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疑 难 对2011浙江高考的第6题B选项的质疑 6、 将 ada（腺苷酸脱氨酶基因）通过质粒pET28b导入 大肠杆菌并成功表达腺苷酸脱氨酶。下列叙述错误的是 A每个大肠杆菌细胞至少含一个重组质粒 B每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点 C每个限制性核酸内切酶识别位点至少插入一个ada 前两种酶切割后重组 D每个插入的ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子 限制性内切酶Ⅰ的识别序列和切 -AGATCC点是—G↓GATCC—， 限制性内切酶Ⅱ的识别序列和切 当切割质粒和目的基因用的是不同的限制性核酸内 -TCTAGG点是—A↓GATCT—, 切酶时，原来的序列将被破坏。还有些限制性酶可 后两种酶切割后重组 以切出平末端，也可以使目的基因和质粒连接 ，所 限制性内切酶Ⅲ的识别序列和切 点是—CCC↓GGG— 以重组的质粒将没有原来的序列了，也就无法再被 -CCCCT限制性核酸内切酶所识别 。 限制性内切酶Ⅳ识别序列和切点 -GGGGA是-AG↓CT- 基因工程-限制内切酶的作用机理及DNA重组过程 近几年的高考都有所涉及，选修3的重要内容之一， 三年题干中都出现了限制性核酸内切酶，内容涉及的实 验理论抽象难懂，所用仪器比较复杂，操作难度大，所 以实际教学中开展有一定困难。 一、限制内切酶的作用机理 建议：1、问题教学法 2、建立概念模型 书本上对限制性核酸内切酶的描述为：能够识别和切割 DNA分子内一小段特殊核苷酸序列的酶。 限制性 内切酶 酶切位点 EcoRⅠ -GAATTC- 酶切后的片段 -G AATTC- -CTTAAG- -CTTAA Ga. -CAGGATCCCATGBamHⅠ -GGATCC-CTCCTAGGGTACb. -GACTAGGTACCAA-CCATGG-CTGATCCATGGTTHindⅢ -AAGCTTc. -GCAGAATTCGATC-TTCGAA-CGTCTTAAGCTAGKpnⅠ -GGTACCd. -AAGCTTGACTA-TTCGAACTGAT-CCATGG1 能被该酶酶切 的DNA序列 1.完成第三列，其中EcoR Ⅰ已经给出了答案。然后 把每种限制性内切酶所切割的DNA序列对应的字母 写出来。 2.运用模型：构建一个能被Hind Ⅲ酶切两次的DNA 序列。 3.分析：写出一个病毒DNA片段序列，其末端要能够 与经BamHI 酶切的DNA片段末端拼接。 4.得出结论：限制性内切酶剪切DNA的部位具有特异 性吗？请举例说明理由。 二、 DNA重组过程 建议：模拟DNA重组实验，进行类比和分析 1.从白纸上剪下较宽的长条。 2.再从红纸上剪下同样宽的长条，把它粘成圆环形。 3.在纸条写上KpnⅠ酶识别的特定序列。 4.模拟DNA重组过程获得重组质粒的过程。 1、类比和分析： 将重组DNA步骤和实验中各材料步骤作一联系 术语 实验模型 质粒-----------------------------------圆环型的纸 带有目的基因的DNA片段-------长纸条 限制性内切酶-----------------------剪刀 DNA连接酶--------------------------胶带 基因插入-----------------------------将两个纸条粘在一起 重组DNA-----------------------------两个纸条粘连成的圆环 2、对比与比较： 质粒的纸质模型和细菌质粒有哪些相似和区别？ 用剪刀剪切与用限制性核酸内切酶剪切有什么不同？ 这个过程能准确代表制备重组DNA的过程吗？ 推理和判断： 限制性核酸内切酶主要从细菌体内分离得到，你认为 他们在细胞中有何作用？ 细胞中的限制性核酸内切酶能切割自身DNA序列吗？ 巧用配子-----求解遗传概率问题 生物亲子代间的相似现象称为遗传，而 原因就在于亲代通过配子将遗传物质传 递给了子代。 例1．已知果蝇的灰身（AA）和黑身（aa）是一对相 对性状，基因位于常染色体上。现有纯种灰身果蝇和 纯种黑身果蝇杂交，F1全为灰身。F1自由交配产生F2。 将F2中的灰身果蝇取出，让其自由交配，求后代果蝇 可能的基因型、表现型及相关比例。 亲AA×aa→F1：Aa×Aa → F21/4AA 1/2Aa 1/4aa →灰1/3AA 2/3Aa 把F2中的灰身果蝇作为繁 错误解法：1/3AA ×AA 2/3Aa ×Aa 自由交配和随机交配 殖单位进行交配 传统解法： 1/3AA↓ ×1/3AA雌： 2/3Aa ×2/3Aa ↓ 雄： 1/3AA 2/3Aa 1/3AA×雄 2/3Aa 雌2/3Aa×雄 1/3AA 1/3AA雌2/3Aa 1/3AA 2/3 （1/4AA 1/2Aa 1/4aa） 用配子求解： 没有注意题目中的条件，而是按照子二代自交来处理 亲本 1/3AA 2/3Aa →产生配子A(2/3) a(1/3) 了，但是果蝇的自由交配不仅包括基因型相同的自交， 也包括基因型不同的个体之间的相互交配。 →子代AA=2/3×2/3 Aa=2×2/3×1/3 aa=1/3×1/3 例2：已知某一动物种群中仅有Aabb和AABb两种类型个 体，两对性状遵循基因自由组合定律，Aabb：AABb＝1： 1，且该种群中雄雌个体比例为1：1，个体间可以自由 交配，则该种群自由交配产生的子代中能稳定遗传的个 体所占比例是多少？ 传统解法： （1）♀1/2Aabb×♂1/2Aabb→ 将各交配方式所 （2）♀1/2AABb×♂1/2AABb→ 得的能稳定遗传 （3）♀1/2AABb×♂1/2Aabb→ 个体比例相加。 （4）♀1/2Aabb×♂1/2AABb→ 用配子求解：根据题意可以推知该种群个体能产生配子 三种为:1/2Ab、1/4ab 、1/4AB。 能稳定遗传的子代应由两个基因型相同的配子结合而来， 所以概率为1/2Ab×1/2Ab+ 1/4ab ×1/4ab+ 1/4AB ×1/4AB=3/8 例3：果蝇的红眼和白眼是性染色体上的一对等位基因 控制的相对性状，用一对红眼果蝇交配，F1中出现了 白眼果蝇。让F1果蝇自由交配，理论上子二代果蝇中 红眼与白眼的比例为多少？ 亲本：XAXa × XAY F1：（XAXA 、XAXa ） × （XAY 、XaY） F2传统解法:1/2XAXa × 1/2XaY →白(XaY+XaXa)=1/8 1/2 XAXa × 1/2XAY→白XaY=1/16 用配子求解： 雌（XAXA 、XAXa ） →配子3/4XA、1/4Xa 雄 （XAY 、XaY） →配子1/4XA、 1/4Xa、1/2Y 统计白眼果蝇:XaXa+XaY=1/4 × 1/4 +1/4 × 1/2=3/16 利用遗传平衡定律（哈迪-温伯格定律）求得配子概率 遗传平衡定律：在一定条件下，群体的基因频率和基 因型频率在一代一代繁殖传代中保持不变 条件：1.种群是极大的；2.种群个体间的交配是随机的； 3.没有突变产生；4.种群之间不存在个体的迁移或基因 交流；5.没有自然选择 计算公式：如果用p代表基因Y频率,q代表基因y频率。 那么,遗传平衡定律可以写成: (p+q)2=p2+2pq+q2=1 p2代表一个等位基因(如Y)纯合子的频率,q2代表另 一个等位基因(如y)纯合子的频率,2pq代表杂合子(如Yy) 的频率。如果一种群达到了遗传平衡,其基因型频率应 当符合YY：Yy：yy=p2：2pq：q2。 例4：某常染色体隐性遗传病在人群中的发病率为1%， 色盲在男性中的发病率为7%。现有一对表现正常的夫 妇，妻子为该常染色体遗传病致病基因和色盲致病基 因携带者。那么他们所生小孩同时患上述两种遗传病 的概率是A. 1/88 B. 1/22 C. 7/2200 D. 3/800 本题解法：若用a表示常染色体隐性致病基因，b表示色 盲基因。妻子:AaXBXb，丈夫:AaXBY或者AAXBY；按照 该定律可知，aa的频率（q2）为1％，则a的基因频率 （q）是1/10，A的基因频率（p）为9/10，AA基因型的 频率（p2）是81％，Aa的基因型频率（2pq）是18%。 表现型正常的丈夫的基因型为AaXBY的概率是2pq／ （p2+2pq）＝2/11。亲本2/11AaXBY与AaXBXb，患两 种遗传病后代肯定不含AB，是由配子（2/11×1/4) aY×(1/4) aXb结合而成，本题答案是A 例5：某人群中常染色体显性遗传病的发病率为19％， 一对夫妇中妻子患病，丈夫正常，他们所生子女患该病 的概率是多少? 某人群中常染色体显性遗传病的基因为A，正常个体的 基因型是aa,比例是： 1－19% ＝ 81% ,所以a的基因频 率是 a ＝ 9/10 ＝ 0.9 ,A的基因频率是 A ＝ 0.1， 人群 中患者是AA（ 0.01）和Aa （0.18） ，对于患病的妻 子(AA或 Aa)来说， 是AA的几率 ： AA ÷ (AA＋Aa ）＝ 0.01 ÷ （0.01＋0.18）＝ 1/19 ；是Aa 的几率 ： Aa ÷ ( AA＋Aa ) ＝ 0.18 ÷ （0.01＋0.18）＝18/19 。患 病的子女从母亲那里得到的是含有A的配子，母亲产生 A配子的概率为10/19,所以子女患病概率为10/19. 我 有 疑 问 秋水仙素的作用机理 书本上对秋水仙素的作用描述为：能抑制细胞分裂 时纺锤体的形成，因此染色体虽已复制，但不能分离， 最终导致染色体数目加倍。 误解成： 秋水仙素阻碍了分裂后期染色单体的分裂 原因是： 在有丝分裂后期特点的教学过程中教师常常强调染 色体被纺锤丝牵引移向两极而分离；使学生在构建知识 联系的时候把着丝点分裂的原因认同为是由于纺锤丝的 牵拉所引起的。 正确的理解：染色体数目是以着丝点为标准 的，所以秋水仙素能使染色体数目加倍，着 丝点必定是要分裂的了，所以秋水仙素并不 作用于后期着丝点的分裂，而仅是作用于分 裂前期，阻碍了纺锤丝的形成。 有力证据：书本108页写到：中期以后已经 转变为两个独立的染色体，后期这些分离的 染色体以相同的速率分别被纺锤丝拉向两极。 可看出染色单体先分离，后通过牵引移向两 极，所以着丝点分裂即单体的分离与纺锤丝 无关。纺锤丝应与染色体平均分配到二个细 胞有密切关系。 1、语言描述的不准确带给学生困惑： 2、图式的不准确带给学生困惑： 教师在写同源染色体时常用 2条长短相同的坚线表示 DNA时常也用2条长短相同的坚线表示 教师画毛细血管壁时是一条线 画细胞膜时也是一条线