第4章 第2节 基因重组使子代出现变异-【新课程学案】2025-2026学年高中生物必修2 遗传与进化配套课件PPT（浙科版）

该高中生物学课件围绕“基因重组使子代出现变异”，系统阐述基因重组的概念、减数分裂中自由组合与交叉互换两种类型，以及杂交育种、转基因技术的原理和应用，通过“四层”学习内容搭建从必备知识到学科素养的学习支架，衔接减数分裂基础，引导学生逐步深入理解变异机制。 其亮点在于以任务驱动和实例分析强化科学思维与探究实践，如通过对比表格明晰基因突变与基因重组差异，结合大豆“甜10”基因研究等案例浸润生命观念。采用“主干梳理+易错提醒+跟踪训练”模式，帮助学生构建知识体系，教师可直接利用分层内容提升教学效率，助力学生形成理性思维与社会责任意识。

第二节　基因重组使子代出现变异 |学|习|目|标| 1.阐明进行有性生殖的生物在减数分裂过程中，染色体所发生的自由组合和交叉互换，会导致控制不同性状的基因重组，从而使子代出现变异。 2.概述杂交育种的原理、过程和优点及不足。 3.描述转基因技术实施过程及其意义。 [四层]学习内容1 落实必备知识 [四层]学习内容2 融通关键能力 课时跟踪检测 目录 [四层]学习内容3·4 浸润学科素养和核心价值 [四层]学习内容1 落实必备知识 主干知识梳理 一、基因重组的概念 具有不同遗传性状的雌、雄个体进行_____生殖时，________________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。 有性 控制不同性状 二、非同源染色体间的自由组合导致基因重组 时期 图示 原因 减数第 一次分 裂_____ 组合形式:Ab和____或____和ab 随着非同源染色体的自由组合，____________也自由组合 后期 aB AB 非等位基因 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 时期 图示 原因 减数第一 次分裂 四分体时期 同源染色体上的________随非姐妹染色单体的交换而发生交换 等位基因 四、基因重组可应用于杂交育种 概念 杂交育种是指将两个或多个品种的_________通过杂交组合在一起,培育出更优良的新品种。一般可以通过_______、选择、_________等手段培育出新品种 原理 ___________ 过程 双亲P(♀、♂)→_______→F1→______→F2→选出表型符合要求的个体自交→F3→……→选出稳定遗传的个体推广种植 优良性状 杂交 纯合化 基因重组 杂交 自交 五、转基因技术可以实现物种间的基因重组 1.概念:指利用分子生物学和基因工程的手段,将某种生物的_________________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。 基因(外源基因) 2.转基因技术的操作流程 (以转基因植物的获得为例) T­-DNA 目的基因 重组 3.转基因技术的优点和缺点 优点 ①人为增加___________的范围,实现______遗传物质的交换; ②针对性更强,_______更高,经济效益更明显 缺点 可能会破坏______环境、威胁人类健康等 生物变异 种间 效率 生态 [预习效果自评] 1.判断下列叙述的正误 (1)在形成配子的过程中，基因重组发生在后期Ⅰ。 ( ) (2)同源染色体在前期Ⅰ发生姐妹染色体交叉互换导致基因重组。 ( ) × × 提示:前期Ⅰ发生交叉互换，后期Ⅰ发生自由组合，两个时期都可发生基因重组。 提示:发生在非姐妹染色单体之间。 (3)杂交育种可以实现任何两生物个体优良性状的重新组合。 ( ) (4)基因突变和基因重组的共性是都可以产生新的基因。 ( ) (5)转基因技术人为地增加了生物变异的范围，实现种间遗传物质的交换。 ( ) √ 提示:杂交育种只能在具有亲缘关系的同种生物之间进行操作。 提示:基因重组不能产生新的基因，两者都可以产生新的基因型。 × × 2.把下面筛选抗病红果肉番茄的育种过程图示补充完整 易感病、 红果肉(SsRr) 抗病、红果肉 (ssR_) 抗病、红果肉(ssRR) 杂交 抗 病、红果肉 连续自交 黄果肉品种 3.思考题 (1)关于基因重组有两种说法:第一种说法认为基因重组只能通过有性生殖实现；第二种说法认为基因重组主要发生在有性生殖的生物中，但也可以不通过有性生殖实现。你认可哪种说法?请举例说明。 提示:第二种。如转基因技术就是不通过有性生殖的基因重组。 (2)阅读教材第97页“课外读”，有人认为吃了转基因食品，存在食品中基因整合到人类基因组中的安全风险。你认为这种说法科学吗? 提示:不科学。DNA(基因)是大分子物质，食用后在消化道内分解成小分子物质才能被人体吸收，不会整段被吸收，更不会进入细胞内整合到人体染色体上。 一、知识体系建一建 [精要内容把握] 二、核心语句背一背 1.基因重组普遍存在于有性生殖的减数分裂过程中，染色体的自由组合和交叉互换导致控制不同性状的基因重组，使子代出现变异。 2.杂交育种利用基因重组的原理，通过杂交、选择、纯合化等手段培育出新品种。 3.转基因技术人为地增加了生物变异的范围，实现种间遗传物质的交换。 [四层]学习内容2 融通关键能力 任务驱动 提能点(一)　基因重组 如图a、b为某生物细胞分裂的不同时期图像，请思考并回答以下问题: (1)图a处于细胞分裂什么时期?图中的1、2号染色体发生了何种变异? (2)图b处于细胞分裂什么时期?