第4章 第2节 基因重组使子代出现变异-【金版教程】2024-2025学年高中生物必修2 遗传与进化 创新导学案word（浙科版2019）

学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 第二节基因重组使子代出现变异 [学习目标]1举例说出基因重组及其意义。2概述杂交育种的概念和基本过程。3.说明转基 因技术的过程及应用。 知识点基因重组 寻知识梳理 1.概念 基因重组是指具有supl(O1)不同遗传性状的雌、雄个体进行supl(O2)有性生殖时，控制不同 性状的supl(O3)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。 2.类型 同源染色体的非姐妹染色单体之 supl(O5)非同源染色体上的非等位 基因重组的类型 间supl(O4)交叉互换 基因的自由组合 sup1(06减数第一次分裂四分体 发生时期 减数第一次分裂后期 时期 同源染色体的非姐妹染色单体间 非同源染色体的自由组合，导致非同 实质 的交叉互换导致基因重新组合 源染色体上的非等位基因自由组合 产生过程 可能排列1 单交换 B 次天 双父换 可能排列2 A 结果 二 B 单交换 可能结果1 1 学科网书城面 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 A 工0 A B 双交换 h 可能结果2 3意义 基因重组是导致生物性状的多样性形成的重要原因，为动、植物育种和suφl(O7)生物进化提 供了丰富的物质基础。 问题探究 ①基因重组能产生新的基因、新的性状吗？ 提示：不能，基因重组没有产生新的基因，只是原有基因的重新组合，产生了新的基因型， 使性状重新组合，但未改变基因的“质”和“量”，因此基因重组没有产生新的基因，但可产 生新的基因型；没有产生新的性状，但能产生新的性状组合。 ②谚语“一母生九子，连母十个样”，请分析这主要是什么原因造成的？为什么？ 提示：生物的亲子代之间的性状差异主要是由于基因重组造成的。通过基因重组可以产生基 因型不同的后代。 四典例分析 [例刂以下各项发生基因重组的是() A.基因型为Aa的个体自交，后代发生性状分离 B.雌、雄配子随机结合，产生不同类型的子代个体 C.YyRr个体自交后代出现不同于亲本的新类型 D.减数分裂过程中，同源染色体的姐妹染色单体之间的局部交换 答案C [例2]下列关于基因重组的叙述，正确的是() A.杂交后代出现3：1的分离比，不可能是基因重组导致的 B.配对时的交叉互换实现了同源染色体上等位基因的重新组合 C.“肺炎链球菌转化实验”中R型菌转变为S型菌的原理是基因重组 D.基因重组导致生物性状多样性，是生物变异的根本来源，为生物进化提供了丰富的物质 基础 2 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.ZXXk.c0m○ 您身边的互联网+教辅专家 解题分析如果一对相对性状是由非同源染色体上的两对基因共同控制，则杂交后代出现3： 1的分离比，可能是基因重组导致的，A错误；配对时的交叉互换实现了同源染色体上非等 位基因的重新组合，B错误：基因突变是生物变异的根本米源，D错误。 答案C 易错提醒 关注与基因重组有关的四个易错点 ()自然条件下基因重组发生的时间是MI后期和四分体时期，而不是受精时。 2)自然条件下基因重组只发生在真核生物中，病毒和原核生物中一般不会发生。 (3)染色体片段互换≠基因重组。如果染色体片段互换发生在同源染色体的非姐妹染色体之间 叫基因重组；如果发生在非同源染色体之间不是基因重组。 (4异卵双生间性状的差异，主要是基因重组引起的。 [例3】下列有关基因突变和基因重组的措述，正确的是() A.基因突变对生物个体是利大于弊 B.在植物组织培养过程中可同时发生基因突变和基因重组 C.基因重组能产生新的基因型 D.基因重组不属于生物变异的来源 解题分析基因突变具有多数有害性，A错误；植物组织培养过程中进行的是有丝分裂，不 是减数分裂，能发生基因突变，不能发生基因重组，B错误。 