生物的变异_一轮复习

1、生物的变异与育种生物的变异与育种一、变异类型一、变异类型 基因重组基因重组 可遗传的变异可遗传的变异 基因突变基因突变 染色体变异染色体变异 不遗传的变异：（环境条件引起）不遗传的变异：（环境条件引起）根据根据遗传物质遗传物质是否发生变化是否发生变化1、用生长素处理未授粉的雌蕊柱头得到无子番茄。、用生长素处理未授粉的雌蕊柱头得到无子番茄。2、“可遗传可遗传” “可育可育”三倍体无子西瓜、骡子、单倍体等均不育。三倍体无子西瓜、骡子、单倍体等均不育。不遗传的变异不遗传的变异可遗传的变异可遗传的变异二、基因突变二、基因突变1、实例：镰刀型细胞贫血症、实例：镰刀型细胞贫血症2、原因：、原因：3、实质：

2、、实质：4、结果：、结果：碱基对变化碱基对变化脱氧核苷酸（碱脱氧核苷酸（碱基对基对)序列改变序列改变遗传信息改变遗传信息改变基因结构的改变基因结构的改变产生等位基因（新的基因和基因型）产生等位基因（新的基因和基因型）（1）基因数量不变；）基因数量不变；（2）基因突变，但蛋白质结构不一定改变，生物的表现型不一定改变；）基因突变，但蛋白质结构不一定改变，生物的表现型不一定改变；（3）基因突变属于分子水平，光学显微镜看不见。）基因突变属于分子水平，光学显微镜看不见。5、意义：、意义：6、发生时间：、发生时间：通常发生在通常发生在DNA复制时，复制时，即有丝分裂间期和减数第一次分裂间期即有丝分裂间期和

3、减数第一次分裂间期？普遍性普遍性:随机性随机性:大部分为中性大部分为中性:不定向性：复等位基因不定向性：复等位基因低频性：低频性：所有生物均可发生所有生物均可发生即有利有害是相对的即有利有害是相对的：突变率很低：突变率很低：突变率较高：突变率较高 自然突变自然突变 诱发突变诱发突变诱变育种诱变育种原理：原理：基因突变基因突变常用方法：常用方法：物理因素物理因素：化学因素化学因素：生物因素：生物因素：优点：优点：可以提高突变率，创造生物新品种。可以提高突变率，创造生物新品种。缺点缺点：有利变异少，须大量处理实验材料有利变异少，须大量处理实验材料诱变育种诱变育种应用：应用：青霉菌株的选育、太空椒的

4、培育青霉菌株的选育、太空椒的培育 同源染色体上的等位同源染色体上的等位基因交换基因交换非同源染色体上的非同源染色体上的非等位基因自由组非等位基因自由组合合基因的自由组合基因的自由组合基因的交换基因的交换减数第一次分裂前期减数第一次分裂前期基因重组基因重组: :减数第一次分裂后期减数第一次分裂后期真核生物、有性生殖核遗传真核生物、有性生殖核遗传基因工程基因工程意义意义思考思考 ：基因重组中有无新的基因产生？：基因重组中有无新的基因产生？ 有无新的基因型和表现型形成？有无新的基因型和表现型形成？是是生物变异生物变异的来源之一，的来源之一，是是生物多样性生物多样性的来源之一，的来源之一，对对生物的进

5、化生物的进化具有重要的意义。具有重要的意义。无新基因产生，有新的基因型和表现型无新基因产生，有新的基因型和表现型产生。产生。害（害（ ）原理：原理：基因重组基因重组常用方法常用方法：优点：优点：操作简单，操作简单，使同种生物的不同优良性状集中使同种生物的不同优良性状集中于同一个体于同一个体缺点：缺点：时间长，需及时发育优良性状时间长，需及时发育优良性状杂交育种杂交育种杂交杂交 自交自交 选优选优 自交自交 杂交育种是利用基因重组的原理，一般发杂交育种是利用基因重组的原理，一般发生在有性生殖的减数分裂过程中。微生物生在有性生殖的减数分裂过程中。微生物一般不能进行减数分裂，因此一般不用杂一般不能进

6、行减数分裂，因此一般不用杂交育种的方法对微生物进行育种交育种的方法对微生物进行育种思考：思考：杂交育种能否用于微生物育种？杂交育种能否用于微生物育种？ 在有丝分裂和减数分裂的过程中均可产生的变异在有丝分裂和减数分裂的过程中均可产生的变异是（多选）是（多选） A ADNADNA复制时发生碱基对的增添、缺失或改变，复制时发生碱基对的增添、缺失或改变，导致基因突变导致基因突变 B B非同源染色体之间发生自由组合，导致基因重非同源染色体之间发生自由组合，导致基因重组组 C C非同源染色体之间交换一部分片段，导致染色非同源染色体之间交换一部分片段，导致染色体结构变异体结构变异 D D着丝粒分裂后形成的两

