5.1.2 基因重组 课件人教版必修2

该高中生物学高考复习课件聚焦“基因突变与基因重组”核心考点，依据高考评价体系梳理了原因、特点、意义及应用四大考查维度，通过考点权重分析明确基因突变特点（如不定向性、多害少利性）和基因重组类型（自由组合型、互换型）为高频考点，归纳了原因分析、特点判断、应用实例等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“真题解析+技巧提炼+素养培养”策略，如结合2022年山东等级考真题解析隐性突变杂交实验，通过对比表格构建基因突变与基因重组知识网络，培养科学思维和探究实践素养。特设“易错点警示”（如基因重组与基因突变的判断）和“答题模板”，助力学生掌握解题技巧，教师可据此精准指导复习，提升备考效率。

【资料1】二战时，美国在日本的广岛、长崎投下两颗原子弹，导致以后大量畸形胎儿出生，畸形生物出现。 【资料2】苏丹红的致癌原理：苏丹红进入人体后，在过氧化物酶的作用下形成苯和萘环羟基衍生物，进一步生成自由基，自由基可以与DNA、RNA等结合，从而产生致癌作用。 【资料3】乙肝病毒的致癌原理：肝炎病毒的基因融合于肝细胞的基因，使肝细胞发生变异。肝脏炎症的不断刺激，使肝细胞进一步变异，肝细胞不凋亡，而且不断地再生，就形成了肿瘤。 物理因素 化学因素 生物因素 情景 课堂小测 基因突变产生的发现： 1927年，美国遗传学家缪勒发现，用X射线照射果蝇，后代发生突变的个体数大大增加。同年，又有科学家用X射线和γ射线照射玉米和大麦的种子，也得到了类似的结论。 二、基因突变的原因、特点和意义 3 外因 内因: 自然条件下DNA复制出错自发产生突变 物理因素: 紫外线，X射线及其他辐射等能损伤细胞内DNA； 化学因素: 亚硝酸盐、碱基类似物等能改变核酸的碱基； 生物因素: 某些病毒等,如Rous肉瘤病毒的遗传物质能影响宿主细胞DNA； RNA RNA DNA DNA DNA 提高突变频率 1.基因突变的原因： 二、基因突变的原因、特点和意义 基因突变的例子：人类色盲、人类白化病、白虎、白化苗…… 人类白化病 人类红绿色盲 白化苗 白虎 2.基因突变的特点： ①普遍性 基因突变既有自发突变又有诱发突变且在生物界中普遍存在。 二、基因突变的原因、特点和意义 ②随机性 时间上的随机性 部位上的随机性 可发生在生物个体发育的任何时期 细胞内不同的DNA分子上 同一DNA分子的不同部位 主要发生在细胞分裂前的间期，DNA复制时 2.基因突变的特点： ③不定向性 基因可以发生不同的突变，产生一个以上等位基因。 二、基因突变的原因、特点和意义 ④低频性 2.基因突变的特点： 基 因 突变率 大肠杆菌组氨酸缺陷型基因 2×10-6 果蝇的白眼基因 4×10-5 果蝇的褐眼基因 3×10-5 玉米的皱缩基因 1×10-6 小鼠的白化基因 1×10-5 人类色盲基因 3×10-5 在自然状态下，基因突变的频率很低,但不能接触致癌因子 低频性是对个体而言，普遍性则是对整个自然界 二、基因突变的原因、特点和意义 基因突变在生物界是多害少利的。 （5)多害少利性： 资料：对生物体来说，基因突变可能破坏生物体与现有环境的协调关系，而对生物体有害。但有些基因突变对生物体是有利的。还有些基因突变既无害也无益。一般都是有害而少利的。有害还是有利取决于生活的环境 2.基因突变的特点： 二、基因突变的原因、特点和意义 1.普遍性： 2.随机性： 3.不定向性： 4.低频性： 5.多害少利性： 基因突变在生物界是普遍存在的。 一个基因可以发生不同的突变，产生一个以上的等位基因； 自然状态下，基因突变频率很低。 基因是经过长期自然选择适应的结果，突变后往往对个体有害。 发生时间：生物个体发育的任何时期均可发生。 