新教材浙科版生物必修2學(xué)案第4章第2節(jié)基因重組使子代出現(xiàn)變異

第二節(jié)基因重組使子代出現(xiàn)變異課標(biāo)內(nèi)容要求核心素養(yǎng)對(duì)接闡明進(jìn)行有性生殖的生物在減數(shù)分裂過(guò)程中，染色體所發(fā)生的自由組合和交叉互換，會(huì)導(dǎo)致控制不同性狀的基因重組，從而使子代出現(xiàn)變異。，進(jìn)一步造成有性生殖后代遺傳物質(zhì)組成的多樣性。(生命觀念)2．組織學(xué)生討論雜交育種的應(yīng)用。(科學(xué)思維、社會(huì)責(zé)任)一、非同源染色體間的自由組合導(dǎo)致基因重組1．基因重組的概念、意義(1)概念基因重組是指具有不同遺傳性狀的雌、雄個(gè)體進(jìn)行有性生殖時(shí)，控制不同性狀的基因重新組合，導(dǎo)致后代出現(xiàn)不同于親本類型的現(xiàn)象或過(guò)程。(2)意義基因重組是通過(guò)有性生殖過(guò)程實(shí)現(xiàn)的，基因重組的結(jié)果是導(dǎo)致生物性狀的多樣性，為動(dòng)、植物育種和生物進(jìn)化提供豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)。2．非同源染色體間的自由組合導(dǎo)致基因重組(1)形成原因遺傳的染色體學(xué)說(shuō)表明，生物在通過(guò)減數(shù)分裂形成配子時(shí)，非同源染色體的自由組合，導(dǎo)致非同源染色體上的非等位基因也自由組合，因此產(chǎn)生多種類型的配子。這樣，雌、雄配子結(jié)合后形成的新個(gè)體的基因型就有可能與親代的基因型和表型不同。(2)表型數(shù)目的理論推導(dǎo)按自由組合定律可以知道，在完全顯性的條件下，如果涉及的各種性狀分別由n對(duì)基因控制，并且各對(duì)基因分別位于不同的染色體上，則F2的表型數(shù)目應(yīng)是2n。二、同源染色體的非姐妹染色單體之間交叉互換導(dǎo)致基因重組1．形成原因在減數(shù)分裂過(guò)程中，同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生染色體片段的交換，也使染色體上的基因產(chǎn)生重組。2．變化特點(diǎn)在減數(shù)分裂中，同源染色體的非姐妹染色單體交叉互換的位點(diǎn)和次數(shù)有諸多變化，這樣能夠使通過(guò)基因重組產(chǎn)生的配子種類變得異常多樣，從而極大地增加了有性生殖后代的變異性。三、基因重組可應(yīng)用于雜交育種1．雜交育種的概念利用基因重組原理，可以有目的地將兩個(gè)或多個(gè)品種的優(yōu)良性狀組合在一起，培育出更優(yōu)良的新品種。2．培育方法一般可以通過(guò)雜交、選擇、純合化等手段培育出新品種。四、轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)物種間的基因重組1．轉(zhuǎn)基因技術(shù)的概念轉(zhuǎn)基因技術(shù)是指利用分子生物學(xué)和基因工程的手段，將某種生物的基因(外源基因)轉(zhuǎn)移到其他生物物種中，使其出現(xiàn)原物種不具有的新性狀的技術(shù)。2．植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)的具體實(shí)施過(guò)程用人工方法將人類所需要的目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞內(nèi)，使其整合到受體的染色體上。外源基因隨細(xì)胞的分裂而增殖，并在體內(nèi)得以表達(dá)，還能將所獲得的新性狀穩(wěn)定地遺傳給后代。3．