该细胞名称是什么?在该时期细胞中最常见的变异类型是什么? 提示:图a处于四分体时期(前期Ⅰ)，图中1、2号染色体因交叉互换发生了基因重组。 提示:图b处于减数第一次分裂后期，该细胞名称为初级精母细胞，该时期细胞最常见的变异类型是自由组合型的基因重组。 (3)①雌雄配子随机结合属于基因重组吗?②Aa AA、Aa、aa属于基因重组吗? 提示:①不属于，自然状态下，基因重组发生在减数分裂形成配子时；②不属于，基因重组的实质是控制不同性状的非等位基因重新组合。 生成认知 一、图解自由组合和交叉互换 自由组合 交叉互换 二、三种基因重组类型的比较 基因重组类型 发生时间 发生重组的原因 非同源染色体上非等位基因间的重组 后期Ⅰ 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组 同源染色体上非等位基因的重组 MⅠ的四分体时期(前期Ⅰ) 同源染色体上非姐妹染色单体之间交叉互换，导致基因重组 转基因 技术 导入受体 细胞 目的基因导入受体细胞，导致受体细胞中基因发生重组 特点 ①只产生新的基因型，并未产生新的基因→无新蛋白质→无新性状(新性状不同于新性状组合) ②自然状态下，发生于真核生物、有性生殖的核遗传中(转基因技术除外) ③两个亲本杂合性越高→遗传物质相差越大→基因重组类型越多→后代变异越多 续表 三、基因突变与基因重组的关系 项目 基因突变 基因重组 本质 基因的分子结构发生改变，产生了新基因，可能出现新性状 不同基因的重新组合，产生了新基因型，使性状重新组合 突变 位置 基因突变是对某一基因而言的 基因重组是两对或两对以上的基因才会发生的 发生 时间 及原因 DNA分子复制时，由于外界理化因素或自身生理因素引起的基因结构的改变 减数第一次分裂过程中，同源染色体的非姐妹染色单体间交叉互换，以及非同源染色体上非等位基因的自由组合 条件 外界条件的剧变和内部因素的相互作用 不同个体之间的转基因；有性生殖过程中的减数分裂 发生 的范围 基因突变存在于所有生物中 基因重组仅存在于有性生殖的真核生物中(自然状态下) 进化 意义 生物变异的根本来源，也是生物进化的原材料 是生物变异的重要因素，是生物进化的重要因素之一 发生 概率 很小 非常普遍 续表 联系 ①都使生物产生可遗传的变异； ②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； ③二者均产生新的基因型，可能产生新的表型 续表 [例1]　下列有关基因重组的叙述，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A因替换、插入或缺失部分碱基而形成它的等位基因a，这属于基因重组 C.YyRr自交后代出现不同于亲本的新类型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 √ [解析]　基因型为Aa的个体自交，因一对等位基因分离而导致子代性状分离，A错误；基因A因替换、插入或缺失部分碱基而形成它的等位基因a，这属于基因突变，B错误；YyRr自交后代出现不同于亲本的新类型过程中发生非同源染色体上非等位基因的自由组合，即发生了自由组合型基因重组，C正确；同卵双生姐妹所含遗传物质完全相同，则造成同卵双生姐妹间性状差异的主要原因可能是环境因素，D错误。 [例2]　(2025·嘉丽联考)结合图示，下列对变异的分析，错误的是 (　　) A.基因A1和A2编码的蛋白质可能相同 B.三个图中所对应的变异均可发生于减数分裂过程中 C.同胞兄妹的遗传差异可能与图1、图3对应的变异有关 D.图1和图3对应的变异均会引起基因所携带的遗传信息发生改变 √ [解析]　由于密码子的简并性，基因A1和A2编码的蛋白质可能相同，A正确；三个图中对应的变异有基因突变和基因重组，均可发生在减数分裂过程中，B正确；同胞兄妹的遗传差异主要是基因重组中的自由组合，也可能与图1、图3对应的变异有关，C正确；图1发生的基因突变会导致基因所携带的遗传信息发生改变，图3发生的基因重组不会导致基因所携带的遗传信息发生改变，D错误。 [易错提醒] 有关基因重组的几个易错点 (1)基因重组只是“原有基因间的重新组合”。 (2)自然条件下基因重组发生在配子形成过程中，而不是受精作用发生时。 (3)自然状态下，基因重组一般发生于“有性生殖”产生配子的过程中，无性生殖的生物不发生，有性生殖的个体体细胞增殖时也不会发生。 (4)杂合子(Aa)自交产生的子代出现性状分离，不属于基因重组的原因是A、a控制的性状是同一性状中的不同表型，而非“不同性状”。 跟踪训练 1.(2025·海盐一中检测)一般认为，基因重组是指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。下列关于基因重组的叙述，错误的是 (　　) A.一对等位基因不存在基因重组，一对同源染色体也不存在基因重组 B.基因重组只能产生新基因型和重组性状，不能产生新基因和新性状 C.减数分裂过程中，非同源染色体上的非等位基因自由组合可导致基因重组 D.减数分裂四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换可导致基因重组 √ 解析:基因重组是指控制不同性状的基因的重新组合，因此一对等位基因不存在基因重组；在减数分裂的四分体时期，一对同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换，可能导致基因重组，即一对同源染色体可能存在基因重组，A错误，D正确。