【2012优化方案 精品课件】北师大版 生物 必修2 第5章第2节基因重组

(共29张PPT)
第2节　基因重组
课标领航
1．理解高等生物基因重组的含义和原理。
2．了解基因工程的基本概念及其基因重组的关系。
情景导引
袁隆平几十年如一日，坚韧不拔，矢志
不移，苦心钻研，通过三系配套成功培
育出了南优2号等多个优质高产杂交水
稻新品种。在很大程度上解决我国乃至
东南亚的粮食短缺问题。为此赢得了
“杂交水稻之父”、“当代神农”、“米神”等称号。并获得了国家最高科学技术奖。
思考：袁隆平院士培育杂交水稻新品种所依据的遗传学原理是什么？
提示：基因重组。
核心要点突破
基础自主梳理
知能过关演练
第2节
基础自主梳理
一、基因的生物重组
1．细菌的基因重组
细菌通过_____________实现了基因重组。
2．高等生物的基因重组
(1)类型
①自由组合型：在减数第一次分裂后期，随着___________染色体的自由组合，_____________也自由组合。
接合生殖
非同源
非等位基因
②交叉互换型：在减数分裂形成四分体时期，位于______________________________有时会随非姐妹染色单体的交换而交换，导致染色单体上的基因重组。
(2)意义：基因重组能产生多样化的___________的子代，是生物变异的重要来源之一，对___________________具有重要意义。
同源染色体上的等位基因
基因组合
生物的进化
二、基因的人工重组——基因工程
1．概念：将外源基因通过____________后导入受体细胞内使这个基因能在受体细胞内____________________，这样的操作叫重组DNA技术，也叫做基因工程。
体外重组
复制、转录和翻译
2．应用
(1)医药卫生领域：生产基因工程药品，____________和_____________。
(2)农牧业生产上：培育__________________和_____________________的动植物新品种。
(3)基因工程方法还可以用于_____________。
基因诊断
基因治疗
高产、优质
具有特殊用途
环境保护
3．实例：利用基因工程生产人胰岛素
从细菌中提取质粒
　　　　　
用相同的内切酶切割_______和含有人的_________________的DNA
　　　　　
质粒
胰岛素基因
用连接酶将人的胰岛素基因连到切开的质粒上，形成_______________
　　　　　
将____________导入细菌细胞
　　　　　
细菌生产出______________
杂种质粒
杂种质粒
人的胰岛素
4．安全性争论
(1)转基因生物与转基因食品不安全，要严格控制。
(2)转基因生物与转基因食品是安全的，应该大范围推广。
核心要点突破
基因的生物重组
基因突变 基因重组
本质 基因的分子结构发生改变，产生了新基因，产生新基因型，可能产生新性状 不同基因的重新组合，产生了新基因型，使性状重新组合
基因突变 基因重组
发生时
间及原
因 有丝分裂和减数第一次分裂前的间期DNA分子复制时，由于外界理化因素或自身生理因素引起的基因结构的改变 减数第一次分裂四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体间交叉互换，以及减数第一次分裂后期非同源染色体上非等位基因的自由组合
条件 外界条件的剧变和内部因素的相互作用 不同个体之间的杂交，有性生殖过程中的减数分裂
基因突变 基因重组
意义 生物变异的根本来源，也是生物进化的重要因素之一 是生物变异的来源之一，也是生物进化的重要因素之一
发生
可能
性 可能性很小，突变频率低 非常普遍，产生变异类型多
适用
范围 所有生物均可发生 只适用于真核生物有性生殖的核遗传
基因突变 基因重组
联系 ①都使生物产生可遗传的变异；
②在长期进化过程中，通过基因突变产生新基因，为基因重组提供了大量可供自由组合的新基因，基因突变是基因重组的基础；
③二者均产生新的基因型，可能产生新的表现型
特别提醒
基因重组中非同源染色体的非等位基因的自由组合符合孟德尔的自由组合规律。同源染色体上非姐妹染色单体之间交叉互换，不符合自由组合规律。
例1
在一个家庭里，兄弟姐妹之间在相貌上存在着或多或少的差异，这种变异主要来自于(　　)
A．基因突变　　　　　　　B．基因重组
C．环境影响 D．营养不同
【尝试解答】　B
【解析】　人类的生殖方式为有性生殖，而有性生殖过程极易发生基因重组，进而造成变异，故B符合题意。
解析：选B。基因重组只能使生物产生新的基因型，不能产生新的基因，故B是错误的。
基因的人工重组——基因工程
1．基因工程概念的剖析
基因工程的别名 重组DNA技术
操作环境 生物体外
操作对象 基因
操作水平 DNA分子水平
原理 基因重组
基本过程 提取→拼接→导入→检测与鉴定
结果 产生人类需要的基因产物
2.基因工程与高等生物基因重组的比较
比较项目 基因工程 高等生物基因重组
不
同
点 概念 将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内，使这个基因能在受体细胞内复制、转录和翻译的操作过程 在生物体内进行有性生殖过程中，控制不同性状的基因的重新组合
重组
方式 不同物种间的不同基因 同一物种的不同基因
繁殖
方式 无性生殖 有性生殖
比较项目 基因工程 高等生物基因重组
不
同
点 变异
大小 大 小
意义 使人类有可能按自己的意愿直接定向地改造生物，培育出新品种 是生物变异的来源之一，对生物进化有重要意义
相同点 都实现了不同基因间的重新组合，都能使生物产生变异
3.基因工程操作的基本步骤
特别提醒
(1)切割运载体和目的基因时需用同一种限制酶，才能获得相同的黏性末端。
(2)四个步骤中只有第三步将目的基因导入受体细胞不涉及到碱基互补配对。
(3)目的基因必须与运载体结合后才能导入受体细胞，才能稳定地保存，并进行复制。
(4)受体细胞常用微生物的原因：繁殖快、代谢快、目的产物多。
(5)培育转基因动物，受体细胞一般选用受精卵。
例2
【尝试解答】　C
【解析】　C项内容是人工诱变的具体应用，不属于基因工程。
跟踪训练　中国农业科学院的科学家继成功培育出了抗棉铃虫转基因抗虫棉后，又成功培育出了抗虫烟草、抗虫玉米、抗虫水稻等多种农作物，下列哪些是转基因抗虫作物的推广意义(　　)
①使危害农作物的害虫灭绝　②农药用量减少　③提高作物产量　④环境污染降低　⑤农业生产成本降低
A．①②③ B．②③④
C．①④⑤ D．②③④⑤
解析：选D。抗虫作物的推广能提高作物本身的抗虫能力，减少农药用量，减轻农药对环境的污染，也减少购买农药的费用。作物受虫害降低能在一定程度上提高产量。
知能过关演练
本部分内容讲解结束
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