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1、生物的變異變異的類(lèi)型變異的類(lèi)型基因突變基因突變基因重組基因重組染色體變異染色體變異不可遺傳變異不可遺傳變異可遺傳變異可遺傳變異外界環(huán)境引起的體細(xì)胞突變外界環(huán)境引起的體細(xì)胞突變 基因突變是指由于基因突變是指由于DNADNA分子中發(fā)生分子中發(fā)生堿基對(duì)的堿基對(duì)的增添、缺失或改變?cè)鎏?、缺失或改變而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變。而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變。增添增添改變改變?nèi)笔笔В―）（d1）（d2）（d3）基因突變的時(shí)間：基因突變的時(shí)間：有絲分裂間期、減有絲分裂間期、減間期間期基因突變的特點(diǎn)：基因突變的特點(diǎn)：1 1、普遍性：在自然界中廣泛存在、普遍性：在自然界中廣泛存在即即DNADNADNADNA2 2、隨機(jī)性、

2、隨機(jī)性可發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期可發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期和生物體內(nèi)的任何細(xì)胞。和生物體內(nèi)的任何細(xì)胞。3 3、頻率低、頻率低4 4、不定向性、不定向性5 5、一般有害性、一般有害性基因突變的原因：基因突變的原因：外因：外因：物理物理/ /化學(xué)化學(xué)/ /生物手段生物手段內(nèi)因：內(nèi)因：脫氧核苷酸的種類(lèi)、數(shù)量和排列順序改變脫氧核苷酸的種類(lèi)、數(shù)量和排列順序改變, , 從而改變了遺傳信息從而改變了遺傳信息調(diào)研調(diào)研1 1、0606年春，在我國(guó)部分地區(qū)又出現(xiàn)了小范圍的禽流感疫情，研究得知年春，在我國(guó)部分地區(qū)又出現(xiàn)了小范圍的禽流感疫情，研究得知其病原體為一種新的禽流感病毒，這種病毒最可能來(lái)源于（其病原體

3、為一種新的禽流感病毒，這種病毒最可能來(lái)源于（ ） A.A.無(wú)性生殖無(wú)性生殖 B.B.基因突變基因突變 C.C.自然條件下的基因重組自然條件下的基因重組 D.D.染色體變異染色體變異病毒的可遺傳變異只有基因突變病毒的可遺傳變異只有基因突變調(diào)研調(diào)研2 2 用射線(xiàn)超標(biāo)的大理石裝修房屋，會(huì)對(duì)未生育夫婦造成危害用射線(xiàn)超標(biāo)的大理石裝修房屋，會(huì)對(duì)未生育夫婦造成危害進(jìn)而影響生育的質(zhì)量。以下說(shuō)法正確的是（進(jìn)而影響生育的質(zhì)量。以下說(shuō)法正確的是（ ）A.A.射線(xiàn)易誘發(fā)基因突變，通過(guò)受精作用傳給后代射線(xiàn)易誘發(fā)基因突變，通過(guò)受精作用傳給后代B.B.射線(xiàn)易誘發(fā)基因突變，通過(guò)有絲分裂傳給后代射線(xiàn)易誘發(fā)基因突變，通過(guò)有絲分裂

4、傳給后代C.C.射線(xiàn)易誘發(fā)染色體變異，通過(guò)減數(shù)分裂傳給后代射線(xiàn)易誘發(fā)染色體變異，通過(guò)減數(shù)分裂傳給后代D.D.射線(xiàn)易誘發(fā)染色體變異，通過(guò)有絲分裂傳給后代射線(xiàn)易誘發(fā)染色體變異，通過(guò)有絲分裂傳給后代 發(fā)生在體細(xì)胞中的突變，發(fā)生在體細(xì)胞中的突變，一般一般是不能傳遞給后代的是不能傳遞給后代的二、基因重組原因：在原因：在減數(shù)分裂減數(shù)分裂時(shí)（時(shí)（有性生殖有性生殖過(guò)程中），過(guò)程中）， 控制不同性狀的基因重新組合。控制不同性狀的基因重新組合。 實(shí)現(xiàn)：實(shí)現(xiàn)：主要主要是通過(guò)有性生殖過(guò)程實(shí)現(xiàn)的是通過(guò)有性生殖過(guò)程實(shí)現(xiàn)的途徑途徑1 1：基因自由組合（減：基因自由組合（減I I后期）后期）途徑途徑3 3：轉(zhuǎn)基因（：轉(zhuǎn)基因（

