2020-2021学年浙科版（2019）高一生物必修二4.2 基因重组使子代出现变异 课件（22张PPT）

第四章 生物的变异
第二节 基因重组使子代出现变异
学习目标：
1．阐明基因重组发生的机制及其影响。
2．从适应与进化角度阐明有性生殖过程中基因重组增加子代基因型与表型多样性的意义。
3．利用基因重组的原理，尝试设计杂交育种的思路和方法。
4、比较杂交育种与转基因育种技术，科学理性看待转基因技术及其产品
问题1：右图中的黄色和绿色，圆粒和皱粒是在自然界中已有的性状吗？
问题1：F2中出现重组性状的原因是什么？
Y
y
r
R
Y
R
r
Yr和yR
YR和yr
y
一种具有20对等位基因（这20对等位基因分别位于 20对同源染色体上）的生物进行杂交时，F2可能出现的表型就有 种。
220=1048576
什么是基因重组？
基因重组的结果如何？
基因重组有何意义？
具有不同遗传性状的雌、雄个体进行有性生殖过程时,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。
问题：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？
易感病、红果肉（SSRR）
抗病、黄果肉(ssrr)
选育出需要的抗病、红果肉品种
F3
P
抗病、黄果肉
ssrr
×
易感病、红果肉
SSRR
F1
易感病、红果肉
SsRr
↓
第1年
↓
×
F2
S_R_
S_rr
ssR_
ssrr
抗红
第2年
第3年
生长
ssR_ 、ssrr
抗红、抗黄
第4年
↓
×
↓
×
原理？
杂 交
选优
自交
自交
选优
基因重组
第5年
A
a
b
B
A
a
B
b
问题1：此图发生了什么现象，是什么原因引起的？
问题1：此图所产生的过程中有基因重组吗？
以单交换为例：
非姐妹染色单体间无交换，产生（ ）种配子
非姐妹染色单体间有交换，产生（ ）种配子
2
4
根据交换结果你能判断其是单交换还是双交换吗？
基因重组
方式一：同源染色体分离，非同源染色体自由组合（减数第一次分裂后期）
结果：非同源染色体上的非等位基因自由组合
方式二:同源染色体的非姐妹染色单体之间
的局部交换（减数第一次分裂前期）
结果：同源染色体上非等位基因重新组合
基因重组的意义:
通过有性生殖过程实现的，基因重组的结果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。
A:基因重组能否产生新的基因？
B:能否产生新的基因型？
C:基因重组能否产生新的性状？
D:能否产生新的性状组合？
杂交育种
1.概念
利用基因重组原理，有目的的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：
杂交 自交 选优 自交 选优
自交…
连续自交的过程
3.例子
农作物：袁隆平杂交水稻
杂种优势
基因型不同的两个亲本个体杂交产生的杂种第一代，在生长、繁殖、抗逆性、产量等性状上优于两个亲本的现象。如骡子
骡子要比马省草料省得多，而且
力量也比马大，是一种省吃能干的牲
畜，但它的弱点奔跑没有马快，不适
合奔跑，也不能生育。
优点：
缺点:
杂交后代会出现性状分离，进行纯化时工作量大，过程复杂，所需时间长。
育交育种的目的性强，使位于不同个体的优良性状集中于一个个体上 。
杂交育种的优缺点
讨论：杂交育种的优点是很明显的，但在实际操作中会遇到不少困难。请从杂交后代可能出现的各种类型，及育种的时间等方面，分析杂交育种方法的不足。
转基因技术
概念：
指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。
具体过程：
将所需要的目的基因分离出来或人工合成；将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，还能将获得的新性状稳定地遗传给后代。
生长快、肉质好的转基因鱼(中国)
乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷)
转基因技术实例
这种由于外源基因的导入而引起原有遗传物质组成改变的生物称为转基因生物。
转黄瓜抗青枯病基因的甜椒
转入鱼抗寒基因的番茄
药物研制
我国生产的部分基因
工程疫苗和药物
　　许多药品的生产是从生物组织中提取的。受材料来源限制产量有限，其价格往往十分昂贵。
　　微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化生产。若将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内，让它们产生相应的药物，不但能解决产量问题，还能大大降低生产成本。
　　胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。
　　将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每2000L培养液就能产生100g胰岛素！使其价格降低了30%-50%!
　环境保护　　基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。
　　通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类，用基因工程培育成功的“超级细菌”却能分解石油中的多种烃类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解DDT等毒害物质。
转基因技术
优缺点：
（1）定向改造生物性状，实现种间遗传物质的交换（克服远缘杂交不亲和）；
（2）针对性更强，效率更高，经济效益更明显；（3）高产、优质、抗病虫害和减少环境污染；（4）可能破坏生态环境、威胁人类健康，尤其是转基因食品的安全性。