突变理论及其应用_丁庆华

基因突变的检测方法

基因突变的检测方法 基因突变的研已成为当今生命科学研究的热点之一，检测方法也随之迅速发展。人类细胞癌基因的突变类型已如上所述，对于基因突变的检测，1985以前，利用Southern印迹法，可以筛选出基因的缺失、插入和移码重组等突变形式。对于用该法法不能检测的突变，只能应用复杂费时的DNA序列测定分析法。多聚酶链反应（polymerase chain reaction,PCR）技术是突变研究中的最重大进展，使基因突变检测技术有了长足的发展，目前几乎所有的基因突变检测的分子诊断技术都是建立于PCR的基础之上，并且由PCR衍生出的新方法不断出现，目前已达二十余种，自动化程度也愈来愈高，分析时间大大缩短，分析结果的准确性也有很大很提高。其中包括单链构象多态性（single-strand comformational polymorphism,SSCP）和异源双链分析法（heteroduplex analysis,HA）。下面分别介绍几种PCR衍生技术及经典突变检测方法，可根据检测目的和实验室条件选择时参考。 PCR-SSCP法 PCR-SSCP法是在非这性聚丙烯酰胺凝胶上，短的单链DNA和RNA分子依其大街基序列不同而形成不同构象，一个碱基的改变将影响其构象而导致其在凝胶上的移动速度改变。其基本原理为单链DNA在中性条件下会形成二级结构，这种二级结构依赖于其碱基组成，即使一个碱基的不同，也会形成不同的二级结构而出刺同的迁移率。由于该法简单快速，因而被广泛用于未知基因突变的检测。用PCR-SSCP法检测小于200bp的PCR产物时，突变检出率可达70％-95％，片段大于400bp时，检出率仅为50％左右，该法可能会存在1％的假阳性率。应用PCR-SSCP法应注意电泳的最佳条件，一般突变类型对检测的灵敏度无大的影响，同时该法不能测定突变的准确位点，还需通过序列分析来确定。Sarkar等认为对于大于200bp的片段，用其RNA分子来做SSCP会提高其录敏度。应用PCR-SSCP检测点突变已见报道于人类大部分的肿瘤组织或细胞，如乳腺癌、食管癌、肺癌、胃癌、肝癌、胰腺癌等。检测的基因包括多种癌基因及抑癌基因，也是检测抑癌基因p53突变最常用的方法，仅检测第5-8外显子即可发现85％以上的p53基因突变。由于该法简便快速，特别适合大样本基因突变研究的筛选工作。 异源双链分析法（HA） HA法直接在变性凝胶上分离杂交的突变型一野生型DNA双链。由于突变和野生型DNA形成的异源杂合双链DNA在其错配处会形成一突起，在非变性凝胶中电泳时，会产生与相应的同源双DNA不同的迁移率。该法与SSCP相似，所不同的是SSCP分离的是单链DNA，HA法分离的是双链DNA，也只适合于小片段的分析。但HA对一些不能用SSCP 检出的突变有互补作用，两者结合使用，可使突变检出率提高到近100％。

高中生物基因突变知识点总结

高中生物基因突变知识点总结 下面由为大家提供关于高中生物基因突变知识点总结，希望对大家有帮助!高中生物基因突变第一节一、生物变异的类型1、不可遗传的变异(仅由环境变化引起)2、可遗传的变异(由遗传物质的变化引起)，包括：基因突变;基因重组;染色体变异二、可遗传的变异(一)基因突变1、概念：DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变，叫做基因突变。 2、原因：物理因素：X射线、紫外线、r射线等;化学因素：亚硝酸盐，碱基类似物等;生物因素：病毒、细菌等。 3、特点：(1)普遍性(2)随机性(基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期;基因突变可以发生在细胞内的不同的DNA分子上或同一DNA分子的不同部位上)(3)低频性(4)多数有害性(5)不定向性【注】体细胞的突变不能直接传给后代，生殖细胞的则可能 4、意义：它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。 (二)基因重组1、概念：是指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。 2、类型：(1)非同源染色体上的非等位基因自由组合(2)四分体时期非姐妹染色单体的交叉互换高中生物基因突变第二节一、染色体结构变异：实例：猫叫综合征(5号染色体部分缺失)类型：缺失、重复、倒位、易位(看书并理解)二、染色体数目的变异 (3)染色体组数的判断：① 染色体组数= 细胞中形态相同的染色

体有几条，则含几个染色体组例：以下各图中，各有几个染色体组?② 染色体组数= 基因型中控制同一性状的基因个数例：以下基因型，所代表的生物染色体组数分别是多少?(1)Aa ______(2)AaBb _______(3)AAa _______(4)AaaBbb _______(5)AAAaBBbb _______(6)ABCD ______答案：2 2 3 3 4 13、单倍体、二倍体和多倍体单倍体：由配子发育成的个体。 几倍体：由受精卵发育成的个体，体细胞中含几个染色体组就叫几倍体，如含两个染色体组就叫二倍体，含三个染色体组就叫三倍体，以此类推。 体细胞中含三个或三个以上染色体组的个体叫多倍体。 三、染色体变异在育种上的应用1、多倍体育种：方法：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。 (能够抑制纺锤体的形成,导致染色体不分离,从而引起细胞内染色体数目加倍)原理：染色体变异实例：三倍体无子西瓜的培育优缺点：培育出的植物器官大，产量高，营养丰富，但结实率低，成熟迟。 现有纯合矮杆不抗病水稻ddrr和纯合高杆抗病水稻DDRR两个品种,要想得到能够稳定遗传的矮杆抗病水稻ddRR ，应该怎么做?优缺点：后代都是纯合子，明显缩短育种年限，但技术较复杂。 【附】育种方法小结诱变育种杂交育种多倍体育种单倍体育种方法用射线、激光、化学药品等处理生物杂交用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗花药(粉)离体培养原理基因突变基因重组染色体变异染色体

