1、生物变异的类型、原理及应用生物变异的类型、原理及应用一、变异的类型一、变异的类型 请将下列生物术语，按照从属范围的大小请将下列生物术语，按照从属范围的大小（用大括号、线条等用大括号、线条等）构成知识框架图）构成知识框架图变异的类型变异的类型 可遗传的变异可遗传的变异 染色体变异染色体变异 杂交育种杂交育种 诱变育种诱变育种 基因重组基因重组 不遗传的变不遗传的变异异 单倍体育种单倍体育种 基因突变基因突变 染色体数目的变异染色体数目的变异 染色体结构的变异染色体结构的变异 多倍体育种多倍体育种 重组重组DNA技术技术 表现型表现型 基因型基因型（内因）（内因）环境条件环境条件（外因）（外因）不
2、遗传的变异不遗传的变异基因重组基因重组基因突变基因突变染色体变异染色体变异诱因诱因可遗传的变异可遗传的变异三个来源三个来源例例1：将纯种小麦播种于生产田，发现边际和灌水沟两侧将纯种小麦播种于生产田，发现边际和灌水沟两侧的植株总体上比中间的长得好。产生这种现象的原因的植株总体上比中间的长得好。产生这种现象的原因是是 A.A.基因重组引起性状分离基因重组引起性状分离 B B环境引起性状变异环境引起性状变异C隐性基因突变成为显性基因隐性基因突变成为显性基因 D染色体结构和数目发生了变化染色体结构和数目发生了变化 二、变异的原二、变异的原理理基因突变基因突变基因重组基因重组染色体变异染色体变异时间时间
3、本质本质外因外因特点特点结果结果意义意义任何时间都有可能，以细任何时间都有可能，以细胞分裂期胞分裂期DNA复制时更复制时更易发生易发生 有性生殖的减数分裂过程有性生殖的减数分裂过程中中减数分裂、有丝分裂的分减数分裂、有丝分裂的分裂期裂期基因的分子结构改变，包基因的分子结构改变，包括碱基对的增添、缺失和括碱基对的增添、缺失和替换替换来自不同亲本的基因重新来自不同亲本的基因重新组合组合染色体结构的改变（缺失、染色体结构的改变（缺失、重复、倒位、易位）；染重复、倒位、易位）；染色体数目的变化（个别染色体数目的变化（个别染色体数量的变化、染色体色体数量的变化、染色体组的数量变化）组的数量变化）物理因素
4、（高能射线、激物理因素（高能射线、激光等）、化学因素（亚硝光等）、化学因素（亚硝酸、硫酸二乙醇等）酸、硫酸二乙醇等）有性生殖行为有性生殖行为物理因素（射线、温度物理因素（射线、温度等）、化学因素（秋水仙等）、化学因素（秋水仙素）素）普遍性、随机性、低频性、普遍性、随机性、低频性、有害性、多向性、有害性、多向性、普遍性、多发性普遍性、多发性普遍性普遍性 产生新的基因产生新的基因 产生新的基因型产生新的基因型产生新的品种或物种产生新的品种或物种通过人工诱发，提高突变通过人工诱发，提高突变频率，获得新性状；是变频率，获得新性状；是变异的根本来源，为进化提异的根本来源，为进化提供了最初的原材料供了最初
5、的原材料培育人们所需要的新性状培育人们所需要的新性状组合品种；使生物变异更组合品种；使生物变异更丰富丰富培育人们所需要的新品种培育人们所需要的新品种例例2：自然界中自然界中,一种生物某一基因及突变基因决定的蛋白质的部分一种生物某一基因及突变基因决定的蛋白质的部分氨基酸序列如下氨基酸序列如下:正常基因正常基因 精氨酸精氨酸 苯丙氨酸苯丙氨酸 亮氨酸亮氨酸 苏氨酸苏氨酸 脯氨酸脯氨酸突变基因突变基因1 1 精氨酸精氨酸 苯丙氨酸苯丙氨酸 亮氨酸亮氨酸 苏氨酸苏氨酸 脯氨酸脯氨酸突变基因突变基因2 2 精氨酸精氨酸 亮氨酸亮氨酸 亮氨酸亮氨酸 苏氨酸苏氨酸 脯氨酸脯氨酸突变基因突变基因3 3 精氨酸
