高中生物新浙科必修24.2基因重组使子代出现变异课件（47张）

第二节基因重组使子代出现变异

一、基因重组概念必备知识·自主学习亲本具有不同_________的雌、雄个体发生过程_________过程中实质控制_________的基因重新组合结果导致后代出现___________的类型遗传性状有性生殖不同性状不同于亲本二、非同源染色体间的自由组合导致基因重组1.自由组合的实质:生物通过_________________时,_____________的自由组合,导致非同源染色体上的_____________________。2.发生时间:减数分裂_______。3.自由组合的结果:(1)产生_________的配子。(2)子代产生了新的_______,导致后代出现不同于亲本的_________。减数分裂形成配子非同源染色体非等位基因也自由组合后期Ⅰ多种类型基因型重组性状三、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.交叉互换实质: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。2.发生时间:减数分裂_______。3.交叉互换的结果:使通过基因重组产生的配子种类变得_________,从而极大地增加了_____________________。前期Ⅰ异常多样有性生殖后代的变异性【问·答】如图为某基因型为AaBb生物的细胞示意图,该生物经过减数分裂产生了基因型为AB、Ab、aB、ab的四种配子,试分析原因。提示:可能是减数分裂前期Ⅰ时,这对同源染色体的非姐妹染色单体之间,发生了A和a基因所在的染色体片段或B和b基因所在的染色体片段的交叉互换。四、基因重组的意义(1)是生物变异的来源之一。(2)导致生物性状的_______。(3)为动植物育种和_________提供丰富的物质基础。多样性生物进化五、基因重组可应用于杂交育种1.原理:_________。2.概念:有目的地将两个或多个品种的_________组合在一起,培育出_________新品种。3.过程:一般通过_____、选择、_______等手段,选择具有不同优良性状的亲本_____,获得F1F1_____获得F2选择需要的类型,_____至不发生性状分离为止。基因重组更优良的杂交纯合化自交自交优良性状杂交六、转基因技术可以实现物种间的基因重组1.含义2.过程:3.特点4.应用:(1)利用植物转基因技术培育农作物新品种。(2)利用动物转基因技术培育___________,并能利用转基因动物作为____________生产________________。5.潜在威胁:有可能破坏_________,有可能威胁_________等。动物新品种生物反应器生态环境人类健康医用蛋白和多肽【问·答】将北极海鱼的抗冻基因导入番茄,培育成耐低温的番茄品种。北极海鱼的基因能在番茄细胞中表达的本质原因是什么?提示:地球上的生物共用一套密码子。关键能力·合作学习1.基因重组的两种类型:重组类型片段交换型自由组合型发生时间减数第一次分裂四分体时期减数第一次分裂后期发生机制同源染色体的非姐妹染色单体之间片段交换,导致染色单体上的基因重新组合同源染色体分开,等位基因分离,非同源染色体自由组合,导致非同源染色体上非等位基因间的重新组合重组类型片段交换型自由组合型图像示意【特别提醒】(1)一对等位基因之间不存在基因重组。因为基因重组中的基因指的是非等位基因。(2)转基因技术、肺炎链球菌转化属于广义上的基因重组。2.基因突变和基因重组的联系:(1)在长期进化过程中,通过基因突变产生新基因,为基因重组提供了大量可供自由组合的新基因,基因突变是基因重组的基础。(2)二者均产生新的基因型,可能产生新的表型。【思考探究】1.基因突变和基因重组都可以使生物产生变异,试分析怎样判断一种变异是基因突变还是基因重组。(科学思维)提示:2.肺炎链球菌的转化实验中R型菌在一定条件下可以转化成S型菌,试分析这种转化的实质是什么。(科学思维)提示:R型菌转化成S型菌的转化因子是S型菌的DNA,因此这种转化的实质是S型菌的DNA进入R型菌细胞内并表达,使R型菌转化成S型菌。这种转化属于基因重组。【典例示范】下列有关基因重组的叙述中,正确的是()A.基因型为Aa的个体自交,因基因重组而导致子代性状分离B.基因重组只发生在减数分裂后期C.YyRr自交后代出现不同于亲本的新类型的过程中发生了基因重组D.造成同卵双生姐妹间性状差异的主要原因是基因重组【解题思维】解答本题的两个关键点:【解析】选C。Aa个体自交,后代的性状分离是由于等位基因的分离和配子之间随机结合而形成的,A项错误;基因重组包括减数第一次分裂前期的交叉互换和减数第一次分裂后期的自由组合,B项错误;YyRr自交后代出现不同于亲本的新类型,这属于基因重组,C项正确;同卵双生姐妹是由同一个受精卵发育而来的,所以遗传物质是一样的,其性状差异主要是由外界环境引起的,D项错误。【审答误区】本题常见错因:(1)误认为Aa个体自交出现性状分离是基因重组导致的,易错选A。含一对等位基因的杂合子自交,后代发生性状分离,根本原因是等位基因的分离,而不是基因重组。(2)误认为同卵双胞胎的差异属于基因重组导致的,易错选D。同卵双生的含义是来自一个受精卵的两个个体,基因型相同,性状差异与外界环境和表观遗传有关。【类题精练】1.减数分裂前期Ⅰ,细胞内染色体可能会发生如图所示的现象,这是导致子代变异的原因之一,该变异属于()A.基因突变 B.自由组合C.交叉互换 D.染色体数目变化【解析】选C。根据题意分析图示可知:图中表示同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换,导致基因重组,发生在减数分裂的四分体时期。2.如图是基因型为Aa的个体不同分裂时期的图像,请根据图像判定每个细胞发生的变异类型()A.①基因突变②基因突变③基因突变B.①基因突变或基因重组②基因突变③基因重组C.①基因突变②基因突变③基因突变或基因重组D.①基因突变或基因重组②基因突变或基因重组③基因重组【解析】选C。图中①②分别属于有丝分裂的中期和后期,A与a所在的DNA分子都是经过复制而得到的,所以图中①②的变异只能属于基因突变;③属于减数第二次分裂的后期,由于减数分裂过程中还可以发生基因重组,所以不能确定A与a的不同是来自基因突变还是基因重组。【补偿训练】我国古代有谚语“一树之果有苦有甜,一母之子有愚有贤”,根据生物学原理分析,错误的是()A.同树果实的果肉味道不同是因为基因不同B.同母孩子长相不同,主要原因是基因重组C.同卵双生的孩子基因相同,性格可能不同D.果实的发育受环境影响【解析】选A。果树是由受精卵发育而来的,所以基因相同,而同树果实的果肉味道不同是因为发育程度存在差异,A错误;同母孩子长相不同,主要原因是基因重组,不同的配子结合形成的受精卵不同,B正确;表型是基因型和环境共同作用的结果,所以同卵双生的孩子基因相同,性格可能不同,C正确;果实的发育受光照、温度等环境因素的影响,D正确。知识点二杂交育种