高中生物第四章生物的变异第二节生物变异在生产上的应用教学案浙科版必修

第二节生物变异在生产上的应用 知识内容必考要求 加试要求 杂交育种、诱变育种、单倍体育种和多倍体育种 a a 杂交育种和诱变育种在农业生产中的应用 b b 转基因技术 a a 生物变异在生产上的应用 c 转基因生物和转基因食品的安全性 b 课时要求1.结合培育番茄新品种的实例，概述杂交育种的概念和基本过程。2.结合基因突变的原理，阐明人工诱变育种的概念和过程。3.比较杂交育种和诱变育种。 4.结合烟草新品种的选育过程，说明单倍体育种的过程及特点。 5.结合三倍体无籽西瓜的培育过程，说明多倍体育种的过程及特点。 6.通过转基因技术的过程介绍，说明转基因技术的过程及应用。 你见过像图示那样大的南瓜吗？它可不是普通的南瓜，它是由我国首次载人航天飞船“神舟”五号带入太空培育的新品种。这种南瓜比一般的杂交种品质好，一般重量在300～400斤，是名副其实的“巨人”南瓜。这种育种方法的原理和过程是怎样的呢？今天我们就来学习有关育种的知识。 解决学生疑难点 一、杂交育种 1．概念：利用基因重组原理，可以有目的地将两个或多个品种的优良性状组合在一起，培育出更优良的新品种。 2．原理：基因重组。

3．处理方法 (1)培育显性纯合子 选取亲本――→杂交F 1――→自交F 2――――――――――――→筛选表现型符合要求的个体 连续自交，直至后代几乎不发生性状分离 (2)培育隐性纯合子 选取亲本――→杂交F 1――→自交F 2→筛选符合要求的个体即可推广 4．优缺点 (1)优点：使位于不同个体上的多个优良性状集中于一个个体上，能产生新的基因型。 (2)缺点 ①杂交后代会出现性状分离现象，育种过程缓慢。 ②不能产生新基因、新性状。 有两种纯种的小麦，一个为高秆(D)抗锈病(T)，另一个为矮秆(d)易感锈病(t)，这两对性状独立遗传，现要培育矮秆抗锈病新品种，方法如下： 高秆抗锈病×矮秆易感锈病――→a F 1――→b F 2――→c 稳定遗传的矮秆抗锈病新品种。 请据此分析： 1．过程a 、b 、c 的处理方法分别叫什么？ 答案 杂交、自交、连续自交和观察筛选。 2．从哪一代开始出现矮秆抗锈病的新品种？其中有多少比例的纯合子？ 答案 F 2中开始出现矮秆抗锈病，其中纯合子占13 。 3．上述杂交育种过程至少需要几年的时间(假设每年只繁殖一代)? 分析 第一年：种植亲代，杂交，收获F 1种子； 第二年：种植F 1，自交，收获F 2种子； 第三年：种植F 2，获得表现型符合要求的小麦(矮抗)，同时矮抗自交，收获F 3种子，分单株保存； 第四年：分别种植符合要求的F 3，观察是否发生性状分离，不发生性状分离的为合乎要求的新品种。 答案 4年。 4．培育细菌新品种时，能否用杂交育种的方法？ 答案 不能，杂交育种只适用于进行有性生殖的真核生物，如植物和动物。细菌是原核生物，不能进行有性生殖。 5．是不是所有的杂交育种过程都必须从F 2开始筛选？是不是也都需要连续自交提高纯合度？

第21讲 基因突变和基因重组

第21讲基因突变和基因重组 考点1基因突变 一、可遗传变异和不可遗传变异 在光学显微镜下可见的可遗传变异为染色体变异， 的变异为基因突变、基因重组，只在减数分裂过程发生的变异为基因重组，真、原核生物和病毒共有的变异类型为基因突变。 二、基因突变 1．基因突变的实例：镰刀型细胞贫血症

(1)图示中a 、b 、c 过程分别代表DNA 复制、转录和翻译。突变发生在a(填字母)过程中。 (2)患者贫血的直接原因是血红蛋白异常，根本原因是发生了基 因突变，碱基对由=====A T 突变成=====T A 。 2．基因突变的概念 DNA 分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变。 3．发生时间 主要发生于有丝分裂间期或减Ⅰ分裂前的间期。 4．诱发基因突变的因素(连线) 类型 举例 引发突变原因 ①物理因素 a ．亚硝酸、碱基类似物 Ⅰ.影响宿主细胞DNA ②化学因素 b ．某些病毒的遗传物质 Ⅱ.损伤细胞内DNA ③生物因素 c ．紫外线、X 射线 Ⅲ.改变核酸碱基 答案： 5．基因突变的特点 (1)普遍性：一切生物都可以发生。 (2)随机性：生物个体发育的任何时期和部位。 (3)低频性：自然状态下，突变频率很低。 (4)不定向性：一个基因可以向不同的方向发生突变。

(5)多害少利性：大多数基因突变对生物体是有害的，但有些基因突变，可使生物获得新性状，适应改变的环境。 6．基因突变的结果 产生一个以上的等位基因。 7．意义 (1)新基因产生的途径； (2)生物变异的根本来源； (3)提供生物进化的原始材料。 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) 1．观察细胞有丝分裂中期染色体形态可判断基因突变发生的位置。(×) 2．有丝分裂前期不会发生基因突变。(×) 提示：基因突变不只发生在分裂间期。引起基因突变的因素分为外部因素和内部因素，外部因素对DNA的损伤不仅发生在间期，而是在各个时期都有；另外，外部因素还可直接损伤DNA分子或改变碱基序列，并不是通过DNA的复制来改变碱基对，所以基因突变不只发生在间期。 3．基因突变不一定会引起生物性状的改变。(√) 4．基因突变不一定都产生等位基因。(√) 提示：病毒和原核细胞的基因组结构简单，基因数目少，而且一般是单个存在的，不存在等位基因。因此，真核生物基因突变可产生它的等位基因，而原核生物和病毒基因突变产生的是一个新基因。 5．基因突变不一定都能遗传给后代。(√) 提示：基因突变如果发生在有丝分裂过程中，一般不遗传，但有些植物可能通过无性生殖传递给后代。如果发生在减数分裂过程中，可以通过配子传递给后代。 6．由基因B1突变的等位基因B2可能是由于碱基对替换或碱基

