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1、表现型,基因型,环境条件,（改变）,（改变）,（改变）,不遗传的变异,可遗传的变异,+,基因重组,染色体畸变,基因突变,第四章 生物的变异,一、基因重组,1、概念：,具有不同遗传性状的雌、雄个体进行有性生殖过程时,控制不同性状的基因重新组合，导致后代不同于亲本类型的现象或过程。,2、类型：（来源）,3,纯种黄色圆粒豌豆,纯种绿色皱粒豌豆,黄色圆粒豌豆,P,F1,F2,黄色圆粒,绿色圆粒,黄色皱粒,绿色皱粒,GO板书,孟德尔杂交试验,方式一：非同源染色体上的非等位基因自由组合,Y,y,r,R,Y,R,r,Yr和yR,YR和yr,y,5,方式二：交叉互换 同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换,
2、3、基因重组的意义:,通过有性生殖过程实现的，基因重组的结果导致生物性状的多样性，为动植物育种和生物进化提供丰富的物质基础。,镰刀型细胞贫血症,正常红细胞,患者的红细胞,血红蛋白 正常 异常,氨基酸,谷氨酸,缬氨酸,mRNA,DNA,替换,红细胞 圆饼状 镰刀状,镰刀型细胞贫血症病因分析,替换,增加,缺失,DNA片段,DNA分子中碱基对的替换、缺失或增加，而引起的基因结构的改变。,二、基因突变,常见突变性状：,果蝇 ：红眼白眼 长翅残翅 人 ： 正常肤色白化病,使一个基因变成它的等位基因,即产生了新的基因。,结果,基因突变是生物变异的根本来源,为生物进化提供了最初的原材料。,意义,类型,1、形
3、态突变 2、生化突变 3、致死突变,物理因素,化学因素,生物因素,基因突变的因素,各种射线的照射、温度剧变等,亚硝酸和碱基类似物等,病毒和某些细菌等,诱发因素,、普遍性:,基因突变可发生在任何生物的任何时期,特点,（主要发生在细胞分裂间期）,、多方向性： 基因突变是不定向的。,、可逆性：,、稀有性： 突变率低；,、有害性：大多数突变是有害的,14,基因突变、基因重组的比较,基因的结构改变，产生了新基因、新性状,基因的重新组合，产生了新基因型，但没有产生新基因,细胞分裂间期 DNA分子复制时,减前期、后期,几乎所有生物均 可发生,有性生殖的 生物,产生新基因，生物变异的根本来源,生物多样性，生物
4、变异的主要来源,使生物体产生可遗传的变异，为生物进化提供原始材料,15,基础练习,1、人类能遗传的基因突变常发生在（ ） A.减数第一次分裂 B.四分体时期 C.减数第一次分裂的间期 D.有丝分裂间期 2、下列关于基因突变的叙述中，正确的是（ ） A、基因突变是染色体上基因某一位置点的改变 B、自然状态下的突变是不定向的，而人工诱变的 突变是定向的 C、每个生物体只有某些特殊细胞能发生基因突变 D、基因改变，生物体的性状一定改变,C,A,16,3、进行有性生殖的生物其亲子代之间总是存在着一定的差异的主要原因是（ ） A、基因重组 B、基因突变 C、染色体变异 D、生活条件改变 4、进行无性生殖
5、的生物，其变异不可能来自（ ） A、基因突变 B、基因重组 C、染色体变异 D、生活条件改变,A,B,17,染色体变异,染色体变异,结构变异,数目变异,1、增添,3、倒位,2、缺失,1、染色体组成倍增加或减少,2、个别染色体增加或减少,4、易位,二倍体、多倍体、单倍体,18,染色体结构变异,缺失,重复,倒位,易位,19,交叉互换与染色体易位的区别,正常,增多,减少,整倍体变异,非整倍体变异,1、个别染色体的增加或减少,2、以染色体组的形式成倍地增添或减少,染色体数目变异,21三体综合症,个别染色体的增加,染色体组,如人、果蝇等生物的配子中的所有染色体就是一个染色体组。 那么人的体细胞中含有二个
6、染色体组。,a.它们形态、大小、功能各不相同 b.但是携带着控制一种生物生长发育、遗传变异的全套遗传信息,果蝇体细胞染色体图解,X,X,X,Y,24,检测一下,基因突变和染色体变异的一个重要区别是（ ） A、基因突变在光镜下看不见 B、染色体变异是定向的，基因突变是不定向的 C、基因突变是可遗传的 D、染色体变异是不能遗传的,A,25,染色体组数的判断,例 1、某生物正常体细胞的染色体数目为8条，下图中，表示含有一个染色体组的细胞是（ ）,（染色体组、二倍体、多倍体、单倍体）,26,例3、某生物的基因型AAaaBbbbCCCc，那么它有多少个染色体组 A、2、 B、3 C、4 D、8,例2、以