1.杂交育种的过程:对上述图解分析如下:(1)培育杂合子品种。在农业生产上,可以将杂种一代(图中①)作为种子直接利用,如玉米。此种方法获得的植株有高产、优质、抗性强等性状,但种子只能种一年。(2)培育纯合子。①培育隐性纯合子时,子二代(图中②)性状符合要求的个体即可推广。②培育显性纯合子时,要多次自交选出稳定遗传的个体(即图中③)。此方法操作简单,但需要较长时间。2.杂交育种的优点:操作简便,可以把多个品种的优良性状集中在一起。3.杂交育种的缺点:获得新品种的周期长。【思考探究】常规杂交育种是培育新品种的常用的方法。结合杂交育种图解,试分析用杂交育种方法选育某动物新品种(显性纯合子品种)与选育植物有什么差异。(科学思维)提示:二者都可以通过双亲杂交获得子一代杂合子,但是由于动物无法自交,应选择让子一代相互交配得子二代,在子二代中选择双显性个体进行测交,不发生性状分离的个体就是符合要求的个体。【典例示范】现有两个纯合的某作物品种:抗病高秆(易倒伏)和感病矮秆(抗倒伏)品种,已知抗病对感病为显性,高秆对矮秆为显性,但对于控制这两对相对性状的基因所知甚少。回答下列问题:(1)在育种实践中,若利用这两个品种进行杂交育种,一般来说,育种目的是获得具有__________________优良性状的新品种。

(2)杂交育种前,为了确定F2的种植规模,需要正确预测杂交结果。若按照孟德尔遗传定律来预测杂交结果,需要满足3个条件:条件之一是抗病与感病这对相对性状受一对等位基因控制,且符合分离定律;其余两个条件是________________________________________________________________。

