项上述科研成果的实际应用。
高考考目的与解题技巧:奉题主要考查基因突变在生产上的具体应用。由于绝大多数生物遗传物质是DNA,且DNA蛄构稳定,故自然条件下,突变牟非常低,采取人工诱变就可以提高其突变的频率,在突变产生的新基因中,就有可能是我们所需要的基因,
考查人工谤变育种的特点及其在生产实践中的应用。在自然条件下基因突变的频率很低,但在人工条件下,如利用各种射线、激光、硫酸二乙酯等处理,可以大大提高基因突变的频率,并从中选择出对人类有益的优良突变性状。酯酶的化学成分属于蛋白质,其合成需要转录、翻译两个过程。当选出酯酶基因通过基因工程导入细菌体内后,其后代同样能分泌酯酶,说明酯酶基因引起了细菌变异,并在细菌繁殖过程中随着细菌DNA的复制而复制,不仅传递给了细菌后代,而且在细菌后代中得以表达。酯酶能够分解有机磷农药,因而可以将分泌酯酶的细菌投放到含有有机磷农药的污水、农田中,借以分解其中的有机磷农药,以降低农药对环境的污染。
(1)基因突变频率人们所需的突变性状(2)蛋白质转录翻译(3)控制合成酯酶的基因随着细菌DNA的复制而复制,传递给后代并进行了表达(4)用于降解水和农田中的有机磷农药,以保护环境
1拟)进行有性生殖的生物,下代和上代间总存在着一定差异的主要原因是
A.基因重组B.基因突变
C.可遗传的变异D.染色体变
答案:A指导:进行有性生殖的生物,上下代之间发生差异可以是由于基因重组,基因突变和染色体变异引起,但后两者只要外部环境条件和内部生理过程不发生剧变,一般均不会发生,表现出低频性。而基因重组却是进行有性生殖的必然过程,生物的染色体数量越多,其上携带的等位基因越多,后代中产生基因重组的变异种类也越多。
本题易错点是容易将基因重组与基因突变的意义搞混。答题关键是从基因重组和基因突变产生的原因上,深刻理解“基因重组是可遗传变异的主要来源”、“基因突变是可遗传变异的根本来源”。
2拟)科学家利用辐射诱变技术处理红色种皮的花生,获得一突变植株,其自交所结的种子均具紫色种皮。这些紫色种皮的种子长成的植株中,有些却结出了红色种皮的种子。
(1)上述紫色种皮的花生种子长成的植株中,有些结出厂红色种皮种子的原因是_________。
(2)上述紫色种皮的种子,可用于培育紫色种皮性状稳定遗传的花生新品种。假如花生种皮的紫色和红色性状由一对等位基因控制,用文字简要叙述获得该新品种的过程:_________。
(1)获得突变的植株是杂合子,其自交的后代发生了性状分离;
(2)可以用这些紫皮种子连续自交两代,其中一些结紫色种皮的植株就是所需的纯合子新品种。
指导:辐射育种是科学家常用的方法,它的特点是可以迅速获得突变的性状,从中选出有利于人类的新品种。突变获得的性状有纯合的也有杂合的,从题目所示的情境可以看出紫色种皮是一种杂合于,因为其自交后代的表现型有紫也有红。如果在获得纯合的紫皮花生后,对紫皮花生进行连续自交,从中选出能稳定遗传的紫皮品种就可以了。
3拟)Co是典型放射源,可用于作物的诱变育种,我国应用该方法培育出了许多农作物新品种,如棉花高产品种“鲁棉1号”,年种植面积曾达3000多万亩,在我国自己培育的棉花品种中栽培面积最大。7射线处理作物后主要引起_________,从而产生可遗传的变异,除射线外,用于人工诱变的其他射线还有________、_________和_________。
答案:基因突变X射线紫外线中子流
指导:考查人工诱变育种的原理和方法。人工诱变育种的原理是基因突变。在自然条件下基因突变的频率很低,但在人为条件下,利用物理因素(如射线、у射线、紫外线、激光等)或化学因素(如亚硝酸、硫酸二乙酯等)处理生物,从而诱发基因突变。
4拟)如图所示,表示人类镰刀型贫血症的病因
(1)③过程是_________,发生的场所_________,发生的时期是_________;①过程是_________,发生场所是_________;②过程是_________,发生场所是_________。
(2)④表示的碱基序列是_________,这是决定一个缬氨酸的一个_________,转运谷氨酸的转运RNA一端的三个碱基是_________。
(3)父母均正常,发生一个患镰刀型贫血症的女儿,可见此遗传病是_________遗传病,若Hba代表致病基因,HbA代表正常的等位基因,则患病女儿的基因型为______,母亲的基因型为_________。如果这对夫妇再生一个患此病女儿的几率为_________。
(4)比较Hba与HbA区别,Hba中碱基为_________,而HbA中为_________。