6、精氨酸 苯丙氨酸苯丙氨酸 苏氨酸苏氨酸 酪氨酸酪氨酸 丙氨酸丙氨酸根据上述氨基酸序列确定这根据上述氨基酸序列确定这3 3种突变基因种突变基因DNADNA分子的改变是分子的改变是:A.A.突变基因突变基因1 1和和2 2为一个碱基的替换为一个碱基的替换,突变基因突变基因3 3为一个碱基的增添为一个碱基的增添B.B.突变基因突变基因2 2和和3 3为一个碱基的替换为一个碱基的替换,突变基因突变基因1 1为一个碱基的增添为一个碱基的增添C.C.突变基因突变基因1 1为一个碱基的替换为一个碱基的替换,突变基因突变基因2 2和和3 3为一个碱基的增添为一个碱基的增添 D.D.突变基因突变基因2 2为一个
7、碱基的替换为一个碱基的替换,突变基因突变基因1 1和和3 3为一个碱基的增添为一个碱基的增添 例例3：紫外线具有杀菌和诱变功能。用相同剂量。不：紫外线具有杀菌和诱变功能。用相同剂量。不同波长的紫外线处理两组等量的酵母菌，结果见下同波长的紫外线处理两组等量的酵母菌，结果见下表。表。据表推断，在选育优良菌种时，应采用的紫外线波据表推断，在选育优良菌种时，应采用的紫外线波长及依据是长及依据是A260nm；酵母菌存活率较低；酵母菌存活率较低B260nm；酵母菌突变数多；酵母菌突变数多C280mn；酵母菌存活率高；酵母菌存活率高D280nm；酵母菌突变数少；酵母菌突变数少紫外线波长(nm)存活率(%)突
8、变数(个)260 60 50100 280 100 01 例例4：以下关于生物变异的叙述，正确的是：以下关于生物变异的叙述，正确的是 A、基因突变都会遗传给后代、基因突变都会遗传给后代 B、基因碱基序列发生改变，不一定导致性状改变、基因碱基序列发生改变，不一定导致性状改变C、染色体变异产生的后代都是不育的、染色体变异产生的后代都是不育的 D、基因重组只发生在生殖细胞形成过程中、基因重组只发生在生殖细胞形成过程中 三、变异的应用（育种）三、变异的应用（育种）育种方法育种方法原理原理方法方法优点优点缺点缺点实例实例诱变育种诱变育种杂交育种杂交育种单倍体育单倍体育种种多倍体育多倍体育种种基因工程基因
9、工程育种育种基因突变基因突变辐射、失重、辐射、失重、化学物质等化学物质等诱发突变诱发突变 新品种新品种提高变异频率，提高变异频率，加速育种过程，加速育种过程，可大幅度改良可大幅度改良某些性状某些性状有利变异少，有利变异少，诱变方向不能诱变方向不能控制，改良数控制，改良数量性状效果差量性状效果差高产青霉菌，高产青霉菌，太空椒太空椒基因重组基因重组杂交杂交 自自交交 选优选优使分散在同一使分散在同一物种不同品种物种不同品种中多个优良性中多个优良性状集于一身状集于一身时间长；局时间长；局限于同种或限于同种或亲缘关系较亲缘关系较近的个体近的个体纯种高杆抗病纯种高杆抗病小麦与矮秆不小麦与矮秆不抗病小麦培
10、育抗病小麦培育矮秆抗病小麦矮秆抗病小麦染色体数目染色体数目变异、组织变异、组织培养培养 花药离体培花药离体培养养 诱导染诱导染色体加倍获得色体加倍获得纯合子纯合子明显缩短育明显缩短育种年限，加种年限，加速育种过程速育种过程技术较复杂，技术较复杂，需与杂交育需与杂交育种结合，多种结合，多限于植物限于植物纯种高杆抗病纯种高杆抗病小麦与矮秆不小麦与矮秆不抗病小麦培育抗病小麦培育矮秆抗病小麦矮秆抗病小麦染色体数染色体数目变异目变异秋水仙素处理秋水仙素处理萌发的种子或萌发的种子或幼苗幼苗可培育自然界可培育自然界中没有的新品中没有的新品种，新品种器种，新品种器官大、产量高官大、产量高只适用于植物，只适用于
11、植物，结实率低结实率低三倍体无籽西三倍体无籽西瓜，八倍体黑瓜，八倍体黑小麦小麦基因重组基因重组（重组（重组DNA技术）技术）提取目的基因、装提取目的基因、装入运载体、导入受入运载体、导入受体细胞、基因表达、体细胞、基因表达、筛选所需品种筛选所需品种不受种属限制，不受种属限制，可根据人类需可根据人类需要，有目的地要，有目的地进行进行可能会引起生可能会引起生态危机，技术态危机，技术难度大难度大转基因抗虫棉，转基因抗虫棉，转基因大豆转基因大豆例例5：良种对于提高农作物产量、品质、和抗病性等具有良种对于提高农作物产量、品质、和抗病性等具有重要作用。目前培养良种有多种途。其一是具有不同重要作用。目前培养
