4.2 基因重组使子代出现变异-【知识精研】高一下学期生物学浙科版（2019）必修2

第二节

基因重组使子代出现变异第四章

生物的变异素养目标组织学生讨论非同源染色体的自由组合和同源染色体上非姐妹染色单体的交叉互换分别导致非等位基因的自由重组和交换重组，进一步造成有性生殖后代遗传物质组成的多样性。01生命观念组织学生讨论杂交育种的应用。02科学思维教学重难点0102基因重组的原理杂交育种的应用非同源染色体间的自由组合导致基因重组基因重组02两对及以上等位基因条件04杂交育种、基因工程育种应用01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，导致后代出现不同于亲本类型的现象或过程。概念03非同源染色体间的自由组合导致基因重组；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方式自由组合型——非同源染色体上的非等位基因自由组合非同源染色体间的自由组合导致基因重组自由组合型——非同源染色体上的非等位基因自由组合非同源染色体间的自由组合导致基因重组自由组合型非同源染色体间的自由组合导致基因重组若每对等位基因都位于不同的同源染色体上：Aa产生的配子种类有

种AaBb产生的配子种类有

种：AaBbCc产生的配子种类有

种n对等位基因产生的配子种类有

种4282nAB：Ab：aB：ab=1：1：1：1A:a=1:1没有发生基因重组至少两对等位基因的杂合子才能发生基因重组

生物多样性的重要原因之一AAaaBBbbaaBBbbAAABabAbaB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发生时期：前期Ⅰ交叉互换不一定基因重组在减数第一次分裂的前期，位于同源染色体上的非等位基因有时会随非姐妹染色单体的交换而交换，导致同源染色体上的非等位基因重组。在减数分裂中，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，这样能够通过基因重组产生的配子种类变得异常多样，从而极大地增加了有性生殖后代的变异性。判断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）基因重组能否产生新的基因？（2）基因重组能否产生新的基因型？（3）基因重组能否产生新的性状？（4）基因重组能否产生新的性状组合？意义：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，为动物、植物育种和生物进化提供丰富的物质基础。×√×√基因突变与基因重组的比较基因突变基因重组产生原因结果发生时间适用范围基因内部碱基对的替换、增添或缺失①自由组合型

②交叉互换型产生等位基因产生新的基因型任何时期，最易发生在复制、转录时减数第一次分裂前期、后期所有生物进行有性生殖的生物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杂交育种基因重组可应用于杂交育种利用基因重组的原理，有目的的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的方法。抗病、黄果肉（ssrr）（SSRR）易感病、红果肉如何培育出一个既抗病又是红果肉的新品种，并且新品种的性状能稳定遗传？基因重组可应用于杂交育种ssrr×抗病、黄果肉SSRR易感病、红果肉×PF1F2SsRr易感病、红果肉S_R_S_rrssR_抗病、黄果肉易感病、红果肉易感病、黄果肉抗病、红果肉ssrr×抗病、红果肉aaRR×……9/163/163/161/16稳定遗传的纯合子占不稳定遗传的杂合子占1/32/3杂交育种的过程基因重组可应用于杂交育种选择具有不同优良性状的亲本通过杂交获得F1，F1自交获得F2，从中筛选具有优良性状的个体进行连续自交，最终获得需要的类型。缺点：育种周期长过程：杂交→自交→选择→纯合化原理：基因重组优点：使位于不同个体上的多个优良性状集中于一个个体上——即“集优”杂交育种基因重组可应用于杂交育种A优良植株B优良植株×F1植株F2植株选择纯合A、B优良植株自交具A、B优良植株连续自交选择杂交一般可以通过杂交、选择、纯合化等手段培育出新品种杂交：亲本杂交得F1选择：人工选择，从F2开始，因为在F2中

