生物变异与育种

1. 生物变异与育种 舟山中学　陈　俊

2. 不遗传的变异 • 基因重组 • 类型 • 可遗传的变异 • 基因突变 • 染色体变异 表现型　　　 基因型　　　　 环境　　　 （改变） （改变） 诱因 基因重组 基因突变 染色体变异 旧知回顾： • 封建时代我国缠足女子的后代，足并没有逐代变小，其原因是 。 • 答案．遗传物质没有改变不能遗传，是由环境所致 （不可遗传的变异） （可遗传的变异）

3. 下面叙述的变异现象，可遗传的 用生长素处理未经受粉的番茄雌蕊，得到的无子番茄 用秋水仙素处理正常西瓜的幼苗，最后获得的无子西瓜 科学家通过转基因技术,成功改造了某患血友病女性的造血干细胞,使其凝血功能恢复正常 若母亲在妊娠前三个月内感染风疹病毒而致使两婴儿患先天性心脏病

4. 重组DNA技术 可遗传的变异 1．基因重组 2．基因突变 3．染色体变异 光镜下不可观察 突变 基因的分子结构发生了改变, 变 “质”不变“量”,原有的基因变为新的基因。 基因突变 基因重组 基因的重新组合,产生了新的基因型,但未改变基因的“质”与“量”。 染色体变异 染色体结构变异，数目变异，变“量”不变“质”

5. 基因突变 基因重组 染色体变异 基础 所有生物 真核生物在有性生殖中 根本来源 主要来源 可遗传的变异 最初的原材料 有力地推动 进化 进化 真核生物

6. 1.基因突变中几个重要知识点剖析 (1)突变发生的过程与时间 (2)基因突变“随机性”的剖析 (3)基因突变的结果 (4)基因突变为何一般有害? (5)基因突变一定会引起性状改变吗? (6)突变的不定向性(多方向性)

7. (2)基因突变“随机性”的剖析 ①时间上的随机；它可发生于生物个体发育的任何时期，甚至在趋于衰老的个体中也可以发生如老年人易得皮肤癌等。 ②部位上的随机：基因突变既可发生于体细胞中，也可发生于生殖细胞中，若为前者，一般不传递给后代，若为后者，则可产生基因突变的生殖细胞，进而通过生殖传向子代。

8. 芽变 台州的早橘

9. (3)基因突变的结果 基因突变产生了该基因的等位基因，即新基因。 如：由A→a或a→A。

10. (4)基因突变为何一般有害? 在长期的进化过程中，生物无论在形态、结构还是生理上都已形成了对环境的适应，基因突变打破了原有遗传基础的均衡性，从而引起不同程度的有害后果，但并非所有的基因突变都是有害的，有些突变也会产生有利的或既无利也无害的变异。

11. (5)基因突变一定会引起性状改变吗? ①若突变发生于内含子序列，因而合成的蛋白质也不发生改变，此时性状不改变。 ②若突变发生后，引起了信使RNA上的密码子改变，但由于一种氨基酸可对应多个密码子，此时性状也不改变 ③若基因突变为隐性突变，如AA中其中一个A→a，此时性状也不改变。

14. 拓展应用

15. 2.染色体变异中几个重要知识点剖析 1、染色体组 细胞中的一组非同源染色体，形态和功能各不相同，但携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息。 由于一个染色体组携带着本物种的一套遗传基因，因而又叫基因组。

16. (1)依据图形判别：在细胞内，形态相同的染色体有几条，则含几个染色体组。如图中相同形态的染色体有4条，因此，此细胞中有4个染色体组。 (2)依据基因型判别：由于等位基因或相同基因位于同源染色体相同位置上，因此等位基因或同一基因有几个，则该细胞即有几个染色体组。如基因型为AAaaBBBb的个体，等位基因A与a一共有4个，B与b也共有4个，故该个体体细胞中有4个染色体组。可表示为： 2.染色体变异中几个重要知识点剖析 2、染色体组数目的判别

17. 弱小、发育快 营养物质高、个体大 生殖细胞 受精卵 高度不育 花药离体 育性？ 结实差 秋水仙素 n 1/2 动物少 植物多 2.染色体变异中几个重要知识点剖析 2、单倍体与多倍体的判别 单倍体 多倍体

18. 生物育种 生物育种是利用遗传学、细胞生物学、现代生物工程技术等方法原理培育生物新品种的过程。生物育种的技术和方法目前有：杂交育种、诱变育种、单倍体育种、多倍体育种、转基因育种和细胞工程育种等。生物育种是提高农作物产量和品质的主要途径。

