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1、第19讲 生物变异的来源,问题探讨：“方形”西瓜是怎样炼成的?,思考: 用“方形”西瓜的种子种出来的西瓜也是“方形”的么？,（改变）,（改变）,（改变）,来源,1、概念,2、类型,指具有不同遗传性状的雌、雄个体进行有性生殖时，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。,非同源染色体上的非等位基因自由组合,一、基因重组,3、意义,同源染色体的非姐妹染色单体之间的交换,4、应用（育种）,思考：番茄有抗病、黄果肉的品种(aabb)和感病、红果肉的品种(AABB)，如果要培育出既抗病又红果肉的新品种，并且其性状能稳定遗传，该如何操作，请写出遗传图解？,杂交育种,杂交育种,需要的抗
2、病红果肉品种,1、常见步骤：,2、优点：,目的性强,将不同品种的优良性状组合在一起。,3、缺点：,只能利用已有的基因组，不能产生新的基因，杂交进程缓慢，可供选取的亲本范围有限。,单倍体育种,花药离体培养,纯合体,P,感病红果肉 抗病黄果肉 AABB aabb,F1,感病红果肉 AaBb,配子,AB,aB,Ab,ab,AB,aB,Ab,ab,AABB,aaBB,AAbb,aabb,减数分裂,秋水仙素, 需要的抗病红果肉品种,杂交育种,需要的抗病红果肉品种,单倍体,依据原理不同 育种进程不同 都用杂交的方法，但目的不同,杂交育种与单倍体育种的比较,基因重组和染色体畸变,慢和快,选育性状和选择配子,
3、基因工程育种,思考：番茄在生长中的最大天敌是番茄粉虱。以前果农常采用喷洒农药的方法来防治，但效果并不好。假如现在我们在一种细菌体内找到了这种害虫的抗性基因(L)，那么通过哪种育种方法可以培育出抗番茄粉虱的番茄来？,1、概念,二、基因突变,2、意义,3、类型,4、特点,5、诱因,6、机理,替换,增加,缺失,碱基对的替换、增加和缺失，都会改变了遗传信息。,1、概念,形态突变,3、类型,生化突变,致死突变,显性突变和隐性突变的差别,普遍性,稀有性（低频性）,有害性（多害少利）,多方向性,可逆性,4、特点,物理因素：各种射线、温度剧变等,化学因素：亚硝酸、碱基类似物等,生物因素：病毒、某些细菌等,内部
4、因素:,复制时偶发错误导致碱基组成改变,外部因素,5、诱因,肽链 正常肽链 异常肽链,氨基酸,谷氨酸,缬氨酸,mRNA,DNA,替换,红细胞 圆盘状 镰刀型,镰刀型细胞贫血症病因分析,6、机理,1、常用方法：,辐射诱变、化学诱变,诱变育种P83,7、应用,2、优点：,提高突变频率，产生多种多样新类型，加速育种过程，大幅度改良某些性状。,3、缺点：,有利变异少，需大量处理供试材料，有一定的盲目性。,4、实例：,“太辐一号”小麦、 青霉素的高产菌株,思考：在一个牛群中，一对正常的双亲生了一头矮脚的雄牛犊。你怎样判断这头矮脚牛的产生，是基因突变的直接结果，还是由于它的双亲都是隐性矮脚基因的携带者造成
5、的？,如果这种牛在长期繁殖过程中，从未出现过矮脚牛，那么这头矮脚牛的产生，可能是基因突变的直接结果。否则，可能是由于它的双亲都是隐性矮脚基因的携带者。,三、染 色 体 畸 变,染色体结构变异P79,染色体数目变异,缺失 重复 倒位 易位,（个别染色体的增加或减少）,（以染色体组P133的形式成倍地增加或减少）,非整倍体变异 整倍体变异,（发生在非同源染色体之间）,x,X,果蝇染色体,雌,雄,果蝇染色体,染色体组,一倍体 二倍体 多倍体 单倍体,只有一个染色体组的细胞或体细胞中含有单个染色体组的个体。,体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。,用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。p119 秋水仙素的
6、作用机理 当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能抑制纺锤体的形成，导致着丝粒能分裂，而染色体不分离，从而引起细胞内染色体数目加倍。,（1）原理,多倍体育种,染色体数目变异,（2）常用方法,纺锤体形成受破坏 不能分裂成2个子细胞,温度骤变等,正常的 有丝分裂,2n,4n,4n,4n,2n,形成染色体数 目加倍的组织或个体,细胞有丝分裂时纺锤体的形成受到破坏,二倍体,秋水仙素,授粉,三倍体无籽西瓜的培育,花粉刺激,联会紊乱,染色体数目不平衡 的异常配子,正常的配子,联会紊乱,基因重组,基因突变、染色体畸变,染色体畸变,染色体畸变,杂交筛选纯合化,用物理或化学方法处理生物筛选,花药离体培养单倍体秋水仙
7、素处理纯种,秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,需要处理大量的材料,明显缩短育种年限,生长期长，结实率低,操作简单，育种时间长,不同育种方式比较P137,集合双亲的优良性状,大幅度的改良性状,短时间内获得纯合体,培育性状优良作物,定向改造生物性状,基因重组,获取拼接 导入 表达,目的明确，成功率低,白菜,甘蓝,白菜甘蓝,细胞工程育种(植物体细胞杂交育种),植物体细胞杂交图,植物细胞A,植物细胞B,去掉细胞壁,原生质体A,原生质体B,原生质体融合,正在融合原生质体,再生出细胞壁,杂种细胞,细胞分裂,愈伤组织,杂种植株,植物细胞融合,植物组织培养,化学 PEG(聚乙二醇)等诱导剂 物理 离心 振动 电刺
8、激等,总结： 在植物育种的各种方法中 常规方法： 最快速方法： 种间育种法： 创造新基因： 创造新物种： 秋水仙素可用于哪些育种方式？作用原理是？ 在动物的育种方法中上述哪些方法是可行的？ 如果是微生物育种呢？,杂交育种,单倍体育种,基因工程、体细胞杂交,诱变育种,多倍体育种、体细胞杂交,通过花药离体培养出烟草新品种,用抗倒伏不抗锈病的小麦与不抗倒伏抗锈病的小麦后代F1自交培育出既抗倒伏又抗锈病的小麦的品种,用射线处理培育青霉素高产菌株,无籽西瓜的培育,将人胰岛素基因导入大肠杆菌细胞获得产生人胰岛素的工程菌,检验：,用小麦和黑麦培育八倍体黑小麦,在生物的体细胞中，染色体的数目不仅可以成倍地增加
9、，还可以成倍地减少。例如，蜜蜂的蜂王和工蜂的体细胞中32条染色体，而雄蜂的体细胞中只有16条染色体。,马铃薯是四倍体,普通小麦是六倍体,生 物 的 变 异,基因重组,染色体结构的变异,可遗传,基因突变,染色体变异,物理 化学 生物,普遍性 随机性 不定向性 低频性,染色体数目的变异,花药离体培养,秋水仙素或低温处理萌发的种子或 幼苗,环境因素,单倍体,多倍体,响誉世界的著名“天才”,音乐指挥家舟舟,病因：常染色体变异,比正常人多了一条21号染色体。,舟舟是一个先天智力障碍(唐氏综合症)患者，智商30 ，重度弱智 （正常人的最低70）。,染色体数目变异,1、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.染色体畸变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,