发生部位：任何细胞的任何DNA分子的任何部位。 2.基因突变的特点： 二、基因突变的原因、特点和意义 3.基因突变的意义： 二、基因突变的原因、特点和意义 ①有害突变：可能破坏生物体与现有环境的协调关系。 ②有利突变：比如抗病性突变、耐旱性突变、微生物抗药性突变等。 ③中性突变：不会导致新的性状出现。 说明：基因突变是有害、有利还是中性与环境有关。 3.基因突变的意义： 二、基因突变的原因、特点和意义 基因突变产生新的基因 有害突变 有利突变 中性突变 新性状 不同的环境 基因突变是产生新基因的途径,生物变异的根本来源，为生物的进化提供了丰富的原始材料。 （一般为等位基因） 进化 红眼 白眼 W基因 w基因 突变 3.基因突变的意义： 二、基因突变的原因、特点和意义 4.基因突变的应用：诱变育种 利用物理因素(如紫外线、X射线等)或化学因素(如亚硝酸盐等)处理生物，使生物发生基因突变，可以提高突变率，创造人类需要的生物新品种。 优点： 缺点： ①提高基因突变频率，加速育种进程。 ②产生新基因，大幅度地改良某些性状。 难以控制突变方向，具有一定的盲目性，有利个体少；需大量处理实验材料，工作量大。 二、基因突变的原因、特点和意义 利用物理因素(如紫外线、X射线等)或化学因素(如亚硝酸盐等)处理生物，使生物发生基因突变，可以提高突变率，创造人类需要的生物新品种。 辐射 种植 收获 筛选 油多黄豆 例如：用辐射方法处理大豆，选育出含油量高的大豆品种。 难以控制突变方向，盲目性高，需处理大量材料。 提高突变率，在较短的时间内创造人类需要的新品种。 优点： 缺点： 4.基因突变的应用：诱变育种 二、基因突变的原因、特点和意义 1.下列有关基因突变的叙述，错误的是（ ） A.只有进行有性生殖的生物才能发生基因突变 B.基因突变可发生于生物体发育的任何时期 C.基因突变是生物进化的重要因素之一 D.不会导致新性状出现的基因突变属于中性突变 A 课堂小测 2.下列有关基因突变的说法正确的是（　　） ①无论是低等生物还是高等生物都可能发生基因突变 ②生物在个体发育的特定时期才可发生基因突变 ③基因突变只定向形成新的等位基因 ④基因突变对生物的生存往往是有利的 ⑤不同基因突变的频率是相同的 ⑥基因突变的方向是由环境决定的 ⑦一个基因可以向多个方向突变 A.①⑦ B.①③④ C.②⑤⑦ D.④⑥⑦ A 课堂小测 3．我国航天育种成果丰硕，已培育出700余个新品种（没有新物种），覆盖粮食、蔬菜、水果、花卉、牧草、林木、中草药及微生物等多个领域，为农业增产、生态改善及产业升级提供了重要支撑。下列叙述正确的（　　） A．700余个新品种的诞生，说明了基因突变的频率高 B．新品种仅涉及植物和微生物，说明了基因突变具有局限性 C．700余个新品种的诞生，增加了基因和物种的多样性 D．新品种诞生的同时也有性状的退化，体现了变异的不定向性 D 较低 普遍性 未产生新物种 课堂小测 17 柑橘家族 第5章 基因突变及其他变异 5.1.2 基因重组 人教版 2019 必修二《遗传与进化》 合作探究：请同学们自主阅读教材P84，梳理下列问题，并做相应勾画标注。 1.什么是基因重组？有哪些类型？ 2.基因重组发生在什么时期？ 3.基因重组的结果是什么？有什么意义？ 4.在我们日常生活中基因重组的运用有哪些？ 5.比较基因突变与基因重组的异同。 三、基因重组 重组性状 基因重组 1.概念： 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 B b A D a d 非同源染色体 非等位基因 同源染色体 非等位基因 三、基因重组 2.