高考生物一轮总复习必修2第七单元第一讲基因突变和基因重组考点二基因重组学案

这是一份高考生物一轮总复习必修2第七单元第一讲基因突变和基因重组考点二基因重组学案，共6页。
知|识|巩|固
1．基因重组概念：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。
2．类型：
(1)自由组合型：位于非同源染色体上的非等位基因随非同源染色体的自由组合而发生重组(如图)。
(2)互换型：位于同源染色体上的等位基因随非姐妹染色单体的互换而发生重组(如图)。
(3)基因工程重组型：目的基因经运载体导入受体细胞，导致受体细胞中基因发生重组(如下图)。
(4)肺炎链球菌转化实验：R型细菌转化为S型细菌。
3．基因重组的结果：产生新的基因型，导致重组性状出现。
4．基因重组的意义及应用
5．解释遗传多样性的原因
(1)在减数分裂形成生殖细胞的过程中，非同源染色体上的非等位基因自由组合，形成基因组成不同的配子。
(2)四分体时期，同源染色体上的非等位基因随非姐妹染色单体的互换发生重组，形成基因组成不同的配子。
(3)生殖细胞的类型非常多，由生殖细胞随机结合的受精卵的类型也就非常多。
(4)基因重组的意义：基因重组是可遗传变异的来源之一，为生物进化提供了丰富的材料。
思|维|辨|析
易错整合，判断正误。
(1)有丝分裂和减数分裂过程中均可发生非同源染色体之间的自由组合，导致基因重组。( × )
(2)一对等位基因不可能发生基因重组，一对同源染色体可能发生基因重组。( √ )
(3)同无性生殖相比，有性生殖产生的后代具有更大的变异性，其根本原因是能产生基因组合多样化的子代。( √ )
(4)基因重组能产生新基因型和重组性状，但不能产生新基因和新性状。( √ )
延|伸|探|究
1．猫由于基因重组而产生毛色变异，从基因重组的角度解释猫子代个体性状多样性的原因。
提示：亲代在形成配子时，非等位基因随着非同源染色体的自由组合而自由组合，从而产生不同种类的配子。此外，在四分体时期，位于同源染色体上的等位基因有时会随非姐妹染色单体之间的互换而发生交换，导致基因重组，使配子种类更加多样化。多样化的雌雄配子通过随机结合得到多种多样的受精卵，从而使子代个体性状多样性。
2．在金鱼的培育过程中，利用了哪些育种方法？其依据的原理是什么？
提示：诱变育种和杂交育种。依据的原理分别是基因突变和基因重组。
剖析难点·考点突破
重|难|精|讲
1．归纳概括基因重组的四个关注点
(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)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。
2．姐妹染色单体上等位基因来源的判断方法
(1)据细胞分裂图判断
(2)据细胞分裂方式判断
①如果是有丝分裂中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染色单体上基因不同，可能发生了基因突变或互换。
(3)据亲子代基因型判断
①如果亲代基因型为BB或bb，则引起姐妹染色单体上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上B与b不同的原因是基因突变或互换。
精|准|命|题
考向一 结合基因重组特点及判断，考查理解能力
》例1 (天津高考改编)基因型为AaBbDd的二倍体生物，其体内某精原细胞减数分裂时同源染色体变化示意图如图。叙述正确的是( B )
A．三对等位基因的分离均发生在次级精母细胞中
B．该细胞能产生AbD、ABD、abd、aBd四种精子
C．B(b)与D(d)间发生重组，遵循基因自由组合定律
D．非姐妹染色单体发生交换导致了染色体结构变异
解析：减数分裂Ⅰ时，位于两条同源染色体上的等位基因随着同源染色体的分开而分离，此过程发生在初级精母细胞中，所以，图中三对等位基因的分离不都发生在次级精母细胞中，A错误；正常情况下，一个精原细胞能产生两种类型的精子，但图中同源染色体的非姐妹染色单体间部分片段发生了染色体互换，故该细胞能产生AbD、ABD、abd、aBd四种精子，B正确；同源染色体的非姐妹染色单体间部分片段发生染色体互换属于基因重组，不属于基因自由组合范畴，C错误；图中非姐妹染色单体间部分片段染色体互换发生在同源染色体之间，不属于染色体结构变异，D错误。
