基因突变和基因重组（第2课时）课件高一下学期生物人教版必修2

第五章

基因突变及其他变异第1节

基因突变和基因重组情境导入

上个世纪，美国经济学家布朗提出过一个疑问：“21世纪谁来养活中国？”他的意思是说，凭着当时的粮食产量，完全无法养活基数庞大并且还在继续增多的中国人口。情境导入杂交水稻之父·袁隆平即便劳动人民不畏艰辛，日出而作，日落而息粮食的增产依然赶不上人口的增长

从1964年起，袁隆平就开始研究杂交水稻，到1975年，他研究出来的新品种就已经在全国推广，并取得了非同凡响的成果。此后十年内中国杂交水稻累计增产超亿吨，每年增产的大米可以多养活6000万人。问题2:通过以上学习，你知道培育杂交水稻的原理吗？一、基因重组基因重组解密(视频)一、基因重组1概念：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。前提本质BbADad非同源染色体非等位基因同源染色体非等位基因如何实现控制不同性状基因的重新组合？减数分裂一、基因重组①自由组合型时期：减Ⅰ后1现象：非同源染色体自由组合2结果：非等位基因自由组合3分裂间期减数分裂后2类型：一、基因重组②交叉互换型2类型：时期：减Ⅰ前（或四分体时期）1现象：同源染色体的非姐妹染色单体之间发生互换2结果：等位基因之间发生互换，导致染色单体上的非等位基因重组。3一、基因重组肺炎链球菌的转化转基因技术（DNA重组技术）问题4:基因重组会有新的基因产生吗？会出现新的性状吗？③转基因（DNA重组技术）2类型：一、基因重组3结果：问题4:基因重组会有新的基因产生吗？会出现新的性状吗？只产生新的基因型，并未产生新的基因1只出现原有性状的重新组合，不会出现新的性状。2产生的配子种类多样化子代基因组合多样化环境变化适应一、基因重组4意义：猫毛色变龙种金鱼蛋种金鱼水泡眼金鱼顶着肉瘤的金鱼是生物变异的主要来源1是形成生物多样性的重要原因2为生物进化提供了原材料3一、基因重组——杂交育种将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经选择和培育，获得新品种。五花鱼朝天泡眼金鱼

我国是最早养殖和培育金鱼的国家。金鱼的祖先是野生鲫鱼。在饲养过程中，野生鲫鱼产生基因突变，人们选择喜欢的品种培养，并进行人工杂交。例如，将透明鳞和正常鳞的金鱼杂交，得到了五花鱼；将朝天眼和水泡眼的金鱼杂交，得到了朝天泡眼。5应用一、基因重组——杂交育种5应用矮杆抗病DDTTddtt高秆抗病

矮秆不抗病ddTT实例1：杂交水稻的培育一、基因重组——杂交育种5应用PDDTTddtt×DdTtF1

高秆抗病

矮秆不抗病矮秆抗病F2

D_T_D_ttddT_ddtt后代全为矮秆抗病后代出现性状分离操作简单，目的性强。集不同品种的优良性状于一身。不足：育种年限长，过程繁琐。只能利用已有的基因重组，不能创造新的基因。优点：从F2代中选择矮秆抗病的植株自交一、基因重组——杂交育种5应用实例2：波尔黑山羊的培育杂交波尔黑山羊的培育成功，对解决山区脱贫致富问题、促进我国畜牧业的发展起到了积极的推动作用。波尔山羊(生长快、体型大)黑山羊(肉质好、瘦肉率高)杂交波尔山羊(生长快、体型大、肉质好、瘦肉率高)×一、基因重组——杂交育种5应用实例3：转基因的运用基因工程基因工程是指按照人们的愿望，通过转基因等技术赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。一、基因重组1.四分体时期，通过同源染色体的非姐妹染色单体的互换，实现了同源染色体上的非等位基因的重组。2.减Ⅰ后期，通过非同源染色体的自由组合，实现了非同源染色体上的非等位基因的重组。3.雌雄配子的随机结合不是基因重组；一对等位基因不存在基因重组。4.原核细胞、病毒不进行有性生殖，不能发生基因重组。注意事项：一、基因重组思考、下面的情况属于基因重组吗？1.杂合高茎豌豆（Dd）自交，子代出现高茎和矮茎2.精子和卵细胞结合形成受精卵提醒：模拟题考试中强调上述发生在减数分裂过程中的狭义基因重组。广义的基因重组还包括细菌的转化、基因工程。不属于不属于基因突变基因重组本质结果发生时间原因条件意义发生可能基因结构改变,产生新的基因不同基因重新组合，产生新的基因型主要在细胞分裂间期由于外界理化因素或自身生理因素引起的基因碱基对的替换、缺失或增添减数第一次分裂前期的四分体时期的交叉互换；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。外界环境条件的变化和内部因素的相互作用。有性生殖过程中进行减数分裂形成生殖细胞。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。是生物变异的重要来源，是形成生物多样性的重要原因，对生物的进化具有重要的意义突变频率低，但普遍存在

