高中生物新浙科必修24.2基因重組使子代出現(xiàn)變異課件（47張）

第二節(jié)基因重組使子代出現(xiàn)變異

一、基因重組概念必備知識(shí)·自主學(xué)習(xí)親本具有不同_________的雌、雄個(gè)體發(fā)生過程_________過程中實(shí)質(zhì)控制_________的基因重新組合結(jié)果導(dǎo)致后代出現(xiàn)___________的類型遺傳性狀有性生殖不同性狀不同于親本二、非同源染色體間的自由組合導(dǎo)致基因重組1.自由組合的實(shí)質(zhì):生物通過_________________時(shí),_____________的自由組合,導(dǎo)致非同源染色體上的_____________________。2.發(fā)生時(shí)間:減數(shù)分裂_______。3.自由組合的結(jié)果:(1)產(chǎn)生_________的配子。(2)子代產(chǎn)生了新的_______,導(dǎo)致后代出現(xiàn)不同于親本的_________。減數(shù)分裂形成配子非同源染色體非等位基因也自由組合后期Ⅰ多種類型基因型重組性狀三、同源染色體的非姐妹染色單體之間交叉互換導(dǎo)致基因重組1.交叉互換實(shí)質(zhì):減數(shù)分裂過程中,同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生染色體片段的交換。2.發(fā)生時(shí)間:減數(shù)分裂_______。3.交叉互換的結(jié)果:使通過基因重組產(chǎn)生的配子種類變得_________,從而極大地增加了_____________________。前期Ⅰ異常多樣有性生殖后代的變異性【問·答】如圖為某基因型為AaBb生物的細(xì)胞示意圖,該生物經(jīng)過減數(shù)分裂產(chǎn)生了基因型為AB、Ab、aB、ab的四種配子,試分析原因。提示:可能是減數(shù)分裂前期Ⅰ時(shí),這對同源染色體的非姐妹染色單體之間,發(fā)生了A和a基因所在的染色體片段或B和b基因所在的染色體片段的交叉互換。四、基因重組的意義(1)是生物變異的來源之一。(2)導(dǎo)致生物性狀的_______。(3)為動(dòng)植物育種和_________提供豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)。多樣性生物進(jìn)化五、基因重組可應(yīng)用于雜交育種1.原理:_________。2.概念:有目的地將兩個(gè)或多個(gè)品種的_________組合在一起,培育出_________新品種。3.過程:一般通過_____、選擇、_______等手段,選擇具有不同優(yōu)良性狀的親本_____,獲得F1F1_____獲得F2選擇需要的類型,_____至不發(fā)生性狀分離為止。基因重組更優(yōu)良的雜交純合化自交自交優(yōu)良性狀雜交六、轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)物種間的基因重組1.含義2.過程:3.特點(diǎn)4.應(yīng)用:(1)利用植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育農(nóng)作物新品種。(2)利用動(dòng)物轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育___________,并能利用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作為____________生產(chǎn)________________。5.潛在威脅:有可能破壞_________,有可能威脅_________等。動(dòng)物新品種生物反應(yīng)器生態(tài)環(huán)境人類健康醫(yī)用蛋白和多肽【問·答】將北極海魚的抗凍基因?qū)敕?培育成耐低溫的番茄品種。北極海魚的基因能在番茄細(xì)胞中表達(dá)的本質(zhì)原因是什么?提示:地球上的生物共用一套密碼子。關(guān)鍵能力·合作學(xué)習(xí)1.