轉(zhuǎn)基因技術(shù)發(fā)展的意義轉(zhuǎn)基因技術(shù)人為地增加了生物變異的范圍，實(shí)現(xiàn)種間遺傳物質(zhì)的交換。在對(duì)生物遺傳性狀進(jìn)行改造時(shí)所采用的多種方法中，轉(zhuǎn)基因技術(shù)的針對(duì)性更強(qiáng)，效率更高，經(jīng)濟(jì)效益更明顯。判斷對(duì)錯(cuò)(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)1．基因型為Aa的個(gè)體自交，后代出現(xiàn)性狀分離與基因重組有關(guān)。 ()提示：×沒(méi)有涉及不同性狀的重新組合。2．一對(duì)同源染色體可能存在基因重組。 ()提示：√3．基因重組會(huì)產(chǎn)生新的性狀。 ()提示：×不會(huì)產(chǎn)生新性狀，是原有性狀的重新組合。4．基因重組在顯微鏡下是可見的。 ()提示：×光學(xué)顯微鏡看不見基因。5．基因重組產(chǎn)生的新的基因型不一定會(huì)表達(dá)為新表型。 ()提示：√基因重組的概念、特點(diǎn)1．基因重組的概念剖析2．抓“關(guān)鍵詞”判斷基因突變和基因重組比較項(xiàng)目基因突變基因重組生物變異生物變異的“根本”來(lái)源生物變異的“重要”來(lái)源生物進(jìn)化為生物進(jìn)化提供原材料為生物進(jìn)化提供“豐富”的材料生物多樣性形成生物多樣性的“根本”原因形成生物多樣性的“重要”原因之一發(fā)生概率很小(常有“罕見”“稀有”“偶爾”等說(shuō)法)非常大(正常發(fā)生或往往發(fā)生)合作探究：圖1、圖2代表基因重組的兩種類型，請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題：圖1圖2(1)圖1、圖2中發(fā)生重組的分別是什么基因？提示：圖1互換過(guò)程中是染色單體上的基因發(fā)生重組。圖2自由組合過(guò)程中是非同源染色體上的非等位基因發(fā)生重組。(2)從配子的角度分析，上述兩種類型的基因重組有什么共同點(diǎn)？提示：都使產(chǎn)生的配子種類多樣化。(3)精子與卵細(xì)胞隨機(jī)結(jié)合過(guò)程中進(jìn)行基因重組嗎？受精作用的意義是什么？提示：不進(jìn)行。重組性狀要在后代中表現(xiàn)出來(lái)，一般要通過(guò)精子與卵細(xì)胞結(jié)合產(chǎn)生新個(gè)體來(lái)實(shí)現(xiàn)。1．下列關(guān)于基因重組的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是()A．生物體進(jìn)行有性生殖過(guò)程中控制不同性狀的基因的重新組合屬于基因重組B．減數(shù)分裂四分體時(shí)期，同源染色體的姐妹染色單體之間的局部交換可導(dǎo)致基因重組C．減數(shù)分裂過(guò)程中，非同源染色體上的非等位基因自由組合可導(dǎo)致基因重組D．一般情況下，水稻花藥內(nèi)可發(fā)生基因重組，而根尖則不能B[基因重組是指在生物體進(jìn)行有性生殖的過(guò)程中，控制不同性狀的非同源染色體上的非等位基因重新組合，A正確；減數(shù)分裂四分體時(shí)期，同源染色體的非姐妹染色單體之間的局部交換可導(dǎo)致基因重組，B錯(cuò)誤；減數(shù)第一次分裂后期，非同源染色體上的非等位基因自由組合可導(dǎo)致基因重組，C正確；一般情況下，基因重組只發(fā)生在減數(shù)分裂形成配子的過(guò)程中，水稻花藥內(nèi)精原細(xì)胞減數(shù)分裂形成配子的過(guò)程中可發(fā)生基因重組，但根尖細(xì)胞只能進(jìn)行有絲分裂，不會(huì)發(fā)生基因重組，D正確。]2．如圖是某二倍體(AABb)動(dòng)物的幾個(gè)細(xì)胞分裂示意圖。