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高中三年级生物

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首页 高中三年级生物知识 叶绿体 基因突变 现代生物技术在育种上的应用 试题正文
  • 填空题
    磺酸乙酯(EMS)能使鸟嘌呤(G)的N位置上带有乙基而成为7-乙基鸟嘌呤，这种鸟嘌呤不与胞嘧啶(C)配对而与胸腺嘧啶(T)配对，从而使DNA序列中G-C对转换成A-T对。育种专家为获得更多的变异水稻亲本类型，常先将水稻种子用EMS溶液浸泡，再在大田种植，通过选育可获得株高、穗形、叶色等性状变异的多种植株。请回答下列问题：
    (1)下图表示水稻一个基因片段的部分碱基序列。若用EMS溶液浸泡处理水稻种子后，该DNA序列中所有鸟嘌呤(G)的N位置上均带有了乙基而成为7-乙基鸟嘌呤。请在相应方框的空白处，绘出经过一次DNA复制后所形成的两个DNA分子(片段)的碱基序列。

    (2)水稻矮秆是一种优良性状。某纯种高秆水稻种子经EMS溶液浸泡处理后仍表现为高秆，但其自交后代中出现了一定数量的矮秆植株。请简述该矮秆植株形成的过程________。
    (3)某水稻品种经处理后光反应酶的活性显著提高，这可能与相关基因突变有关。在叶肉细胞内控制光反应酶的相关基因可能分布于____(填细胞结构名称)中。
    (4)已知水稻的穗形受两对等位基因(Sd1和sd1、Sd2和sd2)共同控制，两对基因独立遗传，并表现为基因互作的累加效应，即：基因型为Sd1_Sd2_的植 株表现为大穗，基因型为sd1sd1Sd2_、Sd1_sd2sd2的植株均表现为中穗，而基因型为sd1sd1sd2sd2的植株则表现为小穗。某小穗水稻种子经EMS处理后，表现为大穗。为了获得稳定遗传的大穗品种，下一步应该采取的方法可以是________。
    (5)实验表明，某些水稻种子经甲磺酸乙酯(EMS)处理后，DNA序列中部分G-C碱基对转换成A-T碱基对，但性状没有发生改变，其可能的原因有_____(至少写出两点)。
    本题信息：2011年江苏模拟题生物填空题难度极难 来源:姚瑶
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本试题 “磺酸乙酯(EMS)能使鸟嘌呤(G)的N位置上带有乙基而成为7-乙基鸟嘌呤，这种鸟嘌呤不与胞嘧啶(C)配对而与胸腺嘧啶(T)配对，从而使DNA序列中G-C对转换成A-T对。育...” 主要考查您对

叶绿体

基因突变

现代生物技术在育种上的应用

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捕获光能的色素和结构:

 1、捕获光能的结构——叶绿体

名称 叶绿体
分布 主要存在于绿色植物的叶肉细胞和幼茎的皮层细胞中
形态 扁平的椭球形或球形
结构 双层膜内含有几个到几十个基粒（由许多类囊体堆叠而成），基粒之间充满了基质
主要成分 类囊体的薄膜上分布有色素和酶，基质中有进行光合作用所需的酶、少量的DNA.RNA和核糖体等
功能 叶绿体中的色素吸收、传递、转换光能，叶绿体是进行光合作用的场所

 2、叶绿体功能的验证
(1)实验过程及现象

(2)实验结论
①叶绿体是进行光合作用的场所。
②O2是由叶绿体释放的。
3、捕获光能的色素

色素种类 叶绿素(3/4) 类胡萝卜素(1/4)
叶绿素a 叶绿素b 胡萝卜素 叶黄素
蓝绿色 黄绿色 橙黄色 黄色
分布 叶绿体基粒的囊状结构薄膜上
吸收光谱 A为叶绿素，主要吸收红光和蓝紫光；B为类胡萝卜素，主要吸收蓝紫光
化学特性 不溶于水，能溶于酒精、丙酮和石油醚等有机溶剂
色素与叶片颜色 正常绿色 正常叶子的叶绿素和类胡萝卜素的比例为3：1，且对绿光吸收最少，所以正常叶片总是呈现绿色
叶色变黄 寒冷时，叶绿素分子易被破坏，类胡萝卜素较稳定，显示出类胡萝卜素的颜色，叶子变黄
叶色变红 秋天降温时，植物体为适应寒冷，体内积累了较多的可溶性糖，有利于形成红色的花青素，而叶绿素因寒冷逐渐降解，叶子呈现红色