12、良种有多种途。其一是具有不同优点的亲本杂交，从其后代中选择理想的变异类型，优点的亲本杂交，从其后代中选择理想的变异类型，变异来源于变异来源于 ，选育过程中性状的遗传遵，选育过程中性状的遗传遵循循 、和连锁互换等和连锁互换等规律。其二是通过射线处理，改变已有品种的个别重规律。其二是通过射线处理，改变已有品种的个别重要性状，变异来源于要性状，变异来源于 ，实质上是细胞中，实质上是细胞中DNADNA分子上的碱基发生改变。其三是改变染色体数目，分子上的碱基发生改变。其三是改变染色体数目，例如用秋水仙素处理植物的分生组织，经过培育和选例如用秋水仙素处理植物的分生组织，经过培育和选择能得到择能得到 植株。
13、植株。基因重组基因重组 基因分离基因分离定律定律 基因自由组合基因自由组合定律定律 基因突变基因突变 多倍体多倍体 例例6：两个亲本的基因型分别为：两个亲本的基因型分别为AAbb和和aaBB，这两对基，这两对基因按自由组合定律遗传因按自由组合定律遗传,要培育出基因型为要培育出基因型为aabb的新的新品种，最简捷的方法是品种，最简捷的方法是 A、单倍体育种、单倍体育种 B、杂交育种、杂交育种 C、人工诱变育种、人工诱变育种 D、细胞工程育种、细胞工程育种 例例7：科学家利辐射诱变技术处理红色种皮的花生，获得一突变植科学家利辐射诱变技术处理红色种皮的花生，获得一突变植株，其自交所结的种子均具紫色种
14、皮。这些紫色种皮的种子长株，其自交所结的种子均具紫色种皮。这些紫色种皮的种子长成的植株中，有些却结出了红色种皮的种子。成的植株中，有些却结出了红色种皮的种子。（1 1）上述紫色种皮的花生种子长成的植株中，有些结出了红色种）上述紫色种皮的花生种子长成的植株中，有些结出了红色种皮种子的原因：皮种子的原因：_ _ _。（2 2）上述紫色种皮的种子，可用于培育紫色种皮性状稳定遗传的）上述紫色种皮的种子，可用于培育紫色种皮性状稳定遗传的花生新品种。假设花生种皮的紫色和红色性状由一对等位基因花生新品种。假设花生种皮的紫色和红色性状由一对等位基因控 制，用 文 字 简 要 叙 述 获 得 该 新 品 种 的
15、 过 程：控 制，用 文 字 简 要 叙 述 获 得 该 新 品 种 的 过 程：_。获得的突变植株是杂合子获得的突变植株是杂合子，其自交所产生的后代发生性状分离其自交所产生的后代发生性状分离 分别种植这批紫色种皮种子分别种植这批紫色种皮种子 ，连续自交两代。若其中一些植，连续自交两代。若其中一些植株所结的种子均具有紫色种皮，这些种子就是所需要的新品种株所结的种子均具有紫色种皮，这些种子就是所需要的新品种（纯合子）（纯合子）例例8：已知水稻抗病（：已知水稻抗病（R）对感病（）对感病（r）为显性，有芒（）为显性，有芒（B）对无芒为显性，）对无芒为显性，两对基因自由组合，体细胞染色体数为两对基因自
16、由组合，体细胞染色体数为24条。现用单倍体育种方法选条。现用单倍体育种方法选育抗病、有芒水稻新品种。育抗病、有芒水稻新品种。（1）诱导单倍体所用的花药，应取自基因型为）诱导单倍体所用的花药，应取自基因型为 的植株。的植株。（2）为获得上述植株，应采用基因型为）为获得上述植株，应采用基因型为 和和 的两亲本进行杂交。的两亲本进行杂交。（3）在培养过程中，单倍体有一部分能自然加倍成为二倍体植株，该二倍）在培养过程中，单倍体有一部分能自然加倍成为二倍体植株，该二倍体植株花粉表现体植株花粉表现 （可能或不育），结实性为（可能或不育），结实性为 （结实或不（结实或不结实），体细胞染色体数为结实），体细胞