7、条染色体不能移向两极，着丝粒分裂后形成的两条染色体不能移向两极，导致染色体数目变异导致染色体数目变异ACDACD染色体染色体结构结构改变改变染色体染色体数目数目改变改变包括包括基因突变、基因重组、染色体变异哪个可基因突变、基因重组、染色体变异哪个可以用显微镜观察到？以用显微镜观察到？染色体结构的改变，会使排列在染色体上的染色体结构的改变，会使排列在染色体上的基基因的因的_或或_发生改变。发生改变。数目数目排列顺序排列顺序易位与交叉互换的区别易位与交叉互换的区别D 关于植物染色体变异的叙述，正确的是关于植物染色体变异的叙述，正确的是 A.A.染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加染色体组整倍性

8、变化必然导致基因种类的增加 B.B.染色体组非整倍性变化必然导致新基因的产生染色体组非整倍性变化必然导致新基因的产生 C.C.染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化变化 D.D.染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列顺染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列顺序的变化序的变化 答案：答案：D D 细胞的有丝分裂和减数分裂都可能产生可遗传的细胞的有丝分裂和减数分裂都可能产生可遗传的变异，其中仅发生在减数分裂过程的变异是变异，其中仅发生在减数分裂过程的变异是 A.A.染色体不分离或不能移向两极，导致染色体数染色体不分离或不能移向两极，导致染色体数目变异目

9、变异 B.B.非同源染色体自由组合，导致基因重组非同源染色体自由组合，导致基因重组 C.C.染色体复制时受诱变因素影响，导致基因突变染色体复制时受诱变因素影响，导致基因突变 D.D.非同源染色体某片段移接，导致染色体结构变非同源染色体某片段移接，导致染色体结构变异异B染色体染色体数目数目的变异的变异 1、个别个别染色体数目增加或减少染色体数目增加或减少2、染色体组的形式、染色体组的形式成倍地成倍地增加或减少增加或减少1、根据染色体图判断：、根据染色体图判断：2个染色体组个染色体组3个染色体组个染色体组2、根据基因型判断：、根据基因型判断：4个染色体组个染色体组3个染色体组个染色体组2个染色体组

10、个染色体组 由由_发育的个体，体细胞具有发育的个体，体细胞具有_染色体组染色体组，统称为统称为多倍体多倍体。 由由_发育的个体，体细胞中含有具有发育的个体，体细胞中含有具有_个染色体组个染色体组的称为的称为二倍体二倍体(2n)(2n)；受精卵受精卵2 23 3个或个或3 3个以上个以上受精卵受精卵 体细胞中含有本物种体细胞中含有本物种配子配子的染色体数的染色体数目的个体。目的个体。由本物种由本物种_发育而来的发育而来的个体个体。配子配子二、多倍体育种：二、多倍体育种：（1 1）原理：）原理：（2 2）方法：秋水仙素处理萌发的种子）方法：秋水仙素处理萌发的种子 或幼苗或幼苗（3 3）优点：茎杆粗

11、壮、果实和种子大）优点：茎杆粗壮、果实和种子大, , 蛋白质和糖类含量高蛋白质和糖类含量高（4 4）缺点：结实率低、发育延迟。）缺点：结实率低、发育延迟。（5 5）应用：无子西瓜、八倍体小黑麦）应用：无子西瓜、八倍体小黑麦 思考：无籽西瓜无子的原因是什么？思考：无籽西瓜无子的原因是什么？染色体变异染色体变异（1 1）优点：）优点：茎杆粗壮、果实和种子大茎杆粗壮、果实和种子大, , 蛋白质和糖类含量高蛋白质和糖类含量高（2 2）缺点：）缺点：结实率低、发育延迟结实率低、发育延迟。（3 3）应用：）应用：无籽西瓜、八倍体小黑麦无籽西瓜、八倍体小黑麦思考：无籽西瓜无子的原因是什思考：无籽西瓜无子的原

12、因是什 么？么？ 低温处理低温处理 秋水仙素秋水仙素处理处理萌发的萌发的种子种子或或幼苗幼苗单倍体：单倍体：植株弱小，而且高度不育。植株弱小，而且高度不育。 用用_获得获得单倍体单倍体植株植株, ,再用再用_等处理单倍体植株等处理单倍体植株, ,使其染色使其染色体数目体数目_，得到，得到纯种纯种植株植株。花药离体培养花药离体培养秋水仙素秋水仙素加倍加倍育种育种诱变育种诱变育种基因工程基因工程育种育种单倍体育种单倍体育种多倍体育种多倍体育种杂交育种杂交育种二、多倍体育种：二、多倍体育种：（1 1）原理：）原理：染色体变异染色体变异（2 2）方法：）方法：秋水仙素处理萌发的种子秋水仙素处理萌发的种

