3.1基因重组造成变异的多样性课件-2024-2025学年高一下学期生物沪科版必修2

你们观察到了什么？俗话说“一母生九子，九子各不同”，这是由什么原因造成的呢？ 今天我们就来学习造成变异多样性的方式之一基因重组！ 1 第一节 基因重组造成变异的多样性 必修2 第3章 可遗传的变异 2 本节内容提要 一、染色体自由组合导致基因重组； 二、染色体交叉互换导致基因重组； 三、基因重组的应用。 3 一、染色体自由组合导致基因重组 P 黄色圆粒 ╳ 绿色皱粒 YYRR yyrr 黄色圆粒YyRr F1 黄色圆粒 Y R r 黄色皱粒 Y rr 绿色圆粒 yyR e 绿色皱粒 yyrr F2 分析：1.这个遗传实验中是否出现了变异现象？ 2.F2为什么会出现新的性状组合？ R r Y y R r y Y YR和yr yR和Yr 或 关键点：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。 【回顾实验】通过回顾孟德尔的经典豌豆实验，引发学生对自由组合定律的进一步理解。 【提问】通过提问PPT上的两个问题,引发学生的思考。 【展示配子形成的示意图】结合图表使学生进一步理解，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导致控制不同性状的基因重组，形成不同基因型的配子，再通过受精过程中雌雄配子的随机结合就导致后代出现新的基因型，从而子代出现表型的变异。 4 雌果蝇细胞染色体示意图 基因型为AaBb的雌果蝇可产生多少种配子?基因型分别是什么? 4种配子，基因型分别是: AB、Ab、aB、ab 就等位基因A/a、B/b、C/c和 D/d而言，该果蝇可产生多少种基因型的配子? 2 X 2 X 2 X 2=16种 n对遵循自由组合定律的等位基因产生的配子种类是多少？ 2n种 【PPT展示雌果蝇细胞染色体的示意图】不同生物的染色体数目不同，雌果蝇有四对。 【提问】PPT展示三个问题：引导学生发现n对遵循自由组合定律的等位基因产生的配子种类是多少？ 染色体对数越多，非同源染色体自由组合产生的配子种类就越多，子代变异类型也就越多。 【展示多种多样生物的照片】体会基因重组造成生物的多样性 5 二、染色体交叉互换导致基因重组 【展示图片】引起学生的兴趣 【介绍摩尔根的果蝇实验】引导学生跟着科学家的步伐一步一步推理。 6 摩尔根的果蝇杂交实验 灰身长翅♀ 黑身残翅♂ ╳ ╳ 灰身长翅♀ 黑身残翅♂ 灰身长翅 灰身残翅 黑身长翅 黑身残翅 415 92 88 405 P F1测交 测交 后代 比例 4 ： 1 ： 1 ： 4 发生了 基因重组 是否遵循自由组合定律呢？并给出判断依据。 质疑 【提问】涉及到灰身/黑身,长翅/残翅两对等位基因是否遵循自由组合定律，如果遵循应该是怎样的结果？ 【提出质疑】这两对等位基因不遵循自由组合定律。 7 灰身/黑身用B/b表示， 长翅/残翅用 Vg/vg表示， 在2号染色体上标出相应基因， 并绘图表示出杂合体果蝇BbVgvg的2号染色体。 资料:细胞学研究发现，任何生物的染色体数目基本是恒定而有限的，而基因数目却很多。果蝇有4对染色体，已知的基因却有500对以上。 控制果蝇灰身/黑身、长翅/残翅性状的两对等位基因位于同一对同源染色体上。 雌果蝇细胞染色体示意图 质疑 推测 【展示资料】细胞学研究发现，果蝇只有4对染色体却有500对以上的基因。 【提出推测】根据细胞学研究，同学们试着推测这两对等位基因在染色体上的位置关系吗？控制果蝇长翅/残翅、灰身/黑身性状的两对等位基因位于同一对同源染色体上。 8 长翅/残翅用B/b表示， 灰身/黑身用 Vg/vg表示， 在2号染色体上标出相应基因， 并绘图表示出杂合体果蝇BbVgvg的2号染色体。 资料:细胞学研究发现，任何生物的染色体数目基本是恒定而有限的，而基因数目却很多。果蝇有4对染色体，已知的基因却有500对以上。 控制果蝇长翅/残翅、灰身/黑身性状的两对等位基因位于同一对同源染色体上。 雌果蝇细胞染色体示意图 质疑 推测 【引导学生画图】据推测在2号染色体上画出这两对等位基因并绘图表示BbVgvg的示意图。 9 F1测交 灰身长翅♀ 黑身残翅♂ ╳ 是否可以用基因的分离定律来解释摩尔根果蝇实验中的测交结果？ 质疑 推测 配子 测交 后代 50%黑身残翅 50%灰身长翅 没有 基因重组 【继续推测】能否用基因的分离定律来解释摩尔根测交实验的结果？