答案C 知识拓展 基因突变和基因重组比较 项月 基因突变 基因重组 发生时间 通常在分裂前的间期 减数第一次分裂前、中期 在一定的外界或内部因素作 减数第一次分裂过程中，同源染色体上的 用下，DNA分子中发生碱基 发生原因 非姐妹染色单体间的交叉互换，或非同源 对的缺失、插入或替换，引起 染色体上的非等位基因间的自由组合 基因结构的改变 适用范围 所有生物都可以发生 只适用于真核生物有性生殖细胞核遗传 学科网书城 团 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.ZXXk.c0m○ 您身边的互联网+教辅专家 结果 产生新基因，控制新性状 产生新的基因型，不产生新的基因 [例4]如图为高等动物的细胞分裂示意图。图中不可能反映的是() ①该细胞一定发生了基因突变②该细胞一定发生了基因重组③该细胞可能发生了基因突 变④该细胞可能发生了基因重组 A.①② B.③④ C.①③ D.②④ 解题分析由于图中没有同源染色体，同时着丝粒分开，可以确定该细胞为减数第二次分裂 后期的图像。同时注意到该细胞中，由两条姐妹染色单体形成的子染色体中所含的基因不完 全相同，其原因可能是减数第一次分裂前的间期染色体复制时出现错误，发生了基因突变， 也可能是减数第一次分裂前期，同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换，使两 条姐妹染色单体上的基因不完全相同。而且由于该高等动物的基因型未知，则不能确定在形 成该细胞的过程中是否发生了非同源染色体间的自由组合，故该细胞可能发生了基因突变， 也可能发生基因重组。 答案A 技法提升 “三看法”判断基因突变与基因重组 (1)一看亲代基因型 ①如果亲代基因型为BB或bb,则引起姐妹染色单体B与b不同的原因是基因突变。 ②如果亲代基因型为Bb,则引起姐妹染色单体B与b不同的原因是基因突变或交叉互换。 (2)二看细胞分裂方式 ①如果是有丝分裂过程中姐妹染色单体上基因不同，则为基因突变的结果。 ②如果是减数分裂过程中姐妹染色单体上基因不同，可能发生了基因突变或交叉互换。 (③)三看细胞分裂图 学科网书城面 品牌书店·知名教辅·正版资源 1b.ZXXk.com● 您身边的互联网+教辅专家 ①如果是有丝分裂后期图像，两条子染色体上的两基因不同，则为基因突变的结果，如图甲。 ②如果是减数第二次分裂后期图像，两条子染色体（同白或同黑）上的两基因不同，则为基因 突变的结果，如图乙。 ③如果是减数第二次分裂后期图像，两条子染色体上的两基因不同（且部分颜色不同，则为 交叉互换（基因重组）的结果，如图丙。 知识点基因重组可应用于杂交育种 寻知识梳理 1.杂交育种原理：supl(01)基因重组。 2.杂交育种概念：有目的地将sup1(O2)两个或sup1(O3)多个品种的supl(04)优良性状组合 在一起，培有出更优良的新品种。 3.杂交育种流程：一殷可以通过supl(05)杂交、supl(06选槿、supl(07)纯合化等手段培 养出新品种。 ①)选取双亲杂交子一代自交子二代 出符合要求的个体连续自定 选出稳定遗传的个体推广。 (2)实例：培有能稳定遗传的抗病红果肉潘茄 抗病、黄果肉×易感病、红果肉 (ssrr) (SSRR) F 易感病、红果肉 (SsRr) ↓@ F2 3/16抗病、红果肉 (ssR) ↓连续多代自交，直至不，再发生性状分离为止) (ssRR) 5 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.ZXXk.com● 您身边的互联网+教辅专家 选择既能抗病又是红果肉的能稳定遗传的优良品种 4.优点：可以将多个品种的supl(O8)优良性状集中在一起。 5.缺点：育种周期s1upl(O9)长：育种筛选过程supl(1O)复杂：不能产生新基因和新性状。 问题探究 ●杂交育种一定要进行纯合化处理吗？ 提示：不一定，纯合化处理是通过不断地自交，其中也涉及不断淘汰杂合子，目的是选出显 性纯合品种，但如果要求是隐性性状组合的品种，则不需要进行纯合化处理，直接选择即可。 四典例分析 [例]有两个纯种小麦，一个为高秆D)抗锈病(T),另一个为矮秆()不抗锈病()。