一、基因重组 1．基因重组发生范围
只有进行有性生殖的生物才能发生基因重组，它是指控制不同性状的基因重新组合的过程。 2．基因重组的类型
类型 自由组合型 发生时期 减数第一次分裂后期 色体自由组合而组合 同源染色体上的等位基因随四分体非姐交叉互换型 减数第一次分裂四分体时期 妹染色单体的交换而交换 3.结果：自由组合的结果可产生与亲代基因型不同的个体；交叉互换可导致染色单体上基因的组成和排列次序的改变，从而可能出现新的性状。
4．基因重组的意义
基因重组与基因突变和染色体变异一样，既是生物进化的源泉，又是形成生物多样性的重要原因之一。 二、基因工程
1．含义：将从一个生物体内分离得到或人工合成的目的基因导入另一个生物体中，使后者获得新的遗传性状或表达所需要的产物的技术。
2．工具：限制性内切酶、DNA连接酶、载体三种。 3．操作的一般步骤
分离目的基因选择基因工程载体体外重组DNA导入目的基因筛选、培养受体细胞目的基因表达 4．基因工程的应用
(1)基因工程在特殊蛋白质的生产中已显示出巨大的应用价值，如治疗糖尿病的胰岛素，防治乙肝的疫苗等已广泛应用。
(2)使人类按照自己的愿望定向地改造生物。
(3)基因工程已广泛应用于医、农、林、牧、渔和环境保护等许多方面。
发生原因 非同源染色体上非等位基因随非同源染
一、基因重组
1．阅读教材P79～80内容，观察图4－19、4－20，结合减数分裂与基因自由组合定律，探究下列问题：
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(1)基因重组产生了新基因和新性状吗？
提示：没有。基因重组只是将原有的基因进行了重新组合；基因控制性状，由于基因重组没有产生新基因，因此不会产生新性状，只是产生了新的性状组合。
(2)下列是孟德尔杂交实验的两种现象，请分析产生的原因是否属于基因重组，并说明理由。 ①现象一：杂合紫花豌豆自交后代中出现白花豌豆。
提示：不是。杂合紫花豌豆自交后代中出现白花豌豆，是控制同一性状的等位基因分离的结果，而基因重组指的是控制不同性状的基因重新组合。
②现象二：杂合黄色圆粒豌豆自交后代中出现黄皱、绿圆、绿皱豌豆。
提示：是。杂合黄色圆粒豌豆自交后代出现黄皱、绿圆、绿皱豌豆，是由于两对非同源染色体上控制豌豆两种性状的非等位基因随非同源染色体的自由组合而重新组合的结果。
(3)源于同一父母的兄弟姐妹间其长相各有特点，其主要原因是什么？同卵双胞胎间的差异是如何造成的？
提示：同胞兄弟姐妹间差异的主要原因是“基因重组”。同卵双胞胎间的差异主要源于后天环境及营养等。
(4)基因突变，基因重组与染色体变异，哪一类变异发生频率最低，哪一类变异最常发生？哪类变异引发的性状改变最剧烈？
提示：基因突变发生的频率最低，基因重组最常发生，染色体变异引发的性状改变最剧烈。 2．判断正误
(1)在减数第一次分裂前期和减数第一次分裂后期都可以发生基因重组。(√) (2)生物有性生殖过程中，不同基因型的雌雄配子随机结合现象属于基因重组。(×) 3．连线
二、基因工程
1．阅读教材P80～81内容，仔细观察分析图4－21,4－22，探究下列问题。 (1)基因工程中工具酶的作用
①DNA解旋酶、限制性内切酶和DNA连接酶都作用于DNA，试分析这三种酶的作用部位相同吗？ 提示：不相同。DNA解旋酶作用于碱基之间的氢键，而限制性内切酶和DNA连接酶作用于磷酸与脱氧核糖之间的化学键，即磷酸二酯键。
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②目的基因和载体为什么需用同一种限制性内切酶进行切割？
