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1、生物变异的类型、原理及应用,授课：杜振宇,一、变异的类型,请将下列生物术语，按照从属范围的大小（用大括号、线条等）构成知识框架图,变异的类型 可遗传的变异 染色体变异 杂交育种 诱变育种 基因重组 不遗传的变异 单倍体育种 基因突变 染色体数目的变异 染色体结构的变异 多倍体育种 重组DNA技术,表现型,基因型 （内因）,环境条件 （外因）,不遗传的变异,基因重组,基因突变,染色体变异,诱因,可遗传的变异,三个来源,例1：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是 基因重组引起性状分离 B环境引起性状变异 C隐性基因突变成为显性基因 D染色体结
2、构和数目发生了变化,二、变异的原理,任何时间都有可能，以细胞分裂期DNA复制时更易发生,有性生殖的减数分裂过程中,减数分裂、有丝分裂的分裂期,基因的分子结构改变，包括碱基对的增添、缺失和替换,来自不同亲本的基因重新组合,染色体结构的改变（缺失、重复、倒位、易位）；染色体数目的变化（个别染色体数量的变化、染色体组的数量变化）,物理因素（高能射线、激光等）、化学因素（亚硝酸、硫酸二乙醇等）,有性生殖行为,物理因素（射线、温度等）、化学因素（秋水仙素）,普遍性、随机性、低频性、有害性、多向性、,普遍性、多发性,普遍性,产生新的基因,产生新的基因型,产生新的品种或物种,通过人工诱发，提高突变频率，获得
3、新性状；是变异的根本来源，为进化提供了最初的原材料,培育人们所需要的新性状组合品种；使生物变异更丰富,培育人们所需要的新品种,例2：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氨基酸序列如下: 正常基因 精氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸 突变基因1 精氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸 突变基因2 精氨酸 亮氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸 突变基因3 精氨酸 苯丙氨酸 苏氨酸 酪氨酸 丙氨酸 根据上述氨基酸序列确定这3种突变基因DNA分子的改变是: A.突变基因1和2为一个碱基的替换,突变基因3为一个碱基的增添 B.突变基因2和3为一个碱基的替换,突变基因1为一个碱基的增添
4、 C.突变基因1为一个碱基的替换,突变基因2和3为一个碱基的增添D.突变基因2为一个碱基的替换,突变基因1和3为一个碱基的增添,例3：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，结果见下表。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 A260nm；酵母菌存活率较低 B260nm；酵母菌突变数多 C280mn；酵母菌存活率高 D280nm；酵母菌突变数少,例4：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 B、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 D、基因重组只发生在生殖细胞形成过程中,三、变异的应
5、用（育种）,基因突变,辐射、失重、化学物质等诱发突变 新品种,提高变异频率，加速育种过程，可大幅度改良某些性状,有利变异少，诱变方向不能控制，改良数量性状效果差,高产青霉菌，太空椒,基因重组,杂交 自交 选优,使分散在同一物种不同品种中多个优良性状集于一身,时间长；局限于同种或亲缘关系较近的个体,纯种高杆抗病小麦与矮秆不抗病小麦培育矮秆抗病小麦,染色体数目变异、组织培养,花药离体培养 诱导染色体加倍获得纯合子,明显缩短育种年限，加速育种过程,技术较复杂，需与杂交育种结合，多限于植物,纯种高杆抗病小麦与矮秆不抗病小麦培育矮秆抗病小麦,染色体数目变异,秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,可培育自然界中没
6、有的新品种，新品种器官大、产量高,只适用于植物，结实率低,三倍体无籽西瓜，八倍体黑小麦,基因重组（重组DNA技术）,提取目的基因、装入运载体、导入受体细胞、基因表达、筛选所需品种,不受种属限制，可根据人类需要，有目的地进行,可能会引起生态危机，技术难度大,转基因抗虫棉，转基因大豆,例5：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 ，选育过程中性状的遗传遵循 、 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要性状，变异来源于 ，实质上是细胞中DNA分子上的碱基发生改变。其三是改变
7、染色体数目，例如用秋水仙素处理植物的分生组织，经过培育和选择能得到 植株。,基因重组,基因分离定律,基因自由组合定律,基因突变,多倍体,例6：两个亲本的基因型分别为AAbb和aaBB，这两对基因按自由组合定律遗传,要培育出基因型为aabb的新品种，最简捷的方法是A、单倍体育种 B、杂交育种 C、人工诱变育种 D、细胞工程育种,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。 （1）上述紫色种皮的花生种子长成的植株中，有些结出了红色种皮种子的原因：_ _。 （2）上述紫色种皮的种子，可用于培育
