第四章生物的变异
第二节 基因重组使子代出现变异
课后篇巩固提升
基础巩固
一、选择题
1.为了培育节水高产品种,科学家将大麦中与抗旱节水有关的基因导入小麦,得到转基因小麦,其水分利用率提高了20%。这项技术的遗传学原理是( )
A.基因突变
B.基因重组
C.基因复制
D.基因分离
2.杂交育种中,杂种后代的性状一旦产生便能稳定遗传的是( )
A.优良性状
B.相对性状
C.显性性状
D.隐性性状
3.下列细胞在其生命活动过程中既有可能发生基因重组现象,又有可能发生基因突变现象的是( )
A.心肌细胞
B.成熟的红细胞
C.根毛细胞
D.精原细胞
4.如图为一对同源染色体及其上的等位基因,下列说法错误的是( )
A.来自父方的染色单体与来自母方的染色单体之间发生了交叉互换
B.B与b的分离发生在减数第一次分裂
C.A与a的分离仅发生在减数第一次分裂
D.A与a的分离发生在减数第一次分裂和减数第二次分裂
5.用高秆抗病小麦和矮秆易染病小麦培育矮秆抗病小麦品种时,检测基因型常用的方法是( )
A.连续自交
B.连续测交
C.与矮秆易染病小麦进行杂交
D.显微镜观察
6.下列有关杂交育种的叙述,错误的是( )
A.杂交育种所依据的主要遗传学原理是基因重组
B.通过杂交产生的后代可能表现出杂种优势
C.杂交育种通过产生新性状使后代出现更多变异
D.杂交育种是改良作物品质和提高产量的常规方法
7.生物兴趣小组用已知基因型为AAbb和aaBB(两对基因独立遗传)的某种植物进行杂交育种实验。下列关于他们实验设计思路的叙述,不合理的是( )
A.要获取aabb植株,可从F1中直接选育出表型符合要求的个体
B.要获取AABB植株,可从F2中选出表型符合要求的个体连续自交
C.要获取AaBb植株,可将亲代上所结的种子直接保存进行播种
D.要获取AaBb植株,可将亲本保留起来进行年年制种
8.下列关于育种的说法,错误的是( )
A.杂交育种的局限性在于进展缓慢,可选择的范围有限
B.人工诱变育种可定向提高突变率,在较短时间内获得较多的优良变异类型
C.杂交育种只能利用已有基因的重组,育种进程缓慢,过程复杂
D.基因工程可以实现基因在不同种生物间的转移,迅速培育出前所未有的生物新品种
二、非选择题
9.有两个纯种小麦,一为高秆(D)抗锈病(T),另一为矮秆(d)不抗锈病(t)。这两对性状独立遗传,现要培育矮秆抗锈病的新品种,过程如下:
高秆抗锈病×矮秆易染锈病F1F2稳定遗传的矮秆抗锈病新品种
(1)这种过程叫 育种,过程a叫 ,过程b叫 。?
(2)过程c的处理方法是? 。?
(3)F1的基因型是 ,表型是 ,矮秆抗锈病新品种的基因型应是 。?
