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第五章 基因突变及其他变异
第1节 基因突变和基因重组
第二课时
(1)概念：在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)发生时期：减数分裂时期（减Ⅰ）
(3)类型：基因的自由组合
基因的互换
转基因（DNA重组技术）
基因重组
A
A
B
B
a
a
b
b
A、a为控制同一性状的基因
B、b为控制同一性状的基因
A、a与B、b为控制不同性状的基因
基因重组
基因重组——基因的自由组合
A
A
B
B
a
a
b
b
控制不同性状的基因组合方式一：aB和Ab
基因重组
基因重组——基因的自由组合
A
A
B
B
a
a
b
b
控制不同性状的基因组合方式二：ab和AB
与组合方式一不同：
重新组合！
基因重组
基因重组——基因的自由组合
A
A
B
B
a
a
b
b
D
D
d
d
若为3对同源染色体呢？
基因重组
基因重组——基因的自由组合
A
A
B
B
a
a
b
b
D
D
d
d
Abd
aBD
基因重组
基因重组——基因的自由组合
A
A
B
B
a
a
b
b
D
D
d
d
ABd
abD
基因重组
基因重组——基因的自由组合
A
A
B
B
a
a
b
b
D
D
d
d
ABD
abd
基因重组
基因重组——基因的自由组合
A
A
B
B
a
a
b
b
D
D
d
d
AbD
aBd
有8种组合方式，配子种类2n
基因重组
基因重组——基因的自由组合
基因的自由组合可导致控制不同性状的基因重新组合
若控制不同性状的基因在同源染色体上还能通过自由组合而重新组合吗？
基因重组
基因重组——基因的自由组合
A
A
B
B
a
a
b
b
D
D
d
d
基因重组
基因重组——基因的自由组合
A
A
B
B
a
a
b
b
D
D
d
d
基因重组
基因重组——基因的自由组合
A
A
B
B
a
a
b
b
D
D
d
d
基因重组
基因重组——基因的自由组合
A
A
B
B
a
a
b
b
D
D
d
d
abD
ABd
基因重组
基因重组——基因的自由组合
A
A
B
B
a
a
b
b
D
D
d
d
abd
ABD
基因重组——基因的自由组合
abD
ABd
abd
ABD
这里哪些基因发生了基因重组？哪些没有发生？
A(a)与D(d)，B(b)与D(d)发生了基因重组
A(a)与B(b) 未发生基因重组
位于同源染色体上的非等位基因有别的方式发生基因重组吗？
基因重组——基因的自由组合
ab
AB
基因重组——基因的互换
ab
AB
Ab
aB
新的组合
基因的互换可导致控制不同性状的基因重新组合
基因重组——基因的互换
基因重组——转基因
(1)概念：在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)发生时期：减数分裂时期（减Ⅰ）
(3)类型：基因的自由组合
基因的互换
转基因（DNA重组技术）
发生时期：减数第一次分裂后期
现象：非同源染色体自由组合
结果：非等位基因自由组合
发生时期：减数第一次分裂前期
现象：同源染色体的非姐妹染色单体之间发生互换
结果：等位基因之间发生互换
基因重组
(4)基因重组的特点：
①只产生新的基因型，并未产生新的基因→无新蛋白质→无新性状产生。
②发生在有性生殖的遗传中。
③亲本杂合度越高→遗传物质相差越大→基因重组类型越多
(5)基因重组的意义
有性生殖过程中的基因重组使产生的配子种类多样化，进而产生基因组合多样化的子代，其中一些子代可能会含有适应某种变化的、生存所必需的基因组合，因此有利于物种在一个无法预测将会发生什么变化的环境中生存。
意义：基因重组是生物变异的来源之一，是生物多样性的原因之一，对生物的进化具有重要意义。
基因重组
基因突变 基因重组
本质
结果
发生时间原因
条件
意义
发生可能
基因结构改变,产生新的基因
不同基因重新组合，产生新的基因型
主要在细胞分裂间期
由于外界理化因素或自身生理因素引起的基因碱基对的替换、缺失或增添
减数第一次分裂前期的四分体时期的交叉互换；
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。
外界环境条件的变化和内部因素的相互作用。
有性生殖过程中进行减数分裂形成生殖细胞。
新基因产生的途径，是生物变异的根本来源,是生物进化的原始材料。
是生物变异的重要来源，是形成生物多样性的重要原因，对生物的进化也具有重要的意义
突变频率低，但普遍存在
有性生殖中非常普遍
产生了新基因，出现了新性状。