5、DNADNA重組技術(shù)）重組技術(shù)）途徑途徑2 2：交叉互換（四分體時(shí)期）：交叉互換（四分體時(shí)期） 同源染色體的同源染色體的非非姐妹姐妹染色單體交叉互換染色單體交叉互換非同源染色體非同源染色體 的自由組合的自由組合問(wèn)：自然條件下，細(xì)菌的變異能否來(lái)自基因重組？問(wèn)：自然條件下，細(xì)菌的變異能否來(lái)自基因重組？例例1 1、下列高科技成果中，根據(jù)基因重組原理進(jìn)行的是、下列高科技成果中，根據(jù)基因重組原理進(jìn)行的是 我國(guó)科學(xué)家袁隆平利用雜交技術(shù)培育出超級(jí)水稻我國(guó)科學(xué)家袁隆平利用雜交技術(shù)培育出超級(jí)水稻 我國(guó)科學(xué)家將蘇云金桿菌的某些基因移植到棉花體內(nèi)，培育出抗蟲(chóng)棉我國(guó)科學(xué)家將蘇云金桿菌的某些基因移植到棉花體內(nèi)，培育出抗

6、蟲(chóng)棉 我國(guó)科學(xué)家通過(guò)返回式衛(wèi)星搭載種子培育出太空椒我國(guó)科學(xué)家通過(guò)返回式衛(wèi)星搭載種子培育出太空椒 我國(guó)科學(xué)家通過(guò)體細(xì)胞克隆技術(shù)培養(yǎng)出克隆牛我國(guó)科學(xué)家通過(guò)體細(xì)胞克隆技術(shù)培養(yǎng)出克隆牛 A A B B C C D D 自然條件下，不進(jìn)行有性生殖的生物，自然條件下，不進(jìn)行有性生殖的生物，如細(xì)菌，不能通過(guò)基因重組產(chǎn)生可遺傳的變異。如細(xì)菌，不能通過(guò)基因重組產(chǎn)生可遺傳的變異?；蛲蛔兒突蛑亟M的區(qū)別基因突變基因突變基因重組基因重組本質(zhì)本質(zhì)發(fā)生發(fā)生時(shí)間時(shí)間發(fā)生發(fā)生可能可能基因的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改基因的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，產(chǎn)生了變，產(chǎn)生了新基因新基因，出，出現(xiàn)新性狀現(xiàn)新性狀不同基因的重新組合，不不同基因的重新組合，不產(chǎn)

7、生新基因，但產(chǎn)生產(chǎn)生新基因，但產(chǎn)生新的新的基因型基因型，使性狀重組，使性狀重組分裂分裂間期間期DNADNA復(fù)制復(fù)制時(shí)時(shí)減數(shù)第一次分裂減數(shù)第一次分裂可能性可能性很小很小非常非常普遍普遍三、染色體變異細(xì)胞內(nèi)的細(xì)胞內(nèi)的個(gè)別染色體個(gè)別染色體增加或減少增加或減少細(xì)胞內(nèi)的染色體以細(xì)胞內(nèi)的染色體以染色體組染色體組的形式的形式 成倍增加或減少成倍增加或減少1 1、染色體結(jié)構(gòu)的改變、染色體結(jié)構(gòu)的改變2 2、染色體數(shù)目的增減、染色體數(shù)目的增減缺失缺失 重復(fù)重復(fù) 倒位倒位 易位易位 實(shí)質(zhì)還是引起脫氧核苷酸的數(shù)目、排列順序等的改變實(shí)質(zhì)還是引起脫氧核苷酸的數(shù)目、排列順序等的改變2121三體綜合癥，性腺發(fā)育不良三體綜合癥