能力提升
一、选择题
1.下列能定向改变生物遗传性状的是( )
A.杂交育种
B.诱变育种
C.单倍体育种
D.转基因技术
2.运用现代生物技术的育种方法,将抗菜青虫的Bt毒蛋白基因转移到优质油菜中,培育出转基因抗虫的油菜品种,这一品种在生长过程中能产生特异的杀虫蛋白,对菜青虫有显著抗性,能减轻菜青虫对油菜的危害。下列叙述错误的是( )
A.转基因抗虫油菜能产生杀虫蛋白是由于具有Bt毒蛋白基因
B.目的基因的受体细胞可以是油菜受精卵,也可以是体细胞
C.转基因抗虫油菜的种植过程中减少了农药等的使用量,降低了生产成本
D.转基因抗虫油菜种植时,菜青虫不会产生抗性,这样可以彻底消灭菜青虫
3.下图是某高等动物(AABb)的几个细胞分裂示意图。据图判断,下列叙述错误的是( )
A.甲细胞表明该动物发生了基因突变
B.乙细胞表明该动物在减数第一次分裂前的间期发生基因突变
C.丙细胞表明该动物在减数第一次分裂时可能发生了交叉互换
D.甲、乙、丙所产生的变异均可遗传给后代
4.科研人员发现某水稻品种发生突变,产生了新基因SW1,其表达产物能使植株内激素含量下降,从而降低植株高度。将该品种作为亲本进行杂交,获得了后代“IR8水稻”,既高产又抗倒伏。下列选项正确的是
( )
A.在育种时,科研人员无法让水稻产生定向突变,这体现了基因突变的低频性
B.进行“IR8水稻”的育种时,应用的原理是基因突变
C.“IR8水稻”拥有抗倒伏的性状,根本原因是体内激素含量较低影响植株的生长
D.SW1基因通过控制酶的合成,间接控制了生物的性状
5.(2020金华十校高二上学期期末)下图为某生物一个初级精母细胞示意图,图中字母表示基因。在不考虑基因突变和染色体畸变的情况下。下列叙述错误的是
( )
A.该细胞中一对同源染色体上的姐妹染色单体发生了交叉互换
B.该细胞可产生四种不同类型的配子
C.由图可知,MⅠ、MⅡ均可能发生等位基因的分离
D.该细胞中姐妹染色单体上DNA的碱基序列可能不同
二、非选择题
6.据报道,一种可以在沿海滩涂和盐碱地上生长的水稻新品种——“海稻86”,试验推广成功,平均亩产达到300斤以上。培育耐盐水稻品种是提高盐碱土地的利用率和经济效益、缓解世界粮食危机的有效方案之一。请回答下列有关问题。
(1)现有高产高秆和低产矮秆两个海水稻品种,这两对性状独立遗传,欲获得高产矮秆品种,最常采用的育种方法是 。?
(2)有研究者提出假设:水稻植株的耐盐性是位于非同源染色体上的两对基因控制的,其抗盐碱性和基因型的对应关系如下表。
类型
耐盐植株
不耐盐植株
基因型
Y_R_
yyR_、Y_rr、yyrr
①依据以上假设,耐盐和不耐盐植株作为亲本进行杂交,若子代中耐盐植株∶不耐盐植株=3∶5,则亲本基因型组合为 。?
②现有不耐盐纯种水稻植株若干,请简要写出验证该假设的实验思路(包括实验设计方案和预期的结果)。第四章生物的变异
第二节 基因重组使子代出现变异
课后篇巩固提升
基础巩固
一、选择题
1.为了培育节水高产品种,科学家将大麦中与抗旱节水有关的基因导入小麦,得到转基因小麦,其水分利用率提高了20%。这项技术的遗传学原理是( )
A.基因突变
B.基因重组
C.基因复制
D.基因分离
解析用人工方法将人类所需要的目的基因导入受体细胞内,使其整合到受体的染色体上,产生新品种的方法为转基因技术育种,其原理是基因重组。
答案B
2.杂交育种中,杂种后代的性状一旦产生便能稳定遗传的是( )
A.优良性状
B.相对性状
C.显性性状
D.隐性性状
解析隐性性状一旦出现就不会发生性状分离,而显性性状有可能是杂合子,自交后会发生性状分离。
答案D
3.下列细胞在其生命活动过程中既有可能发生基因重组现象,又有可能发生基因突变现象的是( )
A.心肌细胞
B.成熟的红细胞
C.根毛细胞
D.精原细胞