提示：因为被同一种限制性内切酶切割后，目的基因和载体具有相同的黏性末端。 (2)试讨论为什么不能将目的基因直接导入受体细胞？
提示：外源基因直接进入受体细胞，会被受体细胞内的酶分解掉。 (3)目的基因能够在受体细胞中表达的基础是什么？ 提示：所有生物共用一套遗传密码。
(4)若想让植物细胞生产出动物蛋白，可采用何种育种技术？采用杂交育种或诱变育种技术可以吗？ 提示：要想让植物细胞生产出动物蛋白，可采用DNA重组技术。由于植物与动物间远源杂交不亲合，故不可采用杂交育种技术；由于诱变育种只能产生原基因的等位基因，故不能采用诱变育种技术。
2．判断正误
(1)基因工程能够实现不同物种之间基因的重新组合。(√) (2)基因工程的载体本质都是DNA分子。(√)
一、基因突变、基因重组、染色体变异的比较 比较项目 变异的本质 基因的分子结构发生改变 发生时间 有丝分裂间期和减数分裂减数第一次分裂前期和后期 间期 适用范围 生物 所有生物均可发生 种类 生殖 无性生殖、有性生殖 类型 产生结果 产生新的基因 有性生殖 殖 没产生新基因，基产生新基因型，没产生新基因 因数目或顺序发生变化 鉴定方法 光镜下均无法检出，可根据是否有新性状或新性状组合确定 光镜下可检出 自然状态下，真核生物 过程均可发生 无性生殖、有性生裂期 真核生物细胞增殖原有基因的重新组合 发生改变 细胞分裂间期或分基因突变 基因重组 染色体变异 染色体结构或数目 3
单倍体、多倍体育应用 联系 ① 三者均属于可遗传变异，都为生物的进化提供了原材料 ② 基因突变产生新的基因，是生物变异的根本来源 ③ 基因突变是基因重组的基础 ④ 基因重组是形成生物多样性的重要原因之一 [特别提醒] 关注几个“唯一” (1)唯一产生新基因的变异为基因突变；
(2)唯一仅发生于有性生殖过程中的变异为基因重组；
(3)唯一可发生于所有生物(病毒、原核生物、真核生物)的变异也为基因突变； (4)唯一可在光学显微镜下检出的变异为染色体变异。 二、基因工程
1．基因工程的操作工具
操作工具名称 限制性内切 蛋白质 酶(限制酶) DNA连接酶 载体 蛋白质 DNA 子，获取目的基因 连接脱氧核糖和磷酸形成的骨架缺口 与目的基因结合并导入受体细胞 化学本质 作用 识别特定的核苷酸序列，在特定的切点切割DNA分诱变育种 杂交育种 种 [特别提醒] 目的基因的转运工具——载体必须具备的条件：a.能在宿主内稳定保存并大量复制；b.有多个限制酶切位点，以便与外源基因连接；c.有标记基因，便于筛选。
2．基因工程操作的基本步骤
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3．基因工程操作中的两个注意点
(1)切割目的基因和载体时，一般用同一种限制酶，使目的基因和载体产生相同的黏性末端，达到目的基因与载体结合的目的。
(2)目的基因导入受体细胞并非标志着基因工程的成功，只有目的基因在受体细胞中表达才说明基因工程的成功。
4．有性生殖和基因工程中基因重组的区别
自然发生
(1)有性生殖：基因重组有性生殖――→同一物种的不同基因重新组合。 人为发生(2)基因工程：基因重组无性生殖――→不同物种间的不同基因的重组。
[例1] 下列生物技术或生理过程没有发生基因重组的是( )
[解析] A项，R型活球菌与S型死菌的DNA混合后才具有了S型球菌的特性，属于S型球菌的DNA分子与R型球菌的重组；B项，基因工程的原理也是基因重组；C项，减数第一次分裂前期的交叉互换和
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(苏教版)高中第四章第四节第二讲基因重组和基因工程及其应用教案必修2(生物)
