5.1.2 基因突变和基因重组（第二课时）-【备好课】2022-2023学年高一生物同步精讲课件（人教版2019必修2）

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。 杂交水稻之父 · 袁隆平 你知道培育杂交水稻的原理吗？ 第1节（第二课时） 基因突变和基因重组 第五章 基因突变及其他变异 基因重组 01 基因突变与基因重组 02 03 基因编辑 基因重组 F2 黄色圆粒 黄色皱粒 绿色圆粒 绿色皱粒 F1 黄色圆粒 绿色皱粒 P × 黄色圆粒 为什么会出现新的性状组合？ 基因重组 基因重组 任务 阅读课本P84 相关内容 总结基因突变的概念 、类型、意义。 基因重组 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 如何实现控制不同性状的基因的重新组合？ 减数分裂 基因重组 在减数分裂过程中的四分体时期，位于同源染色体上的等位基因有时会随着非姐妹染色单体之间的互换而发生交换，导致染色单体上的基因重组。 染色体互换型 减数分裂Ⅰ前期 A A B a a b B b A A B a a b b B 重组后新增的配子类型： Ab和aB 基因重组 在生物体通过减数分裂形成配子时，随着非同源染色体的自由组合，非等位基因也自由组合，产生不同的配子。这样，由雌雄配子结合形成的受精卵，就可能具有与亲代不同的基因型，从而使子代产生变异。 自由组合型 Ａ　Ｂ a　b Ａ　b a　Ｂ 减数分裂Ⅰ后期 或 基因重组 不同个体或物种间基因的重组 肺炎链球菌的转化 转基因技术（DNA重组技术 ） 基因重组 基因重组是生物变异的来源之一，对生物进化有重要意义。 有性生殖过程中的基因重组 配子种类多样化 子代基因组合多样化 非同源染色体自由组合 同源染色体“非姐妹”交叉互换 “非等位基因”自由组合 减Ⅰ后期 四分体时期 互换的是“等位” 换完上下“非等位基因”组合 矮杆抗病 DDTT ddtt 高秆抗病 矮秆不抗病 ddRR 基因重组应用—杂交育种 基因重组应用—杂交育种 P DDTT ddtt × DdTt F1 高秆抗病 矮秆不抗病 矮秆抗病 F2 D_T_ D_tt ddT_ 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： 基因重组应用—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，人们选择喜欢品种培养，并进行人工杂交。例如，将透明鳞和正常鳞金鱼杂交，得到了五花鱼；将朝天眼和水泡眼金鱼杂交，得到了朝天泡眼。 基因突变与基因重组比较 项目 基因突变 基因重组 变异本质 发生时间 适用范围 结果 意义 联系 基因分子结构发生改变 原有基因的重新组合 通常在有丝分裂前的间期和减数分裂前的间期 减数第一次分裂的四分体时期和减数第一次分裂的后期 所有生物 主要是进行有性生殖的真核生物 产生新基因，可能产生新性状 产生新基因型，产生新的性状组合 生物变异的根本来源，为生物进化提供原始材料 生物变异的来源之一，是产生生物多样性的重要原因 基因突变产生新基因，为基因重组提供了自由组合的新基因，都属于可遗传的变异 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。 基因编辑 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 基因编辑 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 基因编辑 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。