據(jù)圖判斷錯(cuò)誤的是()甲乙丙A．甲圖表明該動(dòng)物發(fā)生了基因突變B．乙圖表明該動(dòng)物在減數(shù)第一次分裂前的間期發(fā)生了基因突變C．丙圖表明該動(dòng)物在減數(shù)第一次分裂時(shí)發(fā)生了交叉互換D．甲、乙、丙所產(chǎn)生的變異均可遺傳給后代D[據(jù)題干中甲、乙、丙是同一個(gè)二倍體動(dòng)物的幾個(gè)細(xì)胞分裂圖，其基因型為AABb，分析可知：甲圖表示有絲分裂后期，染色體上基因A與a不同，是基因突變的結(jié)果，A正確；乙圖表示減數(shù)第二次分裂后期，其染色體上基因A與a不同，基因a只能是基因突變的結(jié)果，B正確；丙圖也表示減數(shù)第二次分裂后期，基因B與b所在的染色體顏色不一致，則染色體上基因B與b不同是交叉互換造成的，C正確；甲細(xì)胞分裂產(chǎn)生體細(xì)胞，產(chǎn)生的變異一般不遺傳給后代，D錯(cuò)誤。][題后反思]“三看法”判斷基因突變與基因重組甲乙丙雜交育種1．原理：基因重組。2．過(guò)程(1)培育雜合子品種選取符合要求的純種雙親雜交(♀×)→F1(即為所需品種)。(2)培育隱性純合子品種選取符合要求的雙親雜交(♀×)→F1eq\o(→,(3)培育顯性純合子品種①植物：選擇具有不同優(yōu)良性狀的親本雜交，獲得F1→F1自交→獲得F2→鑒別、選擇需要的類型，自交至不發(fā)生性狀分離為止。②動(dòng)物：選擇具有不同優(yōu)良性狀的親本雜交，獲得F1→F1雌雄個(gè)體交配→獲得F2→鑒別、選擇需要的類型與隱性類型測(cè)交，選擇后代不發(fā)生性狀分離的F2個(gè)體。3．優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)便，可以把多個(gè)品種的優(yōu)良性狀集中在一起。4．缺點(diǎn)：獲得新品種的周期長(zhǎng)。合作探究：通過(guò)雜交育種的方法，用黃粒矮稈(YYdd)玉米和白粒高稈(yyDD)玉米培育白粒矮稈(yydd)優(yōu)良品種，兩對(duì)基因獨(dú)立遺傳。請(qǐng)用遺傳圖解表示該植物品種間雜交育種程序，并簡(jiǎn)要說(shuō)明育種年限。提示：通過(guò)上圖可以看出，F(xiàn)2中的白粒矮稈為雙隱性性狀，即為純合子，符合題目要求的優(yōu)良品種(yydd)。育種時(shí)間為兩年。1．雜交育種是改良作物品質(zhì)，提高農(nóng)作物單產(chǎn)量的常規(guī)方法。有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．雜交育種是將兩個(gè)或多個(gè)品種的優(yōu)良性狀通過(guò)交配集中在一起，培養(yǎng)出新品種的方法B．雜交育種所依據(jù)的主要遺傳學(xué)原理是基因的自由組合C．雜交育種除雜交選育新品種之外，雜交的另一個(gè)結(jié)果是獲得雜種表現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)D．雜交育種的優(yōu)點(diǎn)是目的性強(qiáng)、育種周期短D[由題意分析可知，雜交育種是將兩個(gè)或多個(gè)品種的優(yōu)良性狀通過(guò)交配集中在一起，培養(yǎng)出新品種的方法，A項(xiàng)正確；雜交育種所依據(jù)的主要遺傳學(xué)原理是基因重組，基因重組的實(shí)質(zhì)是基因的自由組合，B項(xiàng)正確；雜交育種除雜交選育新品種之外，雜交的另一個(gè)結(jié)果是獲得雜種表現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)，C項(xiàng)正確；雜交育種的優(yōu)點(diǎn)是目的性強(qiáng)、育種周期長(zhǎng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]2．