组织变革中员工行为的突变分析

２００６?１２月号?科技进步与对策收稿日期：２００５－１２－１９ 基金项目：教育部博士点基金项目（２０５０２５２００８）；上海市重点学科项目（Ｔ０５０２） 作者简介：罗鄂湘（１９７０－），女，博士研究生，上海理工大学管理学院讲师，研究方向为管理科学与工程；云虹（１９７５－），女，上海理工大学管理学院讲师，研究方向 为人力资源管理；钱省三（１９４４－），男，上海理工大学管理学院教授、博士生导师，研究方向为管理科学与工程。 摘 要：在组织变革中，员工经常会从支持者突然变成反对者，或从反对者突然变成支持者，这往往使管理者们疲 于应对，阻碍了组织变革的顺利进行。利用突变理论中的尖点突变模型分析了这种员工行为的非边疆性变化情况，提出了在组织变革中管理者需要关注的问题及采取的措施。 关键词：组织变革；员工行为；突变理论；尖点突变中图分类号：Ｃ９３６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１－７３４８（２００６）１２－０１８１－０３ 罗鄂湘，云 虹，钱省三 （上海理工大学管理学院，上海２０００９３） 组织变革中员工行为的突变分析 ０前言 为了适应环境的高不确定性，组织中的 变革行为越来越频繁。但是组织变革的成功与失败却是与员工的支持程度密不可分的。一般而言，员工对变革的支持将会促使组织变革的成功，而员工对变革的反对将导致组织变革的失败。但是我们会发现员工的行为存在一种非连续性现象，即并不都是逐渐地由反对走向支持，也不都是逐渐地从支持走向反对，通常会出现突然的变化，例如会突然从反对者变为支持者或突然从支持者转变为反对者。因此本文拟用突变理论来分析组织变革中员工行为的突变情况，建立组织变革员工行为的突变模型，并为管理者顺利推进变革提供一些有用的建议。 １突变理论简述 突变理论是比利时数学家雷内?托姆于 １９７２年创立的关于奇点的理论。 它是建立于拓扑动力学、身长积分、奇点理论及结构稳定性等数学理论之上，专门研究不连续变化的理论。它对动态系统行为中的突然跳跃（突变现象）进行了分析和分类［１，２］。 １．１突变理论的基本概念 设一个以ｍ为向量!为参数的一维函数： Ｖ＝Ｖ（ｘ，!）ｘ∈Ｒ，!∈Ｒｍ 在不失一般性的情况下，函数Ｖ可以表达成一个多项式，因为任何充分光滑的一维函数都可以由一个泰勒（Ｔａｙｌｏｒ）展开式来表达： Ｖ（ｘ，!）＝ｘｎ＋!１ｘｎ－１＋…＋!ｎｘ０，ｎ≤ｍ（１） 其中某些!ｉ可能等于零。不难想象，对于给定的ｎ，当某些参数等于零时，多项式（１）（函数）的图形有不同的几何形状。例如， ｘ４（即!ｉ＝０，ｉ＝１，２，３，４和ｎ＝４）的图形与ｘ４＋!１ｘ３的图形大不相同，那么可以看出函数（１） 的图形与参数!的数目有密切的关系。 这样，便存在一个问题：对于给定的ｎ，是否存在一组参数（即不为零的!）能使多项式的结构稳定，即如果当其!ｉ中的某些由零变为非零时，该函数的极值数目和特征不发生变化。例如函数ｘ４ 的结构就不是稳定 的，因为当!由零变为非零时，如变为ｘ４＋ !１ｘ３时，函数ｘ４的极值和特征都发生了变 化；另外可以证明，当ｎ＝４时，函数ｘ４＋!２ｘ２＋ !３ｘ的结构是稳定的。一般对一个给定的ｎ， 使ｘｎ稳定所必需的参数个数称为该展开式的余维数（ｃｏｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）［３］。上例中ｘ４的余维 数为２。 在这里，我们定义函数（１）的结构稳定形式为势函数。可以看出，函数中的变量有两类，一类是状态变量（ｂｅｈａｖｉｏｒｖａｒｉａｂｌｅｓ）ｘ，它表示系统的行为状态；另一类是控制变量 （ｃｏｎｔｒｏｌｖａｒｉａｂｌｅｓ）!ｉ，它们控制着状态变量的 行为。 下面我们给出平衡曲面Ｍ，奇点集Ｓ，分歧集Ｂ的描述性说明。 设给定势函数Ｖ＝Ｖ（ｘ，!）（ｘ∈Ｒ，!∈Ｒｍ），则该函数的平衡曲面Ｍ可由下面方程定义： ｄｖ ｄｘ ＝０奇点集Ｓ可由下面的方程定义： ｄ２ｖ ｄｘ２ ＝０由Ｍ方程与Ｓ方程联立求解，消去状态变量得到诸控制变量关系的方程，该方程即为分歧集Ｂ。 托姆证明，对于余维数≤４，有７个不同的稳定结构（万有开折），即存在７个势函数，它们分别是［４］： 折叠突变：Ｖ＝ｘ３＋!１ｘ尖点突变：Ｖ＝ｘ４＋!１ｘ２＋!２ｘ燕尾突变：Ｖ＝ｘ５＋!１ｘ３＋!２ｘ２＋!３ｘ蝴蝶突变：Ｖ＝ｘ６＋!１ｘ４＋!２ｘ３＋!３ｘ２＋!４ｘ 人才与教育 １８１

