高中生物新浙科必修2基因重组使子代出现变异课件（27张）

第二节基因重组使子代出现变异课标阐释学法指导1.举例概述基因重组及其意义。(生命观念)2.解释基因重组引起生物多样性的原因。(科学思维)3.简述杂交育种的过程。4.通过收集基因重组在育种上应用的实例,关注生物学社会议题。(社会责任)1.回顾减数分裂中染色体的行为变化,理解基因重组的类型及原因。2.联系生活现象、科学研究成果,通过孟德尔遗传定律理解基因重组的应用。一、基因重组1.基因重组(1)概念:指具有不同遗传性状的雌、雄个体进行有性生殖时,控制不同性状的基因重新组合,导致后代不同于亲本类型的现象或过程。(2)结果:基因重组是通过有性生殖过程实现的。基因重组的结果是导致生物性状的多样性,为动、植物育种和生物进化提供丰富的物质基础。2.非同源染色体间的自由组合导致基因重组(1)生物在通过减数分裂形成配子时,非同源染色体的自由组合,导致非同源染色体上的非等位基因也自由组合,因此产生多种类型的配子。雌、雄配子结合后形成的新个体的基因型就有可能与亲代的基因型和表型不同。(2)在完全显性的条件下,当控制两对相对性状的基因位于两对染色体上时,F2的表型种类为22=4;如果涉及的各种性状分别由n对基因控制,并且各对基因分别位于不同的染色体上,F2的表型数目是2n。3.同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换导致基因重组(1)在减数分裂过程中,同源染色体的非姐妹染色单体之间发生染色体片段的交换,使染色体上的基因产生重组。(2)在减数分裂过程中,同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换的位点和次数有诸多变化,增加产生配子的种类,增加了的有性生殖后代的变异性。预习反馈1.判断正误(1)基因重组的实质是控制不同性状的基因重新组合,其结果是产生新基因型,导致重组性状出现。(√)(2)减数分裂四分体时期,同源染色体的姐妹染色单体之间局部交换可导致基因重组,姐妹染色单体上含有相同基因不会导致基因重组。(×)(3)Pp自交后代出现表型比例为3∶1的现象,是基因重组的结果。(×)(4)若YyRr自交后代出现表型比例为9∶3∶3∶1的现象,其变异的来源是基因重组。(√)(5)在减数分裂过程中,同源染色体的姐妹染色单体交叉互换的位点和次数有限,增加产生配子的种类不多,导致后代的变异性也有限。(×)2.下列有关基因重组的说法,正确的是(

)A.基因重组可以产生多对等位基因B.发生在生物体内的基因重组都能遗传给后代C.基因重组所产生的新基因型不一定会表现为新的表型D.基因重组会改变基因中的遗传信息解析:基因重组属于基因的重新组合,不会改变基因内部的碱基序列,不可能产生新的基因,基因中的遗传信息也不会改变。生物体内经过基因重组所产生的配子不一定能够形成合子,所以不一定能够传递给后代。基因重组能产生新基因型的配子,不同的配子形成合子的表型可能与原有个体的表型相同。答案:C二、杂交育种与转基因技术1.基因重组可应用于杂交育种(1)杂交育种:利用基因重组原理,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)方法:一般可以通过杂交、选择、纯合化等手段培育出新品种。2.转基因技术可以实现物种间的基因重组(1)转基因技术:利用分子生物学和基因工程的手段,将某种生物的基因(外源基因)转移到其他生物物种中,使其出现原物种不具有的新性状的技术。(2)转基因生物:由于外源基因的导入而引起原有遗传物质组成发生改变的生物。(3)过程:用人工方法将人类所需要的目的基因导入受体细胞内,使其整合到受体的染色体上。外源基因随细胞的分裂而增殖,并在体内得以表达,还能将所获得的新性状稳定地遗传给后代。(4)特点:①人为地增加了生物变异的范围,实现种间遗传物质的交换。②针对性更强,效率更高,经济效益更明显。预习反馈1.判断正误(1)杂交育种可将多个优良性状组合在同一个新品种中。一般可以通过杂交、选择、纯合化等手段培养出新品种。(√)(2)将抗虫基因导入玉米的体细胞中,培育成抗虫玉米新品种的育种方法属于杂交育种。(×)(3)转基因技术人为地增加了生物变异的范围,实现种间遗传物质的交换。(√)(4)杂交育种的原理是同源染色体上非等位基因自由组合。两个不抗病的亲本杂交后代出现抗病类型是因为发生了基因重组。(×)(5)将AAbb和aaBB杂交得到AaBb的过程实现了基因重组。杂种后代出现性状差异的主要原因是基因突变。(×)2.下列过程中未发生基因重组的是(