13、子 或幼苗或幼苗（3 3）优点：）优点：茎杆粗壮、果实和种子大茎杆粗壮、果实和种子大, , 蛋白质和糖类含量高蛋白质和糖类含量高（4 4）缺点：）缺点：结实率低、发育延迟。结实率低、发育延迟。（5 5）应用：）应用：无籽西瓜、八倍体小黑麦无籽西瓜、八倍体小黑麦 一、单倍体育种：一、单倍体育种：（1 1）原理：）原理：（2 2）方法：）方法：（3 3）过程：）过程：（4 4）优点：）优点：（5 5）缺陷：）缺陷：AABBaabb AaBbABAbaBab花药花药杂交杂交F1减减数数分分裂裂幼苗幼苗幼苗幼苗幼苗幼苗幼苗幼苗AABBAAbbaaBBaabb秋秋水水仙仙素素染色体变异染色体变异花药离体

14、培养花药离体培养缩短育种年限（缩短育种年限（2 2年）年）技术水平要求高技术水平要求高 1）原理：）原理：4）应用：）应用： 3）特点）特点 优点：优点： 缺点：缺点：2）方法：）方法： 基因重组基因重组 杂交杂交 自交自交 （选种选种 自交）自交）三、杂交育种三、杂交育种集中优良性状；操作简单集中优良性状；操作简单育种年限长育种年限长;局限于亲缘近个体间局限于亲缘近个体间eg:杂交水稻杂交水稻 例如：如何利用纯种的例如：如何利用纯种的高秆高秆抗锈病抗锈病(DDRR)和和矮秆不抗锈病矮秆不抗锈病(ddrr)的水稻植株获得优良性状的水稻植株获得优良性状且能稳定遗传的品种。且能稳定遗传的品种。F1

15、:DdRrD_R_, D_rr , ddR_, ddrrF2选种选种（ ddR_）连续）连续自交直至到不再发生自交直至到不再发生性状分离为止性状分离为止ddRR(矮抗矮抗)P DDRR ddrr 四、诱变育种四、诱变育种1）原理：）原理：3）特点）特点 优点：优点： 不足：不足：3）应用：）应用：基因突变基因突变农作物新品种的培育农作物新品种的培育 eg:黑农五号用于微生物育种用于微生物育种 eg:高产青霉菌高产青霉菌2）方法：）方法：理化因素处理理化因素处理幼苗或萌发种子幼苗或萌发种子新基因新基因产生产生 ，从而产生新性状；大幅，从而产生新性状；大幅改变生物性状改变生物性状有利变异少，有利变

16、异少，需大量处理材料需大量处理材料1. 1.原理：原理：2 2、方法步骤：、方法步骤：（1 1）目的基因的获取）目的基因的获取（2 2）目的基因与运载体结合）目的基因与运载体结合（3 3）目的基因导入受体细胞）目的基因导入受体细胞（4 4）目的基因的检测与表达）目的基因的检测与表达基因重组基因重组五、基因工程五、基因工程3.3.特点特点 优点：优点： 缺点：缺点：4.4.应用：应用：定向定向改变生物性状；改变生物性状； 克服远缘杂交障碍克服远缘杂交障碍可能会引起生态安全，技术难度大可能会引起生态安全，技术难度大抗虫棉抗虫棉二、各种育种的比较 原理原理方法方法优点优点不足不足举例举例杂交育种杂交

17、育种诱变育种诱变育种单倍体育种单倍体育种多倍体育种多倍体育种基因工程育种基因工程育种基因基因重组重组新基因，新基因，新性状；新性状；大幅改变大幅改变略略矮杆矮杆抗病抗病略略时长；时长； 亲缘近亲缘近集中集中简单简单基因基因重组重组染色体染色体变异变异基因基因突变突变略略略略定向；定向；克服克服生态生态安全安全粗大、粗大、含量多含量多结实结实率低率低三倍体无籽三倍体无籽西瓜西瓜抗虫抗虫棉棉略略略略缩短育缩短育种年限种年限技术技术复杂复杂多害少利；多害少利；大量处理材大量处理材料料高产青霉素高产青霉素染色体染色体变异变异例题背景例题背景：中国的荔枝主要分布在南方广东、中国的荔枝主要分布在南方广东、

18、广西、福建、台湾等地。尤其是广西、福建、台湾等地。尤其是广东地区，栽培面积占全国的广东地区，栽培面积占全国的7070。其中，增城。其中，增城“西园挂绿西园挂绿”至至为珍贵，被称为为珍贵，被称为“荔枝之王荔枝之王”。“西园挂绿西园挂绿”外壳红中带绿，四外壳红中带绿，四分微绿六分红，每个荔枝都环绕分微绿六分红，每个荔枝都环绕有一圈有一圈绿绿线，果肉洁白晶莹，清线，果肉洁白晶莹，清甜甜爽口，挂齿留香，风味独特。爽口，挂齿留香，风味独特。植物育种的方法植物育种的方法 已知在荔枝的性状控制中，已知在荔枝的性状控制中，D D（无绿（无绿线）对线）对d d（有绿线）显性，（有绿线）显性，T T（有甜味）（有