在基因重组过程中，由于控制不同性状的基因的重新组合，导致基因重组只能产生新基因型和重组性状，但不能产生新基因和新性状，B正确。在减数分裂过程中，非同源染色体上的非等位基因的自由组合是基因重组的来源之一，C正确。 2.基因重组发生于下图中的哪个过程 (　　) A.①③　　　　　　　　　 B.② C.① D.①④ √ 解析:基因重组发生于减数分裂产生配子的过程中。 3.(2025·舟山模拟)玉米某对同源染色体及其减数分裂产物如图所示。下列叙述正确的是 (　　) A.图示变异类型是可遗传变异的根本来源 B.图示变异可能会提高种群的遗传多样性 C.图中的一对同源染色体可能是2条X染色体 D.图中所示基因的遗传遵循基因自由组合定律 √ 解析:图示过程发生在同源染色体之间，该变异属于基因重组，而可遗传变异的根本来源是基因突变，A错误；图示变异属于基因重组，产生了新的基因型，可能会提高种群的遗传多样性，B正确；玉米属于雌雄同株植物，没有性染色体，C错误；图中所示基因在一对同源染色体上，其遗传遵循基因分离定律不遵循基因自由组合定律，D错误。 任务驱动 提能点(二)　杂交育种及转基因技术 穿梭育种是近年来小麦育种采用的新模式。农业科学家将一个地区的品种与国内外其他地区的品种进行杂交，然后通过在两个地区间不断地反复交替穿梭种植、选择、鉴定，最终选育出多种抗病高产的小麦新品种。根据材料，回答有关问题。 (1)从本质上说，穿梭育种的原理是什么? (2)穿梭育种的主要优点有哪些? 提示:基因重组。 提示:①可以集中不同品种的优良性状；②选育的新品种适应不同种植地区的环境等。 (3)与转基因技术育种相比，利用杂交育种培育的作物新品种生产的食品存在安全性问题吗? 提示:与转基因技术重组外源基因不同，杂交育种都是利用同种生物控制不同性状的基因重新组合，没有外来基因，不存在安全风险。 生成认知 一、杂交育种 1.培育显性纯合子品种 植物 选取双亲P杂交(♀×♂) F1 F2 选出表型符合要求的个体 F3 …… 选出稳定遗传的个体推广种植 动物 选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1→F1雌雄个体交配→获得F2→鉴别、选择需要的类型与隐性类型测交，选择后代不发生性状分离的F2个体 2.培育隐性纯合子品种 3.培育杂合子品种 在农业生产上，可以将杂种一代作为种子直接利用，如水稻、玉米等。其特点是利用杂种优势，品种高产、抗性强，但种子只能种一年。培育基本步骤如下: 二、比较杂交育种和转基因技术育种 名称 原理 方法 优点 缺点 应用 杂交育种 基因重组 培育纯合子品种:杂交→选择→纯合化，筛选出符合要求的表型 使分散在同一物种不同品种中的多个优良性状集中于同一个体上，即“集优” ①育种时间长 ②局限于同一种或亲缘关系较近的个体 用纯种高秆抗病与矮秆不抗病小麦培育矮秆抗病小麦 培育杂种优势品种:一般是选取纯合双亲杂交 年年制种 杂交水稻、杂交玉米 转基因技术育种 基因重组 提取目的基因→转入运载体→导入受体细胞→目的基因的表达与检测→筛选出符合要求的新品种 能定向地改变生物的遗传性状；目的性强；育种周期短；克服了远缘杂交不亲和的障碍 技术复杂， 安全性问题多 转基因大豆、转基因抗虫棉 续表 [例1]　(2025·杭州六县九校联考)袁隆平院士生前利用水稻雄性不育系(该品系最早发现于野外)成功培育出具有耐盐、耐碱性状的高产杂交“海水稻”。下列叙述错误的是 (　　) A.杂交育种的原理是基因重组 B.杂交育种具有操作简单能够集优等优点 C.杂交育种通常需经过杂交、选择、纯合化等过程 D.“海水稻”的培育必须经过去雄、套袋、授粉、套袋等操作 √ [解析]　杂交育种的原理是基因重组，遵循基因的自由组合定律，A正确；杂交育种使同种生物的不同优良性状集中于同一个个体中，具有预见性，具有操作简单能够集优等优点，B正确；杂交育种通常需经过杂交、选择、纯合化等过程，以便获得纯合新品种，C正确；“海水稻”培育利用雄性不育系，不需要对母本进行去雄处理，D错误。 [例2]　(2025·嘉兴检测)将抗冻基因导入西红柿细胞，获得抗冻植株P1、P2、P3，对P1、P2、P3测交获得F1，F1的表型及比例如下表所示。下列叙述正确的是 (　　) P F1表型及比例 P1 抗冻西红柿∶不抗冻西红柿=1∶1 P2 全为抗冻西红柿 P3 抗冻西红柿∶不抗冻西红柿=3∶1 A.P1中1个抗冻基因导入到1条染色体上 B.P2中抗冻基因导入到2条染色体上 C.P3中可能有2个抗冻基因分别导入到2条非同源染色体上 D.若P1与P2杂交，F1的表型及比例可能为抗冻西红柿∶不抗冻西红柿=1∶1 √ [解析]　P1测交结果为抗冻西红柿∶不抗冻西红柿=1∶1，说明可能有1个或多个抗冻基因导入1条染色体上，A错误；P2测交结果是全为抗冻西红柿，说明亲代是抗冻的纯合子，可能有两个或多个抗冻基因导入一对同源染色体上，B错误；P3测交结果是抗冻西红柿∶不抗冻西红柿=3∶1，用+表示抗冻基因，-表示不抗冻基因，则P3的基因型可能是+-/+-，正常植株的基因型可能是--/--，可能有2个抗冻基因分别导入2条非同源染色体上，C正确；根据A项和B项的分析，P1和P2染色体上都含有抗冻基因，P1相当于显性杂合子，P2相当于显性纯合子，所以二者杂交后代都表现为抗冻西红柿，D错误。 [易错提醒] 正确理解基因重组的“多方向”问题 杂交育种的原理是基因重组，是减数分裂过程中染色体自由组合和交叉互换导致的，形成不同配子时非等位基因的结合是随机的，后代出现的表型也是随机的，而不是定向的。这与基因突变一样具有多方向性，只有通过转基因技术等才可使生物的遗传性状发生定向的改变。 跟踪训练 1.能克服远缘杂交障碍培育农作物新品种的技术是 (　　) A.转基因技术　　　　　　 B.组织培养 C.诱变育种 D.杂交育种 √ 解析:转基因技术可将某种生物的基因(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，能克服远缘杂交障碍培育农作物新品种；组织培养是利用植物细胞的全能性，将离体组织或细胞培养成生物体，属于无性繁殖，能保持亲本的遗传特性；诱变育种的原理是基因突变，不能克服远缘杂交障碍；杂交育种的原理是基因重组，只能在同一物种的不同性别个体之间进行，不能突破物种的界限。 2.下列关于杂交育种的叙述，错误的是 (　　) A.目的是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:杂交育种的目的是选育具有优良性状的新品种不一定能稳定遗传，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.(2025·浙江1月选考节选)谷子(2n=18)俗称小米，是起源于我国的重要粮食作物，自花传粉。已知米粒颜色有黄色、浅黄色和白色，由等位基因E和e控制，其中白色(ee)是米粒中色素合成相关酶的功能丧失所致。锈病是谷子的主要病害之一。抗锈病和感锈病由等位基因R和r控制。现有黄色感锈病的栽培种和白色抗锈病的农家种，欲选育黄色抗锈病的品种。回答下列问题: (1)授粉前，将处于盛花期的栽培种谷穗浸泡在45~46 ℃温水中 10 min，目的是__________，再授以农家种的花粉。为防止其他花粉的干扰，对授粉后的谷穗进行__________处理。同时，以栽培种为父本进行反交。  套袋 人工去雄 解析:因为谷子是自花传粉作物，授粉前将处于盛花期的栽培种谷穗浸泡在45~46 ℃温水中10 min，目的是人工去雄，防止自花传粉，这样做可以保证后续能接受农家种的花粉进行杂交。授以农家种的花粉后，为防止其他花粉的干扰，对授粉后的谷穗进行套袋处理，以确保杂交的准确性。 (2)正反交得到的F1全为浅黄色抗锈病，F2的表型及其株数如下表所示。 从F2中选出黄色抗锈病的甲和乙，浅黄色抗锈病的丙。甲自交子一代全为黄色抗锈病，乙自交子一代为黄色抗锈病和黄色感锈病，丙自交子一代为黄色抗锈病、浅黄色抗锈病和白色抗锈病。 表型 黄色 抗锈病 浅黄色 抗锈病 白色 抗锈病 黄色 感锈病 浅黄色 感锈病 白色 感锈病 F2(株) 120 242 118 40 82 39 ①栽培种与农家种杂交获得的F1产生__________种基因型的配子，甲的基因型是__________，乙连续自交得到的子二代中，纯合黄色抗锈病的比例是__________。杂交选育黄色抗锈病品种，利用的原理是____________。  4 EERR 基因重组 3/8 解析:正反交得到的F1全为浅黄色抗锈病，说明黄色对白色是不完全显性，且抗锈病对感锈病为显性性状。F2中出现了多种表型，且比例为9∶3∶3∶1的变形，由此可推测控制米粒颜色和锈病抗性的基因位于两对同源染色体上，遵循基因的自由组合定律。F1的基因型为EeRr，能产生4种基因型的配子，分别为ER、Er、eR、er。甲自交子一代全为黄色抗锈病，说明甲为纯合子，基因型为EERR。乙自交子一代为黄色抗锈病和黄色感锈病，说明乙的基因型为EERr，乙连续自交，F1中EERr占1/2、EErr占1/4、EERR占1/4，F1自交，F2中纯合黄色抗锈病(EERR)的比例为1/4+1/2×1/4=3/8。杂交选育黄色抗锈病品种，利用的原理是基因重组，通过杂交使不同亲本的优良基因组合在一起。 ②写出乙×丙杂交获得子一代的遗传图解。 答案:如图所示 解析:浅黄色抗锈病的丙自交子一代为黄色抗锈病、浅黄色抗锈病和白色抗锈病，其基因型为EeRR。乙(EERr)×丙(EeRR)杂交获得子一代的遗传图解见答案。 [四层]学习内容3·4 浸润学科素养和核心价值 思维拓展——高产优质大豆培育的新突破 浙江大学、中国科学院专家领衔的多国联合研究团队发现了控制大豆籽粒大小、含油量和蛋白含量的关键基因，发现了“甜10”(SWEET10)基因在控制大豆种子发育和油分积累方面起到了关键作用。若将“甜10”基因敲除，百粒大豆种子的重量降低40.2%， 油分含量降低40.7%，蛋白含量提高32.1%。若在栽培大豆中提高“甜10”基因的表达，百粒大豆种子重量及油分含量都会显著提高，大豆单株产量可提高11%至20%。 浙江大学某教授介绍，中国是大豆的发源地，在进化上，野生大豆籽粒小、含油量低、蛋白质含量高，是杂草形态。经过长期育种选择驯化后，栽培大豆籽粒大、含油量提高，现广泛传播于世界各地，是世界性的重要粮食、经济作物。这项研究可以直接运用于大豆产量和品质性状的分子标记辅助育种工作。此外，研究团队前期还发现了另一个调控大豆粒数的“甜15”基因，与本次研究成果叠加后，有望在大豆高产、优质等重要性状上获得更大突破。 素养训练 √ 1.杂交育种是改良作物品质，提高农作物产量的常规方法。下列有关叙述错误的是 (　　) A.杂交育种是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，培育出新品种的方法 B.