解析基因突变主要发生在细胞分裂间期,基因重组发生在减数分裂过程中。精原细胞在进行减数分裂产生精子的过程中可能会发生基因重组,也可能会发生基因突变。
答案D
4.如图为一对同源染色体及其上的等位基因,下列说法错误的是( )
A.来自父方的染色单体与来自母方的染色单体之间发生了交叉互换
B.B与b的分离发生在减数第一次分裂
C.A与a的分离仅发生在减数第一次分裂
D.A与a的分离发生在减数第一次分裂和减数第二次分裂
解析由题图可知,同源染色体上的非姐妹染色单体发生了交叉互换,A项正确。B和b基因分别位于2号和1号染色体上,随着1、2号同源染色体在减数第一次分裂时分离,B项正确。由于1号和2号染色体上均同时有A和a基因,因此,在减数第二次分裂时,姐妹染色单体的分离也会造成A和a的分离,C项错误,D项正确。
答案C
5.用高秆抗病小麦和矮秆易染病小麦培育矮秆抗病小麦品种时,检测基因型常用的方法是( )
A.连续自交
B.连续测交
C.与矮秆易染病小麦进行杂交
D.显微镜观察
解析小麦为自花传粉植物,连续自交不仅可以检测基因型,而且能够不断纯化品种。
答案A
6.下列有关杂交育种的叙述,错误的是( )
A.杂交育种所依据的主要遗传学原理是基因重组
B.通过杂交产生的后代可能表现出杂种优势
C.杂交育种通过产生新性状使后代出现更多变异
D.杂交育种是改良作物品质和提高产量的常规方法
解析杂交育种的原理是基因重组,A项正确;通过杂交产生的后代可能表现出杂种优势,如杂交水稻,B项正确;杂交育种是原有性状的重新组合,不能产生新的性状,C项错误;杂交育种可以将不同亲本的优良性状集中到同一个体身上,是改良作物品质和提高产量的常规方法,D项正确。
答案C
7.生物兴趣小组用已知基因型为AAbb和aaBB(两对基因独立遗传)的某种植物进行杂交育种实验。下列关于他们实验设计思路的叙述,不合理的是( )
A.要获取aabb植株,可从F1中直接选育出表型符合要求的个体
B.要获取AABB植株,可从F2中选出表型符合要求的个体连续自交
C.要获取AaBb植株,可将亲代上所结的种子直接保存进行播种
D.要获取AaBb植株,可将亲本保留起来进行年年制种
解析要获取aabb植株,F1无满足条件的个体,无法从中直接选育;要获取AABB植株,可将F1自交,从F2中选出表型符合要求的个体连续自交;F1基因型为AaBb,要获取AaBb植株,可将亲代上所结的种子直接保存进行播种;要获取AaBb植株,可将亲本保留起来进行年年制种。
答案A
8.下列关于育种的说法,错误的是( )
A.杂交育种的局限性在于进展缓慢,可选择的范围有限
B.人工诱变育种可定向提高突变率,在较短时间内获得较多的优良变异类型
C.杂交育种只能利用已有基因的重组,育种进程缓慢,过程复杂
D.基因工程可以实现基因在不同种生物间的转移,迅速培育出前所未有的生物新品种
解析杂交育种是一种传统的育种方法,它的局限性在于进展缓慢,可选择的范围有限,A项正确;突变是多方向性的,人工诱变育种不能定向提高突变率,但能在较短时间内获得更多的优良变异类型,B项错误;杂交育种所依据的主要遗传学原理是基因的重新组合,不能产生新的基因,所以只能利用已有基因的重组,育种进程缓慢,过程复杂,C项正确;转基因技术,是指按照人们的意愿,进行严格的设计,并通过体外DNA重组和转基因等技术,赋予生物以新的遗传特性,从而创造出更符合人们需要的新的生物品种,D项正确。
答案B
二、非选择题
9.有两个纯种小麦,一为高秆(D)抗锈病(T),另一为矮秆(d)不抗锈病(t)。这两对性状独立遗传,现要培育矮秆抗锈病的新品种,过程如下:
高秆抗锈病×矮秆易染锈病F1F2稳定遗传的矮秆抗锈病新品种
(1)这种过程叫 育种,过程a叫 ,过程b叫 。?
(2)过程c的处理方法是? 。?
(3)F1的基因型是 ,表型是 ,矮秆抗锈病新品种的基因型应是 。?