8、，性腺發(fā)育不良染色體組相關(guān)知識(shí)細(xì)胞中的一組細(xì)胞中的一組非同源染色體非同源染色體，在形態(tài)和功能上，在形態(tài)和功能上各不相同各不相同，攜，攜帶著控制生物生長(zhǎng)發(fā)育的帶著控制生物生長(zhǎng)發(fā)育的全部遺傳信息全部遺傳信息的一組染色體的一組染色體 例：人類(lèi)的例：人類(lèi)的染色體組染色體組：22+X22+X或或22+Y22+Y 根據(jù)基因型來(lái)判斷：在細(xì)胞或生物體的基因型中，控制同一性狀的基因出現(xiàn)幾次，則有幾個(gè)染色體組 細(xì)胞內(nèi)形態(tài)相同的染色體有幾條，則含有幾個(gè)染色體組染色體組數(shù)變異判斷判斷同組內(nèi)各染色體大小、形狀不同同組內(nèi)各染色體大小、形狀不同5 種形狀種形狀每一形狀每一形狀3個(gè)同個(gè)同3個(gè)染色體組個(gè)染色體組(3N)每一形狀

9、每一形狀5個(gè)同個(gè)同5個(gè)染色體組個(gè)染色體組(5N)單倍體、二倍體和多倍體二倍體：由二倍體：由受精卵受精卵發(fā)育而成的個(gè)體，體細(xì)胞中有兩發(fā)育而成的個(gè)體，體細(xì)胞中有兩 個(gè)染色體組的叫做二倍體；個(gè)染色體組的叫做二倍體；體細(xì)胞中含有三個(gè)及以上染色體組的叫體細(xì)胞中含有三個(gè)及以上染色體組的叫多倍體多倍體體細(xì)胞中含有體細(xì)胞中含有本物種配子本物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體叫染色體數(shù)目的個(gè)體叫單倍體單倍體1 1、單倍體只含有一個(gè)染色體組、單倍體只含有一個(gè)染色體組2 2、二倍體生物的單倍體只含有一個(gè)染色體組、二倍體生物的單倍體只含有一個(gè)染色體組3 3、如果是受精卵發(fā)育成的個(gè)體，體細(xì)胞中有幾個(gè)染色體組，、如果是受精卵發(fā)育成的

10、個(gè)體，體細(xì)胞中有幾個(gè)染色體組， 就稱(chēng)為幾倍體。就稱(chēng)為幾倍體。4 4、如果是生殖細(xì)胞未經(jīng)受精直接發(fā)育的個(gè)體，、如果是生殖細(xì)胞未經(jīng)受精直接發(fā)育的個(gè)體， 無(wú)論細(xì)胞中有多少個(gè)染色體組，仍是單倍體無(wú)論細(xì)胞中有多少個(gè)染色體組，仍是單倍體單倍體單倍體多倍體多倍體來(lái)源來(lái)源植株植株特點(diǎn)特點(diǎn)應(yīng)用應(yīng)用誘導(dǎo)誘導(dǎo)方法方法 植株弱小植株弱小高度不育高度不育莖稈粗壯，葉片、果實(shí)和種子莖稈粗壯，葉片、果實(shí)和種子都比較大，糖類(lèi)和蛋白質(zhì)等營(yíng)都比較大，糖類(lèi)和蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量都有所增加養(yǎng)物質(zhì)的含量都有所增加單倍體育種單倍體育種多倍體育種多倍體育種由由生殖細(xì)胞生殖細(xì)胞直接發(fā)育直接發(fā)育常用常用花藥花藥離體培養(yǎng)離體培養(yǎng)秋水仙素秋水仙

11、素處理處理萌發(fā)的種子或幼苗萌發(fā)的種子或幼苗單倍體與多倍體的區(qū)別由由受精卵受精卵發(fā)育成發(fā)育成四、變異與育種 常見(jiàn)的育種技術(shù)、及其原理和處理方法 單單/多倍體育種多倍體育種 雜交育種雜交育種 誘變育種誘變育種 基因工程育種基因工程育種 細(xì)胞工程育種細(xì)胞工程育種單倍體育種 原理：染色體變異 方法：花藥離體培養(yǎng)育種過(guò)程育種過(guò)程A AB F1B F1花粉花粉 44種單倍體植株種單倍體植株 44種純種植株種純種植株 優(yōu)良品種優(yōu)良品種雜交雜交花藥離體培養(yǎng)花藥離體培養(yǎng)秋水仙素秋水仙素篩選篩選基因重組基因重組植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)染色體數(shù)目加倍染色體數(shù)目加倍 優(yōu)點(diǎn)：縮短了育種年限（優(yōu)點(diǎn)：縮短了育種年限（2年）