出现性状重组的个体。纯合化手段：连续自交，可以提高子代纯合子比例。基因重组发生在自交过程中。基因重组可应用于杂交育种杂交水稻之父·袁隆平1964-1965年，袁隆平及其助手在几十万个稻穗中寻找到了6株雄性不育植株，通过人工授粉，结出种子，接着不断播种，一代一代地筛选，挑出最好的种子，直到1975年的时候已经完全攻克了种植的难关，开始正式批量种植杂交水稻。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。杂交育种和诱变育种的比较基因重组可应用于杂交育种项目杂交育种诱变育种原理基因重组基因突变、染色体畸变方法杂交→自交→选优辐射诱变、化学诱变优点不同个体的优良性状可集中到同一个体上提高变异频率，大幅度改良某些性状，加速育种进程缺点时间长、需要及时发现优良性状有利变异少，需要处理大量实验材料，具有不确定性转基因技术可以实现物种间的基因重组转基因技术：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。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。0102转基因过程转基因技术可以实现物种间的基因重组农杆菌质粒外源基因插入位点T-DNA含目的基因的DNA片段重组质粒植物受体细胞具有新性状的植物成果转基因技术可以实现物种间的基因重组生长快、肉质好的转基因鱼（中国）乳汁中含有人生长激素的转基因牛（阿根廷）成果转基因技术可以实现物种间的基因重组转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转鱼抗冻基因的番茄转基因技术转基因技术可以实现物种间的基因重组优点：定向改造生物性状，实现种间遗传物质的交换（克服远缘杂交不亲和）；针对性更强，效率更高，经济效益更明显；高产、优质、抗病虫害和减少环境污染缺点：技术难度大；可能破坏生态环境、威胁人类健康，尤其是转

基因食品的安全性。课堂练习解析：本题考查基因重组的有关内容。只有进行有性生殖的生物，在减数分裂过程中才会发生基因重组；基因重组可以发生在精子和卵细胞的形成过程中；同源染色体的非姐妹染色单体之间发生的交叉互换，属于基因重组；基因重组可以增加配子的多样性，使同一双亲的后代具有更丰富的变异。1.下列关于基因重组的叙述中，错误的是（

）A.只要有细胞结构的生物都进行基因重组B.基因重组可以发生在有性生殖细胞形成的过程中C.同源染色体的非姐妹染色单体之间可以发生基因重组D.基因重组可以增加配子的多样性，使同一双亲的后代具有更丰富的变异A课堂练习2.下列有关基因突变和基因重组的叙述，正确的是（

）A.自然发生的基因突变是不定向的，而诱发的基因突变是定向的B.四分体中同源染色体上非姐妹染色单体之间交换相应的片段属于基因重组C.基因重组能产生新的基因型，而基因突变不能产生新的基因型D.基因突变和基因重组均可使染色体上出现新基因解析：基因突变具有不定向性，自然突变和人工诱变都具有这个特性，A项错误。基因重组包括减数第一次分裂四分体时期同源染色体上非姐妹染色单体之间交换相应片段和减数第一次分裂后期非同源染色体的自由组合，B项正确。基因重组能产生新的基因型，而基因突变能产生新基因，也能产生新的基因型，C项错误。基因突变会产生新基因，但基因重组不能产生新基因，D项错误。B课堂练习3.下列有关杂交育种的叙述，错误的是（

）A.杂交育种的原理是基因重组，可以集合两个或多个亲本的优良性状B.杂交育种的目的可能是获得纯种，也可能是获得杂合子以利用其杂种优势C.与诱变育种相比，杂交育种的操作过程简单，育种时间较短D.杂交育种中出现的优良性状个体不一定需要连续自交来获得纯合体解析：杂交育种的原理是基因重组，可以将两个或多个亲本的优良性状集中在一起，A项正确。杂交育种的目的可能是获得纯种，也可能是获得杂合子以利用其杂种优势，B项正确。与诱变育种相比，杂交育种的操作过程烦琐，育种时间较长，C项错误。杂交育种中出现的优良性状个体若是隐性性状个体，则不需要连续自交获得纯合体，若是显性性状个体，则可能需要连续自交来获得纯合体，D项正确。C课堂练习4.下列有关生物变异的说法中，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达为新的表现型D.基因重组会改变基因中的遗传信息解析：杂交育种的原理是基因重组，可以将两个或多个亲本的优良性状集中在一起，A项正确。杂交育种的目的可能是获得纯种，也可能是获得杂合子以利用其杂种优势，B项正确。与诱变育种相比，杂交育种的操作过程烦琐，育种时间较长，C项错误。杂交育种