解析过程a叫作杂交,产生的F1基因型为DdTt,表型为高秆抗锈病。过程b叫作自交,目的是获取表型为矮秆抗锈病的小麦品种(ddT_),因为此过程所得后代会发生性状分离,所以要想得到稳定遗传的矮秆抗锈病植株必须经过c,即筛选和连续自交,直至后代无性状分离。
答案(1)杂交 杂交 自交 (2)筛选和连续自交,直至选出能够稳定遗传的矮秆抗锈病新品种 (3)DdTt 高秆抗锈病 ddTT
能力提升
一、选择题
1.下列能定向改变生物遗传性状的是( )
A.杂交育种
B.诱变育种
C.单倍体育种
D.转基因技术
解析转基因技术可以按照人们的意愿,把一种生物的某种基因提取出来,加以修饰改造,然后放到另一种生物的细胞里,定向改造生物的遗传性状,D项正确。
答案D
2.运用现代生物技术的育种方法,将抗菜青虫的Bt毒蛋白基因转移到优质油菜中,培育出转基因抗虫的油菜品种,这一品种在生长过程中能产生特异的杀虫蛋白,对菜青虫有显著抗性,能减轻菜青虫对油菜的危害。下列叙述错误的是( )
A.转基因抗虫油菜能产生杀虫蛋白是由于具有Bt毒蛋白基因
B.目的基因的受体细胞可以是油菜受精卵,也可以是体细胞
C.转基因抗虫油菜的种植过程中减少了农药等的使用量,降低了生产成本
D.转基因抗虫油菜种植时,菜青虫不会产生抗性,这样可以彻底消灭菜青虫
解析转基因抗虫油菜由于具有Bt毒蛋白基因,能够表达出特异的杀虫蛋白,A项正确;由于植物细胞具有全能性,所以目的基因的受体细胞可以是油菜受精卵,也可以是体细胞,二者都可以发育成完整植物体,B项正确;转基因抗虫油菜的种植过程中减少了农药等的使用量,降低了生产成本,C项正确;基因突变是多方向性的,菜青虫会产生各种各样的变异,可能会产生具有抗性的菜青虫,D项错误。
答案D
3.下图是某高等动物(AABb)的几个细胞分裂示意图。据图判断,下列叙述错误的是( )
A.甲细胞表明该动物发生了基因突变
B.乙细胞表明该动物在减数第一次分裂前的间期发生基因突变
C.丙细胞表明该动物在减数第一次分裂时可能发生了交叉互换
D.甲、乙、丙所产生的变异均可遗传给后代
解析根据题干中甲、乙、丙是同一个动物的几个细胞分裂图分析可知,甲图表示有丝分裂后期,染色体上基因A与a不同,是基因突变的结果;乙图表示减数第二次分裂后期,其染色体上基因A与a不同,没有同源染色体交叉互换的特征,只能是该动物在减数第一次分裂间期基因突变的结果;丙细胞也属于减数第二次分裂后期图,基因B与b所在的染色体颜色不一致,则染色体上基因B与b不同可能是在减数第一次分裂时交叉互换造成的。由于该生物为高等动物,则甲细胞分裂产生的是体细胞,这种变异一般不遗传给后代。
答案D
4.科研人员发现某水稻品种发生突变,产生了新基因SW1,其表达产物能使植株内激素含量下降,从而降低植株高度。将该品种作为亲本进行杂交,获得了后代“IR8水稻”,既高产又抗倒伏。下列选项正确的是
( )
A.在育种时,科研人员无法让水稻产生定向突变,这体现了基因突变的低频性
B.进行“IR8水稻”的育种时,应用的原理是基因突变
C.“IR8水稻”拥有抗倒伏的性状,根本原因是体内激素含量较低影响植株的生长
D.SW1基因通过控制酶的合成,间接控制了生物的性状
解析在育种时,科研人员无法让水稻产生定向突变,这体现了基因突变的多方向性,A项错误;进行“IR8水稻”的育种过程是:选取新发现的某水稻突变品种作为亲本进行杂交,获得了既高产又抗倒伏的后代“IR8水稻”,属于杂交育种,其原理是基因重组,B项错误;“IR8水稻”拥有抗倒伏的性状,直接原因是体内激素含量较低影响植株的生长,而根本原因是细胞内的SW1基因的存在,其表达产物能使植株内激素含量下降,从而影响植株的生长,C项错误;SW1基因的表达产物能使植株内激素含量下降,可推测该表达产物可能是一种酶,由此说明SW1基因通过控制酶的合成,间接控制了生物的性状,D项正确。
答案D
5.(2020金华十校高二上学期期末)下图为某生物一个初级精母细胞示意图,图中字母表示基因。在不考虑基因突变和染色体畸变的情况下。下列叙述错误的是
( )