12、年） 獲得的后代均為純種個(gè)體獲得的后代均為純種個(gè)體為什么說(shuō)單倍體育種能明顯縮短育種年限？為什么說(shuō)單倍體育種能明顯縮短育種年限？花藥離體培養(yǎng)花藥離體培養(yǎng)P高桿抗病高桿抗病 DDTT矮桿感病矮桿感病 ddttF1高桿抗病高桿抗病 DdTt配子配子DTDtdTdtDTDtdTdtDDTT DDtt ddTT ddtt純合體純合體秋水仙素秋水仙素 需要的矮抗品種需要的矮抗品種 單倍體育種單倍體育種第第1年年第第2年年P(guān)高桿抗病高桿抗病 DDTT矮桿感病矮桿感病 ddttF1高桿抗病高桿抗病 DdTtF2D_T_ D_tt ddT_ ddttddTT 雜交育種雜交育種第第1年年第第2年年第第36年年 需

13、要的矮抗品種需要的矮抗品種矮抗矮抗多倍體育種 原理：染色體變異原理：染色體變異 方法：秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗方法：秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗機(jī)理：抑制有絲分裂前期紡錘機(jī)理：抑制有絲分裂前期紡錘體的形成，導(dǎo)致染色體不分離體的形成，導(dǎo)致染色體不分離三倍體無(wú)籽西瓜的培育過(guò)程三倍體無(wú)籽西瓜的培育過(guò)程二倍體二倍體幼苗幼苗四倍體四倍體植株植株秋水仙素處理秋水仙素處理染色體加倍染色體加倍二倍體二倍體植株植株授粉授粉二倍體二倍體植株植株花粉花粉刺激刺激三倍體三倍體種子種子三倍體三倍體無(wú)籽瓜無(wú)籽瓜三倍體三倍體植株植株發(fā)育發(fā)育第一年第一年第二年第二年該植株的西瓜的果肉細(xì)胞，種子的該植株的西瓜的果肉細(xì)胞，種

14、子的種皮和胚的染色體組數(shù)各是多少？種皮和胚的染色體組數(shù)各是多少？育種過(guò)程育種過(guò)程例例3. 3. 以四倍體西瓜作為母本，二倍體西瓜作為父以四倍體西瓜作為母本，二倍體西瓜作為父本進(jìn)行雜交，所得西瓜中，果皮細(xì)胞、胚細(xì)胞、種本進(jìn)行雜交，所得西瓜中，果皮細(xì)胞、胚細(xì)胞、種皮細(xì)胞所含的染色體組依次是（皮細(xì)胞所含的染色體組依次是（ ） A. 3 A. 3、 3 3、3 B. 33 B. 3、3 3、4 C. 34 C. 3、4 4、4 4 D. 4 D. 4 、3 3、3 E. 43 E. 4、3 3、4 F. 44 F. 4、4 4、4 4例例4. 4. 已知某種小麥的基因型是已知某種小麥的基因型是AaBb

15、CcAaBbCc，且，且3 3對(duì)基因?qū)蚍謩e位于三對(duì)同源染色體上，利用花藥進(jìn)行離體培分別位于三對(duì)同源染色體上，利用花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)，獲得養(yǎng)，獲得N N株小麥幼苗，其中基因型為株小麥幼苗，其中基因型為aabbccaabbcc的個(gè)的個(gè)體占（體占（ ）A 0 B N/16 C N/8 D N/4A 0 B N/16 C N/8 D N/4 育種名稱(chēng)育種名稱(chēng)原理原理處理方法處理方法單倍體育種單倍體育種多倍體育種多倍體育種雜交育種雜交育種誘變育種誘變育種基因工程育種基因工程育種細(xì)胞工程育種細(xì)胞工程育種染色體變異染色體變異花藥離體培養(yǎng)花藥離體培養(yǎng)染色體變異染色體變異秋水仙素處理萌發(fā)秋水仙素處理萌發(fā)的種子

16、或幼苗的種子或幼苗基因重組基因重組雜交雜交基因突變基因突變用理化生的方法用理化生的方法人工誘變?nèi)斯ふT變基因重組基因重組限制酶，運(yùn)載體限制酶，運(yùn)載體DNA連接酶等連接酶等細(xì)胞的全能性細(xì)胞的全能性植物體細(xì)胞雜交植物體細(xì)胞雜交下列表示某種農(nóng)作物下列表示某種農(nóng)作物和和兩種品種分別培育出兩種品種分別培育出三三 種品種種品種, ,根據(jù)上述過(guò)程根據(jù)上述過(guò)程, ,回答下列問(wèn)題回答下列問(wèn)題: :AABBAABB aabbaabb AaBb AaBb Ab Ab AAaaBBbb AAaaBBbb AAbb AAbb 用用和和培育培育所采用的方法所采用的方法稱(chēng)為稱(chēng)為_(kāi),_,方法方法稱(chēng)為稱(chēng)為 _,_,由由和和 培育