有性生殖中非常普遍产生了新基因，出现了新性状。不产生新基因，而是产生新的基因型，使不同性状重新组合。基因突变与基因重组比较√1．下列关于基因重组的叙述，正确的是(

)A．黄圆与绿皱豌豆杂交，后代产生黄皱与绿圆个体是基因重组的结果B．基因重组可以产生原来没有的新性状C．杂合子自交因基因重组导致子代出现性状分离D．基因重组是生物变异的根本来源解析：基因突变可产生原来没有的新性状，是生物变异的根本来源，基因重组可产生新的性状组合，A正确，B、D错误；杂合子自交后代发生性状分离是由于等位基因随着同源染色体的分开而分离，不是由于基因重组，C错误。√2．下图表示三种基因重组，下列相关叙述正确的是(

)

A．图甲所示细胞产生的次级性母细胞内不含有等位基因B．图甲和图乙两种类型的基因重组都发生在同源染色体之间C．R型细菌转化为S型细菌的基因重组与图丙中的基因重组相似D．孟德尔的两对相对性状的杂交实验中，F2出现新的表型的原因和图甲相似基因编辑生物科技进展——基因组编辑一种来自细菌的核酸酶Cas9与短链RNA结合，然后切割与“向导”RNA结合的DNA，使DNA双链断裂。CRISPR/Cas9系统向导RNA它的部分序列通过碱基互补配对原则，与目的基因中希望被编辑的DNA序列相结合核酸酶Cas9基因组编辑的原理CRISPR/Cas9系统使DNA双链断裂细胞内有修复DNA切口的酶向细胞中加入大量可用于修复的模板DNA(大部分序列与被切割位点附近的序列相同，个别位点被人工改变）希望改变的碱基序列被引入到基因组中，实现基因组的准确编辑或使某个基因失活向导RNA核酸酶Cas9基因组编辑的应用我国科学家在基因组编辑这个新兴领域创造了多项世界第一。例如，2014年首次对猴进行了基因组编辑并获得成功；2016年首次将基因组编辑用于治疗癌症，等等。特别注意防范风险:一是基因组编辑技术本身存在着识别准确性等方面的问题。二是对人类基因进行“改造”时要严格遵守法律法规，不能违反人类的伦理道德。向导RNA核酸酶Cas9基因编辑基因编辑2019年12月30日，“基因编辑婴儿”案在深圳市南山区人民法院一审公开宣判。贺建奎等人因共同非法实施以生殖为目的的人类胚胎基因编辑和生殖医疗活动，构成非法行医罪。其中，贺建奎被判处有期徒刑三年。与此同时，法院审理查明，贺建奎等人的行为最终致使2人怀孕，先后生下3名基因编辑婴儿。小结基因重组基因突变DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变普遍性、随机性、不定向性、低频性概念特点意义原因外因：诱发突变（物理因素、化学因素、生物因素）内因：自发突变（DNA分子复制时偶尔发生错误）是生物变异的根本来源，是产生新基因的途径，为生物的进化提供了丰富的原材料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概念类型意义自由组合、交叉互换是生物变异的来源之一，提供进化的原材料诱变育种杂交育种课后练习

我国大面积栽培的水稻有粳稻（主要种植在北方）和籼稻（主要种植在南方），研究发现，粳稻的bZIP73基因通过一系列作用，增强了粳稻对低温的耐受性。与粳稻相比，籼稻的bZIP73基因中有1个脱氧核苷酸不同，从而导致两种水稻的相应蛋白质存在1个氨基酸的差异。判断下列表述是否正确。(1)bZIP73基因的1个核苷酸的差异是由基因突变导致的（）(2)bZIP73蛋白质的1个氨基酸的差异是由基因重组导致的（）(3)基因的碱基序列改变，一定会导致表达的蛋白质失去活性（）××一、概念检测√

课后练习二、拓展应用

镰状细胞贫血主要流行于非洲的疟疾高发地区。具有一个镰状细胞贫血突变基因的个体（即杂合子）在氧含量正常的情况下，并不表现出镰状细胞贫血的症状，因为该个体能同时合成正常和异常的血红蛋白，并对疟疾具有较强的抵抗力。（1）这些地区具有镰状细胞贫血突变基因的人占总人口的比例较其他地区的高，为什么？

【提示】

杂合子能同时合成正常和异常的血红蛋白，相比只能合成正常血红蛋白的纯合子、杂合子对疟疾具有较强的抵抗力，在疟疾高发地区，他们生存的机会更多，从而能将自己的基因传递下去。因此，这些地区具有镰状细胞贫血突变基因的人占总人口的比例更高。课后练习二、拓展应用（2）为什么某些