《第2节 生物变异在生产上的应用》教案1

《第2节生物变异在生产上的应用》教案 第1课时 教学目标 1.知识与技能： （1）简述杂交育种的概念，举例说明杂交育种方法的优点和不足。 （2）举例说出诱变育种在生产中的应用。 （3）讨论遗传和变异规律在生产实践中的应用。 （4）总结杂交育种、诱变育种、多倍体育种、单倍体育种异同点。 2.过程与方法： （1）尝试将你获得信息用图表、图解的形式表达出来。 （2）运用遗传和变异原理,解决生产和生活实际中的问题。 3.情感态度和价值观： （1）讨论育种科学技术发展是科学、技术和社会的相互作用。 （2）体会科学技术在发展社会生产力、推动社会进步等方面的巨大作用。 教学重点/难点 【教学重点】 遗传和变异规律在改良农作物和培育家畜品种等方面的应用。 【教学难点】 （1）杂交育种和诱变育种的优点和局限性。 （2）用遗传图解表示各种育种过程。 教学过程 一、课前准备 教师指导学生搜集我国在育种实践方面取得成功的事例，分析其中包含的遗传学规律，体会科学技术在发展社会生产力、推动社会进步等方面的巨大作用。 二、情境创设 教师展示课前收集的古人驯化野生动物、栽培植物的图片资料制成的课件，按课件图片的顺序，先向学生展示古人驯化狗、马、牛、猪、鸡，培育玉米、小麦、水稻、各种蔬菜、水果的过程；再向学生展示现在的家禽、家畜、粮食、蔬菜、水果的各种优良品种的图片，引起学生的兴趣。 三、师生互动 教师；这些优良的品种，都是人们利用生物的变异，通过长期的选择，汰劣留良，培育出来的优良品种。但是这种选择育种的方法周期长，可选择的范围又有限，有些品种只

在某一方面优势，而另一方面却不良等，不能满足日益增长的人们的需要，在实践中，人们逐渐摸索出许多优秀的育种方法。 1、杂交育种 请同学们阅读课本的"问题探讨"并进行讨论。 学生：分组讨论。各小组选派代表上台陈述自己的具体设想，并把设想用遗传图解在实物投影仪上表示出来。听课的同学对各小组的方案进行评价。 教师：从上述同学们的汇报交流中，我们发现大家使用的方法都是――杂交育种，看来你们已经尝试从理论上探索杂交育种的方法了。现在我们来分析各组的方案是否科学规范。 （再次出示各小组的遗传图解）由同学们指出其优点和不足，以及自己的疑问。 学生1：……我们的问题是：杂交育种蕴含着哪些遗传学规律？什么是规范的遗传图解？ 学生2：……我们的问题是：如何推测杂交育种可能的选育过程和结果，培育出的一个新品种，如何判断它是否符合预期的要求呢？ 学生3：…… 如果我们需要的性状显性该如何选？如果是隐性呢？如果又有显性又有隐性呢？选出的新品种应该是纯合子还是杂合子？ 学生4：…… 有没有更简洁的遗传图解呢？ 教师：同学们提的问题都非常到位，大家再讨论。 学生：分组讨论，发言。 教师：点拨、解答同学们的问题： 杂交育种依据的遗传学原理就是：基因的自由组合规律，即通过杂交，把生物不同品种间的基因重新组合，以便使不同亲本的优良基因组合到一起、从而创造出对人类有益的新品种。 同学们在书写时，要依据基因的自由组合规律的原理，把每一代的可能表现型都正确的写出，从杂种第二代就可以选出我们需要的品种。选育出的新品种必须是纯合子，否则其后代就会因为发生性状分离而失去优势。这里，同学们可能发现了问题：隐性性状的品种肯定是纯合子，但显性性状的品种就有可能是纯合子、也有可能是杂合子，该如何鉴定呢？如果我们需要的性状是显性性状，育种时就用亲本的杂交后代连续自交，逐步淘汰，直到不再发生性状分离为止；如果我们需要的性状是隐性性状，育种时就从杂种二代中直接选用。 遗传图解有更简洁的表示方法，即用我们在第一章所学的基因型的方式来表示。 以两个小麦品种杂交为例:如果小麦中，高产（A）对低产（a）是显性，不抗病（B）对抗病（b）是显性，我们需要的是高产抗病的纯种，假定两个亲本小麦品种都是纯合子，请绘出育种过程的基因型图解。

突变理论概述

关思等运用尖点突变理论，基于势能原理，分析了矿柱失稳的机理，论证了采用突变理论研究爆破动荷载诱发地下工程岩体顶板、矿柱、围岩等失稳的机理的可行性。 左宇军，李夕兵等应用突变理论分析了受一维静载岩石系统的稳定性及变化规律，建立了一维静载岩石系统在动载作用下的非线性力学模型，发现静载岩石系统自振频率变化规律，以及动载作用与一维静载岩石系统的响应存在非线性关系，当动载力幅和频率达到一定值时，会引起一维动静组合加载岩石系统振幅的突跳，从而引起岩样子系统的失稳破坏，在一维静载岩石系统动载作用演化过程中，动载信号强度的大小起着决定性作用。 田卿燕，傅鹤林在崩塌声发射监测数据的基础上基于灰色理论和突变理论建立灰色-突变预测模型有效预测了块裂岩质边坡发生崩塌的时间。 催树琴等利用桩受竖向荷载时的荷载与位移的关系曲线，引入尖点突变理论，导出单桩竖向承载力的计算公式，并将导出的单桩竖向承载力的计算公式成功运用于实际工程中。 潘岳等通过岩石在试验机上的压缩试验与突变理论结合提出了岩石的破坏过程的折叠突变模型。 秦四清等将突变理论应用于斜坡失稳研究，建立了顺层斜坡失稳，层状岩体失稳和斜坡平面失稳的尖点突变模型。 顾冲时等采用了大坝及岩基的尖点突变模型，对大坝及岩基的稳定性进行了描述。 江文武等采用突变理论的分析方法，通过对水平矿柱力学模型的分析，推导出了水平矿柱总势能表达式，建立了水平矿柱的尖点突变模型，最终导出了水平矿柱失稳的充要力学条件判据，并提出了水平矿柱回采的工程技术措施。 王新泉等将尖点突变理论应用于基桩极限承载力判定及预测中，建立了基桩极限承载力判定及预测的尖点突变模型，提出了根据尖点突变理论进行基桩极限承载力判定及预测的四类判定方法并对其适用情况进行了分析。 姚文娟等应用突变理论建立了超长桩横向动力稳定性的双尖点突变模型，对超长桩在横向简谐荷载作用下的失稳破坏过程进行了研究。 陈永辉等建立了顶部自由、底部嵌固情况下，顶部铰接、底部铰接情况下桩