19、甜味）对对t（无甜味）显性。现有两株普通荔枝，（无甜味）显性。现有两株普通荔枝，一株的基因型是一株的基因型是DDTTDDTT，另一株的基因型，另一株的基因型是是ddttddtt。据题回答：。据题回答：（一）、假如你是育种专家，能否利用（一）、假如你是育种专家，能否利用普通荔枝得到普通荔枝得到“西园挂绿西园挂绿”（ddTTddTT）？）？请简要介绍你的育种方案。请简要介绍你的育种方案。典型例题讲解典型例题讲解 DDTTddtt DdTt无绿甜无绿甜 无绿无甜无绿无甜 绿甜绿甜 绿无甜绿无甜ddTT绿甜绿甜ddTtddTTddTt绿甜绿甜ddTT绿甜绿甜绿甜绿甜 绿无甜绿无甜ddTtddTT杂交杂

20、交自交自交选优选优自交自交F3选优选优思考：要培育出思考：要培育出一个能稳定遗传一个能稳定遗传的植物品种至少的植物品种至少要几年？要几年？方案一：杂交育种方案一：杂交育种长毛折耳猫长毛折耳猫短毛折耳猫短毛折耳猫长毛立耳猫长毛立耳猫试一试：动物育种的方法试一试：动物育种的方法Bbee长毛立耳长毛立耳 短毛折耳短毛折耳BBEEbbee长毛立耳长毛立耳 BbEe长毛立耳长毛立耳BbEe长立长立 长折长折 短立短立 短折短折BBeeBBeeBbeebbeebbee长折长折 短折短折长折长折 长折长折 短折短折杂交杂交F1间间交配交配选优选优测交测交F3长折长折 短折短折2 2、选优以后动物进行的是测交

21、，植物为连续自、选优以后动物进行的是测交，植物为连续自交。交。3 3、最后在选种上，动物选择的是后代不发生性、最后在选种上，动物选择的是后代不发生性状分离的亲代，植物选择的是不发生性状分离状分离的亲代，植物选择的是不发生性状分离的后代。的后代。( (亲代已经用于制种）亲代已经用于制种）4 4、比植物杂交育种所需年限短。比植物杂交育种所需年限短。注意注意概念：概念： 将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法再经过选择和培育，获得新品种的方法。依据原理：依据原理：基因重组基因重组常用方法常用方法：优点：优点：操作

22、简单，目的性强，能操作简单，目的性强，能使同种生物的不同使同种生物的不同优良性状集中于同一个体，具有预见性。优良性状集中于同一个体，具有预见性。缺点：缺点：育种年限长育种年限长，杂交后代会出现性状分离，杂交后代会出现性状分离，需连续自交才能选育出所需要的优良性需连续自交才能选育出所需要的优良性状。状。而且而且 只适用于有性生殖的生物，存只适用于有性生殖的生物，存在远缘杂交不亲和的障碍。在远缘杂交不亲和的障碍。杂交育种杂交育种结合上述几个实例，小结如下：结合上述几个实例，小结如下：杂交杂交 自交自交 选优选优 自交自交 杂交育种是利用基因重组的原理，一般发杂交育种是利用基因重组的原理，一般发生在

23、有性生殖的减数分裂过程中。微生物生在有性生殖的减数分裂过程中。微生物一般不能进行减数分裂，因此一般不用杂一般不能进行减数分裂，因此一般不用杂交育种的方法对微生物进行育种交育种的方法对微生物进行育种思考：思考：杂交育种能否用于微生物育种？杂交育种能否用于微生物育种？方案三：单倍体育种方案三：单倍体育种选取选取绿甜绿甜（ ddTT ddTT ）即为所需）即为所需类型类型 绿甜绿甜DDTTddtt DdTt花药离体培养花药离体培养DT Dt dT dt单倍体单倍体秋水仙素诱导秋水仙素诱导染色体加倍染色体加倍纯合体纯合体 DDTT DDttddTT ddtt3、单单倍倍体体育育种种明显缩短育种年限，加

24、速育种进程明显缩短育种年限，加速育种进程。利用利用单倍体作中间环节培育可育的纯合子单倍体作中间环节培育可育的纯合子只需只需两年时间两年时间可可完成，而常规的育种方法获得完成，而常规的育种方法获得一个纯系一般需一个纯系一般需5 58 8年时间年时间原理原理优点优点方法方法染色体染色体数目数目变异变异选择亲本选择亲本有性杂交有性杂交F F1 1产生的花产生的花粉离体培养获得单倍体植株粉离体培养获得单倍体植株诱导诱导染色体加倍获得可育纯合子染色体加倍获得可育纯合子选择选择所需要的类型。所需要的类型。缺点缺点技术较复杂，需与杂交育种结合，多限技术较复杂，需与杂交育种结合，多限于植物于植物。 （二）为了