杂交育种所依据的主要遗传学原理是基因重组 C.杂交育种除杂交选育新品种之外，杂交的另一个结果是获得杂种表现的优势 D.杂交育种的优点是目的性强、育种周期短 解析:由题意分析可知， 杂交育种是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，培育出新品种的方法，A正确；杂交育种所依据的主要遗传学原理是基因重组，B正确；杂交育种除杂交选育新品种之外，杂交的另一个结果是获得杂种表现的优势，C正确；杂交育种的特点是目的性强、育种周期长，D错误。 2.一般观点认为主要粮食品种不得擅用转基因技术。下列关于转基因技术育种的叙述，错误的是 (　　) A.转基因技术转移的基因是有用的外源基因 B.转移的基因可以来自不同品种和不同物种 C.转基因技术突破了生物的种间界限 D.转基因技术可以不定向地改造生物的遗传性状 √ 解析:转基因技术转移的基因是对人类有用的外源基因，A正确；转基因技术能打破生殖隔离，转移的基因可以来自同一物种的不同品种，也可以是不同物种，B、C正确；基因工程可以定向改造生物的遗传性状，D错误。 3.(2025·鄞州中学期末)水稻是我国主要的粮食作物之一，获得具有杂种优势的杂交种子是提高水稻产量的重要途径。 (1)水稻花是两性花，杂交实验中，为了防止母本___________，须进行人工去雄。水稻花非常小，人工去雄操作难度大。科学家发现的安农S⁃1温敏不育系突变体水稻在温度高于26 ℃时表现为花粉败育，在杂交时只能作_______，免去了人工去雄的工作，因此该水稻品种作为重要材料用于水稻杂交育种。  自花授粉 　母本 解析:水稻花是两性花，杂交实验中，为了防止母本自花授粉，须对母本进行人工去雄。科学家发现的安农S⁃1温敏不育系突变体水稻在温度高于26 ℃时表现为花粉败育，因此该个体不能产生可育的雄配子，故在杂交时只能作母本。 (2)在温度高于26 ℃时，将野生型与安农S⁃1杂交，F1均为野生型，F1自交后代中野生型∶雄性不育=3∶1，说明_____________________ ___________________________________________________________ _______________________ (答出2条)。  育性正常和雄性不育是 一对相对性状，受一对等位基因控制，该相对性状的遗传符合分离定律，雄性不育为隐性 解析:在温度高于26 ℃时，将野生型与安农S⁃1杂交，F1均为野生型，F1自交后代中野生型∶雄性不育=3∶1，说明育性正常和雄性不育是一对相对性状，受一对等位基因控制，该相对性状的遗传符合分离定律，且雄性不育为隐性。 (3)安农S⁃1在不同的温度条件下既可作为不育系用于杂交制种，又可以自身繁殖，简化了制种程序，使杂交水稻的大规模种植成为可能。请写出利用安农S⁃1和野生型水稻繁殖不育系、制备杂交种子的流程。(用文字或图示作答均可) 答案: 或者安农S⁃1在低于26 ℃条件下自交，获得安农S⁃1；温度高于26 ℃的条件下，以安农S⁃1作母本与野生型杂交，从安农S⁃1上收获的种子就是杂交种子。　 解析:安农S⁃1温敏不育系突变体水稻在温度高于26 ℃时表现为花粉败育，说明其在温度低于26 ℃时表现为雄性可育，若要利用安农S⁃1和野生型水稻繁殖不育系、制备杂交种子，可让不育系在低于 26 ℃时自交，形成的后代作母本，与野生型在高于26 ℃的条件下杂交繁殖后代，可获得杂交种子，也可用系谱图表示制备过程(参见答案)。 (4)①研究者用γ射线处理安农S⁃1种子，筛选获得了两个在32 ℃及以上表现为花粉败育的隐性突变体t1和t2，请设计实验验证t1和t2是同一基因突变引起的雄性不育，写出设计思路和预期结果。 ②在制种时偶遇低温天气会影响杂交种子的纯度进而影响杂交稻产量，与安农S⁃1相比，突变体t1和t2是否更有利于制种?判断并说明理由。 答案:①设计思路:在低于32 ℃时将突变体t1和t2杂交，在温度高于32 ℃时检测F1育性。 预期结果:F1表现为雄性不育。　②不是，突变体t1和t2的不育起点温度更高，偶遇低温天气时，容易由雄性不育转变为雄性可育，从而能够自交，降低了杂交种子的纯度。 解析:①若t1和t2是同一基因突变引起的雄性不育，则t1和t2不含可育基因，可在低于32 ℃时将突变体t1和t2杂交，在温度高于32 ℃时检测F1育性，若F1表现为雄性不育，则说明t1和t2是同一基因突变引起的雄性不育。②由于突变体t1和t2的不育起点温度更高，偶遇低温天气时，容易由雄性不育转变为雄性可育，从而能够自交，降低了杂交种子的纯度，因此与安农S⁃1相比，突变体t1和t2不利于制种。 课后习题参考答案(教材P98) 一、选择题 1.B　2.C　3.B 二、简答题 提示:只要有基因重组，就会有生物新的表型发生。例如，在第一章所学习的纯种黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆杂交，后代中出现黄色皱粒和绿色圆粒这样的新的重组表型。 课时跟踪检测 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 一、选择题 1.俗话说“一母生九子，九子各不同”。从遗传学角度分析，产生此现象的主要原因是(　　) A.细胞分裂 B.细胞凋亡 C.细胞分化 D.基因重组 √ 解析:产生题述现象的主要原因是在有性生殖过程中控制不同性状的基因重新组合，即基因重组造成。