这两对性状 独立遗传，现要培育矮秆抗锈病的新品种，过程如下： 高秆、抗锈病×矮秆、不抗锈病Fb,°稳定遗传的矮秆抗锈病类型。 (1)这种过程叫 育种，过程a叫 ,过程b叫 (2)过程c的处理方法是 (3)F1的基因型是 ，表型是 要培有的矮秆抗锈病新品种的基因型应 是 解题分析过程a叫做杂交，产生的F1基因型为DdTt,表型为高秆抗锈病。过程b叫做自 交，目的是获取表型为矮秆抗锈病的小麦品种(dT),因为此过程所得后代会发生性状分离， 所以要想得到稳定遗传的矮秆抗锈病植株必须经过过程©，即筛选和连续自交，直至后代不 发生性状分离。 答案(1)杂交杂交自交 (②)筛选和连续自交，直至选出能够稳定遗传的矮秆抗锈病新品种 (3)DdTt高秆抗锈病ddTT 归纳总结 杂交育种和诱变育种的比较 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 杂交一→选择→纯合化 辐射诱变、化学诱变 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.ZXXk.com● 您身边的互联网+教辅专家 不同个体的优良性状可集中到 提高变异频率，大幅度改良某些性状 优点 同一个体上 ， 加速育种进程 有利变异少，需要处理大量实验材料 缺点 时间长、需要及时发现优良性状 ，具有不确定性 知识点 转基因技术可以实现物种间的基因重组 寻知识梳理 1.转基因技术概念 转基因技术是指利用分子生物学和sup1(O1)基因工程的手段，将某种生物的sup1(02)基因 (外源基因)转移到supl(O3)其他生物物种中，使其出现原物种supl(O4)不具有的新性状的技 术。 2.转基因技术过程 获取sup1(O5)目的基因一将其导入supl(O6)受体细胞内并使其整合到受体的染色体上，让其 在受体内supl(O7)表达且该新性状还能supl(O8)稳定地遗传给后代。 3.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sup1(09)发生改变的生物称为转基因生物。 4.转基因技术的优点 (1)人为地增加了生物变异的范围，实现sup1(10)种间遗传物质的交换。 (2)针对性sup1(11)更强，效率更高，经济效益supl(12)更明显。 5.转基因技术应用 (1)培育农作物新品种。 (2)培有supl1(13)动物新品种，并能利用转基因动物作为sup1(14)生物反应器生产supl(15)医 用蛋白和多肽 (3)降低环境污染。 6.转基因技术的潜在威胁 (1)有可能破坏supl(16生态环境 (2)有可能威胁supl17)人类健康。 问题探究 7 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.2 xxk.com● 您身边的互联网+教辅专家 ●转基因生物和转基因食品的优点和缺点是什么？ 提示：(1)优点 ①解决狼食短缺问题：②减少农药的使用，从而减少环境污染：③节省生产成本，降低粮食 售价：④增加食物营养，提高附加价值：⑤增加食物种类，提升食物品质：⑥促进生产效率 提高，带动相关产业发展。 (2)缺点 ①可能产生新毒素和新过敏原：②可能产生抗除草剂的杂草：③可能使疾病的散播跨越物种 的障碍：④可能会损害农作物的生物多样性；⑤可能会干扰生态系统的稳定性。 巴典例分析 [例1]下列实践活动包含转基因技术的是() A.黑龙江农科院用辐射方法处理大豆，培育了“黑农五号”品种 B.抗虫小麦与矮秆小麦杂交，获得抗虫矮秆小麦 C.将含抗病基因的重组DNA导入玉米细胞，经组织培养获得抗病植株 D.用射线照射大豆，获得种子性状发生变异的大豆 答案C [例2]目前科学家把苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花细胞中，在棉花细胞中抗虫基因经 过修饰后得以表达。下列叙述中哪项不是这一先进技术的理论依据() A.所有生物共用一套遗传密码子 B.基因能控制蛋白质的合成 C.