7、下体细胞中含有几个染色体组,A(4) B(3) C(5),染色体组数的判断办法： 1、图形题就看同源染色体的条数 2、基因型题就看同种类型字母的个数,27,二倍体四倍体,三倍体,六倍体的花粉离体培养,单倍体,精、卵结合而来,配子直接发育而来, 几倍体的判断,例：,28,返回,关键是确定个体是如何发育而来来源,若是由受精卵发育而来的个体，则含有几个染色体组就叫几倍体； 若是由配子（卵细胞或花粉）直接发育而来的个体，则不论含几个染色体组都叫单倍体。,如何确定是单倍体？几倍体？,总结,注意：一倍体一定是单倍体； 单倍体不一定是一倍体。,29,1、普通小麦为六倍体，则由其花粉经花药离体培养所得的植株含
8、有三个染色体组，应为（ ） 2.基因型为AAbb和aaBB的植物杂交得到F1，对其幼苗用适当浓度秋水仙素来处理，该植物的基因型和染色体倍数分别是（ ） AAAaaBBbb 四倍体 BAaBb 二倍体 CAAbb 二倍体 DAAaaBBbb 八倍体,练一练,单倍体,A,多倍体的形成,秋水仙素 1、阻止、防碍纺锤体的形成 2、不影响染色体的复制与着丝点的分裂,天然：严酷的自然条件、温度急剧变化 （北极、沙漠、高山地区）,人工：利用秋水仙素处理植物萌发的种子或幼苗,单倍体的形成,天然：植物：未受精的卵细胞发育而成 动物：蜜蜂等昆虫雄性个体,人工:(植物)花粉或花药离体培养,32,第二节 生物变异在生
9、产上的应用,33,选育出需要的抗病、红果肉品种,一、杂交育种过程,F3,杂 交,选优,自交,自交,选优,原理：基因重组,第5年,不出现性状分离为止,34,优点：,缺点:,杂交后代会出现性状分离，进行纯化时工作量大，过程复杂，所需时间长。,育交育种的目的性强，使位于不同个体的优良性状集中于一个个体上 。,杂交育种的优缺点,35,单倍体,SR,Sr,sR,sr,二、单倍体育种过程,抗病、 红果肉,杂 交,花药离体培养,秋水仙素处理,方法,减数分裂,36,单倍体育种的优缺点,2.单倍体植株特点：,植株弱小，且高度不育,1.概念：用单倍体做中间环节产生具有优良性状的可育纯合子的育种方法。,3. 单倍体
10、育种的特点：,（1）缩短育种年限； （2）能排除显隐性干扰，提高效率。,4.原理：染色体变异,37,三、诱变育种,1.概念,利用物理、化学因素诱导生物发生变异，并从变异后代中选育新品种的过程。,4.意义：,创造动植物、微生物新品种,2.方法：,3.原理：,基因突变和染色体畸变,物理方法(紫外线、射线、宇宙射线、失重等)或化学方法(秋水仙素、亚硝酸、硫酸二乙酯等)处理植株，再选择符合要求的变异类型。,38,诱变育种的优缺点,优点：,缺点：有利变异少，需大量处理供试材料,提高变异频率，能产生多种多样的新类型，为育种创造出丰富的原材料。 能在较短的时间内有效的改良生物品种的某些性状。 改良作物品质，
11、增强抗逆性。,39,1.优点：多倍体的细胞通常比二倍体对细胞大，细胞内有机物对含量高、抗逆性强。,2.缺点：但发育延迟，结实率低。,四、多倍体育种,染色体加倍后的草莓（上） 野生草莓（下）,多倍体水稻,40,人工诱导多倍体的产生,41,五、转基因技术,1、概念：,指利用分子生物学和基因工程的手段，将某种生物的基因（外源基因）转移到其他生物物种中，使其出现原物种不具有的新性状的技术。,2、原理：,基因重组,42,转基因技术,4、优缺点：,（1）定向改造生物性状，实现种间遗传物质的交换（克服远缘杂交不亲和）； （2）针对性更强，效率更高，经济效益更明显；（3）高产、优质、抗病虫害和减少环境污染；（
12、4）可能破坏生态环境、威胁人类健康，尤其是转基因生物和转基因食品存在安全性问题。,43,杂交自交选育,几种育种的方法的比较,杂交育种,基因重组,将不同个体的优良性状集中于一个个体上,育种周期长，工作量大,单倍体育种,多倍体育种,诱变育种,转基因育种,染色体 畸变,染色体 畸变,基因突变 染色体变异,基因重组,花药离体培养，再秋水仙素处理使染色体加倍,常用秋水仙素处理萌发种子或幼苗，需与杂交育种配合,用物理或化学因素处理生物,提取，结合，导入，检测与表达,明显缩短育种年限子代均纯合,器官大，产量高，营养丰富,提高变异频率，加快育种进程，大幅改良某些性状,盲目性大，有利变异少，工作量大,定向改造生物性状，克服了远缘杂交不亲和的障碍,技术复杂，安全问题多，可能引起生态危机,发育延迟，结实率降低，多限于植物,需与杂交育种配合，多限于植物,