〔变式训练1〕 (2020·全国Ⅰ卷)遗传学理论可用于指导农业生产实践。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两条，分别是在减数分裂过程中，随着非同源染色体的自由组合，非等位基因自由组合；同源染色体上的等位基因随着非姐妹染色单体之间的互换而发生交换，导致染色单体上的基因重组。
(2)在诱变育种过程中，通过诱变获得的新性状一般不能稳定遗传，原因是控制新性状的基因型是杂合的，若要使诱变获得的性状能够稳定遗传，需要采取的措施是通过自交筛选性状能稳定遗传的子代。
解析：(1)互换型基因重组发生在减数分裂，Ⅰ前期同源染色体联会过程中，在该过程中非姐妹染色单体之间进行互换，导致染色单体上的基因重组；自由组合型基因重组发生在减数分裂Ⅰ后期，伴随着非同源染色体的自由组合，位于非同源染色体上的非等位基因自由组合。(2)诱变育种过程中，突变体一般为杂合体，即控制新性状的基因型是杂合的，不能稳定遗传；对于杂合体，可以采用连续自交和不断选择的方法，获得纯合体，即通过自交筛选性状能稳定遗传的子代。
考向二 考查基因重组与基因突变的判断，考查科学思维能力
》例2 (2024·山东烟台质检)图1、图2表示某基因型为AaBb的二倍体动物在生殖发育过程中正在分裂的两个细胞。下列相关叙述错误的是( A )
A．图1所示细胞中①处染色体上出现a基因的原因是基因突变或染色体互换
B．图2所示细胞中②处染色体上出现a基因的原因是染色体互换
C．图1所示细胞具有的染色体组数是图2所示细胞的2倍
D．选该动物的睾丸制作切片可观察到图1、图2所示细胞图像
解析：图1所示细胞进行的是有丝分裂，①处染色体上出现a基因的原因是基因突变，A错误；据题图分析可知，图2细胞中②处染色体上出现a基因的原因是染色体互换，B正确；图1细胞中共有4个染色体组，图2细胞共有2个染色体组，C正确；该动物的生殖器官是睾丸，其中的细胞既可以进行有丝分裂，也可以进行减数分裂，故用睾丸制作切片可观察到图1、图2所示的细胞图像，D正确。
基因突变与基因重组的比较
〔变式训练2〕 如图表示三种类型的基因重组，下列相关叙述正确的是( C )
A．甲、乙两种类型的基因重组在减数分裂的同一个时期发生
B．甲和乙中的基因重组都发生于同源染色体之间
C．R型细菌转化为S型细菌过程中发生的变异类型与丙中的相同
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甲中的基因重组有关
解析： 甲表示同源染色体的非姐妹染色单体间的染色体互换，发生在减数分裂Ⅰ前期，乙表示非同源染色体间的自由组合，发生在减数分裂Ⅰ后期，A、B错误；R型细菌转化为S型细菌的本质是S型细菌的DNA进入R型细菌，与R型细菌的DNA实现了基因重组，与丙中的变异类型相同，C正确；孟德尔的两对相对性状的杂交实验中，F2出现新的表型的原因是F1形成配子时等位基因彼此分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合，和乙中的基因重组有关，而不是甲，D错误。图示
解读
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如果是减数分裂Ⅱ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如果是减数分裂Ⅱ后期图像，两条子染色体(颜色不一致)上的两基因不同，则为互换(基因重组)的结果，如图丙
项目
基因突变
基因重组
变异本质
基因分子结构发生改变
原有基因的重新组合
发生时间
通常发生在有丝分裂间期和减数分裂前的间期
减数分裂Ⅰ四分体时期和减数分裂Ⅰ后期
适用范围
所有生物(包括病毒)
进行有性生殖的真核生物和基因工程中的原核生物等
结果
产生新基因(等位基因)，控制新性状
产生新基因型，不产生新基因
意义
生物变异的根本来源，生物进化的原始材料
生物变异的重要来源，有利于生物进化
应用
人工诱变育种
杂交育种、基因工程育种
联系
基因突变产生新基因，为基因重组提供了自由组合的新基因，基因突变是基因重组的基础