17、染色体数为 。（4）在培养过程中，一部分花药壁细胞能发育成植株，该二倍体植株花粉）在培养过程中，一部分花药壁细胞能发育成植株，该二倍体植株花粉表现表现 （可能或不育），结实性为（可能或不育），结实性为 （结实或不结实），体细（结实或不结实），体细胞染色体数为胞染色体数为 。（5）自然加倍植株和花药壁植株中都存在抗病、有芒的表现型。为获得稳）自然加倍植株和花药壁植株中都存在抗病、有芒的表现型。为获得稳定遗传的抗病、有芒新品种，本实验应选以上两种植株中的定遗传的抗病、有芒新品种，本实验应选以上两种植株中的 植植株，因为自然加倍植株株，因为自然加倍植株 ，花药壁植株，花药壁植株 。（6）鉴别上述自然
18、加倍植株与花药壁植株的方法是：）鉴别上述自然加倍植株与花药壁植株的方法是：RrBbRRbb rrBB 可育可育 结实结实24条条可育可育结实结实24条条自然加倍自然加倍基因型纯合基因型纯合基因型杂合基因型杂合将植株分别自交，子代性状表现一致的是自然加倍植株，子将植株分别自交，子代性状表现一致的是自然加倍植株，子代性状分离的是花药壁植株。代性状分离的是花药壁植株。例例9：为丰富植物育种的种质资源材料，利用钴：为丰富植物育种的种质资源材料，利用钴 60 的的射线辐射植物种子筛选出不射线辐射植物种子筛选出不 同性状的突变植株，请回答下列问题：同性状的突变植株，请回答下列问题：（1）钴）钴60 的的辐
19、射用于育种的方法属于辐射用于育种的方法属于 育种。育种。（2）从突变材料中选出高产植株，为培育高产、优质、抗盐新品种，利用该植株）从突变材料中选出高产植株，为培育高产、优质、抗盐新品种，利用该植株进行的部分杂交实验进行的部分杂交实验如下如下：控制高产、优质性状的从因位于控制高产、优质性状的从因位于 对染色体上对染色体上.在减数分裂联会期在减数分裂联会期 （能、不能）配对。（能、不能）配对。抗盐性状属于抗盐性状属于 遗传。遗传。（3）从突变植株中还获得了显性高蛋自植株（纯合子），为验正该性状是否有望）从突变植株中还获得了显性高蛋自植株（纯合子），为验正该性状是否有望一对基因控制，请参与实验设汁并
20、完善实验方案：一对基因控制，请参与实验设汁并完善实验方案：步骤步骤 l：选择：选择 和和 杂交。杂交。预期结果预期结果 。步骤步骤 2:。预期结果预期结果 。观察实验结果，进行统计分析：如果观察实验结果，进行统计分析：如果 与与 相符，可证明该性相符，可证明该性状由一对基因控制。状由一对基因控制。诱变诱变 两（或不同）两（或不同）不能不能 细胞质（或母系）细胞质（或母系）高蛋白（纯合）植株高蛋白（纯合）植株 低蛋白植株（或非高蛋白植株）低蛋白植株（或非高蛋白植株）后代（或后代（或 F1）表现型都是高蛋白植株）表现型都是高蛋白植株 测交方案：用测交方案：用 F1：与低蛋白梢株杂交：与低蛋白梢株杂
21、交后代高蛋白植株和低蛋白植株的比例是后代高蛋白植株和低蛋白植株的比例是1：1 实验结果实验结果 预期结果预期结果 杂交一：P：非高产、优质、抗盐高产、非优质、不抗盐 F1 高产、优质、抗盐 F2 高产、优质、抗盐 9 非高产、优质、抗盐 3 高产、非优质、抗盐 3 非高产、非优质、抗盐 1杂交二：P：高产、非优质、不抗盐非高产、优质、抗盐 F1 高产、优质、不抗盐 F2 高产、优质、不抗盐 9 非高产、优质、不抗盐 3 高产、非优质、不抗盐 3 非高产、非优质、不抗盐 1第第5节显微镜下的各种生物节显微镜下的各种生物 （2课时）课时）探究探究提出问题：提出问题：食物为什么会变味发臭？食物为什么