思维拓展：

1、由类囊体堆叠而成的基粒，增大了膜面积，增加了反应面积。
2、无色大棚膜与有色大棚膜：日光中各种颜色的光均能透过无色大棚膜，光合效率高；有色大棚膜主要透过同色光，吸收其他颜色的光，光能有损失，只在为得到特殊品质的产物时才使用。

基因突变：

概念 由于DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或替换而引起的基因结构的改变
意义 是生物变异的根本来源，为生物进化提供了最初的选择材料
类型 自然突变和诱发突变
原因 外因：某些环境条件（如物理、化学、生物因素）
内因：DNA复制过程中，基因中脱氧核苷酸的种类、数量和排列顺序发生改变，从而改变了遗传信息
结果 产生了该基因的等位基因，即新基因
特点 普遍性、随机性、低频性、多害少利性、不定向性（多向性）、可逆性
时期 DNA复制时（发生于有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期）
人工诱变 原理 物理、化学、生物因素影响生物，使它发生基因突变
方法 物理方法：辐射诱变、激光诱变
化学方法：硫酸二乙酯、亚硝酸等处理生物材料
意义 提高变异频率，创造动物、植物和微生物新品种



知识拓展：

1、基因突变和生物性状的关系
①多数基因突变并不引起生物性状的改变。
a．不具有遗传效应的DNA片段中的“突变”不引起基因突变，不引起性状变异。
b．由于多种密码子决定同一种氨基酸，因此某些基因突变也不能引起性状的改变。
c．某些基因突变虽改变了蛋白质中个别位置的氨基酸种类，但并不影响蛋白质的功能。
d．隐性突变在杂合子状态下也不会引起性状的改变。
②少数基因突变可引起性状的改变，如人的镰刀型细胞贫血症。
2、基因突变对后代的影响
①基因突变若发生在体细胞有丝分裂过程中，这种突变可通过无性繁殖传给后代，但不会通过有性生殖传给后代。
②基因突变若发生在精子或卵细胞形成的减数分裂过程中，这种突变可通过有性生殖传给后代。
3、基因突变对蛋白质结构的影响
碱基对 影响范围 对氨基酸的影响
替换 小 只改变1个氨基酸或不改变
增添 大 插入位置前不影响，影响插入位置后的序列
缺失 大 缺失位置前不影响，影响缺失位置后的序列
4、基因突变在普通光学显微镜下无法看到，但染色体变异一般可以镜检出来。
5、基因突变的结果：基因突变引起基因“质”的改变，产生了原基因的等位基因，改变了基因的碱基序列，如由A→a(隐性突变)或a→A（显性突变），但并未改变染色体上基因的数量和位置。
6、显性突变和隐性突变的判定
（1）基因突变的类型
显性突变：aa→Aa（当代表现）
隐性突变：AA→Aa（当代不表现，一旦表现即为纯合体）
(2)判定方法
①植物：让突变体自交

②动、植物：让突变体与其他未突变体杂交

现代生物技术在育种上的应用：

1、转基因技术育种：是指按照人们的意愿，把一种生物的某个基因克隆出来，加以修饰和改造，再转移到另一种生物的细胞里，从而定向地改造生物的遗传性状。包括目的基因的制备和目的基因导入受体细胞的过程。
2、转基因植物的实例：转基因烟草、转基因耐贮藏番茄、转基因抗虫作物（抗虫棉、抗虫玉米、抗虫杨树和抗虫甘蓝）、抗除草剂作物。
3、转基因动物的实例：超级小鼠、绵羊、兔等。
4、细胞杂交育种：指将同类或不同类生物体地原生质体或体细胞，在一定的物理或化学条件下进行融合形成杂种细胞，再创造条件将杂种细胞培养成完整的杂种生物个体。（如马铃薯--番茄植株和白菜——甘蓝）

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