A.该细胞中一对同源染色体上的姐妹染色单体发生了交叉互换
B.该细胞可产生四种不同类型的配子
C.由图可知,MⅠ、MⅡ均可能发生等位基因的分离
D.该细胞中姐妹染色单体上DNA的碱基序列可能不同
解析据图分析可知,图中两对同源染色体分别两两配对,处于减数第一次分裂前期,且其中有一对同源染色体上的非姐妹染色单体发生了交叉互换,A项错误;该细胞可产生AB、Ab、aB、ab四种不同类型的配子,B项正确;图中的B/b等位基因的分离既可发生在减数第一次分裂的后期,也可发生在减数第二次分裂的后期,C项正确;B/b这对等位基因的碱基序列不同,因此该细胞中姐妹染色单体上DNA的碱基序列可能不同,D项正确。
答案A
二、非选择题
6.据报道,一种可以在沿海滩涂和盐碱地上生长的水稻新品种——“海稻86”,试验推广成功,平均亩产达到300斤以上。培育耐盐水稻品种是提高盐碱土地的利用率和经济效益、缓解世界粮食危机的有效方案之一。请回答下列有关问题。
(1)现有高产高秆和低产矮秆两个海水稻品种,这两对性状独立遗传,欲获得高产矮秆品种,最常采用的育种方法是 。?
(2)有研究者提出假设:水稻植株的耐盐性是位于非同源染色体上的两对基因控制的,其抗盐碱性和基因型的对应关系如下表。
类型
耐盐植株
不耐盐植株
基因型
Y_R_
yyR_、Y_rr、yyrr
①依据以上假设,耐盐和不耐盐植株作为亲本进行杂交,若子代中耐盐植株∶不耐盐植株=3∶5,则亲本基因型组合为 。?
②现有不耐盐纯种水稻植株若干,请简要写出验证该假设的实验思路(包括实验设计方案和预期的结果)。
解析(1)将两个亲本的优良性状集中到同一个个体,最常用的方法是杂交育种。
(2)①耐盐植株为Y_R_,与不耐盐植株杂交,子代中耐盐植株的概率为,根据基因自由组合定律可反向推导出亲代基因型为YyRr×yyRr或YyRr×Yyrr。②欲探究假设是否成立,应先培育出基因型为YyRr的个体,然后再让该个体进行自交实验,检测后代性状分离比是否与自由组合定律的理论值相符合。具体为:让不耐盐的水稻植株相互授粉,选择F1中耐盐的水稻植株自交,鉴定并统计F2表型及比例。F2表型及比例为耐盐植株∶不耐盐植株=9∶7,说明水稻植株的耐盐性是位于非同源染色体上的两对基因控制的。
答案(1)杂交育种 (2)①YyRr×yyRr或YyRr×Yyrr ②让不耐盐的水稻植株相互授粉,选择F1中耐盐的水稻植株自交,鉴定并统计F2表型及比例。F2表型及比例为耐盐植株∶不耐盐植株=9∶7,说明水稻植株的耐盐性是位于非同源染色体上的两对基因控制。(共27张PPT)
第二节 基因重组使子代出现变异
课标阐释
学法指导
1.举例概述基因重组及其意义。(生命观念)
2.解释基因重组引起生物多样性的原因。(科学思维)
3.简述杂交育种的过程。
4.通过收集基因重组在育种上应用的实例,关注生物学社会议题。(社会责任)
1.回顾减数分裂中染色体的行为变化,理解基因重组的类型及原因。
2.联系生活现象、科学研究成果,通过孟德尔遗传定律理解基因重组的应用。
一、基因重组
1.基因重组
(1)概念:指具有不同遗传性状的雌、雄个体进行有性生殖时,控制不同性状的基因重新组合,导致后代不同于亲本类型的现象或过程。
(2)结果:基因重组是通过有性生殖过程实现的。基因重组的结果是导致生物性状的多样性,为动、植物育种和生物进化提供丰富的物质基础。
2.非同源染色体间的自由组合导致基因重组
(1)生物在通过减数分裂形成配子时,非同源染色体的自由组合,导致非同源染色体上的非等位基因也自由组合,因此产生多种类型的配子。雌、雄配子结合后形成的新个体的基因型就有可能与亲代的基因型和表型不同。
(2)在完全显性的条件下,当控制两对相对性状的基因位于两对染色体上时,F2的表型种类为22=4;如果涉及的各种性状分别由n对基因控制,并且各对基因分别位于不同的染色体上,F2的表型数目是2n。
3.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
(1)在减数分裂过程中,同源染色体的非姐妹染色单体之间发生