苏云金芽孢杆菌的抗虫基因与棉花细胞的DNA都是由四种脱氧核苷酸构成 D,苏云金芽孢杆菌与棉花可共用相同的mRNA和RNA 解题分析自然界所有生物共用一套遗传密码子，因此一种生物的基因能在另一种生物体内 表达，A正确：基因可通过控制蛋白质的合成来控制生物体的性状，B正确：细胞生物的基 因具有相同的结构DNA双螺旋结构和化学组成（都是由四种脱氧核苷酸构成），因此苏云金 芽孢杆菌的抗虫基因与棉花细胞DNA能连接起来，C正确：苏云金芽孢杆菌与棉花含有相 同的RNA,但所含mRNA不同，D错误。 答案D 效果当堂检测 XIAO GUO DANG TANG JIAN CE 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.ZxXk.c0m○ 您身边的互联网+教辅专家 1.下列关于基因重组的叙述，不正确的是() A.基因重组发生在精卵结合形成受精卵的过程中 B.一对等位基因不存在基因重组，但一对同源染色体之间可发生基因重组 C.,基因重组产生的新的基因型不一定会表达为新的表型 D.基因重组包括自由组合、交叉互换和以基因工程为代表的人工操作的基因重组 答案A 解析基因重组发生在减数分裂过程中，而不是精卵结合形成受精卵的受精作用过程中，A 错误；由于显性纯合子和显性杂合子的表型相同，因此基因重组产生的新的基因型不一定会 表达为新的表型，C正确。 2.如图是基因型为BbXAY的动物进行减数分裂时一个细胞的示意图。下列叙述正确的是 () A.该细胞是初级精母细胞或初级卵母细胞 B.该细胞可产生3种基因型的配子 C.基因a是姐妹染色单体间片段互换产生的 D.A与a、B与b同时分离进入不同的子细胞 答案B 解析由基因型BXAY可知该细胞为雄性个体细胞，又由题图可知该细胞含有同源染色体 和姐妹染色单体，判断该细胞为初级精母细胞：该细胞发生了基因突变，产生了a基因，减 数分裂产生4个子细胞，基因型分别为BXA、bY、bY、BX或bXA、bX、BY、BY,则该 细胞可产生3种基因型的配子；该个体本身不含基因，该基因来自基因突变而不是片段互 换产生：A与a在减数第二次分裂后期分开分别进入不同子细胞，而B与b在减数第一次分 裂后期分开分别进入不同子细胞。 3.下列关于杂交有种方式的叙述，正确的是() A.杂交有种所依据的生物学原理是基因突变 B.杂交育种的选育工作一般是从F1代开始进行 9 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.ZxXk.c0m○ 您身边的互联网+教辅专家 C.杂交育种能够培育出具有杂种优势的新品种 D.杂交育种能够产生新的基因和多样的基因型 答案C 解析杂交有种的原理是基因重组，A错误，杂交育种的选有工作一殷是从下2代开始进行， 因为F2才开始出现性状分离，B错误：杂交育种能够产生多样的基因型，但不能检测产生新 的基因，D错误。 4.下列有关基因重组的叙述正确的是() A.不产生新性状，无法为生物进化提供原材料 B.转基因技术有种利用了基因重组的原理 C.Aa个体自交，由于基因重组，后代出现照个体 D.一个AaBb的卵原细胞由于基因重组，最多可以产生4种卵细胞 答案B 解析基因重组可为生物进化提供原材料，A错误：只有两对及两对以上的基因才会发生基 因重组，C错误：一个卵原细胞，一次减数分裂只能产生一个卵细胞，D错误。 5,利用杂交育种方法，可培育出具有两种优良性状的作物新品种。下列说法中错误的是() A.所选的原始材料分别具有某种优良性状且能稳定遗传 B.杂交一次，得到F1,若F1在性状上符合要求，则可直接用于扩大裁培 C.让F1自交，得到F2,从F2中初步选取性状上符合要求的类型 D.把初步选出的类型进一步隔离自交和汰劣留良，直到确认不再发生性状分离 答案B 解析所选的原始材料应分别具有某种优良性状且能稳定遗传，通过杂交育种可以将不同个 体的优良性状集中到一个个体上，A正确；直接用于扩大栽培的个体除了性状上符合要求外， 还要能稳定遗传，B错误；杂交有种的过程是杂交一次，得到F,让F1自交，得到F2,从 F2中初步选取性状上符合要求的类型，再把初步选出的类型进一步隔离自交和汰劣留良，直 到不再发生性状分离，C、D正确。 6.下列属于转基因技术的优点的是() A.不解决粮食短缺问题 B.增加农药的使用，避免污染环境 C.增加食品营养，提高附加价值 10