引导学生进一步推理。 10 F1测交 bvg 配子 测交后代 bbvgvg bbVgvg Bbvgvg BbVgvg 灰身 长翅 灰身 残翅 黑身 长翅 黑身 残翅 BVg Bvg bVg bvg 灰身长翅♀ 黑身残翅♂ ╳ 质疑 推测 4 : 1 : 1 : 4 4 : 1 : 1 : 4 4 1 1 4 【继续推测】引导学生从F1测交后代的表型入手倒推F1产生的配子。 11 如何解释F1雌果蝇产生四种配子的原因？ 质疑 推测 细胞学解释 【播放视频，展示间接证据】细胞学的解释以及展示显微镜下染色体交叉的图像。 12 如何解释F1雌果蝇产生四种配子的原因？ 质疑 推测 细胞学解释 间接 证据（图像） 显微镜下观察到的染色体交叉现象（100X） 【播放视频，展示间接证据】细胞学的解释以及展示显微镜下染色体交叉的图像。 13 请绘图表示F1雌果蝇BbVgvg4种配子产生的过程（减数分裂发生了非姐妹染色单体交叉互换）。 减数第一次分裂前期 减数第二次分裂 【绘图表示配子形成的过程】经过刚才的学习，引导学生画出同一对染色体上的两对等位基因，在减数分裂发生非姐妹染色单体交叉互换形成配子的过程。 并分析配子的比例为什么是4:1:1:4？ 14 染色体未交叉互换 染色体交叉互换 配子 B Vg vg b B Vg vg b B Vg b vg b vg vg b B Vg B Vg 【PPT展示染色体是否交叉互换的两种情况】引导学生发现，不是每一个细胞都发生染色体的交叉互换，并且无论互不互换都会产生亲本型配子，所以它的数量比重组型配子多。 15 染色体交叉互换导致基因重组 质疑 推测 细胞学解释 间接证据（图像） 关键点：减数第一次分裂前期，同一对同源染色体发生非姐妹染色单体的交叉互换。 16 总结基因重组的两种方式 基因重组类型 自由组合 交叉互换 基因 A/a与D/d B/b与D/d A/a与B/b 基因所在染色体 （关系） 非同源染色体 同一对同源染色体 发生时间 后期I 前期I 产生配子类型及比例 AD：Ad：aD：ad=1:1:1:1 BD：Bd：bD：bd=1:1:1:1 AB：Ab：aB：ab= 多：少：少：多 A B a b D d 【表格总结】基因重组的两种方式。 基因重组 概念：指在有性生殖的过程中，非同源染色体的自由组合和同源染色体中非姐妹染色单体的交叉互换导致控制不同性状的基因重新组合，使得后代出现不同于亲代的重组类型。 结果：产生新的基因型，但不产生新的基因。 意义：基因重组是生物变异的来源之一，通过基因重组可产生多种多样的后代，为生物进化提供丰富的原材料。 【进一步总结基因重组的概念、结果、意义】学生总结，教师补充。 三、基因重组可应用于杂交育种 易感病、红果肉番茄（SSRR） 抗病、黄果肉番茄(ssrr) VS 黄果肉番茄具有较强的抗病能力； 红果肉的番茄比较受消费者的喜爱，但它容易感染疾病。 育种方案设计：如何培育出能稳定遗传的抗病红果肉番茄呢？ 【杂交育种的方法】学生通过设计杂交育种方案，来体会杂交育种的方法。 【总结杂交育种的概念、原理、方法、优缺点】引导学生进一步理解杂交育种。 基因重组可应用于杂交育种 抗病、黄果肉 ssrr F1 F2 P 感病、红果肉 SSRR × ↓ 感病、红果肉 SsRr ↓  抗病、黄果肉 ssrr 抗病、红果肉 ssR_ 易感病、黄果肉 S_rr 易感病、红果肉 S_R_ ↓  ↓  抗病、红果肉 ssRR 新品种 基因重组可应用于杂交育种 1、原理： 基因重组 2、方法： 杂交→自交→选择→ 纯合化 3、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” 4、缺点： 育种周期长 中国荷斯坦牛 【总结杂交育种的概念、原理、方法、优缺点】引导学生进一步理解杂交育种。 1.如下图所示过程可能存在基因重组的是（） A.①②③④⑤ B.④⑤ C.①④ D.③④⑤ C 练习题 2.下列有关真核生物基因重组的叙述，正确的是（） A.真核生物受精过程中，雌、雄配子的随机结合会导致基因重组 B.表现型正常的夫妇生了一个患白化病的男孩，可能是由基因重组所致 C.在减数第一次分裂过程中，发生基因重组的一定是非等位基因 D.有丝分裂过程中，非同源染色体的自由组合能为生物进化提供原材料 C $$