染色体片段的交换,使染色体上的基因产生重组。
(2)在减数分裂过程中,同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换的
位点和次数有诸多变化,增加产生配子的种类,增加了的有性生殖后代的变异性。
预习反馈
1.判断正误
(1)基因重组的实质是控制不同性状的基因重新组合,其结果是产生新基因型,导致重组性状出现。(
√
)
(2)减数分裂四分体时期,同源染色体的姐妹染色单体之间局部交换可导致基因重组,姐妹染色单体上含有相同基因不会导致基因重组。(
×
)
(3)Pp自交后代出现表型比例为3∶1的现象,是基因重组的结果。(
×
)
(4)若YyRr自交后代出现表型比例为9∶3∶3∶1的现象,其变异的来源是基因重组。(
√
)
(5)在减数分裂过程中,同源染色体的姐妹染色单体交叉互换的位点和次数有限,增加产生配子的种类不多,导致后代的变异性也有限。(
×
)
2.下列有关基因重组的说法,正确的是( )
A.基因重组可以产生多对等位基因
B.发生在生物体内的基因重组都能遗传给后代
C.基因重组所产生的新基因型不一定会表现为新的表型
D.基因重组会改变基因中的遗传信息
解析:基因重组属于基因的重新组合,不会改变基因内部的碱基序列,不可能产生新的基因,基因中的遗传信息也不会改变。生物体内经过基因重组所产生的配子不一定能够形成合子,所以不一定能够传递给后代。基因重组能产生新基因型的配子,不同的配子形成合子的表型可能与原有个体的表型相同。
答案:C
二、杂交育种与转基因技术
1.基因重组可应用于杂交育种
(1)杂交育种:利用基因重组原理,有目的地将两个或多个品种的
优良性状组合在一起,培育出更优良的新品种。
(2)方法:一般可以通过杂交、选择、纯合化等手段培育出新品种。
2.转基因技术可以实现物种间的基因重组
(1)转基因技术:利用分子生物学和基因工程的手段,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的技术。
(2)转基因生物:由于外源基因的导入而引起原有遗传物质组成发生改变的生物。
(3)过程:用人工方法将人类所需要的目的基因导入受体细胞内,使其整合到受体的染色体上。外源基因随细胞的分裂而增殖,并在体内得以表达,还能将所获得的新性状稳定地遗传给后代。
(4)特点:
①人为地增加了生物变异的范围,实现种间遗传物质的交换。
②针对性更强,效率更高,经济效益更明显。
预习反馈
1.判断正误
(1)杂交育种可将多个优良性状组合在同一个新品种中。一般可以通过杂交、选择、纯合化等手段培养出新品种。(
√
)
(2)将抗虫基因导入玉米的体细胞中,培育成抗虫玉米新品种的育种方法属于杂交育种。(
×
)
(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。(
√
)
(4)杂交育种的原理是同源染色体上非等位基因自由组合。两个不抗病的亲本杂交后代出现抗病类型是因为发生了基因重组。(
×
)
(5)将AAbb和aaBB杂交得到AaBb的过程实现了基因重组。杂种后代出现性状差异的主要原因是基因突变。(
×
)
2.下列过程中未发生基因重组的是( )
A.表型正常的双亲生下患苯丙酮尿症的孩子
B.将人胰岛素基因导入大肠杆菌,利用大肠杆菌生产人胰岛素
C.黑色家鼠和白化家鼠杂交,F1全为黑鼠,F2中黑鼠∶淡黄鼠∶白鼠=9∶3∶4
D.灰身长翅果蝇和黑身残翅果蝇杂交,F1全为灰身长翅,F1的测交后代出现四种表型,比例为42∶42∶8∶8
解析:表型正常的双亲生下患苯丙酮尿症的孩子,原因是基因分离,未发生基因重组,A项正确;将人胰岛素基因导入大肠杆菌需要采用转基因技术,其原理是基因重组,B项错误;黑色家鼠和白化家鼠杂交,F1全为黑鼠,F2中黑鼠∶淡黄鼠∶白鼠=9∶3∶4,是9∶3∶3∶1的变式,说明该性状是由两对等位基因控制的,且这两对等位基因的遗传遵循基因自由组合定律,因此发生了基因重组,C项错误;灰身长翅果蝇和黑身残翅果蝇杂交,F1全为灰身长翅,F1的测交后代出现四种表型,比例为42∶42∶8∶8,不符合1∶1∶1∶1的比例,说明这两对基因不遵循基因的自由组合定律,故可推知这两对基因位于一对同源染色体上,但该过程中发生了交叉互换,因此也发生了基因重组,D项错误。