17、培育所依據(jù)的原理是所依據(jù)的原理是_._. 用用培育出培育出的常用方法的常用方法是是_,_,由由培育成培育成的過(guò)程中用化學(xué)藥劑的過(guò)程中用化學(xué)藥劑_處理處理的幼苗的幼苗, ,方法方法和和合合 稱(chēng)為稱(chēng)為_(kāi)育種育種. .其優(yōu)點(diǎn)是其優(yōu)點(diǎn)是_._. 由由培育出培育出的常用方法是的常用方法是_,_,形成的形成的 叫叫_。依據(jù)的原理是。依據(jù)的原理是_。雜交雜交自交自交基因重組基因重組花藥離體培養(yǎng)花藥離體培養(yǎng)秋水仙素秋水仙素單倍體單倍體明顯縮短育種年限明顯縮短育種年限用秋水仙素處理用秋水仙素處理多倍體多倍體染色體變異染色體變異類(lèi)型類(lèi)型 雜交育種雜交育種誘變育種誘變育種單倍體育種單倍體育種 多倍體育種多倍體育種原

18、理原理常用常用方法方法優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)實(shí)例實(shí)例將具有不同將具有不同優(yōu)良性狀的優(yōu)良性狀的兩親本雜交兩親本雜交用物理或化學(xué)用物理或化學(xué)的方法處理生物的方法處理生物花藥離體培養(yǎng)花藥離體培養(yǎng)用秋水仙素用秋水仙素處理萌發(fā)的處理萌發(fā)的種子或幼苗種子或幼苗使位于不同個(gè)使位于不同個(gè)體的優(yōu)良性狀體的優(yōu)良性狀集中于一個(gè)個(gè)集中于一個(gè)個(gè)體上體上提高變異頻率提高變異頻率加速育種進(jìn)程加速育種進(jìn)程明顯縮短明顯縮短育種年限育種年限器官大型，器官大型，營(yíng)養(yǎng)含量高營(yíng)養(yǎng)含量高育種時(shí)間長(zhǎng)育種時(shí)間長(zhǎng)有利變異少有利變異少需大量處理需大量處理供試材料供試材料技術(shù)復(fù)雜，需與技術(shù)復(fù)雜，需與雜交育種配合雜交育種配合只適用于植物只適用于植物基因突

19、變基因突變?nèi)旧w組染色體組成倍減少成倍減少染色體組染色體組成倍增加成倍增加基因重組基因重組培育矮抗小麥培育矮抗小麥培育青霉培育青霉素高產(chǎn)菌株素高產(chǎn)菌株三倍體無(wú)子三倍體無(wú)子西瓜的培育西瓜的培育培育矮抗小麥培育矮抗小麥單倍體與多倍體的區(qū)別單倍體與多倍體的區(qū)別二倍體(2N=2x)三倍體(2N=3x)多倍體(2N=nx)(a+b) (a+b)注：注：x染色體組，染色體組，a、b為正整數(shù)。為正整數(shù)。生物體合子合子2N= (a+b) x發(fā)育直接發(fā)育成生物體：直接發(fā)育成生物體：?jiǎn)伪扼w（單倍體（N=ax)雌配雌配子子(N=ax)直接發(fā)育成生物體：直接發(fā)育成生物體：?jiǎn)伪扼w（單倍體（N=bx)雄配雄配子子(N=bx)由合子發(fā)育來(lái)的個(gè)體，細(xì)胞中含有幾個(gè)染色體組，就叫由合子發(fā)育來(lái)的個(gè)體，細(xì)胞中含有幾個(gè)染色體組，就叫幾倍體；幾倍體；而由配子直接發(fā)育來(lái)的，不管含有幾個(gè)染色體，都只能而由配子直接發(fā)育來(lái)的，不管含有幾個(gè)染色體，都只能叫單倍體叫單倍體 。說(shuō)明說(shuō)明