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 2.(2025·湖州中学月考)下列有关生物体内的基因突变和基因重组的叙述，错误的是 (　　) A.非同源染色体的自由组合可导致基因重组 B.能发生基因突变的生物，不一定能发生基因重组 C.基因突变可能发生在有丝分裂或减数分裂的分裂间期 D.染色体上DNA中碱基对的替换、缺失、插入一定会引起基因突变 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 解析: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，非同源染色体上的非等位基因也自由组合可导致基因重组，故非同源染色体的自由组合可导致基因重组，A正确；所有生物都可以发生基因突变，自然界中只有进行有性生殖的生物才发生基因重组，即不能进行有性生殖的生物无法发生基因重组，故能发生基因突变的生物，不一定能发生基因重组，B正确；基因突变一般发生在DNA复制时，而DNA复制发生在有丝分裂或减数分裂的分裂间期，故基因突变可能发生在有丝分裂或减数分裂的分裂间期，C正确；染色体上DNA中碱基对的替换、缺失、插入若没有引起基因序列发生改变，则不会引起基因突变，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 3.科学家用纳米技术制造出一种“生物导弹”，可以携带DNA分子。把它注射到组织中，进入细胞后，DNA被释放出来，进入到细胞核内，最终整合到细胞染色体中，成为细胞基因组的一部分，DNA整合到细胞染色体中的过程，属于 (　　) A.基因突变 B.基因重组 C.基因互换 D.基因迁移 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 解析:分析题干信息，DNA整合到细胞染色体上，并与染色体DNA重组形成重组DNA，属于基因重组，B正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 4.(2025·金华月考)下列关系不可能发生基因重组的是 (　　) A.同源染色体的一对等位基因之间 B.同源染色体的非等位基因之间 C.非同源染色体的非等位基因之间 D.不同类型细菌的基因之间 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 解析:同源染色体的一对等位基因之间只发生基因分离，不会发生基因重组，A错误；在减数第一次分裂前期的四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换，可导致非等位基因之间发生基因重组，B正确；在减数第一次分裂后期，非同源染色体的非等位基因之间自由组合，可导致基因重组，C正确；在肺炎链球菌转化中，不同类型细菌的基因之间可能发生基因重组，使R型菌转化为S型菌，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 5.下列有关变异的叙述，错误的是 (　　) A.一个基因中插入了若干对脱氧核糖核苷酸属于基因突变 B.大豆基因组中插入一段抗虫基因，从而获得抗虫性状，该过程的原理为基因重组 C.雌、雄配子随机结合产生不同于亲本类型的子代个体也属于一种基因重组 D.发生在玉米花药中的变异比发生在根尖中的更容易遗传给后代 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 解析:一个基因中插入了若干对脱氧核糖核苷酸，改变了基因的结构，属于基因突变，A正确；利用转基因技术获得抗虫大豆的原理是基因重组，B正确；雌、雄配子的随机结合是受精作用，不属于基因重组，C错误；发生在玉米花药中的变异，即发生在生殖细胞中，比根尖(体细胞)变异更容易遗传给后代，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 6.(2025·宁波效实中学期末)下图表示三种基因重组，下列相关叙述正确的是　 (　　) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 A.图甲所示细胞产生的次级性母细胞内不含有等位基因 B.图甲和图乙两种类型的基因重组都发生在同源染色体之间 C.R型菌转化为S型菌的基因重组与图丙中的基因重组相似 D.孟德尔的两对相对性状的杂交实验中，F2出现新的表型的原因和图甲相似 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 解析:图甲所示细胞发生了交叉互换，故其产生的次级性母细胞内含有B、b这对等位基因，A错误。图甲发生的是交叉互换，发生在同源染色体上；图乙发生的是非同源染色体的自由组合，发生在非同源染色体之间，B错误。R型菌转化为S型菌的基因重组与图丙中的基因重组相似，C正确。孟德尔的两对相对性状的杂交实验中，F2出现新的表型是基因自由组合导致的，其发生原因和图乙相似，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 7.现有抗病、黄果肉(ssrr)和易感病、红果肉(SSRR)两个番茄品种，研究人员欲通过杂交育种培育出一个既抗病又是红果肉的新品种(ssRR)。下列叙述正确的是 (　　) A.