(3)为了确定控制上述这两对性状的基因是否满足上述3个条件,可用测交实验来进行检验。请简要写出该测交实验的过程。【解题思维】本题的解题思路是:【解析】(1)杂交育种的目的是获得同时具备两种优良性状的个体,即抗病矮秆的新品种。(2)杂交育种的原理是基因重组,若控制两对相对性状的基因的遗传遵循基因的自由组合定律,则这两对相对性状应分别受一对等位基因控制,且两对基因必须位于两对同源染色体上。(3)先由纯合的抗病高秆和感病矮秆杂交得到抗病高秆的杂合子,再与感病矮秆(隐性纯合子)测交,如果后代出现抗病高秆∶感病高秆∶抗病矮秆∶感病矮秆=1∶1∶1∶1的性状比,则可说明这两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律。答案:(1)抗病矮秆(2)高秆与矮秆这对相对性状受一对等位基因控制,且符合分离定律;控制这两对性状的基因位于非同源染色体上(3)将纯合的抗病高秆与感病矮秆杂交,产生F1,让F1与感病矮秆测交。【审题误区】本题常见错因:

误认为测交实验所需的杂合子题干中已给出,第(3)题易错答成用杂合的抗病高秆与感病矮秆进行测交:题目中明确提出用“测交实验”进行检验,题目所给限定条件为“现有两个纯合的某作物品种”,因此,先将两个纯合品种杂交得到杂合子,再将杂合子与隐性纯合子测交。【类题精练】1.家兔的黑色对白色为显性,短毛对长毛为显性。控制这两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。下列关于利用黑色短毛纯种兔和白色长毛纯种兔培育出黑色长毛纯种兔的做法中,错误的是()A.黑色短毛纯种兔×白色长毛纯种兔,得F1B.选取健壮的F1个体自交,得F2C.从F2中选取健壮的黑色长毛兔与白色长毛兔测交D.根据测交结果,选取F2中稳定遗传的黑色长毛雌、雄兔【解析】选B。家兔属于雌雄异体生物,不能进行自交。2.下列关于杂交育种的叙述,错误的是()A.选育稳定遗传的个体B.依据的遗传学原理是基因重组C.可以获得新的性状组合D.可以将双亲优良基因结合于一体【解析】选A。杂交育种选育具有优良性状的新品种,A错误;杂交育种依据的遗传学原理是基因重组,B正确;杂交育种是通过基因重组产生新的基因型,表现出原有性状的重新组合,C正确;杂交育种可以将双亲的优良基因组合在一起,D正确。3.杂交水稻之父袁隆平一生致力于杂交水稻的研究,现又研发出了“海水稻”,将水稻直接种植到滩涂上。下列相关叙述错误的是()A.“海水稻”培育的方法可能是杂交育种B.杂交育种可将不同个体的优良性状集中到同一个体上C.基因重组不能产生新的基因,也不能产生新的基因型D.基因重组可发生在减数第一次分裂的前期和后期【解析】选C。通过题干可知“海水稻”可能是通过杂交育种的方法培育而来的,该育种方法可以让不同个体的优良性状集中到同一个体上,A、B正确;基因重组不能产生新的基因,但可以产生新的基因型,C错误;减数第一次分裂四分体时期可因同源染色体上非姐妹染色单体的交叉互换而发生基因重组,减数第一次分裂后期可因非同源染色体的自由组合而发生基因重组,D正确。【补偿训练】从国外引进荷斯坦牛,与中国本地黄牛交配,从而培育出优良品种中国荷斯坦奶牛。该育种方法及其原理分别是 ()A.选择育种有性生殖B.杂交育种基因突变C.诱变育种基因突变D.杂交育种基因重组【解析】选D。选择育种是人工选择培养,A错误;杂交育种没有发生基因突变,B错误;诱变育种是利用物理或化学因素诱导产生基因突变,C错误;不同个体之间交配,可使不同优良基因重组在同一个体上,出现新的基因型和表型,该育种方法为杂交育种,原理为基因重组,D正确。水稻是自花授粉植物,野生稻A耐盐能力强,栽培水稻B(纯种)综合性状好(有多种优良性状,分别由多对显性和隐性基因