8、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， 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 ，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（纯合子）,例8：已知水稻抗病（R）对感病（r）为显性，有芒（B）对无芒为显性，两对基因自由组合，体细胞染色体数为24条。现用单倍体育种方法选育抗病、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 的植株。 （2）为获得上述植株，应采用基因型为 和 的两亲本进行杂交。 （3）在培养过程中，单倍体有
9、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 （可能或不育），结实性为 （结实或不结实），体细胞染色体数为 。 （4）在培养过程中，一部分花药壁细胞能发育成植株，该二倍体植株花粉表现 （可能或不育），结实性为 （结实或不结实），体细胞染色体数为 。 （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 植株，因为自然加倍植株 ，花药壁植株 。 （6）鉴别上述自然加倍植株与花药壁植株的方法是：,RrBb,RRbb,rrBB,可育,结实,24条,可育,结实,24条,自然加倍,基因型纯合,基因型杂合,将植株分别自交，子代性状表
10、现一致的是自然加倍植株，子代性状分离的是花药壁植株。,例9：为丰富植物育种的种质资源材料，利用钴 60 的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： （1）钴60 的辐射用于育种的方法属于 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，利用该植株进行的部分杂交实验如下： 控制高产、优质性状的从因位于 对染色体上.在减数分裂联会期（能、不能）配对。 抗盐性状属于 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一对基因控制，请参与实验设汁并完善实验方案： 步骤 l ：选择 和 杂交。 预期结果 。 步骤 2 : 。 预期结
11、果 。 观察实验结果，进行统计分析：如果 与 相符，可证明该性状由一对基因控制。,诱变,两（或不同）,不能,细胞质（或母系）,高蛋白（纯合）植株,低蛋白植株（或非高蛋白植株）,后代（或 F1）表现型都是高蛋白植株,测交方案：用 F1 ：与低蛋白梢株杂交,后代高蛋白植株和低蛋白植株的比例是1：1,实验结果,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
12、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,； http:/ 重庆时时计划群 wld28xoy 城下，却因为没有通行证而被拦下，就算他绞尽脑汁也不得入，于是便在城外的客栈盘旋了数十天，终于，等来了雪城一年一度的玉兰花节。玉兰花是雪城神圣的存在，象征着高洁美丽，每年玉兰花开的时候都会举办玉兰花节，城门大开三天，普天同庆。往往这时候，就是雪城最热闹，最繁华的时候。城主府。“60，你听，外面的鞭炮声多响亮啊？最近你日日读这烈女传憋闷坏了吧，不如木月陪你出去走走，散散心？”“我看是你憋闷坏了想出去吧？我近日读这书并不觉苦闷，越发的来兴致，那样活泼的节日并不适合我，我今日准许
13、你出去玩，别太晚回来就行。”“哎呀，60。你会说话时会背诗，四岁学四书，六岁五经皆通，八岁诗经倒背如流。你也不需要考女状元，这才思已是一般人都所不及的，为何日日还要抱着书本不放，不如跟木月出去走走，万一来了诗掉还能流传一副墨宝岂不妙哉？”这时初月端了茶进来，嬉笑着木月说道：“我当是什么事情呢？原来是你这丫头教唆着60出去逛，要是你想玩便出去就是了，何必拉着60，我看你这是仗着60脾气好，非拉着60做她不愿意的事情，等晚间回了老太爷，看老太爷怎么收拾你。” “好姐姐，我这不是怕60憋闷吗？错过这次玉兰花节就又得等一年，这60实在不想去就不去嘛，我错了还不行，姐姐千万不能告诉老太爷，不然肯定会罚我
14、的。”“你这是不怕老太爷罚你，而是怕他罚你，你见不到你的阿牛哥吧？”“哈哈”初月笑出声，连带着纪雪芙也忍俊不禁，连连摇头。“行了，你两也不必再争，既然如此，那就陪我出去走一走吧，看看我雪城的百姓生活状态，体验民生民情。”“是，只是那边老太爷得去回禀一下，您先更衣，我这就打发丫头去告诉老太爷一声。”“嗯，衣服不要太繁复太艳丽的，绝对不能抢了玉兰花的风头，把我那件素色白底丁香花的裙子拿来就好。”“是，只是您今天梳的头发是流云鬓，配这裙子正好。”这时打发去给老太爷回话的丫头也回来了。“启禀60，老爷说了，这玉兰花节一年一回，让60去看看也好，只是刚好少爷从田里收租回来，便要少爷陪你一起，路上也好有个照应。” “知道了，你下去准备吧。” 打扮好的纪雪芙盯着面前铜镜里的自己，肤白胜雪，明眸齿皓，活脱脱一副美人像，很难看出她只有17岁的样子，便生的这样好。“60，少爷来了。”“快请进。”不一会，丫鬟掀起门前帐幔，走进来一个翩翩公子，棱角分明，不得不赞叹雪城纪家真是好基因。“妹妹，你可收拾好了？”“都已准备妥当，我们可以走了。”“等等，夜里风大，还是让初月给你带件披风，有备无患。”“还是少爷想的周到，这些丫头也太不细心了，我这就拿上，还请少爷60先行,