基因重组的类型： 自由组合型 类型一 A A a a B B b b A A a a b b B B 时期： 染色体行为： 基因行为： 减数分裂Ⅰ后期 非同源染色体自由组合 非等位基因自由组合 互换型 类型二 减数分裂Ⅰ前期（四分体时期） 同源染色体间的非姐妹染色单体互换 等位基因交换 时期： 染色体行为： 基因行为： 三、基因重组 （1）自由组合型：减数第一次分裂后期 A B A B a b b a A B a b B a A b A B a b A b a B 亲本 亲本配子 F1 F1配子 基因重组 F1自交 雌雄配子随机结合 A_B_ A_bb aaB_ aabb 重组性状 三、基因重组 不发生交叉互换时 发生交叉互换时 （2）互换型：同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生局部互换。 A A a a B B b b A A a a B b B b 无互换 配子 A B a b 互换 A B a b A b a B 基因重组 三、基因重组 4.意义： ①基因重组是生物变异的来源之一； ②基因重组是形成生物多样性的重要原因； ③基因重组为生物进化提供了原材料。 龙种金鱼 蛋种金鱼 水泡眼金鱼 顶着肉瘤的金鱼 3.结果： a.只产生新的基因型，并未产生新的基因 b.只出现原有性状的重新组合，不会出现新的性状。 三、基因重组 5.特点： ①只产生新的基因型，并未产生新的基因→无新蛋白质→无新性状产生。 ②发生在有性生殖的遗传中。 ③亲本杂合度越高→遗传物质相差越大→基因重组类型越多 基因重组只能发生在有性生殖过程中？ 三、基因重组 【狭义】在生物体进行有性生殖过程中，控制不同性状的基因的重新组合。 （则原核生物不存在基因重组） 【广义】凡是控制不同性状的基因的重新组合，都叫基因重组。还包括肺炎链球菌的转化（R型菌转化成S型菌）以及基因工程（转基因技术） 三、基因重组 27 6.应用：杂交育种 我国是最早养殖和培育金鱼的国家，将透明鳞和正常鳞的金鱼杂交，得到五花鱼；将朝天眼和水泡眼的金鱼杂交得到朝水泡眼。正因为基因突变、基因重组以及人工选择，才会出现色彩斑斓、形态各异的金鱼，极大丰富了人们的生活。 猫科动物的斑纹同样因为基因重组而各有差异。 三、基因重组 杂交水稻之父 · 袁隆平 P： × 抗倒伏、易感稻瘟病水稻 易倒伏、高抗稻瘟病水稻 抗倒伏、高抗稻瘟病水稻 选育 F1 基因重组的应用 杂交水稻 三、基因重组 29 6.应用：杂交育种 ①目的：将两个或多个品种的优良性状通过杂交集中在一起，再经选择和培育，获得新品种。 P 高杆抗病 DDTT × 矮杆感病 ddtt F1 高杆抗病 DdTt F2 D_T_ D_tt ddT_ ddtt ddTT 矮抗 需要的纯合矮抗品种 连续⊗ 第1年 第2年 第3年及之后 ②过程：杂交→自交→选择→自交 操作简单，目的性强。 集不同品种的优良性状于一身。 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。 ③优点： ④缺点： 三、基因重组 4.以下有关基因重组的叙述，正确的是( ) A.基因重组能产生新的基因型 B.姐妹染色单体间片段的交换导致基因重组 C.同卵双生兄弟间的微小差异是由基因重组导致的 D.基因型为Aa的个体自交，因基因重组而导致子代性状分离 A 课堂小测 B 5.下列关于基因重组的说法，不正确的是( ) A.减数分裂Ⅰ后期，非同源染色体上非等位基因的自由组合属于基因重组 B.受精作用过程中配子的自由组合属于基因重组 C.我国科学家培育杂交水稻、杂交玉米，利用的原理是基因重组 D.将活的R型细菌与加热致死的S型细菌混合，部分R型细菌转化为S型细菌属于基因重组 课堂小测 6．