Word文檔下載后可自行編輯11/114.2基因重組使子代出現變異知識（共19）

第四章生物的變異

第二節基因重組使子代出現變異

一對親本的四個不同子代

一對親本的四個不同子代

色彩迥異的蠟菊

同一玉米上的不同籽粒

一、基因重組

1、概念：指在進行有性生殖時，控制不同性狀非等位基因的重新組合，導致后代產生不同于親本類型的現象或過程。

A

a

B

b

D

d

A與a為等位基因，B與b為等位基因，D與d為

等位基因。同時A、a與B、b為同源染色體上

的非等位基因，B、b與D、b為非同源染色體

上的非等位基因。

思考：怎樣才能實現上述兩種類型的非等位

基因的重新組合呢？

四分體

同源染色體分離

著絲粒分裂

染色體的

交叉互換

2、類型：

①、自由組合型——非同源染色體上的非等位基因自由組合

在減數第一次分裂后期，非同源染色體上的非等位基因，隨著非同源染色體的自由組合而自由組合。

原始生殖細胞中存在n對獨立遺傳的非等位基因時，經過減數分裂能產生2n種類型的生

殖細胞，再經隨機受精過程，因此通過有性生殖所產生的后代表現型種類巨大。

自由組合至少要發生在兩對或兩對以上的獨立遺傳的非等位基因之間。

②、交叉互換型——同源染色體上非等位基因的重新組合

在減數第一次分裂的前期，位于同源染色體上的非等位基因有時會隨非姐妹染色單體的交換而交換，導致同源染色體上的非等位基因重組。

思考：自由組合和交叉互換都是自然條件下發生在同一物種之間的基因重組，那么有沒有發生在兩個不同生物之間的基因重組呢？

③轉基因技術——不同種生物之間的基因重組

概念：利用分子生物學和基因工程的手段，將某種生物的基因轉移到其他生物物種中，

使其出現原物種不具有的新性狀的技術

S—DNA使R菌發生轉過的過程：

S—DNA

R—DNA

S、R—DNA

控制莢膜合成的基因

酶

控制莢膜合成，轉化為S型菌

過程：目的基因→導入受體細胞→整合到染色體→穩定復制和表述→遺傳給后代。

意義：轉基因技術人為地增加了生物變異的范圍，實現了種間遺傳物質的交換；

轉基因技術針對性更強、效率更高、經濟效益更明顯。

創新型的基因編輯

3、結果及意義

基因重組

類型

自由組合

交叉互換

轉基因技術

時間

時間

后期Ⅰ

前期Ⅰ

范圍

有性生殖

同種生物

范圍

人工條件異種生物

結果

不產生新的基因，但是會產生新的基因型

不改變基因的類型、數目和位置

不產生新的性狀，但會產生新的性狀組合

意義

導致生物性狀的多樣性

為動植物育種和生物進化提供豐富的物質基礎

應用

雜交育種

二、雜交育種

1．概念：有目的的將兩個或多個的優良性狀通過雜交集中在一起，再經過選擇和培育，獲得新品種的方法。

2、遺傳學原理：基因重組

3．過程：選擇具有不同優良性狀的親本通過雜交獲得F1，F1自交獲得F2，從中篩選具有優良性狀的個體進行連續自交，最終獲得需要的類型。

A優良植株

B優良植株

×

F1植株

F2植株

選擇

純合A、B優良植株

自交

具A、B優良植株

連續自交

選擇

雜交

①、一般可以通過雜交、選擇、純合化等手段培育出新品種

②、雜交：親本雜交得F1

③、選擇：人工選擇，從F2開始，因為在F2中出現性狀重組的個體。

④、純合化手段：連續自交，可以提高子代純合子比例。

⑤、基因重組發生在自交和連續自交過程中。

資料：雜種優勢往往表現于有經濟意義的性狀，因而通常將產生和利用雜種優勢的雜交稱為經濟雜交。雜種優勢用于提高產量、均勻性和活力，被用于玉米、高粱、大米、甜菜、洋蔥、菠菜、向日葵、西蘭花、大麻等育種。經濟雜交只利用雜種子一代，因為雜種優勢在子一代最明顯，從子二代開始逐漸衰退，如果再讓子二代自交或繼續讓其各代自由交配，結果將是雜合性逐漸降低，雜種優勢趨向衰退甚至消亡。

4．目標植株：

①雜合優良性狀個體；

②顯性純合優良性狀個體；

③隱性純合優良性狀個體。

所以，純合化（連續自交）在雜交育種中并非必不可少。如，當目標植株為雜合子或隱性純合子時則不需要連續自交。

5、特點

優點：可將兩個或多個優良性狀集中在一起，是培育新品種的有效手段，技術簡單。

缺點：育種周期長。

F1

P

F2

目標植株：矮桿抗病品種

三、轉基因技術育種

1．遺傳學原理：基因重組。

2．過程：

外源（目的）基因

受體細胞

轉基因生物

導入

人工方法

受體染色體

目的基因

復制并穩定表述

整合到

細胞培養

質粒：運載工具（T-DNA可將目的基因轉移至植物的染色體）

外源（目的）基因：人們所需要的基因，如：北極海魚的抗凍基因。

受體細胞：植物細胞

離體的植物細胞發育成新性狀的植株的原理為：植物細胞具有全能性

3、特點

①.人為地增大了生物變異的范圍，實現種間遺傳物質的交換。

②.定向改造生物，針對性強，效率更高，經濟效益明顯。

③、技術復雜，可能存在安全隱患。

【鞏固1】下列關于基因重組的說法不正確的是()

A．生物體進行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合屬于基因重組

B．減數分裂四分體時期，由于同源染色體的姐妹染色單體之間的局部交換，可導致基因重組

C．減數分裂過程中，非同源染色體上的非等位基因自由組合可導致基因重組

D．一般情況下，花藥內可發生基因重組，而根尖則不能

【鞏固2】基因重組發生在()

A．減數分裂形成配子的過程中

B．受精作用形成受精卵的過程中

C．有絲分裂形成子細胞的過程中

D．無絲分裂的過程中

B

A

【鞏固3】在雜交育種工作中，選種通常從哪一代開始，理由是什么()

A．F1，基因出現重組B．F1，性狀開始分離

C．F2，出現性狀分離D．P，基因開始分離

【鞏固4】下列關于雜交育種的說法，錯誤有幾項（）

①．用雜交育種選育純合子的植物時，必須通過連續自交獲取

②．雜交育種只能利用已有基因進行重組，育種過程一般較緩慢

③．雜交育種可將兩個親本的優良性狀集中，適用于各種生物

④．育種所需的目的植株可能是純合子，也可能是雜合子

⑤．紫外線的照射可引起基因突變也可導致染色體畸變或基因重組