下列關(guān)于雜交育種、誘變育種敘述錯(cuò)誤的是()A．雜交育種的雙親可以是純合子也可以是雜合子B．雜交育種不同于基因工程育種的優(yōu)勢(shì)是可在不同種生物間進(jìn)行C．雜交育種能產(chǎn)生新的基因型，誘變育種能產(chǎn)生新基因D．高產(chǎn)“黑農(nóng)五號(hào)”大豆的培育、高產(chǎn)青霉菌株的選育都利用基因突變的原理B[雜交育種的雙親可以是純合子，也可以是雜合子，A正確；可在不同種生物間進(jìn)行是基因工程育種的優(yōu)勢(shì)，不是雜交育種的優(yōu)勢(shì)，B錯(cuò)誤；誘變育種的原理是基因突變，可產(chǎn)生新的基因；雜交育種沒(méi)有產(chǎn)生新基因，只產(chǎn)生新的基因型，C正確；高產(chǎn)“黑農(nóng)五號(hào)”大豆的培育、高產(chǎn)青霉菌株的選育都屬于誘變育種，利用了基因突變的原理，D正確。][課堂小結(jié)]知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建核心語(yǔ)句背誦1.基因重組是指具有不同遺傳性狀的雌、雄個(gè)體進(jìn)行有性生殖時(shí)，控制不同性狀的基因重新組合，導(dǎo)致后代出現(xiàn)不同于親本類型的現(xiàn)象或過(guò)程。2.基因重組是通過(guò)有性生殖過(guò)程實(shí)現(xiàn)的，基因重組的結(jié)果是導(dǎo)致生物性狀的多樣性，為動(dòng)、植物育種和生物進(jìn)化提供豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)。3.生物在通過(guò)減數(shù)分裂形成配子時(shí)，非同源染色體的自由組合，導(dǎo)致非同源染色體上的非等位基因也自由組合。，同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生染色體片段的交換，也使染色體上的基因產(chǎn)生重組。5.雜交育種是利用基因重組原理，可以有目的地將兩個(gè)或多個(gè)品種的優(yōu)良性狀組合在一起，培育出更優(yōu)良的新品種。6.轉(zhuǎn)基因技術(shù)是指利用分子生物學(xué)和基因工程的手段，將某種生物的基因(外源基因)轉(zhuǎn)移到其他生物物種中，使其出現(xiàn)原物種不具有的新性狀的技術(shù)。1．下列關(guān)于基因重組的敘述，不正確的是()A．基因重組發(fā)生在精卵結(jié)合形成受精卵的過(guò)程中B．一對(duì)等位基因不存在基因重組，但一對(duì)同源染色體上存在基因重組C．基因重組產(chǎn)生的新的基因型不一定會(huì)表達(dá)為新的表型D．基因重組包括自由組合和交叉互換兩種類型A[基因重組發(fā)生在減數(shù)第一次分裂中，精卵結(jié)合形成受精卵的過(guò)程為受精過(guò)程，A錯(cuò)誤；一對(duì)等位基因不存在基因重組，可能在同源染色體上的非姐妹染色單體之間發(fā)生交叉互換導(dǎo)致基因重組，B正確；不同的基因型可能對(duì)應(yīng)相同的表型，故基因重組產(chǎn)生的新基因型不一定會(huì)表達(dá)為新的表型，C正確；基因重組包括減數(shù)第一次分裂的前期，同源染色體的非姐妹染色單體間的交叉互換和減數(shù)第一次分裂的后期，同源染色體的分離，非同源染色體上的非等位基因自由組合，D正確。]2．下列過(guò)程中沒(méi)有發(fā)生基因重組的是()A．肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌B．高莖豌豆自交后代出現(xiàn)3∶1的性狀分離比C．