亲本杂交产生F1的过程中s和R发生了基因重组 B.可以直接在F2中选出目标新品种进行推广 C.此育种过程中产生了新的基因型 D.该培育过程可快速获得目标新品种 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 解析:亲本ssrr和SSRR杂交，F1基因型为SsRr，S和R集中在同一个体是因为受精过程中配子随机结合，A错误；F2中抗病红果肉ssR_基因型有两种，无法直接选出纯合的ssRR，B错误；杂交育种没有产生新基因，产生新的基因型，C正确；杂交育种周期较长，不可快速获得目标新品种，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 8.(2025·湖州菱湖中学月考)下列关于基因突变和基因重组的叙述，错误的是 (　　) A.基因突变和基因重组都是可遗传的变异，但突变的基因不一定遗传给子代 B.基因突变的普遍性表现在一个基因可突变为多个等位基因 C.基因重组一般发生在减数第一次分裂中，是形成生物多样性的重要原因 D.基因重组不能产生新基因，但可通过非等位基因的自由组合等产生新的基因型 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 解析:基因突变和基因重组都是遗传物质发生了改变，属于可遗传的变异，对于动物细胞而言，若基因突变发生在体细胞中，则不能遗传给后代，故突变的基因不一定遗传给子代，A正确。基因突变的多方向性表现在一个基因可突变为多个等位基因，B错误。减数第一次分裂后期，随着非同源染色体自由组合，非同源染色体上的非等位基因也自由组合；减数第一次分裂前期(四分体时期)，基因随着同源染色体的非等位基因的交叉互换而发生重组，故基因重组一般发生在减数第一次分裂中，是形成生物多样性的重要原因，C正确。基因重组没有产生新的基因，但可通过非等位基因的自由组合等产生新的基因型，是生物变异的来源之一，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 9.已知人体细胞中A、a和B、b是位于4号染色体上的两对等位基因。一个成年男子的基因型为AaBb，该男子体内产生的精子基因型种类及比例为AB∶Ab∶aB∶ab=1∶4∶4∶1。下列相关叙述正确的是 (　　) A.产生这四种精子的原因是减数分裂过程发生基因突变 B.这四种精子的形成体现有性生殖的优越性 C.产生这四种精子与基因重组无关 D.该男子的一个精原细胞只能产生两种基因型的配子 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 解析:由题意可知，产生这四种精子的原因是减数分裂过程发生基因重组，而不是基因突变，A、C错误；这四种精子的形成体现有性生殖的优越性，使后代具有多种多样的类型，B正确；正常情况下，该男子的一个精原细胞能产生两种基因型的配子，若在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交叉互换，则该男子的一个精原细胞能产生四种基因型的配子，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 10.(2025·金华一中月考)交换是基因重组的基础，A、B两基因交换的3种模式图如图。下列相关叙述正确的是 (　　) A.甲和乙的交换都会产生新的重组类型配子Ab B.乙和丙的交换都会产生新的重组类型配子aB C.甲、乙和丙的交换都发生在MⅡ D.甲、乙和丙的交换都属于基因重组 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 解析:甲图中的交换能产生新的重组类型配子Ab；乙图中发生交换的部位不影响相关的基因，因而不会产生重组配子Ab或aB；丙图交叉互换的结果能产生新的重组配子aB，A、B错误。甲、乙和丙的交换都发生在MⅠ的四分体时期，C错误。甲、乙和丙发生的交叉互换，都属于基因重组的一种类型，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 11.现有三个番茄品种，A种的基因型为aaBBDD，B种的基因型为AAbbDD，C种的基因型为AABBdd，三种等位基因分别位于三对同源染色体上。若通过杂交育种要获得基因型为aabbdd的植株，且每年只繁殖一代，至少需要的时间为 (　　) A.2年 B.3年 C.4年 D.5年 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 解析:第1年:三个品种中任意两个品种间相互杂交，就能得到含两种隐性基因的杂合子种子；第2年:把第一年得到的杂交种与第三个品种杂交，得到含有三种隐性基因的杂合子；第3年:把第二年得到的杂交种自交，就可从自交后代中选出基因型为aabbcc的种子。如果要得到植株，还需要再继续播种，这样还得一年的时间，所以共需4年时间才能得到预期的植株。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 12.(2025·桐乡高级中学测评)如图表示控制豌豆的5对相对性状的相关基因在染色体Ⅰ、Ⅳ上的位置。若不考虑突变，下列分析正确的(　　) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 A.Lele个体自交后代出现性状分离是基因重组的结果 B.A/a和V/v在雌雄配子随机结合时发生基因重组 C.