生物变异在生产上的应用-课时作业(十三)

课时提升作业(十三) 生物变异在生产上的应用 一、选择题(共8小题,每小题4分,共32分) 1.杂种优势在农业生产上被广泛应用。但杂种作物往往只能利用一代,可是杂种马铃薯以块茎繁殖,却可连续多年种植,这是因为( ) A.杂交马铃薯的后代不会发生性状分离 B.马铃薯只能进行无性繁殖 C.营养生殖使后代能保持亲代性状 D.马铃薯进行出芽生殖 【解题关键】无性繁殖中不产生有性配子,不发生基因重组,能保持亲本的一切性状。 【解析】选C。杂种马铃薯以块茎繁殖是一种无性繁殖方式,在繁殖过程中,采取的分裂方式是有丝分裂,有丝分裂最大的特点是保持亲本的优良性状。 2.下列关于育种的叙述中,正确的是( ) A.用物理因素诱变处理可提高突变率 B.诱变育种和杂交育种均可形成新的基因 C.三倍体植物不能由受精卵发育而来 D.诱变获得的突变体多数表现出优良性状 【解析】选A。物理因素如X射线可以提高基因的突变率;杂交育种的原理是基因重组,并没有形成新的基因;三倍体由受精卵发育而来,体细胞中含有三个染

色体组,如三倍体无籽西瓜;诱变育种的原理是基因突变,而基因突变是多害且 不定向的。 3.(2014·杭州高二检测)下列各种育种措施中,能产生新基因的是( ) A.高秆抗锈病小麦和矮秆易染锈病小麦杂交获得矮秆抗锈病优良品种 B.用秋水仙素诱导二倍体西瓜获得无籽西瓜 C.用X射线、紫外线处理青霉菌获得高产青霉菌株 D.用离体花药培育小麦植株 【解析】选C。A项属于杂交育种,原理是基因重组;B项属于多倍体育种;C项属于诱变育种,原理是基因突变,基因突变能产生新的基因;D项属于单倍体育种。【误区警示】优良性状≠新基因 本题易误选A。优良性状的产生并不代表有新的基因形成,也可能是原有性状重新组合成的优良性状。 4.(2014·江苏高考)下图是高产糖化酶菌株的育种过程,有关叙述错误的是 ( ) 出发菌株挑取200个单细胞菌株选出50株选出5株多轮重复筛选 A.通过上图筛选过程获得的高产菌株未必能作为生产菌株 B.X射线处理既可以引起基因突变也可能导致染色体变异(畸变) C.上图筛选高产菌株的过程是定向选择过程 D.每轮诱变相关基因的突变率都会明显提高 【解题关键】隐含知识:该菌株能形成糖化酶,则一定是真核生物,因为蛋白质的糖化是在内质网中完成的,所以该菌株能发生染色体变异。

基因突变与疾病

第九章基因突变与疾病 基因（gene)是DNA分子上一段具有遗传功能的核苷酸序列，是细胞内遗传物质的主要结构和功能单位。基因具有如下特征：①基因能自我复制。一个基因随DNA的复制而成为两个相同的基因。②基因决定性状。DNA上某一结构基因经转录和翻译，决定某种酶和蛋白质的合成，从而表现出某一性状。③基因能发生突变。在生物进化过程中，由于多种因素的影响，基因可发生突变，基因突变是生物进化、分化的分子基础，也是某些疾病的基础，是生物界普遍存在的现象。 第一节基因突变的概念和原因 基因突变(gene mutation)是指DNA分子上核苷酸序列或数目发生改变。由一个或一对碱基发生改变引起核苷酸序列改变所致的突变，称为点突变（point mutation)；把核苷酸数目改变的基因突变称为缺失性或插入性突变(deletional and insertionar mutation)。基因突变后在原有位置上出现的新基因，称为突变基因（mutant gene)。基因突变后变为和原来基因不同的等位基因，从而导致了基因结构和功能的改变，且能自我复制，代代相传。 基因突变可以发生在生殖细胞，也可发生在体细胞。发生在生殖细胞的基因突变可通过受精卵将突变的遗传信息传给下一代，并在子代所有细胞中都存在这种改变。由于子代生殖细胞的遗传性状也发生了相应的改变，故可代代相传。发生于有性生殖生物体细胞的基因突变不会传递给子代，但可传给由突变细胞分裂所形成的各代子细胞群，在局部形成突变细胞群体。通常认为肿瘤就是体细胞突变的结果。 基因突变的原因很多，目前认为与下列因素有关：

一、自发性损伤 大量的突变属于自发突变，可能与DNA复制过程中碱基配对出现误差有关。通常DNA复制时碱基配对总有一定的误配率，但一般均可通过DNA损伤的修复酶快速修正。如果少数误配碱基未被纠正或诸多修复酶某一种发生偏差，则碱基误配率就会增高，导致DNA分子的自发性损伤。 二、诱变剂的作用 诱变剂(mutagen）是外源诱发突变的因素，它们的种类繁多，主要有： （一）物理因素 如紫外线、电离辐射等。大剂量紫外线照射可引起DNA主链上相邻的两个嘧啶碱以共价键相结合。生成嘧啶二聚体，相邻两个T、相邻两个C或C与T 之间均可形成二聚体，但最容易形成的二聚体是胸苷酸二聚体（thyminedimerTT )。由于紫外线对体细胞DNA的损伤，从而可以诱发许多皮肤细胞突变导致皮肤癌。电离辐射对DNA的损伤有直接效应和间接效应。前者系电离辐射穿透生物组织时，其辐射能量向组织传递，引起细胞内大分子物质吸收能量而激发电离，导致DNA理化性质的改变或损伤；后者系电离辐射通过扩散的离子及自由基使能量被生物分子所吸收导致DNA损伤。生物组织中的水 经辐射电离后可产生大量稳定的、高活性的自由基及H 2O 2 等。这些自由基与活 性氧与生物大分子作用不但可引起DNA损伤，而且也能引起脂质和生物膜的损伤及蛋白质和酶结构与功能的异常。电离辐射使DNA损伤的作用机制主要表现在三个方面：①碱基破坏脱落与脱氧戊糖分解。②DNA链断裂。③DNA交联或DNA-蛋白质交联。 （二）化学因素 如某些化工原料和产品、工业排放物、汽车尾气、农药、食品防腐剂和添加剂等均具有致突变作用。目前已检出的致突变化合物已达6万余种。现择下列常见化学诱变剂说明对DNA损伤的机制。