25、改良（二）为了改良“西园挂绿西园挂绿”，增，增城领导欲招聘高级育种工程师一名。要城领导欲招聘高级育种工程师一名。要求在不改变求在不改变“西园挂绿西园挂绿”原有外观品质原有外观品质的前提下把的前提下把“西园挂绿西园挂绿”改良为无核、改良为无核、果大、糖分含量多。若你前往应聘，该果大、糖分含量多。若你前往应聘，该怎样设计育种方案？怎样设计育种方案？方案提示：方案提示：借鉴三倍体无子西瓜的育种方式借鉴三倍体无子西瓜的育种方式 （多倍体育种）（多倍体育种）4、多多倍倍体体育育种种植株茎秆粗壮，果实种子都比植株茎秆粗壮，果实种子都比较大，营养物质含量提高。较大，营养物质含量提高。原理原理优点优点方法方法

26、染色体染色体数目数目变异变异用秋水仙素处理萌发的种子或幼用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，从而使细胞内染色体数目加苗，从而使细胞内染色体数目加倍，染色体数目加倍的细胞继续倍，染色体数目加倍的细胞继续进行正常的有丝分裂，即可发育进行正常的有丝分裂，即可发育成多倍体植株。成多倍体植株。缺点缺点技术复杂，发育延迟，结实率技术复杂，发育延迟，结实率低，一般只适合于植物。低，一般只适合于植物。 （三）（三） 荔枝介壳虫害严重影响了荔枝介壳虫害严重影响了“西园挂绿西园挂绿”的产量，以前果农常采用的产量，以前果农常采用喷洒农药、放养寄生蜂等方法来防治。喷洒农药、放养寄生蜂等方法来防治。如今科学家在一种细菌体内

27、找到了它的如今科学家在一种细菌体内找到了它的抗性基因（抗性基因（L L），请设计育种方案来有），请设计育种方案来有效减轻荔枝介壳虫危害。效减轻荔枝介壳虫危害。提取提取目的基因目的基因目的基因与运载体目的基因与运载体结合结合将目将目的基因的基因导入导入受体细胞受体细胞目的基因的检测与目的基因的检测与表达表达筛选出符合要求的新品种。筛选出符合要求的新品种。导入导入增殖、增殖、表达表达方案提示：基因工程育种方案提示：基因工程育种结合结合提取提取原理原理方法方法缺点缺点优点优点基因工程育种基因工程育种基因重组基因重组提取，构建，导入，检测与表达提取，构建，导入，检测与表达定向的改变生物的性状，克服了定

28、向的改变生物的性状，克服了远源杂交不亲和的障碍远源杂交不亲和的障碍操作技术复杂，可能引起生态危操作技术复杂，可能引起生态危机机 生物育种的技术和方法有：生物育种的技术和方法有：杂交育种、诱变育种、单倍体杂交育种、诱变育种、单倍体育种、多倍体育种、基因工程育种、多倍体育种、基因工程育种等。育种等。生物育种方法总结：生物育种方法总结： 类别类别 杂交杂交 育种育种 诱变诱变 育种育种单倍体单倍体育育 种种多倍体多倍体育种育种基因工程基因工程育种育种 原理原理常用常用方法方法 优点优点 缺缺点点基因基因重组重组杂交杂交自交自交选选 优优将不同个体将不同个体的优良性状的优良性状集中于一个集中于一个个体

29、上个体上后代易出现后代易出现分离现象，分离现象，育种时间长、育种时间长、过程复杂过程复杂基因基因突变突变辐射诱变，辐射诱变，激光诱变，激光诱变，空间育种空间育种染色体染色体变异变异花药离体培花药离体培养，再秋水养，再秋水仙素处理使仙素处理使染色体加倍染色体加倍明显缩明显缩短育种短育种年限年限技术复杂，技术复杂，需与杂交需与杂交育种配合，育种配合，多限于植多限于植物物染色体染色体变异变异用秋水仙用秋水仙素处理萌素处理萌发的种子发的种子或幼苗或幼苗果实大，果实大，营养物质营养物质含量高含量高发育延迟，发育延迟，结实率降结实率降低低基因基因重组重组提取，构建，提取，构建，导入，检测导入，检测与表达与

30、表达定向的改变生定向的改变生物的性状，克物的性状，克服了种间杂交服了种间杂交的障碍的障碍操作技术操作技术复杂，可复杂，可能引起生能引起生态危机态危机提高突变频提高突变频率，加速育率，加速育种过程，或种过程，或大幅度改良大幅度改良某些品种某些品种突变方向不突变方向不定，有利变定，有利变异少，须大异少，须大量处理实验量处理实验材料材料1、 下图是用某种作物的两个品种和分别培育出、品下图是用某种作物的两个品种和分别培育出、品种的示意图，试分析回答：种的示意图，试分析回答： AABB E Ab - D AaBb F AAbb-aabb G AAaaBBbb-（1）用和培育所采用的）用和培育所采用的D和