基因重組的兩種類型:重組類型片段交換型自由組合型發(fā)生時(shí)間減數(shù)第一次分裂四分體時(shí)期減數(shù)第一次分裂后期發(fā)生機(jī)制同源染色體的非姐妹染色單體之間片段交換,導(dǎo)致染色單體上的基因重新組合同源染色體分開,等位基因分離,非同源染色體自由組合,導(dǎo)致非同源染色體上非等位基因間的重新組合重組類型片段交換型自由組合型圖像示意【特別提醒】(1)一對等位基因之間不存在基因重組。因?yàn)榛蛑亟M中的基因指的是非等位基因。(2)轉(zhuǎn)基因技術(shù)、肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化屬于廣義上的基因重組。2.基因突變和基因重組的聯(lián)系:(1)在長期進(jìn)化過程中,通過基因突變產(chǎn)生新基因,為基因重組提供了大量可供自由組合的新基因,基因突變是基因重組的基礎(chǔ)。(2)二者均產(chǎn)生新的基因型,可能產(chǎn)生新的表型?！舅伎继骄俊?.基因突變和基因重組都可以使生物產(chǎn)生變異,試分析怎樣判斷一種變異是基因突變還是基因重組。(科學(xué)思維)提示:2.肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中R型菌在一定條件下可以轉(zhuǎn)化成S型菌,試分析這種轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是什么。(科學(xué)思維)提示:R型菌轉(zhuǎn)化成S型菌的轉(zhuǎn)化因子是S型菌的DNA,因此這種轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是S型菌的DNA進(jìn)入R型菌細(xì)胞內(nèi)并表達(dá),使R型菌轉(zhuǎn)化成S型菌。這種轉(zhuǎn)化屬于基因重組?！镜淅痉丁肯铝杏嘘P(guān)基因重組的敘述中,正確的是()A.基因型為Aa的個(gè)體自交,因基因重組而導(dǎo)致子代性狀分離B.基因重組只發(fā)生在減數(shù)分裂后期C.YyRr自交后代出現(xiàn)不同于親本的新類型的過程中發(fā)生了基因重組D.造成同卵雙生姐妹間性狀差異的主要原因是基因重組【解題思維】解答本題的兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn):【解析】選C。Aa個(gè)體自交,后代的性狀分離是由于等位基因的分離和配子之間隨機(jī)結(jié)合而形成的,A項(xiàng)錯(cuò)誤;基因重組包括減數(shù)第一次分裂前期的交叉互換和減數(shù)第一次分裂后期的自由組合,B項(xiàng)錯(cuò)誤;YyRr自交后代出現(xiàn)不同于親本的新類型,這屬于基因重組,C項(xiàng)正確;同卵雙生姐妹是由同一個(gè)受精卵發(fā)育而來的,所以遺傳物質(zhì)是一樣的,其性狀差異主要是由外界環(huán)境引起的,D項(xiàng)錯(cuò)誤?！緦彺鹫`區(qū)】本題常見錯(cuò)因:(1)誤認(rèn)為Aa個(gè)體自交出現(xiàn)性狀分離是基因重組導(dǎo)致的,易錯(cuò)選A。含一對等位基因的雜合子自交,后代發(fā)生性狀分離,根本原因是等位基因的分離,而不是基因重組。(2)誤認(rèn)為同卵雙胞胎的差異屬于基因重組導(dǎo)致的,易錯(cuò)選D。同卵雙生的含義是來自一個(gè)受精卵的兩個(gè)個(gè)體,基因型相同,性狀差異與外界環(huán)境和表觀遺傳有關(guān)?！绢愵}精練】1.減數(shù)分裂前期Ⅰ,細(xì)胞內(nèi)染色體可能會(huì)發(fā)生如圖所示的現(xiàn)象,這是導(dǎo)致子代變異的原因之一,該變異屬于()A.基因突變 B.自由組合C.交叉互換 D.染色體數(shù)目變化【解析】選C。根據(jù)題意分析圖示可知:圖中表示同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生了交叉互換,導(dǎo)致基因重組,發(fā)生在減數(shù)分裂的四分體時(shí)期。2.