生物变异在生产上的应用(一)

第二节生物变异在生产上的应用 第1课时生物变异在生产上的应用(一) ?育种人员以抗病黄果肉番茄与易感病红果肉番茄为材料，通过杂交的方法成功培育出抗病红果肉番茄新品种。这种育种方法属于() A．杂交育种 B．诱变育种 C．单倍体育种 D．多倍体育种 ?袁隆平培育的杂交水稻闻名世界，从遗传角度看，和普通水稻相比，杂交水稻增产的原因是() A．基因重组 B．染色体结构改变 C．基因突变 D．人工诱变 ?[2016·浙江台州中学高二期中] 为了用人工方法同时得到基因型为AABB、AAbb、aaBB、aabb的四种纯合子，育种中应采用下列哪种基因型个体的花药进行离体培养() A．AaBB B．Aabb C．AaBb D．AABB ?杂交玉米的种植面积越来越大，农民需要每年购买玉米杂交种。农民不能自留种子来年再种的原因是() A．自留种子的发芽率低

B．杂交种都具有杂种优势 C．自留种子容易患病虫害 D．杂交种的有性繁殖后代会发生性状分离 ?下列有关太空育种的说法，不正确的是() A．太空育种常选用萌发的种子或幼苗作为实验材料 B．太空育种是利用太空微重力、强辐射等因素来诱发基因突变 C．利用太空育种不一定能获得人们所期望的优良性状 D．若要改良缺乏某种抗病性的植物品种，不宜采用太空育种 ?用高秆抗病小麦和矮秆易染病小麦培育矮秆抗病小麦品种时，检测基因型常用的方法是() A．连续自交 B．连续测交 C．与矮秆易染病小麦进行杂交 D．显微镜观察 ?下列叙述中不属于诱变育种的优点的是() A．提高基因突变率 B．普遍提高产量 C．创造新的变异类型 D．大幅度改良某些性状 ?杂交育种中，杂种后代的性状一旦产生便能稳定遗传的是() A．优良性状 B．相对性状

基因突变的检测方法

基因突变的检测方法 基因突变的检测方法 基因突变的研已成为当今生命科学研究的热点之一，检测方法也随之迅速发展。人类细胞癌基因的突变类型已如上所述，对于基因突变的检测，1985以前，利用Southern印迹法，可以筛选出基因的缺失、插入和移码重组等突变形式。对于用该法法不能检测的突变，只能应用复杂费时的DNA序列测定分析法。多聚酶链反应（polymerase chain reaction,PCR）技术是突变研究中的最重大进展，使基因突变检测技术有了长足的发展，目前几乎所有的基因突变检测的分子诊断技术都是建立于PCR的基础之上，并且由PCR衍生出的新方法不断出现，目前已达二十余种，自动化程度也愈来愈高，分析时间大大缩短，分析结果的准确性也有很大很提高。其中包括单链构象多态性（single-strand comformational polymorphism,SSCP）和异源双链分析法（heteroduplex analysis,HA）。下面分别介绍几种PCR衍生技术及经典突变检测方法，可根据检测目的和实验室条件选择时参考。 PCR-SSCP法 PCR-SSCP法是在非这性聚丙烯酰胺凝胶上，短的单链DNA和RNA分子依其大街基序列不同而形成不同构象，一个碱基的改变将影响其构象而导致其在凝胶上的移动速度改变。其基本原理为单链DNA在中性条件下会形成二级结构，这种二级结构依赖于其碱基组成，即使一个碱基的不同，也会形成不同的二级结构而出刺同的迁移率。由于该法简单快速，因而被广泛用于未知基因突变的检测。用PCR-SSCP法检测小于200bp的PCR产物时，突变检出率可达70％-95％，片段大于400bp时，检出率仅为50％左右，该法可能会存在1％的假阳性率。应用PCR-SSCP法应注意电泳的最佳条件，一般突变类型对检测的灵敏度无大的影响，同时该法不能测定突变的准确位点，还需通过序列分析来确定。Sarkar等认为对于大于200bp的片段，用其RNA分子来做SSCP会提高其录敏度。应用PCR-SSCP检测点突变已见报道于人类大部分的肿瘤组织或细胞，如乳腺癌、食管癌、肺癌、胃癌、肝癌、胰腺癌等。检测的基因包括多种癌基因及抑癌基因，也是检测抑癌基因p53突变最常用的方法，仅检测第5-8外显子即可发现85％以上的p53基因突变。由于该法简便快速，特别适合大样本基因突变研究的筛选工作。 异源双链分析法（HA） HA法直接在变性凝胶上分离杂交的突变型一野生型DNA双链。由于突变和野生型DNA形成的异源杂合双链DNA在其错配处会形成一突起，在非变性凝胶中电泳时，会产生与相应的同源双DNA不同的迁移率。该法与SSCP相似，所不同的是SSCP分离的是单链DNA，HA法分离的是双链DNA，也只适合于小片段的分析。但HA对一些不能用SSCP 检出的突变有互补作用，两者结合使用，可使突变检出率提高到近100％。 突变体富集PCR法（mutant-enriched PCR）本法的基本原理是利用ras基因家族某个密码子部位存在已知的限制性内切酶位点，如K-ras基因第12密码子的BstNI位点，第13密古巴子有BgⅠⅡ位点。用链续二次的巢式PCR来扩增包括K-ras第12、13密码子的DNA片段，在两次扩增反应之间用相应的内切酶消化扩增的DNA片段，野生型因被酶切而不能进入第二次PCR扩增，而突变型则能完整进入第二次PCR扩增并得到产物的富集。 变性梯度凝胶电泳法（denaturing gradinent electrophoresis,DGGE） DGGE法分析PCR 产物，如果突变发生在最先解链的DNA区域，检出率可达100％，检测片段可达1kb，最适