19. 3.几种育种方法的比较: 育种方法 原理 技术手段 应用举例 杂交育种 基因重组 将分别具有优良性状的两亲本进行杂交 小麦矮秆抗锈病品种的选育 核、质互作遗传的关系 三系杂交水稻 诱变育种 基因突变 诱变剂处理、 空间技术处理 青霉菌、 太空椒的选育 单倍体育种 染色体变异 花药组织培养 秋水仙素处理 获得二倍体或多倍纯合子 多倍体育种 秋水仙素处理 三倍体无籽 西瓜的培育 无籽番茄 生长素促进果实发育 植物激素育种 适宜浓度的生长素

20. 3.几种育种方法的比较: 育种方法 原理 技术手段 应用举例 "去壁""诱融""组培". 获得多倍体如：番茄－马铃薯、白菜－甘蓝等 细胞全能性 染色体变异 植物细胞工程 核移植和胚胎移植 克隆羊“多莉” 动物细胞工程 细胞全能性 基因工程 育种 DNA重组 将某种生物特定基因转移到另一生物细胞内 转基因鲤鱼、抗病毒烟草

21. 使位于不同个体的多个优良性状集中于一个体。使位于不同个体的多个优良性状集中于一个体。 杂交育种 诱变育种 单倍体、多倍体育种 细胞工程育种 基因工程育种 育种时间长，需及时发现优良性状 提高变异的频率,加速育种的进程。 有利变异少，工作量大，需要大量处理实验材料。 缩短育种年限 技术较复杂，常用于植物。 能够克服远缘杂交不亲和性的缺陷，对培 育农作物新品种具有广阔的前景。 可按人们的意愿改造生物，目的性强，可培育 高产、优质或具有特殊用途的动植物品种。 技术复杂，工作量大，操作繁琐

22. 问题情境一 小麦高秆（D）对矮秆（d）为显性、抗 锈病（R）对易染锈病（r）为显性（基 因自由组合），现有纯合的高秆抗锈病 和矮秆易染锈病小麦，可用哪些育种方 法培育得到优良品种（ddRR）？请至少 写出两种育种方案。

23. 方案一：杂交育种 方案二：单倍体育种 方案三：诱变育种 方案四：基因工程育种

24. 杂交育种 P DDRR × ddrr 杂交 F1 DdRr 自交 F2 选矮秆抗病的个体（ddR_） 重复 自交 留未出现性状分离个体(纯合子) 出现性状分离 个体(杂合子) F3

25. 单倍体育种 P DDRR × ddrr 杂交 F1 DdRr 减数分裂 花药 （配子） DR Dr dR dr 离体培养 单倍体 DR Dr dR dr 秋水仙素诱导染色体加倍 纯合子 DDRR DDrr ddRR ddrr 选取ddRR即为所需类型

26. 问题情境二 若有亲缘关系较远的两种植物作为育种材 料，培育出具有两者遗传特性的植物新品 种，该如何育种？

27. 方案一：植物体细胞杂交技术 方案二：基因工程培育转基因植物

28. 方案一：植物体细胞杂交技术 ① 植物A细胞 原生质体 融合原生质体 ② ① 植物B细胞 原生质体 ③ ④ 杂种细胞 杂种植株 ①代表用酶解法（纤维素酶、果胶酶）去除细胞壁 ②代表用促融剂促进融合 ③代表再生出细胞壁 ④代表组织培养。

29. 方案二：基因工程培育转基因植物 ①从植物A细胞中提取目的基因 ②将目的基因与运载体结合 ③将目的基因导入植物B细胞 ④目的基因在植物B内表达 ⑤筛选出符合要求的新品种

30. 反馈练习：请写出下面各项培育方法： （1）通过花药离体培养再用秋水仙素加倍得到烟草新品种的方法是。 （2）用60Co 辐射谷氨酸棒状杆菌，选育出合成谷氨酸的新菌种，所用方法是。 （3）用小麦和黑麦培育八倍体黑小麦的方法是。 （4）将青椒的种子搭载人造卫星，在太空中飞行数周后返回地面，获得了果大、肉厚和维生素含量高的青椒新品种，这种育种原理本质上属于。 （5）用抗倒伏、不抗锈病和不抗倒伏、抗锈病的两个小麦品种，培育出抗倒伏、抗锈病的品种，所用方法是。 （6）用秋水仙素或硫酸二乙酯处理蕃茄、水稻种子，获得成熟期早、蛋白质含量高的品系，这种方法是。 （7）将白菜与甘蓝的体细胞用酶处理，再用聚乙二醇使其融合，通过组织培养获得新的植物品种。这种方法是。 （8）将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花受精卵中，培育出抗虫棉的方法是。 （9）鲤鲫移核鱼采用的方法是。 单倍体育种 诱变育种 多倍体育种 诱变育种 杂交育种 多倍体育种 植物细胞工程育种 转基因育种 动物细胞工程育种

31. 生物的变异