黃色圓粒(YyRr)豌豆自交后代出現(xiàn)9∶3∶3∶1的性狀分離比D．利用現(xiàn)代生物技術(shù)培育轉(zhuǎn)基因抗蟲棉B[肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中的R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌屬于基因重組，A不符合題意；高莖豌豆自交后代出現(xiàn)3∶1的性狀分離比是因?yàn)榈任换蚍蛛x，隨機(jī)受精后產(chǎn)生的。只涉及一對(duì)等位基因，沒(méi)有發(fā)生基因重組，B符合題意；黃色圓粒(YyRr)豌豆自交后代出現(xiàn)9∶3∶3∶1的性狀分離比，是由于減數(shù)分裂時(shí)非同源染色體上的非等位基因自由組合產(chǎn)生了四種數(shù)量相等的配子，C不符合題意；利用現(xiàn)代生物技術(shù)培育轉(zhuǎn)基因抗蟲棉屬于基因重組，D不符合題意。]3．下列有關(guān)基因突變和基因重組的描述，正確的是()A．基因突變對(duì)生物個(gè)體是利多于弊B．基因突變所產(chǎn)生的基因都可以遺傳給后代C．基因重組能產(chǎn)生新的基因D．在自然條件下，基因重組是進(jìn)行有性生殖的生物才具有的一種可遺傳變異方式D[基因突變具有多害少利性，A錯(cuò)誤；對(duì)有性生殖的生物來(lái)說(shuō)，只有發(fā)生于生殖細(xì)胞中的基因突變才可以遺傳給后代，B錯(cuò)誤；基因重組只能是控制不同性狀的基因重新組合，能產(chǎn)生新的基因型，但不能產(chǎn)生新的基因，C錯(cuò)誤；基因重組只能發(fā)生于有性生殖過(guò)程中，D正確。]4．下列對(duì)雜交育種的分析，錯(cuò)誤的是()A．雜交育種一般不能產(chǎn)生新基因B．雜交育種為無(wú)性生殖過(guò)程C．雜交育種會(huì)出現(xiàn)性狀分離D．雜交過(guò)程緩慢，育種繁瑣B[基因突變可產(chǎn)生新的基因，雜交育種一般只能產(chǎn)生新的基因型，A正確；雜交育種為有性生殖的過(guò)程，B錯(cuò)誤；雜交育種一般通過(guò)雜交、選擇、純合化等手段培育出新品種，該過(guò)程會(huì)出現(xiàn)性狀分離，C正確；雜交育種是改良作物品種的常用方法，但育種年限長(zhǎng)，過(guò)程繁瑣，D正確。]5．現(xiàn)有兩個(gè)純合的某作物品種：抗病高稈(易倒伏)和感病矮稈(抗倒伏)品種，已知抗病對(duì)感病為顯性，高稈對(duì)矮稈為顯性，但對(duì)于控制這兩對(duì)相對(duì)性狀的基因所知甚少?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)在育種實(shí)踐中，若利用這兩個(gè)品種進(jìn)行雜交育種，一般來(lái)說(shuō)，育種目的是獲得具有________優(yōu)良性狀的新品種。(2)雜交育種前，為了確定F2的種植規(guī)模，需要正確預(yù)測(cè)雜交結(jié)果，若按照孟德爾遺傳定律來(lái)預(yù)測(cè)雜交結(jié)果，需要滿足3個(gè)條件：條件之一是抗病與感病這對(duì)相對(duì)性狀受一對(duì)等位基因控制，且符合分離定律；其余兩個(gè)條件是___________________________。(3)為了確定控制上述這兩對(duì)性狀基因是否滿足上述3個(gè)條件，可用測(cè)交實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行檢驗(yàn)，請(qǐng)簡(jiǎn)要寫出該測(cè)交實(shí)驗(yàn)的過(guò)程。__________________________。解析：(1)雜交育種是將兩個(gè)