点突变

定点突变 定点突变原理图 定点突变是指通过聚合酶链式反应（PCR）等方法向目的DNA片段（可以是基因组，也可以是质粒）中引入所需变化（通常是表征有利方向的变化），包括碱基的添加、删除、点突变等。定点突变能迅速、高效的提高DNA所表达的目的蛋白的性状及表征，是基因研究工作中一种非常有用的手段。 意义 体外定点突变技术是研究蛋白质结构和功能之间的复杂关系的有力工具，也是实验室中改造/优化基因常用的手段。蛋白质的结构决定其功能，二者之间的关系是蛋白质组研究的重点之一。对某个已知基因的特定碱基进行定点改变、缺失或者插入，可以改变对应的氨基酸序列和蛋白质结构，对突变基因的表达产物进行研究有助于人类了解蛋白质结构和功能的关系，探讨蛋白质的结构/结构域。而利用定点突变技术改造基因：比如野生型的绿色荧光蛋白（wtGFP）是在紫外光激发下能够发出微弱的绿色荧光，经过对其发光结构域的特定氨基酸定点改造，现在的GFP能在可见光的波长范围被激发（吸收区红 定点突变 移），而且发光强度比原来强上百倍，甚至还出现了黄色荧光蛋白，蓝色荧光蛋白等等。定点突变技术的潜在应用领域很广，比如研究蛋白质相互作用位点的结构、改造酶的不同活性或者动力学特性，改造启动子或者DNA作用元件，提高蛋白的抗原性或者是稳定性、活性、研究蛋白的晶体结构，以及药物研发、基因治疗等等方面。 单点突变 对于单点突变，Stratagene公司的QuikChange Site-directed Mutagenesis kit是不错的选择，通过巧妙设计，将质粒定点突变技术变得简单有效。准备突变的质粒必须是从常规E.coli 中经纯化试剂盒(Miniprep)或者氯化铯纯化抽提的质粒。设计一对包含突变位点的引物（正、反向），和模版质粒退火后用PfuTurbo聚合酶“循环延伸”，(所谓的循环延伸是指聚合酶按照模版延伸引物，一圈后回到引物5’端终止，再经过反复加热褪火延伸的循环，这个反应区别于滚环扩增，不会形成多个串联拷贝。)正反向引物的延伸产物退火后配对成为带缺刻的开环质粒。DpnI酶切延伸产物，由于原来的模版质粒来源于常规大肠杆菌，是经dam甲基化修饰的，对DpnI敏感而被切碎（DpnI识别序列为甲基化的GATC，GATC在几乎各种质粒中都会出现，而且不止一次），而体外合成的带突变序列的质粒由于没有甲基化而不被切开，

基因突变和基因重组

基因突变和基因重组

基因突变和基因重组 【课前复习】 在学习新课程前必须复习有关DNA的复制、基因控制蛋白质的合成、表现型与基因型的关系等知识，这样既有利于掌握新知识，又便于将新知识纳入知识系统中。 温故——会做了，学习新课才能有保障1．DNA分子的特异性决定于 A．核糖的种类B．碱基的种类 C．碱基的比例D．碱基对的排列顺序答案：D 2．基因对性状控制的实现是通过A．DNA的自我复制 B．DNA控制蛋白质的合成 C．一个DNA上的多种基因 D．转运RNA携带氨基酸 答案：B 3．下列关于基因型与表现型关系的叙述中，错误的是 A．表现型相同，基因型不一定相同B．基因型相同，表现型一定相同C．在相同生活环境中，基因型相同，表现型一定相同

D．在相同生活环境中，表现型相同，基因型不一定相同 答案：B 4．实现或体现遗传信息的最后阶段是在细胞的哪一部分中进行的 A．线粒体中B．核糖体中C．染色质中D．细胞质中 答案：B 知新——先看书，再来做一做 1．变异的类型有_________和_________两种。后者有三个来源_________、___________、___________。2．基因突变 (1)概念：由于DNA分子中发生碱基对的___________、___________或___________，而引起的基因结构的改变，就叫做基因突变。 (2)实例：镰刀型细胞贫血症 ①根本原因：控制合成血红蛋白的DNA 分子的一个___________发生改变。 ②直接原因：血红蛋白多肽链中___________被___________代替。(3)结果：基因突变使一个基因变成它的___________基因，并且通常会引起—定的___________型的变化。

高中生物 生物变异在生产上的应用教案 浙科版必修2.doc

第二节 生物变异在生产上的应用 一、教学目标 （1）知识目标：用自己的语言解释杂交育种、诱变育种和单倍体育种等基本概念。 （2）能力目标：通过分析评价各种育种方式或技术的优劣活动，培养学生的分析问题能力及表达交流能力。能尝试书写杂交育种的遗传图谱。 （3）情感态度与价值观目标：认识生物科学的价值，培养质疑、求实、创新的科学精神和科学态度。 二、教学重难点： 1、重点：（1）各种育种方法和技术的遗传学原理分析； （2）各种育种方式和技术的优劣比较。 2、难点：杂交育种和诱变育种的优点和局限性；用遗传图解表示各种育种过程。 三、教学过程 导入： ［问题情景］ 有位农场主，他有这样两个大棚果园，一个里面种的番茄是黄果肉的，另一个是红果肉的品种。红果肉的番茄呢，比较受消费者的喜爱，但是它很容易感染疾病；黄果肉的虽然具有较强的抗病能力，但是一般人们还是比较喜欢红番茄。如何能够得到既抗病的又是红果肉的番茄呢，请问：你们有哪些方法帮他解决这个问题？ ［学生活动］用遗传图解的方法写出育种方案，展示交流并相互评价。 ［教师归纳］与学生共同纠正遗传图解中存在的问题，并展示参考方案： （一）杂交育种： P 易感病、红果肉 × 抗病、黄果肉 SSRR ssrr F1 易感病、红果肉 SsRr F2 易感病红果 抗病红果 抗病黄果 ssRR ssRr F3 抗病红果 F4 方法：杂交 自交 选优 自交 选优 原理：基因重组 （二）单倍体育种方案 ［教师提问］：有没有其他的育种方案 ［学生活动］思考并回答，共同完成育种方案。 × × ×

