第三章遗传和基因工程.doc

第三章 遗传与基因工程 【菜单】操纵基因、启动子和调节基因操纵基因、启动子和调节基因基因拼接技术或DNA重组技术在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，定向地改造生物的遗传性产生出人类所需要的基因产物。 用DNA探针检测水中病菌的含量 环境净化 获得分解四种烃类的“超级菌”，吞噬汞和降解土壤中DDT的细菌等 【精解】 例1．紫罗兰种子胚的表皮颜色有黄色和深蓝色，现做实验如下： ①深蓝色♀×黄色♂→F1深蓝色 ②黄色♀×深蓝色♂→F1黄色 紫罗兰胚表皮颜色遗传属于（ ） A．显性遗传 B．细胞质遗传 C．伴性遗传 D．随机遗传 解析：真核生物细胞质中的线粒体和叶绿体含有DNA，而且都能够进行自我复制，并通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成，从而控制生物的某些性状。细胞质中的基因称作细胞质基因（简称质基因）。子代性状由细胞质基因所控制的遗传现象称为细胞质遗传。卵细胞中含有大量的细胞质，而精子中只含有极少量的细胞质。这就是说，受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞。这样，受细胞质内遗传物质控制的性状实际上是由卵细胞传给了子代，因此，无论正交、反交，F1总是表现出母本性状的遗传现象，亦即母系遗传。这是细胞质遗传区别于细胞核遗传的一大特点。由①②两实验可以看出无论深蓝色还是黄色作为母本，F1总表现为母本的性状，为典型的母系遗传。答案选B 例2．袁隆平被称为“杂交水稻之父”，他研究成功的水稻杂交技术为我国水稻产量的提高，作出了巨大的贡献，被誉为农业上的一次绿色革命，他因此获得了我国的最高科学技术奖。 水稻杂交技术利用了植物的“雄性不育”。研究表明，小麦、水稻和玉米等作物，它们的雄蕊是否可育，是由细胞核和细胞质中的基因共同决定的，在细胞核和细胞质中，都含有决定雄蕊是否可育的基因。其中，细胞核的不育基因用r表示，可育基因用R表示，并且R对r为显性；细胞质的不育基因用S表示，可育基因用N表示。在上述4种基因的关系中，细胞核可育基因（R）存在时，能够抑制细胞质不育基因（S）的表达。因此，当细胞核可育基因（R）存在时，植株都表现为雄性可育。当细胞质基因为可育基因（N）时，无论细胞核具有可育基因还是不育基因，植株都表现为雄性可育。只有当细胞核不育基因（rr）与细胞质不育基因（S）同时存在时，植株才能表现为雄性不育。 用基因型为N（rr）的品种作父本，与基因型为S（rr）的雄性不育系杂交，杂交后代的基因型就是S（rr），表现为雄性不育，基因型为N（rr）的品种，既能使母本结实，又使后代保持了不育的特性，因此，叫作雄性不育保持系（简称保持系，图3-1）。 用基因型为N（RR）的品种作父本，与基因型为S（rr)的雄性不育系杂交，才能使后代恢复可育性，这种能够使雄性不育系的后代恢复可育性的品种叫作雄性不育恢复系（简称恢复系），用这样的种子在田间大面积播种，长成的植株既可以通过传粉而结实，又可以在各方面表现出较强的优势，在杂交育种中，雄性不育系、雄性不育保持系和雄性不育恢复系必须配套使用，这就是人们常说的三系配套。 袁隆平成功了，但他没有止步，在“三系法”的基础上，又研究成功了“二系法”，最后向“一系法”冲击，…… 阅读以上资料，分析回答下列问题： （1）依照下图的模式，画出水稻雄性可育的3种以上基因图解： （2）画出雄性不育系和雄性不育恢复系的杂交图解。 （3）生产上使用的杂交水稻其基因组成是_________。 解析：生物体中绝大部分性状是受细胞核基因的控制，核基因确实是主要的遗传物质，而有些性状是要受到细胞质基因的控制。细胞核遗传和细胞质遗传各自都有相对的独立性。这是因为，尽管在细胞质中找不到染色体一样的结构，但质基因与核基因一样，可以自我复制，可以控制蛋白质的合成，也就是说，都具有稳定性、连续性、变异性和独立性。细胞核遗传与细胞质遗传相互影响，很多情况是核质互作的结果。虽然细胞核遗传与细胞质遗传都有相对的独立性，但这并不意味着二者没有丝毫关系。因为细胞核和细胞质都是细胞的重要组成部分，共同存在于一个整体中，它们之间必然是相互依存、相互制约，不可分割的。它们控制的遗传现象也必定相互影响，很多情况是核质互作的结果。获取知识答案 （1） （2）雄性不育系和雄性不育恢复系的杂交图解。 （3） S（Rr） 例3．真核生物的基因拼接到细菌中后，可能非正常地发挥其功能。以下哪一项不能解释这一现象？ A．细菌内基因表达时不能切割基因中内含子的转录片断 B．被细菌内的限制性内切酶破坏 C．其非编码区的RNA聚合酶结合位点不能被细菌RNA聚合酶识别 D．使用不同的遗传密码 解析：原核细胞基因和真核细胞基因都由编码区和编码区上下游的非编码区组