下列①～⑤是有关基因重组的叙述，其中正确的是（　　） ①减数分裂过程中的基因重组只能发生在减数第一次分裂后期； ②基因重组只能改变基因型，不能改变基因的本质； ③基因重组是诱变交育种的原理； ④基因重组可以为生物进化提供原材料； ⑤根尖细胞在增殖过程中可能会发生基因重组 A．①③ B．②④ C．④⑤ D．①② B 和减数第一次分裂前期 杂交育种 根尖细胞进行的是有丝分裂，基因重组发生在减数分裂过程中 课堂小测 33 显性突变和隐性突变的判断 (1)理论依据 显性突变：aa→Aa当代表现 隐性突变：AA→Aa当代不表现，一旦表现即为纯合子 (2)判定方法 ①选取突变体与其他已知未突变体(野生型)杂交， 根据子代性状表现判断。 a．若后代全为野生型，则突变性状为隐性。 b．若后代全为突变型，则突变性状为显性。 c．若后代既有突变型又有野生型，则突变性状为显性。 ②让突变体自交，观察后代有无性状分离从而进行判断。 判断基因重组和基因突变的方法 (1)根据亲代基因型判断 ①如果亲代基因型为BB或bb，而后代中出现b或B的原因是基因突变。 ②如果亲代细胞的基因型为Bb，而子代细胞中出现BB或bb的原因是基因突变。 (2)根据细胞分裂方式判断 ①如果是有丝分裂过程中姐妹染色单体相同位置上基因不同， 则为基因突变。 ②如果是减数分裂过程中姐妹染色单体相同位置上基因不同， 可能是基因突变或染色体互换(基因重组)。 7、（2022年山东等级考 6）. 野生型拟南芥的叶片是光滑形边缘，研究影响其叶片形状的基因时，发现了6个不同的隐性突变，每个隐性突变只涉及1个基因。这些突变都能使拟南芥的叶片表现为锯齿状边缘。利用上述突变培育成6个不同纯合突变体①~⑥，每个突变体只有1种隐性突变。不考虑其他突变，根据表中的杂交实验结果，下列推断错误的是（ ） 杂交组合 子代叶片边缘 ①×② 光滑形 ①×③ 锯齿状 ①×④ 锯齿状 ①×⑤ 光滑形 ②×⑥ 锯齿状 A. ②和③杂交，子代叶片边缘为光滑形 B. ③和④杂交，子代叶片边缘为锯齿状 C. ②和⑤杂交，子代叶片边缘为光滑形 D. ④和⑥杂交，子代叶片边缘为光滑形 D 课堂小测 基因突变 基因重组 本质 结果 发生时间原因 条件 意义 可能 基因结构改变,产生新的基因 不同基因重新组合，产生新的基因型 主要在细胞分裂间期 外界理化因素或自身生理因素引起的基因碱基对的替换、缺失或增添。 减数第一次分裂前期的四分体时期的交叉互换； 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。 外界环境条件的变化和内部因素的相互作用。 有性生殖过程中进行减数分裂形成生殖细胞。 新基因产生的途径，是生物变异的根本来源,是生物进化的原始材料。 是生物变异的重要来源，是形成生物多样性的重要原因，对生物的进化也具有重要的意义。 突变频率低，但普遍存在 有性生殖中非常普遍 产生了新基因，出现了新性状 不产生新基因，而是产生新的基因型，使不同性状重新组合。 37 基因突变 和基因重组 基因 突变 课堂小结 基因 重组 DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变，叫作基因突变。 (1)概念: (2)实例: 镰状细胞贫血、结肠癌 (3)原因: ①物理因素 ②化学因素 ③生物因素 ④DNA复制偶尔发生错误等原因自发产生。 (4)特点: ②随机性 ③不定向性 ①普遍性 ④低频性,多害少利性 (5)意义: 产生新基因的途径 生物变异的根本来源 为生物进化提供丰富的原材料 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。 (1)概念: (3)类型: 交叉互换型 (2)发生时间: 减数分裂Ⅰ 自由组合型 (4)意义: 生物变异的主要来源 生物多样性形成的重要原因 为生物进化提供了原材料 诱变育种 杂交育种 38 谢谢观看！ $