31、和F步骤分别是步骤分别是 和和 。其应用的遗传学原理是其应用的遗传学原理是 。（2）用培育所采用的）用培育所采用的E和和H步骤分别是步骤分别是 和和 。其应用的遗传学原理是其应用的遗传学原理是 。（3）用培育所采用的）用培育所采用的G步骤是步骤是 。其遗传学原。其遗传学原理是理是 。 H杂交杂交自交自交基因重组基因重组花药离体培养花药离体培养秋水仙素处理幼苗秋水仙素处理幼苗染色体变异染色体变异秋水仙素处理幼苗秋水仙素处理幼苗染色体变异染色体变异练习题练习题2 2、当神舟六号航天飞船搭载着两位英雄宇航员成功返、当神舟六号航天飞船搭载着两位英雄宇航员成功返航时，一些特殊的乘客也回到了地球。他们是一

32、些：生航时，一些特殊的乘客也回到了地球。他们是一些：生物菌种、植物组培苗和作物、植物、花卉种子等。在太物菌种、植物组培苗和作物、植物、花卉种子等。在太空周游了空周游了115115小时小时3232分钟，返回地球后，搭载单位的科分钟，返回地球后，搭载单位的科研人员将继续对它们进行有关试验。研人员将继续对它们进行有关试验。 回答：（回答：（1 1）作物种子从太空返回地面后种植，往往）作物种子从太空返回地面后种植，往往能出现新的变异特征。这种变异的来源主要是植物种子能出现新的变异特征。这种变异的来源主要是植物种子经太空中的经太空中的 辐射后，其辐射后，其 发生变异。请预发生变异。请预测可能产生的新的变

33、异对人类是否有益测可能产生的新的变异对人类是否有益? ? ，你判，你判断的理由是断的理由是_。（2 2）试举出这种育种方法的优点：）试举出这种育种方法的优点： 。 宇宙射线等宇宙射线等 基因基因 不一定不一定 基因突变是不定向的基因突变是不定向的 突变频率高，大幅度改良某些性状突变频率高，大幅度改良某些性状 3 、用纯种的高秆、用纯种的高秆(D)抗锈病抗锈病(T)小麦与矮秆小麦与矮秆(d)易染锈易染锈病病(t)小麦培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法如下：小麦培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法如下： 高秆抗锈病高秆抗锈病矮秆易染锈病矮秆易染锈病F1雄配子雄配子 幼苗幼苗选出符合要求的品种，下列有关此育选

34、出符合要求的品种，下列有关此育种方法的叙述中，正确的是种方法的叙述中，正确的是A这种育种方法叫杂交育种这种育种方法叫杂交育种B过程必须使用生长素处理过程必须使用生长素处理C这种方法的最大优点是缩短育种年限这种方法的最大优点是缩短育种年限D过程必须经过受精作用过程必须经过受精作用答案：答案：C（2）八倍体小黑麦的培育八倍体小黑麦的培育普通小麦是六倍体普通小麦是六倍体(AABBDD)，体细胞中含有体细胞中含有42条染色体，属于条染色体，属于小麦属；黑麦是二倍体小麦属；黑麦是二倍体(RR)，体，体细胞中含有细胞中含有14条染色体，属于黑条染色体，属于黑麦属。两个不同属的物种一般是麦属。两个不同属的物

35、种一般是难以杂交的，但也有极少数的普难以杂交的，但也有极少数的普通小麦品种含有可杂交基因，能通小麦品种含有可杂交基因，能接受黑麦的花粉。杂交后的子一接受黑麦的花粉。杂交后的子一代含有四个染色体组代含有四个染色体组(ABDR)，在减数分裂时由于染色体不能配在减数分裂时由于染色体不能配对，因此不能形成配子，所以不对，因此不能形成配子，所以不育，必须用人工方法进行染色体育，必须用人工方法进行染色体加倍才能产生后代，染色体加倍加倍才能产生后代，染色体加倍后的个体细胞中含有八个染色体后的个体细胞中含有八个染色体组组(AABBDDRR)，小小黑麦黑麦蛋白质蛋白质含量高、抗逆性、抗病性强。含量高、抗逆性、抗