答案:A
探究点一
探究点二
基因重组
问题情境
下图a、b为减数第一次分裂不同时期的细胞图像,思考解决下列问题。
探究点一
探究点二
1.a图处于哪一时期,发生基因重组的原因是什么?
提示:a图处于减数第一次分裂前期。发生基因重组的原因是同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换。
2.b图处于哪一时期,发生基因重组的原因是什么?
提示:b图处于减数第一次分裂后期。发生基因重组的原因是非等位基因随非同源染色体自由组合。
探究点一
探究点二
典例剖析
(2020杭州七县区高二上学期期末)下列关于基因重组的说法,不正确的是( )
A.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属于基因重组
B.一般情况下,水稻花药内可发生基因重组,而根尖则不能
C.减数分裂前期Ⅰ,同源染色体的非姐妹染色单体之间含非等位基因的片段交换可导致基因重组
D.减数分裂后期Ⅰ,非同源染色体上的非等位基因自由组合可导致基因重组
探究点一
探究点二
解析:基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的非同源染色体上的非等位基因重新组合,A项正确;一般情况下,基因重组只发生在减数分裂形成配子的过程中,水稻花药内精原细胞减数分裂形成配子的过程中可发生基因重组,根尖细胞只能进行有丝分裂,不会发生基因重组,B项正确;减数分裂四分体时期,同源染色体的非姐妹染色单体之间含等位基因的片段的局部交换可导致基因重组,C项错误;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可导致基因重组,D项正确。
答案:C
探究点一
探究点二
归纳提升
关注与基因重组有关的五个注意点
(1)自然条件下基因重组发生的时间是MⅠ后期和四分体时期,而不是受精发生时。
(2)自然条件下基因重组只发生在真核生物中,病毒和原核生物中一般只发生基因突变。
(3)交叉互换不等于基因重组。如果交叉互换发生在同源染色体之间可导致基因重组;如果发生在非同源染色体之间就不是基因重组。
(4)基因重组在人工操作下也可以实现,如转基因技术、肺炎链球菌转化实验中都发生了基因重组。
(5)异卵双生间性状的差异,主要是基因重组引起的。
探究点一
探究点二
活学活练
1.基因重组是有性生殖生物重要的变异来源,下列叙述正确的是( )
A.只有位于非同源染色体上的基因才能重组
B.只发生在四分体时期
C.能体现遗传的稳定性
D.能使生物更好地适应多变的环境
解析:基因重组使得后代具有更多的变异类型,从而使生物可以更好地适应多变的环境。
答案:D
探究点一
探究点二
2.子代不同于亲代的性状,主要来自基因重组,下列图解中哪些过程可以发生基因重组?( )
A.①②④⑤
B.①②③④⑤⑥
C.③⑥
D.④⑤
探究点一
探究点二
解析:生物体内发生的基因重组有两种类型,减数第一次分裂前期同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换和减数第一次分裂后期非等位基因随非同源染色体的自由组合而重组。①②过程只有一对等位基因,不可能发生基因重组。从④⑤产生的配子来看,若A、a和B、b两对等位基因在两对同源染色体上,则配子产生过程中可能发生了自由组合;若A、a和B、b两对等位基因在一对同源染色体上,则配子产生过程中可能发生了交叉互换。③⑥过程为受精作用,不属于基因重组。
答案:D
探究点一
探究点二
杂交育种
问题情境
只要我们生活在这个地球上,就离不开吃饭,现在米饭几乎成为大多数人的主食。袁隆平研究出来的杂交水稻不知道养活了多少人。思考解决下列问题。
1.杂交水稻的育种原理是什么?