有丝分裂后期，基因I、i、Fa、fa会出现在细胞的同一极 D.减数第二次分裂后期，基因I、i、Fa、fa会出现在细胞的同一极 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 解析:Lele个体自交后代出现性状分离是形成配子时等位基因彼此分离的结果，A错误；A/a和V/v在雌雄配子形成的过程中，即减数第一次分裂后期发生基因重组，B错误；有丝分裂产生的两个子细胞与原来的亲本细胞核遗传物质相同，所以有丝后期细胞两极的染色体组成与亲本细胞一致，基因I、i、Fa、fa会出现在细胞的同一极，C正确；减数第二次分裂后期，细胞正常情况下没有同源染色体，且发生姐妹染色单体分离，所以基因I、i、Fa、fa不会出现在细胞的同一极，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 二、非选择题 13.(2025·吴兴高级中学期末)油菜是我国重要的油料作物，油菜株高适当地降低对抗倒伏及机械化收割均有重要意义。某研究小组利用纯种高秆甘蓝型油菜Z，通过诱变培育出一个纯种半矮秆突变体S。为了阐明半矮秆突变体S是由几对基因控制、显隐性等遗传机制，研究人员进行了相关实验，如图所示。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 回答下列问题: (1)生物体进行有性生殖形成配子的过程中，在不发生染色体结构变异的情况下，产生基因重新组合的途径有_________________。  答案:减数分裂过程中，随非同源染色体的自由组合，非等位基因自由组合；同源染色体上的非等位基因随非姐妹染色单体的交叉互换而发生交换，导致非等位基因的重新组合　 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 解析:生物体进行有性生殖形成配子的过程中，在不发生染色体结构变异的情况下，产生基因重新组合的途径:减数分裂过程中，随非同源染色体的自由组合，非等位基因自由组合；同源染色体上的非等位基因随非姐妹染色单体的交叉互换而发生交换，导致非等位基因的重新组合。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 (2)根据F2表型及数据分析，油菜半矮秆突变体S的遗传机制是________________________________________。F1产生各种类型配子比例相等的细胞遗传学基础是________________________________ __________________________________________________________ ________。  染色体上的等位基因分离，位于非同源染色体上的非等位基因自由组合　 由两对位于非同源染色体上的隐性基因控制 F1减数分裂产生配子时，位于同源 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 解析:实验①②中，F2高秆∶半矮秆≈15∶1，半矮秆突变体S是双隐性纯合子，只要含有显性基因即表现为高秆。F1产生各种类型配子比例相等的细胞遗传学基础是双杂合子F1减数分裂产生配子时，位于同源染色体上的等位基因分离，位于非同源染色体上的非等位基因自由组合，所以产生4种比例相等的配子。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 (3)将杂交组合①的F2所有高秆植株自交，分别统计单株自交后代的表型及比例，分为三种类型:全为高秆的记为F3⁃Ⅰ；高秆与半矮秆比例和杂交组合①②的F2基本一致的记为F3⁃Ⅱ；高秆与半矮秆比例和杂交组合③的F2基本一致的记为F3⁃Ⅲ。产生F3⁃Ⅰ、F3⁃Ⅱ、F3⁃Ⅲ的高秆植株数量比为__________。用产生F3⁃Ⅲ的高秆植株进行相互杂交实验，能否验证自由组合定律?并说明理由: ______________________________。  7∶4∶4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 答案: 不能，用产生F3⁃Ⅲ的高秆植株进行相互杂交实验，不论两对基因位于一对同源染色体上，还是两对同源染色体上，亲本均产生两种数量相等的雌雄配子，子代均出现高秆∶半矮秆=3∶1，因此不能验证基因的自由组合定律 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 解析:杂交组合①的F2所有高秆植株基因型为1AABB∶2AABb∶ 2AaBB∶4AaBb∶1AAbb∶2Aabb∶1aaBB∶2aaBb，所有高秆植株自交，分别统计单株自交后代的表型及比例，至少含有一对纯合显性基因的高秆植株AABB、AABb、AaBB、AAbb、aaBB，占高秆植株的比例为7/15，其后代全为高秆，记为F3⁃Ⅰ；AaBb占高秆植株的比例为4/15，自交后代高秆与半矮秆比例≈15∶1，和杂交组合①②的F2基本一致，记为F3⁃Ⅱ；Aabb、aaBb占高秆植株的比例为4/15，自交后代高秆与半矮秆比例≈3∶1，和杂交组合③基本一致，记为F3⁃Ⅲ。用产生F3⁃Ⅲ的高秆植株进行相互杂交实验不能验证基因的自由组合定律，原因见答案。 本课结束 更多精彩内容请登录：www.zghkt.cn $