P 易感病、红果肉×抗病、黄果肉 SSRR ssrr F1 易感病、红果肉 SsRr × 配子 花药离体培养 单倍体SR Sr sR sr 秋水仙素处理 纯合子SSRR SSrr ssRR ssrr 方法：杂交花药离体培养秋水仙素筛选 原理：染色体畸变 ［学生活动］讨论比较两种育种方式，谈谈各自的优缺点。 ［教师归纳］：归纳、板书并提问：如果该农场主还想得到各种各样新的品种番茄，还有没有别的方法？诱变育种有哪些方法？ （三）诱变育种 ［问题情景］： 资料分析：我国运用返回式运载卫星搭载水稻种子，返回地面后种植，培育出的水稻穗长粒大，亩产达600kg，最高达750kg，蛋白质含量增加8%-20%，生长期平均缩短10天。请回答： （1）水稻产生这种变异的来源是_______，产生变异的原因是________。 （2）这种方法育种的优点有__________。 ［学生活动］思考并回答 ［讨论］联系基因突变的特点，谈谈诱变育种的局限性，要想克服这些局限性，可以采取什么办法？ ［实例分析］诱变育种的应用 ①植物育种方面：如太空育种 ②微生物育种方面：高产青霉素菌株的获得 ［小试身手］ 当神舟六号航天飞船搭载着两位英雄宇航员成功返航时，一些特殊的乘客也回到了地球。他们是一些：生物菌种、植物组培苗和作物、植物、花卉种子等。在太空周游了115小时32分钟，返回地球后，搭载单位的科研人员将继续对它们进行有关试验。 回答： （1）作物种子从太空返回地面后种植，往往能出现新的变异特征。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。请预测可能产生的新的变异对人类是否有益? ，你判断的理由是________________。 ［小结］生物育种的方式有很多种，每种方式都有各自的优缺点，生产实践中应根据具体情况选择合适的育种方式。

最新高二生物-基因突变的应用 精品

基因突变的应用 对于人类来讲，基因突变可以是有用的也可以是有害的。 诱变育种通过诱发使生物产生大量而多样的基因突变,从而可以根据需要选育出优良品种,这是基因突变的有用的方面。在化学诱变剂发现以前，植物育种工作主要采用辐射作为诱变剂；化学诱变剂发现以后，诱变手段便大大地增加了。在微生物的诱变育种工作中，由于容易在短时间中处理大量的个体，所以一般只是要求诱变剂作用强，也就是说要求它能产生大量的突变。对于难以在短时间内处理大量个体的高等植物来讲，则要求诱变剂的作用较强，效率较高并较为专一。所谓效率较高便是产生更多的基因突变和较少的染色体畸变。所谓专一便是产生特定类型的突变型。例如在大麦中发现对于诱发抗白粉病突变型来讲，甲基磺酸乙脂的诱变作用高于X射线一倍以上。在番茄中，发现肼诱发的花青素突变型较多,而羟胺则诱发的某些形态突变型较多,这种诱变作用专一的原因还不清楚。 害虫防治用诱变剂处理雄性害虫使之发生致死的或条件致死的突变，然后释放这些雄性害虫，便能使它们和野生的雄性昆虫相竞争而产生致死的或不育的子代。 诱变物质的检测多数突变对于生物本身来讲是有害的,人类的癌症的发生也和基因突变有密切的关系,因此环境中的诱变物质的检测已成为公共卫生的一项重要任务。 从基因突变的性质来看，检测方法分为显性突变法、隐性突变法和回复突变法三类。①显性致死突变法，用待测物质处理雄性小鼠，使处理的雄鼠和未处理的雌鼠交配，观察母鼠子宫中的死胎数，死胎数愈多则说明诱发的显性致死突变愈多。这一方法适用于慢性处理，其优点是可靠性较大，而且测试对象是哺乳动物。缺点是不能区别出药物对遗传物质的诱变作用和对于胚胎发育的其他毒理效应。②隐性突变法，一般采用某些隐性突变基因呈杂合状态的动植物作为测试对象，如果经某种药物处理后出现这一隐性性状，便说明这一药物诱发了这一隐性突变。小鼠中有多个隐性突变基因呈杂合状态的品系，可以用它来同时测定几个座位上诱发的基因突变。这一方法的优点是所测得的是哺乳动物中的基因突变，缺点是灵敏度较低，而且必须具备特殊的动植物品系,实验周期也较长。CIB法是用果蝇作为测试对象的一种检测方法。主要用来检测X染色体上发生的隐性致死突变。果蝇的生活周期较短，所以这一方法的实验周期也较短。③回复突变法，一种根据回复突变诱发频率检测诱变物质的方法，由B.艾姆斯在1973年所首创，又称艾姆斯测验。测试对象是鼠伤寒沙门氏菌的几个组氨酸缺陷型菌株，包括碱基置换突变型和移码突变型。在检测系统中还包括大鼠的肝脏微粒体活化系统(S9)，其中的酶能使一些前诱变剂转变为诱变剂。虽然在这里测试对象是细菌，而不是哺乳动物，但是由于这一检测系统简便易行，灵敏度较高，所以常用来作为诱变物质检测初步筛选的短期测试系统，用这种方法已经对几百种物质进行了测试，发现大约90％的致癌物质具有诱变作用。④中间宿主扩散盒法，为了能使回复突变法更接近于哺乳动物活体中的情况，有人把测试的细胞放在一种特制的小盒中，小盒的膜只允许溶液通过。把这种小盒埋藏在动物腹腔内，用待测物质处理动物，经过一定的时间后把小盒取出，测定小盒中被诱发回复突变的细胞数。 除了用来检测基因突变的许多方法以外，还有许多用来检测染色体畸变和姐妹染色单体互换的测试系统。当然对于药物的致癌活性的最可靠的测定是哺乳动物体内致癌情况的检测。但是利用微生物中诱发回复突变这一指标作为致癌物质的初步筛选，仍具有重要的实际意义。