(5)镰刀型贫血症是由_________产生的一种遗传病,从变异的种类来看,这种变异属于_________。该病十分罕见,严重缺氧时会导致个体死亡。这表明基因突变的特点是_________和_________。
答案:(1)基因突变细胞核细胞分裂间期转录细胞核翻译核糖体
(2)GUA密码子CUU
(3)常染色体上隐性HbaHBaHbAHba
(4)CATCTT
(5)基因突变可遗传变异低频性多害少利性
指导:这种贫血症的直接病因是:蛋白质分子中一条多肽链上的一个谷氨酸被缬氨酸代替了,而根本原因是:控制血红蛋白合成的基因中,一条脱氧核苷酸上的碱基CTr变成了CAT。
5拟)1928年英国微生物学家弗来明发现了青霉素,直到1943年青霉素产量只有20单位/毫升。后来科学家用X射线、紫外线照射青霉菌,结果大部分菌株死亡了,其中有的菌株不但生存下来而且产量提高了几十倍,请解释:
(1)用射线照射能杀死微生物但能得到_________,这是由于射线使微生物发生了_________;
(2)射线照射使青霉菌的_________分子中的_________改变,从而产生厂新的性状;
(3)虽然诱变育种可以提高变异频串,加速育种进程,大幅度改良某些性状,但也存在突变的缺点是_________。
答案:(1)高产菌株基因突变
(2)DNA某些基因的个别碱基发生了改变
(3)有害变异多、需大量处理供试材料
指导:生物体产生的新性状是基因突变的结果,但自然条件下生物的基因突变率很低,在人工诱导下可以提高其突变率。
6拟)基因突变按其发生部位,可以分为体细胞突变和生殖细胞突变两种。如果是前者,则发生在细胞_________分裂的_________期;如果是后者,发生的细胞分裂方式和时期是_________。人的癌肿是在致癌因素作用下发生的突变,它属于_________;如果突变导致突变
型后代的产生,则属于_________。
答案:有丝分裂间减数分裂间期体细胞突变生殖细胞突变
指导:基因突变的时期主要是在有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期。而减数分裂过程中的突变传递绐后代的可能性最大。
Ⅲ新高考探究
1将广州当地的大豆品种(番禺豆)引种到北京地区种植,结果开花延迟,产量降低;将佳木斯的大豆品种(满仓金)引种到北京种植,结果开花提前,产量升高。大豆引种后性状发生改变的原因是
A.基因突变B.基因重组
C.染色体变异D.环境条件的改变
答案:D指导:考查生物的变异类型及其原因。大豆引种后性状的改变属于不遗传的变异,无论大豆从北向南引种,还是从南向北引种,生存环境条件(如光照时间、温度等)发生了改变。
2英国的两名中学生在一个水塘中捕捉到了4只三条腿的青蛙,于是报告了当地的有关部门。经过调查发现,在该地区的其他水域中还发现了许多5条腿、6条腿和7条腿等以及其他异形青蛙。这是在当地历史上未曾出现过的,称为“青蛙事件”。你认为其中最可能的原因是
A.臭氧层的破坏,引起紫外线辐射增强,导致青蛙发生了基因突变
B.C02的增多,引起温度的变化,使得蛙在个体发育过程中发生了染色体变异
C.由于其他地区的青蛙入侵,与当地青蛙杂交,结果导致发生了基因重组
D.当地工业废弃物排放量超标,导致青蛙的个体发育发生了异常
答案:D指导:考查生物变异的类型及其原因。紫外线增强、温度的骤变、与外来个体的杂交等都会引起生物遗传物质的改变,导致发生可遗传的变异。从“青蛙事件”中可以看出,如果是臭氧层破坏引起的,那么不仅青蛙会发生基因突变,而且其他生物也会发生基因突变;从青蛙的变异率来看,也不符合基因突变的低频性特点。温度因素引起细胞发生染色体变异时,温度需要发生骤变,而温室效应引起的温度变化却是缓慢的。如果是当地青蛙与外来人侵的青蛙杂交引起的,那么青蛙的变异性状应当具有稳定性,而不会同时出现3条腿,5条腿,6条腿等和其他异形性状。青蛙的个体发育是在体外进行的,容易受到环境条件改变的影响,工业废弃物中含有一些有害成分,严重影响了青蛙的正常个体发育过程。
3在一个DNA分子中如果插入了一个碱基对,则
A.不能转录
B.在转录时造成插入点以前的密码子改变
C.不能翻译
D.在转录时造成插入点以后的密码子改变
指导:考查基因突变的原因。当在基因中的某一位点插入一个碱基对后,使得在该插入点之后的碱基序列发生了改变,以致转录时造成插入点以后的密码子改变。
4用激光或亚硝酸处理萌发的种子或幼苗能诱导基因突变,激光或亚硝酸起作用的时间是有丝分裂的