如圖是基因型為Aa的個(gè)體不同分裂時(shí)期的圖像,請根據(jù)圖像判定每個(gè)細(xì)胞發(fā)生的變異類型()A.①基因突變②基因突變③基因突變B.①基因突變或基因重組②基因突變③基因重組C.①基因突變②基因突變③基因突變或基因重組D.①基因突變或基因重組②基因突變或基因重組③基因重組【解析】選C。圖中①②分別屬于有絲分裂的中期和后期,A與a所在的DNA分子都是經(jīng)過復(fù)制而得到的,所以圖中①②的變異只能屬于基因突變;③屬于減數(shù)第二次分裂的后期,由于減數(shù)分裂過程中還可以發(fā)生基因重組,所以不能確定A與a的不同是來自基因突變還是基因重組。【補(bǔ)償訓(xùn)練】我國古代有諺語“一樹之果有苦有甜,一母之子有愚有賢”,根據(jù)生物學(xué)原理分析,錯(cuò)誤的是()A.同樹果實(shí)的果肉味道不同是因?yàn)榛虿煌珺.同母孩子長相不同,主要原因是基因重組C.同卵雙生的孩子基因相同,性格可能不同D.果實(shí)的發(fā)育受環(huán)境影響【解析】選A。果樹是由受精卵發(fā)育而來的,所以基因相同,而同樹果實(shí)的果肉味道不同是因?yàn)榘l(fā)育程度存在差異,A錯(cuò)誤;同母孩子長相不同,主要原因是基因重組,不同的配子結(jié)合形成的受精卵不同,B正確;表型是基因型和環(huán)境共同作用的結(jié)果,所以同卵雙生的孩子基因相同,性格可能不同,C正確;果實(shí)的發(fā)育受光照、溫度等環(huán)境因素的影響,D正確。知識(shí)點(diǎn)二雜交育種

1.雜交育種的過程:對上述圖解分析如下:(1)培育雜合子品種。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上,可以將雜種一代(圖中①)作為種子直接利用,如玉米。此種方法獲得的植株有高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗性強(qiáng)等性狀,但種子只能種一年。(2)培育純合子。①培育隱性純合子時(shí),子二代(圖中②)性狀符合要求的個(gè)體即可推廣。②培育顯性純合子時(shí),要多次自交選出穩(wěn)定遺傳的個(gè)體(即圖中③)。此方法操作簡單,但需要較長時(shí)間。2.雜交育種的優(yōu)點(diǎn):操作簡便,可以把多個(gè)品種的優(yōu)良性狀集中在一起。3.雜交育種的缺點(diǎn):獲得新品種的周期長?！舅伎继骄俊砍Ｒ?guī)雜交育種是培育新品種的常用的方法。結(jié)合雜交育種圖解,試分析用雜交育種方法選育某動(dòng)物新品種(顯性純合子品種)與選育植物有什么差異。(科學(xué)思維)提示:二者都可以通過雙親雜交獲得子一代雜合子,但是由于動(dòng)物無法自交,應(yīng)選擇讓子一代相互交配得子二代,在子二代中選擇雙顯性個(gè)體進(jìn)行測交,不發(fā)生性狀分離的個(gè)體就是符合要求的個(gè)體?！镜淅痉丁楷F(xiàn)有兩個(gè)純合的某作物品種:抗病高稈(易倒伏)和感病矮稈(抗倒伏)品種,已知抗病對感病為顯性,高稈對矮稈為顯性,但對于控制這兩對相對性狀的基因所知甚少?；卮鹣铝袉栴}:(1)在育種實(shí)踐中,若利用這兩個(gè)品種進(jìn)行雜交育種,一般來說,育種目的是獲得具有__________________優(yōu)良性狀的新品種。

(2)雜交育種前,為了確定F2的種植規(guī)模,需要正確預(yù)測雜交結(jié)果。若按照孟德爾遺傳定律來預(yù)測雜交結(jié)果,需要滿足3個(gè)條件:條件之一是抗病與感病這對相對性狀受一對等位基因控制,且符合分離定律;其余兩個(gè)條件是________________________________________________________________。

