生物必修二第567章讲义 基因突变 从杂交育种到基因工程 现代生物进化理论

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1、第五章基因突变及其他变异第1节基因突变和基因重组1.基因突变概念：DNA分子中发生碱基对的替换、增添、缺失而引起的基因结构的改变。2.实例：镰刀型细胞贫血症。症状：红细胞呈镰刀状，易破裂，使人患溶血性贫血；病因：碱基对的替换。3.突变的原因：①物理因素（γ射线、X射线、紫外线、激光）；②化学因素（亚硝酸、碱基类似物、硫酸二乙酯）；③生物因素（病毒）4.突变的特点：①普遍性（生物界中普遍存在）；②随机性、不定向性；③频率很低；④多害少利性5.意义：是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源，是生物进化的原始材料。注：基因突变主要发生在：有丝分裂间期和减一间期。6.基因重组概念：生物体进行有

2、性生殖的过程中，控制不同形状的基因的重新组合。包括：①位于同源染色体上的非等位基因自由组合，②四分体的非姐妹染色单体的等位基因交换，③以及基因工程中外源基因的导入。7.意义：基因重组也是生物变异的来源之一，对生物进化也具有重要的意义。注：碱基对的替换，影响范围小；而碱基对的增添和缺失，影响范围大。第2节染色体变异1.染色体突变包括：染色体结构的改变、染色体数目的增减。2.染色体结构变异：缺失、重复、易位（两条非同源染色体部分互换）、倒位（一条染色体左右互换）3.染色体数目变异包括：个别染色体的增加或减少，以染色体组的形式成倍增加或减少。4.染色体组：细胞中的一组非同源染色体，它们在形态

3、和功能上各不相同，但又互相协调、共同控制生物生长、发育、遗传和变异的一组染色体。5.多倍体①多倍体：由受精卵发育而来，体细胞中含三个或三个以上染色体组的个体。②实例：香蕉体细胞中含三个染色体组；三倍体在植物中常见，在动物中极少见。③特点：茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类与蛋白质等营养物质含量丰富。④人工诱导多倍体：（i）方法：用秋水仙素（剧毒）处理萌发的种子或幼苗；（ii）原理：秋水仙素能够抑制纺锤体形成，染色体不分离，引起细胞内染色体加倍。6.单倍体：①单倍体：由配子发育而来，体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。②特点：长得弱小，高度不育。③单倍体育种：（i）采用花药离体

4、培养法获得单倍体植株，然后经过人工诱导使染色体数目加倍，得到正常生殖的纯合子。（ii）优点：明显缩短育种年限。7.低温诱导植物染色体数目的变化①材料用具：卡诺氏液，改良苯酚红染液，体积分数为15%的盐酸溶液，体积分数为95%的酒精溶液。②步骤：低温处理洋葱不定根→用卡诺氏液浸泡低温处理的根尖（固定细胞形状），接着冲洗→制作装片（解离、漂洗、染色、制片）→观察或归纳为：选材→固定→解离→漂洗→染色→制片。注：①低温诱导多倍体和秋水仙素的作用相同，都是抑制细胞分裂时纺锤体的形成。②与秋水仙素相比，低温条件容易创造和控制，成本低，对人体无害，易于操作。第三节人类遗传病81.单基因遗传病：抗维

5、生素D佝偻病（伴X显）、白化病、苯丙酮尿酸和镰刀型细胞贫血症（常隐）、红绿色盲和血友病（伴X隐）多基因遗传病：①特点：发病率高，容易受环境影响。②原发性高血压、冠心病、哮喘病和青少年型糖尿病等。染色体异常遗传病：猫叫综合症（染色体结构变异）、21三体综合症（染色体数目变异）2.遗传病的检测和预防手段：遗传咨询和产前诊断（羊水检查、B超检查、孕妇血细胞检查、基因诊断）第6章从杂交育种到基因工程第1节杂交育种与诱变育种1.古人的方法：选择育种2.杂交育种：将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。例子：杂交水稻、高产奶牛。3.诱变育种：①利用物理或化

6、学因素来处理生物，使生物发生基因突变。②优点：①提高突变率；②在较短的时间内获得更多的优良变异类型；③大幅度改变性状③例子：青霉菌的选育第2节基因工程及其应用基因工程概念1.操作工具：①“剪刀”——限制酶（限制性核酸内切酶）；特性：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列。②“针线”——DNA连接酶；③“运载体”——质粒、噬菌体和动植物病毒。特点：有标记基因、有多个限制酶切点、能在受体细胞中稳定保存并大量复制；注：质粒是拟核或细胞核外能够自主复制的很小的环状DNA分子。2.步骤：提取目的基因、目的基因与运载体结合、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。重组成功的标志：获得目的基因

7、产物。3.基因工程的应用：①作物育种：转基因抗虫棉；②药物研制：高质量、低成本的胰岛素、干扰素和乙肝疫苗；③环境保护：转基因细菌降解石油。注：五六章共有五种育种方法：多倍体育种、单倍体育种、杂交育种、诱变育种、基因工程育种。育种杂交育种诱变育种多倍体育种单倍体育种基因工程育种原理基因重组基因突变染色体变异染色体变异基因重组常用方法杂交辐射诱变、激光诱变等秋水仙素处理萌发的种子或幼苗花药离体培养后，再用秋水仙素处理将一种生物特定的基因转移到另一种