36、病性强。7475五、基因工程育种五、基因工程育种一种生物的一种生物的DNA上的基因之所以能在其他生物体内得以上的基因之所以能在其他生物体内得以进行相同的表达，是因为它们共用一套遗传密码。在该进行相同的表达，是因为它们共用一套遗传密码。在该育种方法中需两种工具酶（限制性内切酶、育种方法中需两种工具酶（限制性内切酶、DNA连接酶）连接酶）和运载体（质粒），质粒上必须有相应的识别基因，便和运载体（质粒），质粒上必须有相应的识别基因，便于基因检测。如人的胰岛素基因移接到大肠杆菌的于基因检测。如人的胰岛素基因移接到大肠杆菌的DNA上后，可在大肠杆菌的细胞内指导合成人的胰岛素；抗上后，可在大肠杆菌的细胞内

37、指导合成人的胰岛素；抗虫棉植株的培育虫棉植株的培育;将固氮菌的固氮酶基因移接到植物将固氮菌的固氮酶基因移接到植物DNA分子上去，培育出固氮植物。固氮基因的表达方式分子上去，培育出固氮植物。固氮基因的表达方式为：为： 1原理：基因重组（或异源原理：基因重组（或异源DNA重组）和所有生物氨重组）和所有生物氨基酸遗传密码子的通用性。基酸遗传密码子的通用性。物质基础是：生物的物质基础是：生物的DNA均由四种脱氧核苷酸组成。均由四种脱氧核苷酸组成。其结构基础是：一般生物的其结构基础是：一般生物的DNA均为双螺旋结构。均为双螺旋结构。 2方法和过程：方法和过程：提取目的基因提取目的基因装入载体装入载体导入

38、受体细胞导入受体细胞基因表达基因表达筛选出符合要求的新品种。筛选出符合要求的新品种。这种技术是在生物体外，通过对这种技术是在生物体外，通过对DNA分子进行人工分子进行人工“剪切剪切”和和“拼接拼接”，对生物的基因进行改造和重新，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类所需要的基因产物。因在受体细胞内表达，产生出人类所需要的基因产物。通俗地说，就是按照人们的主观意愿，把一种生物的通俗地说，就是按照人们的主观意愿，把一种生物的个别基因复制出来，加以修饰改造，然后放到另一种个别基因复制出来，加

39、以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。基因工生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。基因工程是在程是在DNA分子水平上进行设计施工的。分子水平上进行设计施工的。重组的重组的DNA分子进入受体细胞后，受体细胞必须表分子进入受体细胞后，受体细胞必须表现出特定的性状，才能说明目的基因完成了表达过程。现出特定的性状，才能说明目的基因完成了表达过程。 3优缺点：不受种属限制，可根据人类的需优缺点：不受种属限制，可根据人类的需要，有目的地进行，育种时间短要，有目的地进行，育种时间短 ；可能会引；可能会引起生态危机，技术难度大。起生态危机，技术难度大。 4应用：科学家最初做抗虫棉

40、试验时，虽然应用：科学家最初做抗虫棉试验时，虽然已经检测出棉的植株中含有抗虫的基因，但让已经检测出棉的植株中含有抗虫的基因，但让棉铃虫食用棉的叶片时，棉铃虫并没有被杀死，棉铃虫食用棉的叶片时，棉铃虫并没有被杀死，这说明抗虫基因还不能在高等植物中表达。科这说明抗虫基因还不能在高等植物中表达。科学家在研究的基础上，又一次对棉植株中的抗学家在研究的基础上，又一次对棉植株中的抗虫基因进行了修饰，然后再让棉铃虫食用棉的虫基因进行了修饰，然后再让棉铃虫食用棉的叶片，结果食用的第二天棉铃虫就中毒死亡了。叶片，结果食用的第二天棉铃虫就中毒死亡了。这说明抗虫基因在棉植株中得到了表达。这说明抗虫基因在棉植株中得到

41、了表达。 5经典例题：经典例题：例例 （2007年天津理综卷）在培养转基因植物的研究年天津理综卷）在培养转基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因（中，卡那霉素抗性基因（kan）常作为标记基因，只）常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。下图为获得抗虫棉的技术流程。基上生长。下图为获得抗虫棉的技术流程。请据图回答：请据图回答：（1）A过程需要的酶有过程需要的酶有_。（1）限制性内切酶和）限制性内切酶和DNA链激酶链激酶（2）B过程及其结果体现了质粒作为运载体必须具备的两个过程及其结果体现了质粒作为运载体必须具备的两个条件是条

42、件是_。（2）具有标记基因；能在宿主细胞中复制并稳定保存）具有标记基因；能在宿主细胞中复制并稳定保存（他们（他们没有要求，具有多个限制酶切点，教材没有要求，具有多个限制酶切点，教材P.50） （3）C过程的培养基除含有必要营养物质、琼脂和激素外，过程的培养基除含有必要营养物质、琼脂和激素外，还需加入还需加入_。（3）卡那霉素）卡那霉素 （界定是否带有标记基因，转基因是否成（界定是否带有标记基因，转基因是否成功）功）（4）如果利用）如果利用DNA分子杂交原理对再生植株进行检测，分子杂交原理对再生植株进行检测，D过过程应该用程应该用_作为探针。作为探针。（4）放射性同位素（或荧光分子）标记的抗虫基