)A.表型正常的双亲生下患苯丙酮尿症的孩子B.将人胰岛素基因导入大肠杆菌,利用大肠杆菌生产人胰岛素C.黑色家鼠和白化家鼠杂交,F1全为黑鼠,F2中黑鼠∶淡黄鼠∶白鼠=9∶3∶4D.灰身长翅果蝇和黑身残翅果蝇杂交,F1全为灰身长翅,F1的测交后代出现四种表型,比例为42∶42∶8∶8解析:表型正常的双亲生下患苯丙酮尿症的孩子,原因是基因分离,未发生基因重组,A项正确;将人胰岛素基因导入大肠杆菌需要采用转基因技术,其原理是基因重组,B项错误;黑色家鼠和白化家鼠杂交,F1全为黑鼠,F2中黑鼠∶淡黄鼠∶白鼠=9∶3∶4,是9∶3∶3∶1的变式,说明该性状是由两对等位基因控制的,且这两对等位基因的遗传遵循基因自由组合定律,因此发生了基因重组,C项错误;灰身长翅果蝇和黑身残翅果蝇杂交,F1全为灰身长翅,F1的测交后代出现四种表型,比例为42∶42∶8∶8,不符合1∶1∶1∶1的比例,说明这两对基因不遵循基因的自由组合定律,故可推知这两对基因位于一对同源染色体上,但该过程中发生了交叉互换,因此也发生了基因重组,D项错误。答案:A探究点一探究点二基因重组问题情境下图a、b为减数第一次分裂不同时期的细胞图像,思考解决下列问题。探究点一探究点二1.a图处于哪一时期,发生基因重组的原因是什么?提示:a图处于减数第一次分裂前期。发生基因重组的原因是同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换。2.b图处于哪一时期,发生基因重组的原因是什么?提示:b图处于减数第一次分裂后期。发生基因重组的原因是非等位基因随非同源染色体自由组合。探究点一探究点二典例剖析(2020杭州七县区高二上学期期末)下列关于基因重组的说法,不正确的是(

)A.生物体进行有性生殖过程中控制不同性状的基因的重新组合属于基因重组B.一般情况下,水稻花药内可发生基因重组,而根尖则不能C.减数分裂前期Ⅰ,同源染色体的非姐妹染色单体之间含非等位基因的片段交换可导致基因重组D.减数分裂后期Ⅰ,非同源染色体上的非等位基因自由组合可导致基因重组探究点一探究点二解析:基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的非同源染色体上的非等位基因重新组合,A项正确;一般情况下,基因重组只发生在减数分裂形成配子的过程中,水稻花药内精原细胞减数分裂形成配子的过程中可发生基因重组,根尖细胞只能进行有丝分裂,不会发生基因重组,B项正确;减数分裂四分体时期,同源染色体的非姐妹染色单体之间含等位基因的片段的局部交换可导致基因重组,C项错误;减数第一次分裂后期,非同源染色体上的非等位基因自由组合可导致基因重组,D项正确。答案:C探究点一探究点二归纳提升关注与基因重组有关的五个注意点(1)自然条件下基因重组发生的时间是MⅠ后期和四分体时期,而不是受精发生时。(2)自然条件下基因重组只发生在真核生物中,病毒和原核生物中一般只发生基因突变。(3)交叉互换不等于基因重组。如果交叉互换发生在同源染色体之间可导致基因重组;如果发生在非同源染色体之间就不是基因重组。(4)基因重组在人工操作下也可以实现,如转基因技术、肺炎链球菌转化实验中都发生了基因重组。(5)异卵双生间性状的差异,主要是基因重组引起的。探究点一探究点二活学活练1.基因重组是有性生殖生物重要的变异来源,下列叙述正确的是(