提示:基因重组。
2.杂交育种的一般程序是什么?
提示:杂交→F2→选取→纯合化。
探究点一
探究点二
典例剖析
下列关于动植物杂交选种的操作中,不完全正确的是( )
A.在植物杂交育种中到了F1后,可以采用不断自交选育新品种
B.在哺乳动物杂交育种中到了F2后,再采用测交鉴别选出纯合个体
C.如果是用植物的营养器官来繁殖,那么只要杂交后代出现所需性状即可留种
D.在植物杂交育种中到了F2后,即可通过测交检验选出新品种
解析:植物杂交育种到了F1后,一般采用不断自交的方法来选育显性新品种;哺乳动物杂交育种到了F2后,采用测交鉴别选出纯合个体;若采用无性繁殖,则只要杂交后代出现所需性状即可留种;在植物杂交育种中到了F2后,如果所选品种是隐性性状,直接获得,如果是显性性状,可通过连续自交检验选出新品种。
答案:D
探究点一
探究点二
归纳提升
针对不同目的的杂交育种程序
(1)培育隐性纯合品种
选取双亲杂交(♀×♂)→F1
F2→选出表型符合要求的个体种植并推广。
(2)培育显性纯合品种
探究点一
探究点二
(3)培育杂合品种
在农业生产上,可以将F1作为种子直接使用,如水稻、玉米等。其特点是利用杂种优势,获得的品种高产、抗性强,但种子只能种一年。培育的基本步骤如下:
选取符合要求的纯种双亲杂交(♀×♂)→F1(即为所需品种)。
探究点一
探究点二
活学活练
1.能够使植物体表达动物蛋白的育种方法是( )
A.诱变育种 B.杂交育种
C.转基因技术
D.无相应方法
解析:转基因技术是指将目的基因导入受体细胞并使其表达的技术手段,该方法能克服远源杂交不亲和的障碍,从而使动物基因在植物细胞中表达。
答案:C
探究点一
探究点二
2.小麦抗锈病(T)对易染病(t)为显性,易倒伏(D)对抗倒伏(d)为显性,这两对等位基因位于两对同源染色体上。现有抗病易倒伏和易染病抗倒伏的两个纯合品种,采取杂交育种方法培育既抗病又抗倒伏的高产品种,那么,对从F2中筛选出的抗病抗倒伏植株处理的方法是( )
A.杂交
B.自交
C.测交
D.正交
探究点一
探究点二
解析:根据题意已知小麦抗锈病(T)对易染病(t)为显性,易倒伏(D)对抗倒伏(d)为显性,这两对等位基因位于两对同源染色体上,遵循基因的自由组合定律。现有抗病易倒伏DDTT和易染病抗倒伏ddtt的两个纯合品种杂交,F1基因型为DdTt,自交产生的抗病抗倒伏植株基因型为ddTT、ddTt,其中杂合子会发生性状分离,所以要连续自交,直到不再发生性状分离。
答案:B
