高中生物浙科版 (2019)必修2《遗传与进化》第二节 基因重组使子代出现变异优秀课件ppt

基因重组使子代出现变异

【教学目标】

知识与技能

1．掌握基因重组的概念和类型。

2．掌握两种基因重组的方式。

3．了解转基因技术如何实现物种间的基因重组。

过程与方法

从基因重组出发了解利用基因重组来杂交育种的技术。

情感态度价值观

利用生物的变异，在生产实践中可以培育出新的优良品种，从而提升学生对生物学的学习兴趣，并提升学生的分析归纳能力。

【教学重难点】

重点：两种基因重组的方式。

难点：转基因技术如何实现物种间的基因重组。

【教学方法】

讲授法、讨论法和归纳法等。

【教学过程】

上节课我们学习了基因突变的概念和特点。这是几幅基因突变的图片（投影片）（棉花短果枝、鸡脚叶、水稻矮杆、糯性，果蝇的白眼、残翅，人的白化病、色盲），为什么说它们的变异性状都是基因突变造成的？

（回答：这些性状是因为正常基因结构改变了，包括DNA碱基对增添、缺失或改变，使基因携带的遗传信息发生了改变，因此性状就发生了变异，这就是基因突变引起的变异。）

提问：从这些正常表现到突变表现，谁能回答基因突变具有哪些特点？

（回答：略。）

其实生物变异不只是由基因突变引起的，基因重组也会造成生物变异。那么基因重组造成的生物变异又是在什么情况下发生的呢？又有什么特点呢？接下来我们就来学习基因重组。

1．基因重组：

（1）概念：控制不同性状的基因重新组合。包括：基因自由组合、基因交换

什么是基因重组呢？基因重组是控制不同性状的基因重新组合。关于基因重组我们在前面学习自由组合定律和连锁交换定律时已经接触过这方面的知识。大家先写一下，黄色圆粒与绿色皱粒作亲本杂交，产生后代的过程。

P 黄色圆粒X绿色皱粒

↓

F1     黄色圆粒

↓

F2 黄色圆粒 黄色皱粒 绿色圆粒 绿色皱粒

提问：（打出此投影片，分析）F2除了黄色圆粒、绿色皱粒以外还有两种亲本所没有的新性状：黄色皱粒、绿色圆粒，这两种性状与亲本相比是不是变异性状？

（回答：是。）

提问：它们又是如何产生的呢？

（回答：在F1减数分裂形成配子时，控制不同性状的基因自由组合形成的。）

要求把这个过程的染色体图画出来。

提问：可见，基因重组可以发生在什么情况下？

（回答：减数分裂形成配子时非同源染色体上的非等位基因自由组合）

接下来我们再来写一个遗传图，亲本是灰身长翅和黑身残翅，其子一代雌性个体测交，写出测交后代的表现型（提示大家这两对等位基因位于一对同源染色体上）。

P 灰身长翅X黑身残翅

测交F1灰身长翅X黑身残翅

测交

后代：灰身长翅  黑身残翅  灰身残翅  黑身长翅

提问：（打出此投影片，分析）在测交后代我们看到了有两种类型是亲本没有的，灰身残翅和黑身长翅。这两种变异的性状又是如何产生的呢？

（回答：控制不同性状的基因重新组合。）

提问：是不是基因的自由组合？

（回答：不是，是基因交换的结果。）

要求学生把基因互换过程的染色体图写出来

（打出投影片分析）从图上我们看到这种基因重组是发生在减数分裂四分体时期，由于同源染色体的非姐妹染色单体之间常常发生局部互换，而造成控制不同性状的基因重新组合，（教师引导回答。）

（2）特点：非常丰富

以上是基因重组的两种类型，我们看到这两种类型的基因重组都是在有性生殖过程中实现的。在有性生殖过程中，由于父本和母本遗传物质基础不同，当两者杂交时，基因重新组合，就使子代产生了变异，这就是基因重组造成的变异。基因重组的变异又有什么特点？下面请大家阅读书上的相关内容。

（回答：非常丰富。）

提问：为什么基因重组形成的变异丰富？（回答：父本和母本遗传物质基础不同，自身杂合性越高，二者遗传物质基础相差越大，基因重组产生的差异可能性也就越大。）（学生回答时可由教师引导完成）

讲述：我们看书上给了一个数据，210＝1024种是说具有10对相对性状的亲本进行杂交时，只考虑自由组合引起的基因重组，F2可能出现的表现型。在生物体内尤其是在高等动植物体内控制性状的基因数目是非常巨大的，由同源染色体的非姐妹染色体之间的局部交换引起的基因重组在自然界中也十分常见，如果把这些因素都考虑在内，那么生物通过有性生殖产生的变异就更多了。请大家举出基因重组的例子。（回答：略）

大家举出的例子有好多，要强调的是这些基因重组的变异必须通过有性生殖过程实现。丰富多彩的变异形成了生物多样性的重要原因之一。因此对生物进化具有十分重要的意义。

2．基因重组应用于杂交育种

讲述：有位农场主，他有这样两个大棚果园，一个里面种的番茄是黄果肉的，另一个是红果肉的品种。红果肉的番茄呢，比较受消费者的喜爱，但是它很容易感染疾病；黄果肉的虽然具有较强的抗病能力，但是一般人们还是比较喜欢红番茄。如何能够得到既抗病的又是红果肉的番茄呢，请问：你们有哪些方法帮他解决这个问题？

［学生活动］用遗传图解的方法写出育种方案，展示交流并相互评价。

［教师归纳］与学生共同纠正遗传图解中存在的问题，并展示参考方案

杂交育种方案：

方法：杂交→自交→选优→自交→选优

原理：基因重组

3．转基因技术实现的基因重组

讲述：转基因技术可以实现物种间的基因重组，其具体方法是提取目的基因→将目的基因导入受体细胞→基因表达→筛选出符合要求的新品种。

提问：大家知道转基因技术优点和缺点吗？

学生阅读课本进行总结。

优点是不受生物亲缘关系的限制，定向改造生物，目的性强，科技含量高，可以培育出高产、优质或具有特殊用途的动植物品种；缺点在于技术复杂，操作要求精细，难度大。

转基因技术应用：能分泌人类胰岛素的大肠杆菌菌株的获得，抗虫棉，转基因动物等。

教师总结：本节内容我们要求掌握以下几个问题：

第一，变异的两种类型——不遗传变异和可遗传变异的来源。不遗传变异仅由外界条件引起，没有改变遗传物质，这种变异不能遗传。可遗传变异是遗传物质改变引起，它来源于基因突变、基因重组、染色体变异，是变异的主要类型。生物具有变异才可以进化。

第二，基因突变和基因重组，它们引起的变异有什么区别（可以让学生自己归纳）？

1．基因突变是基因内部结构改变，它能产生新的基因。基因突变的过程发生在DNA复制时，特点是：①普遍性、②随机性、③突变率低、④多数有害、⑤不定向性。

2．基因重组是控制不同性状的基因重新组合，不产生新基因，可形成新的基因型。基因重组的过程发生在有性生殖过程中，特点是：非常丰富。

第三，了解基因重组在杂交育种上的应用。第四，了解转基因技术可以实现物种间的基因重组。