不产生新基因，而是产生新的基因型，使不同性状重新组合。
基因突变与基因重组比较
B
随堂练习
下列关于基因突变和基因重组的叙述错误的是（　　）
A．基因突变和基因重组都是可遗传的变异，但突变的基因不一定遗传给子代B．基因突变的随机性表现在一个基因可突变为多个等位基因
C．基因重组一般发生在减数第一次分裂中，是形成生物多样性的重要原因
D．基因重组不能产生新基因，但可通过非等位基因的自由组合等产生新的基因型
A、基因突变和基因重组都是遗传物质发生了改变，属于可遗传的变异，对于动物细胞而言，若基因突变发生在体细胞中，则不能遗传给后带，故突变的基因不一定遗传给子代，A正确；
B、基因突变的随机性表现在基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期，基因突变可以发生在细胞内的不同的DNA分子上或同一DNA分子的不同部位上，B错误；
C、基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的非等位基因重新组合，包括两种类型：①自由组合型：减数第一次分裂后期，随着非同源染色体自由组合，非同源染色体上的非等位基因也自由组合；②互换型：减数第一次分裂前期（四分体），基因随着同源染色体的非等位基因的交叉互换而发生重组，C正确；
D、基因重组没有产生新的基因，但可通过非等位基因的自由组合等产生新的基因型，是生物变异的来源之一，D正确。
B
随堂练习
下图是某基因型为AaBb的雄性小鼠（2n=44）体内不同细胞的分裂示意图，下列说法错误的是（　　）
A．图甲细胞的基因型为AAAaBBbb或AaaaBBbb
B．图乙可能是基因突变或同源染色体的非姐
妹染色单体间互换所致
C．图丙和图丁可能来自同一个初级精母细胞
D．图丙产生的生殖细胞中染色体数目分别是
21和23
A、甲是有丝分裂后期，图中出现了A和a的分离，该情况一定是发生了基因突变，若A突变为a，则其基因型为AaaaBBbb，若a突变为A，则其基因型为AAAaBBbb，A正确；
B、图乙A、a所在染色单体均不含来自其同源染色体的片段，故其出现的原因只能是基因突变，B错误；
C、图丙和图丁细胞中染色体上的基因可组合成体细胞中的基因型，因而可能来自同一个初级精母细胞，C正确；
D、图丙产生的生殖细胞中染色体数目与正常生殖细胞相比，分别为少一条和多一条两种情况，即分别为21条和23条，D正确。
B
随堂练习
下图为哺乳动物某个器官中处于不同分裂时期的细胞模式图，下列叙述错误的是（ ）
A．图1 和图3 细胞进行减数分裂
B．图2细胞发生了基因重组
C．由图3 推测，该动物可能为雄性
D．图3细胞含有8条染色单体
A、分析图1：该细胞不含同源染色体，且着丝点（粒）分裂，处于减数第二次分裂后期；分析图3：该细胞含有同源染色体，且同源染色体正在分离，处于减数第一次分裂后期，A正确；
B、分析图2：该细胞含有同源染色体，且着丝点（粒）分裂，处于有丝分裂后期，基因重组发生在减数分裂过程中，B错误；
C、图3细胞处于减数第一次分裂后期，且细胞质均等分裂，说明该生物的性别为雄性，C正确；
D、图3细胞内有4条染色体、8条染色单体和8个DNA分子，D正确。
D
随堂练习
基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。下列叙述不正确的是（ ）
A．基因重组可导致配子种类多样化
B．非姐妹染色单体的交换可引起基因重组
C．非同源染色体的自由组合可导致基因重组
D．纯合子自交因基因重组导致子代性状分离
ABC、减数第一次分裂的前期，同源染色体上非姐妹染色单体的（交叉）互换可引起基因重组，减数第一次分裂的后期，非同源染色体的自由组合能导致基因重组，基因重组发生在减数分裂过程中，可导致配子种类多样化，ABC正确；
D、纯合子自交不发生性状分离，D错误。
D
随堂练习
下列有关基因重组叙述正确的是（ ）
A．姐妹染色单体的交换可引起基因重组
B．Aa个体自交因基因重组后代出现隐性个体
C．基因重组是生物变异的根本来源
D．生物通过有性生殖，实现了基因重组，生物进化的速度明显加快
A、减数第一次分裂前期，同源染色体的非姐妹染色单体之间交换（交叉互换），可引起基因重组，A正确；
B、基因型Aa的个体自交，因基因分离后代出现AA、Aa、aa，B错误；
C、基因突变可产生新基因，是生物变异的根本来源，C错误；
D、生物通过有性生殖，实现了基因重组，增强了生物的多样性，生物进化的速度明显加快，D正确。

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