22、会变味发臭？建立假设：建立假设：实实 验：验：用放大镜观察放在培养皿中用放大镜观察放在培养皿中 变质的猪肉块或面包变质的猪肉块或面包发现食物变质的原因之一：发现食物变质的原因之一：大量细菌繁殖，形成细菌团（菌落）大量细菌繁殖，形成细菌团（菌落）使食物腐败使食物腐败菌落细菌很小，用放大镜看不到单个细菌，只能看到细菌团即菌落。（大约（大约10亿个细菌堆积起才有一颗小米粒大小）。亿个细菌堆积起才有一颗小米粒大小）。1.细菌没有叶绿体，也没有摄食结构,依赖现存的有机物生活。2.细菌内看不到细胞核。细胞质细胞质细胞壁细胞壁遗传物质遗传物质核糖体核糖体鞭毛鞭毛细胞膜细胞膜 细菌的细胞由细菌的细胞由细胞壁、
23、细胞膜、细胞质细胞壁、细胞膜、细胞质等部分构成，但等部分构成，但没有形成的细胞核没有形成的细胞核。除此以外，有些细菌生有能够摆动的。除此以外，有些细菌生有能够摆动的鞭毛鞭毛，可以在水中游动。有些细菌的细胞壁外面，有一层，可以在水中游动。有些细菌的细胞壁外面，有一层具有粘性的荚膜，荚膜对细菌有一定的保护作用。有些细具有粘性的荚膜，荚膜对细菌有一定的保护作用。有些细菌在一定上的条件下，细胞里面形成一个椭圆形的休眠体。菌在一定上的条件下，细胞里面形成一个椭圆形的休眠体。叫做芽孢。芽孢的壁很厚，对干旱、低温、高温等恶劣的叫做芽孢。芽孢的壁很厚，对干旱、低温、高温等恶劣的环境有很强的抵抗力。环境有很强的
24、抵抗力。细细 菌菌细菌的生殖方式和营养方式：细菌的生殖方式和营养方式：细菌是靠简单的分裂方法进行生殖的，也就是一个细菌细菌是靠简单的分裂方法进行生殖的，也就是一个细菌分裂成两个细菌。这种生殖方式，叫做分裂生殖。分裂出分裂成两个细菌。这种生殖方式，叫做分裂生殖。分裂出来的细菌，长大以后又能进行分裂。在环境适宜的时候，来的细菌，长大以后又能进行分裂。在环境适宜的时候，经过经过2030分钟，细菌就能分裂一次。可见，细菌的生殖分钟，细菌就能分裂一次。可见，细菌的生殖速度是相当快的。速度是相当快的。一、细菌的结构特点1、细菌很小，用放大镜看不到单个细菌，只能看到细菌团即菌落。2、细菌没有成形的细胞核，只
25、有核区，也没有叶绿体，依赖现成有机物生活。螺旋菌球菌杆菌二、细菌按形态分类：螺旋菌、球菌、杆菌。酵母菌酵母菌是无色的、是无色的、卵形的单细胞个体。卵形的单细胞个体。它具有它具有细胞壁、细细胞壁、细胞膜、细胞质和成胞膜、细胞质和成形的细胞核形的细胞核，细胞，细胞质里面有明显的液质里面有明显的液泡。酵母菌不含有泡。酵母菌不含有叶绿素，进行腐生叶绿素，进行腐生生活生活木耳梭柄松苞菇蘑菇松 乳 菇灵芝灵芝香菇香菇二二.真菌真菌 结构特点：1.无叶绿体，需要现成的有机物生活。2.有细胞核。真菌的种类：单细胞真菌，如酵母菌。多细胞真菌：霉菌、食用菌。（香菇、金针菇、蘑耳、平菇、灵芝）真核生物：细胞内有细胞
26、核的生物。如真菌、动物、植物。细 菌真 菌结结构构细胞壁细胞壁细胞膜细胞膜细胞质细胞质细胞核细胞核 生活方式生活方式细菌和真菌结构的比较靠现成的有机物靠现成的有机物单细胞单细胞或多细胞单细胞或多细胞没有成形的细胞核没有成形的细胞核问题问题：细菌和真菌的细胞结构细菌和真菌的细胞结构最大的区别是什么？最大的区别是什么？真菌有细胞核，而细菌没有真菌有细胞核，而细菌没有生物生物真核生物：有细胞核真核生物：有细胞核 （植物、动物、真菌（植物、动物、真菌）原核生物：无细胞核（细菌）原核生物：无细胞核（细菌）小小 结结微生物真菌细菌球菌杆菌螺旋菌酵母菌霉菌其他大型真菌动动 物物植物植物生生 物物1.几乎所有的食物上都有微生物，有些微生物会使几乎所有的食物上都有微生物，有些微生物会使我们染上疾病，你知道杀死微生物有哪些方法？我们染上疾病，你知道杀死微生物有哪些方法？2.什么是巴斯德消毒法？什么是巴斯德消毒法？思考：思考：思考3.保存食物可采用哪些办法？保存食物可采用哪些办法？（1）真空保存法（2）加热法（3）冷藏法（4）干藏法4、微生物滋生的外界条件是水分、合适的温度、空气。