A.分裂期间期B.分裂期的中期
C.分裂期的后期D.各个时期
答案:A指导:考查基因突变的过程时期。人工诱导基因突变常用的方法有物理方法(如X线、у射线、紫外线、激光等)和化学方法(如亚硝酸、硫酸二乙酯等)。由于基因突变发.生在DNA复制时期,是复制差错造成的,所以发生在有丝分裂间期或减数第一次分裂之前的间期。
5与杂交育种、单倍体育种、基因工程育种等育种方法相比较,尽管人工诱变育种具有很大的盲目性,但是该育种方法的独特之处是
A.可以将不同品种的优良性状集中到一个品种上
B.育种周期短,加快育种的进程
C.改变基因结构,创造前所未有的性状类型
D.能够明显缩短育种的年限,后代性状稳定快
答案:C指导:考查各种育种方法的特点。杂交育种的原理是基因重组,其明显优点是通过杂交将不同个体优良性状重新组合,形成新的性状组合类型;单倍体育种的原理是染色体变异,其明显优点是后代都是纯种而且明显缩短育种年限;基因工程育种的原理是基因重组,其明显优点是能够打破物种的界限,克服远源杂交不亲和的障碍,定向改变生物的性状。这三种育种方法都是在已有基因的基础上进行的。
而人工诱变育种的原理是基因突变,其独特之处是通过改变基因结构,创造出从未有过的遗传信息来改变生物性状。
6为提高农作物的单产量,获得早熟、抗倒伏、抗病等性状,科学工作者往往要采取多种育种方法来培育符合农民要求的新品种,请根据下面提供的材料,设计两套育种方案,分别培育出小麦和水稻新品种。生物材料:A小麦的高秆(显性)抗锈病(显性)纯种,B小麦的矮秆不抗锈病纯种,C水稻的迟熟种子。非生物材料:根据需要自选。
(1)小麦育种方案:
①育种名称:_________育种
②所选择的生物材料:_________。
③希望得到的结果:_________。
④预期产生这种结果(所需性状类型)的概率:_________。
⑤写出育种的简要过程(可用图解):
⑥简答选择能稳定遗传的新品种的方法:
答案:①杂交②A、B③矮秆抗锈病④3/16⑤高抗×矮病→F1,高抗→F2高抗、高病、矮抗、矮病→选出矮抗品种⑥将F2矮秆抗锈病品种连续自交,分离淘汰提纯到基本不分离为止。
(2)水稻育种方案:
①育种名称:_________育种
②所选择的生物材料:_________。
③希望得到的结果:_________。
④预期产生这种结果(所需性状类型)的概率:_________
⑤写出育种的简要过程(可用图解):
⑥简答选择能稳定遗传的新品种的方法:
答案:①诱变②C③早熟水稻④极低或不出现⑤用射线、激光照射或秋水仙素等化学试剂处理(或用太空飞船搭载)水稻,使之产生基因突变⑥将处理的水稻种植下去,进行观察,选择早熟的水稻,并纯化。
指导:在培育优良的农作物新品种时,除杂交育种单倍体育种外,另一重要手段就是人工诱变育种。
7自1987年7月,我国首次将大麦、青椒、萝卜等纯系种子和大蒜无性系种子放入卫星中搭载人造飞船,30日,2.5克苎麻种子搭载“神舟”四号飞船在太空周游了6天零18小时后,返回地球,已经有上百种被子植物的种子邀游太空。返回地面的种子,经过反复实验,
抗病番茄、大型青椒、优质棉花、高产小麦等相继诞生。
请回答:
(1)植物种子太空返回地面后种植,往往能得到新的变异特征。这种变异的来源主要是植物种子经太空中的_______辐射后,其_________发生变异。
答案:宇宙射线等遗传物质(DNA或基因)
(2)试举出这种育种方法的优点之一是_________
变异频率高、加快育种速度,大幅度改良某些性状
(3)如在太空飞行的“神舟”四号载人航天实验飞船内做“植物种子萌发实验”,已知仓内无光,则种子的幼根生长方向如何?为什么?
答案:不定向生长。因为种子失重。
(4)这种空间诱变育种与转基因的种子育种原理一样吗?为什么?
答案:不一定,因为空间诱变育种的原理是基因突变,无外源基因的导入。
指导:生物在失重的条件下,受到外界环境条件的影响,会发生基因突变,其突变的方向和产:生的类型有可能与地球表面不一样。
经验告诉我们,成功是留给有准备的人。作为高中教师就要根据教学内容制定合适的教案。教案可以让上课时的教学氛围非常活跃,帮助高中教师掌握上课时的教学节奏。所以你在写高中教案时要注意些什么呢?小编经过搜集和处理,为您提供2012届高考生物考点精讲精析细胞呼吸复习教案,欢迎大家阅读,希望对大家有所帮助。
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