)A.只有位于非同源染色体上的基因才能重组B.只发生在四分体时期C.能体现遗传的稳定性D.能使生物更好地适应多变的环境解析:基因重组使得后代具有更多的变异类型,从而使生物可以更好地适应多变的环境。答案:D探究点一探究点二2.子代不同于亲代的性状,主要来自基因重组,下列图解中哪些过程可以发生基因重组?(

)A.①②④⑤

B.①②③④⑤⑥C.③⑥

D.④⑤探究点一探究点二解析:生物体内发生的基因重组有两种类型,减数第一次分裂前期同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换和减数第一次分裂后期非等位基因随非同源染色体的自由组合而重组。①②过程只有一对等位基因,不可能发生基因重组。从④⑤产生的配子来看,若A、a和B、b两对等位基因在两对同源染色体上,则配子产生过程中可能发生了自由组合;若A、a和B、b两对等位基因在一对同源染色体上,则配子产生过程中可能发生了交叉互换。③⑥过程为受精作用,不属于基因重组。答案:D探究点一探究点二杂交育种问题情境只要我们生活在这个地球上,就离不开吃饭,现在米饭几乎成为大多数人的主食。袁隆平研究出来的杂交水稻不知道养活了多少人。思考解决下列问题。1.杂交水稻的育种原理是什么?提示:基因重组。2.杂交育种的一般程序是什么?提示:杂交→F2→选取→纯合化。探究点一探究点二典例剖析下列关于动植物杂交选种的操作中,不完全正确的是(

)A.在植物杂交育种中到了F1后,可以采用不断自交选育新品种B.在哺乳动物杂交育种中到了F2后,再采用测交鉴别选出纯合个体C.如果是用植物的营养器官来繁殖,那么只要杂交后代出现所需性状即可留种D.在植物杂交育种中到了F2后,即可通过测交检验选出新品种解析:植物杂交育种到了F1后,一般采用不断自交的方法来选育显性新品种;哺乳动物杂交育种到了F2后,采用测交鉴别选出纯合个体;若采用无性繁殖,则只要杂交后代出现所需性状即可留种;在植物杂交育种中到了F2后,如果所选品种是隐性性状,直接获得,如果是显性性状,可通过连续自交检验选出新品种。答案:D探究点一探究点二归纳提升针对不同目的的杂交育种程序(1)培育隐性纯合品种选取双亲杂交(♀×♂)→F1F2→选出表型符合要求的个体种植并推广。(2)培育显性纯合品种探究点一探究点二(3)培育杂合品种在农业生产上,可以将F1作为种子直接使用,如水稻、玉米等。其特点是利用杂种优势,获得的品种高产、抗性强,但种子只能种一年。培育的基本步骤如下:选取符合要求的纯种双亲杂交(♀×♂)→F1(即为所需品种)。探究点一探究点二活学活练1.能够使植物体表达动物蛋白的育种方法是(

)A.诱变育种B.杂交育种C.转基因技术 D.无相应方法解析:转基因技术是指将目的基因导入受体细胞并使其表达的技术手段,该方法能克服远源杂交不亲和的障碍,从而使动物基因在植物细胞中表达。答案:C探究点一探究点二2.小麦抗锈病(T)对易染病(t)为显性,易倒伏(D)对抗倒伏(d)为显性,这两对等位基因位于两对同源染色体上。现有抗病易倒伏和易染病抗倒伏的两个纯合品种,采取杂交育种方法培育既抗病又抗倒伏的高产品种,那么,