(3)為了確定控制上述這兩對性狀的基因是否滿足上述3個(gè)條件,可用測交實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行檢驗(yàn)。請簡要寫出該測交實(shí)驗(yàn)的過程?！窘忸}思維】本題的解題思路是:【解析】(1)雜交育種的目的是獲得同時(shí)具備兩種優(yōu)良性狀的個(gè)體,即抗病矮稈的新品種。(2)雜交育種的原理是基因重組,若控制兩對相對性狀的基因的遺傳遵循基因的自由組合定律,則這兩對相對性狀應(yīng)分別受一對等位基因控制,且兩對基因必須位于兩對同源染色體上。(3)先由純合的抗病高稈和感病矮稈雜交得到抗病高稈的雜合子,再與感病矮稈(隱性純合子)測交,如果后代出現(xiàn)抗病高稈∶感病高稈∶抗病矮稈∶感病矮稈=1∶1∶1∶1的性狀比,則可說明這兩對基因的遺傳遵循基因的自由組合定律。答案:(1)抗病矮稈(2)高稈與矮稈這對相對性狀受一對等位基因控制,且符合分離定律;控制這兩對性狀的基因位于非同源染色體上(3)將純合的抗病高稈與感病矮稈雜交,產(chǎn)生F1,讓F1與感病矮稈測交?！緦忣}誤區(qū)】本題常見錯(cuò)因:

誤認(rèn)為測交實(shí)驗(yàn)所需的雜合子題干中已給出,第(3)題易錯(cuò)答成用雜合的抗病高稈與感病矮稈進(jìn)行測交:題目中明確提出用“測交實(shí)驗(yàn)”進(jìn)行檢驗(yàn),題目所給限定條件為“現(xiàn)有兩個(gè)純合的某作物品種”,因此,先將兩個(gè)純合品種雜交得到雜合子,再將雜合子與隱性純合子測交?！绢愵}精練】1.家兔的黑色對白色為顯性,短毛對長毛為顯性?？刂七@兩對性狀的基因分別位于兩對同源染色體上。下列關(guān)于利用黑色短毛純種兔和白色長毛純種兔培育出黑色長毛純種兔的做法中,錯(cuò)誤的是()A.黑色短毛純種兔×白色長毛純種兔,得F1B.選取健壯的F1個(gè)體自交,得F2C.從F2中選取健壯的黑色長毛兔與白色長毛兔測交D.根據(jù)測交結(jié)果,選取F2中穩(wěn)定遺傳的黑色長毛雌、雄兔【解析】選B。家兔屬于雌雄異體生物,不能進(jìn)行自交。2.下列關(guān)于雜交育種的敘述,錯(cuò)誤的是()A.選育穩(wěn)定遺傳的個(gè)體B.依據(jù)的遺傳學(xué)原理是基因重組C.可以獲得新的性狀組合D.可以將雙親優(yōu)良基因結(jié)合于一體【解析】選A。雜交育種選育具有優(yōu)良性狀的新品種,A錯(cuò)誤;雜交育種依據(jù)的遺傳學(xué)原理是基因重組,B正確;雜交育種是通過基因重組產(chǎn)生新的基因型,表現(xiàn)出原有性狀的重新組合,C正確;雜交育種可以將雙親的優(yōu)良基因組合在一起,D正確。3.雜交水稻之父袁隆平一生致力于雜交水稻的研究,現(xiàn)又研發(fā)出了“海水稻”,將水稻直接種植到灘涂上。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A.“海水稻”培育的方法可能是雜交育種B.雜交育種可將不同個(gè)體的優(yōu)良性狀集中到同一個(gè)體上C.基因重組不能產(chǎn)生新的基因,也不能產(chǎn)生新的基因型D.基因重組可發(fā)生在減數(shù)第一次分裂的前期和后期【解析】選C。通過題干可知“海水稻”可能是通過雜交育種的方法培育而來的,該育種方法可以讓不同個(gè)體的優(yōu)良性狀集中到同一個(gè)體上,A、B正確;基因重組不能產(chǎn)生新的基因,但可以產(chǎn)生新的基因型,C錯(cuò)誤;減數(shù)第一次分裂四分體時(shí)期可因同源染色體上非姐妹染色單體的交叉互換而發(fā)生基因重組,減數(shù)第一次分裂后期可因非同源染色體的自由組合而發(fā)生基因重組,D正確。【補(bǔ)償訓(xùn)練】從國外引進(jìn)荷斯坦牛,與中國本地黃牛交配,從而培育出優(yōu)良品種中國荷斯坦奶牛。該育種方法及其原理分別是 ()A.選擇育種有性生殖B.雜交育種基因突變C.誘變育種基因突變D.雜交育種基因重組【解析】選D。選擇育種是人工選擇培養(yǎng),A錯(cuò)誤;雜交育種沒有發(fā)生基因突變,B錯(cuò)誤;誘變育種是利用物理或化學(xué)因素誘導(dǎo)產(chǎn)生基因突變,C錯(cuò)誤;不同個(gè)體之間交配,可使不同優(yōu)良基因重組在同一個(gè)體上,出現(xiàn)新的基因型和表型,該育種方法為雜交育種,原理為基因重組,D正確。水稻是自花授粉植物,野生稻A耐鹽能力強(qiáng),栽培水稻B(純種)綜合性狀好(有多種優(yōu)良性狀,分別由多對顯性和隱性基因