43、因）放射性同位素（或荧光分子）标记的抗虫基因在生物体的所有细胞中，受精卵的全能性是最高的。在生物体的所有细胞中，受精卵的全能性是最高的。有性生殖生物体的任何一个细胞，都是由受精卵分有性生殖生物体的任何一个细胞，都是由受精卵分裂、分化而成的。生殖细胞，尤其是卵细胞，虽然裂、分化而成的。生殖细胞，尤其是卵细胞，虽然分化程度很高，但是仍然具有较高的潜在全能性。分化程度很高，但是仍然具有较高的潜在全能性。在生物体内，细胞并没有表现出全能性，而是分化在生物体内，细胞并没有表现出全能性，而是分化成为不同的组织、器官，这是基因在特定的时间和成为不同的组织、器官，这是基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结

44、果。空间条件下选择性表达的结果。不同种生物之间存在着生殖隔离，所以用传统的有不同种生物之间存在着生殖隔离，所以用传统的有性杂交方法是不可能做到这一点的。于是，这些科性杂交方法是不可能做到这一点的。于是，这些科学家试图用这两种植物的体细胞进行杂交，来实现学家试图用这两种植物的体细胞进行杂交，来实现这一美妙的设想。植物体细胞杂交是用两个来自于这一美妙的设想。植物体细胞杂交是用两个来自于不同植物的体细胞，由于细胞膜具有一定的流动性不同植物的体细胞，由于细胞膜具有一定的流动性而融合成一个杂种细胞，并且把杂种细胞培育成新而融合成一个杂种细胞，并且把杂种细胞培育成新的植物体的方法。的植物体的方法。 2方法

45、和过程：方法和过程：（1）植物：去细胞壁获得原生质体）植物：去细胞壁获得原生质体原生质体融合原生质体融合组织培养组织培养离体的植物器官、组织或细胞，在培养了一段时间离体的植物器官、组织或细胞，在培养了一段时间以后，会通过细胞分裂，形成愈伤组织。愈伤组织以后，会通过细胞分裂，形成愈伤组织。愈伤组织的细胞排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的呈的细胞排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。无定形状态的薄壁细胞。由高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织由高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程，称为植物细胞的的过程，称为植物细胞的脱分化脱分化，或者叫做去分化。，或者叫做

46、去分化。脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可以重新脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可以重新分化成根或芽等器官，这个过程叫做分化成根或芽等器官，这个过程叫做再分化再分化。再分。再分化形成的试管苗，移栽到地里，可以发育成完整的化形成的试管苗，移栽到地里，可以发育成完整的植物体。植物体。植物组织培养的过程可以简要归纳为：植物组织培养的过程可以简要归纳为： 离体的植物器官、组织或细胞离体的植物器官、组织或细胞经过经过脱分化脱分化愈伤组织愈伤组织通过再分化通过再分化根、芽根、芽或胚状体或胚状体植物体植物体 植物细胞只有脱离了植物体，在一植物细胞只有脱离了植物体，在一定的外部因素作用下，经过细胞分裂

47、形定的外部因素作用下，经过细胞分裂形成愈伤组织，才表现出全能性，由愈伤成愈伤组织，才表现出全能性，由愈伤组织细胞发育、分化出新的植物体。组织细胞发育、分化出新的植物体。 影响植物细胞脱分化产生愈伤组织的影响植物细胞脱分化产生愈伤组织的一个重要因素是植物激素。一个重要因素是植物激素。当细胞分裂当细胞分裂素与生长素共同使用时，能强烈地刺激素与生长素共同使用时，能强烈地刺激愈伤组织的形成愈伤组织的形成。 植物激素还会影响到再分化过程中芽植物激素还会影响到再分化过程中芽和根的发生。细胞分裂素与生长素之间和根的发生。细胞分裂素与生长素之间的浓度比，可以调控植物组织培养过程的浓度比，可以调控植物组织培养过

48、程中芽和根的形成。当细胞分裂素与生长中芽和根的形成。当细胞分裂素与生长素的浓度比高时，有利于芽的发生；当素的浓度比高时，有利于芽的发生；当浓度比低时，则有利于根的发生浓度比低时，则有利于根的发生。 （2）动物克隆：）动物克隆： 核移植核移植胚胎移植胚胎移植19世纪世纪70年代，科学家们在蛙的血细胞中也看到了多年代，科学家们在蛙的血细胞中也看到了多核细胞的现象，但是由于受当时科学技术发展水平的核细胞的现象，但是由于受当时科学技术发展水平的限制，人们对这一现象并没有给予足够的重视。限制，人们对这一现象并没有给予足够的重视。1958年，日本科学家岗田用灭活的仙台病毒诱导人的腹水年，日本科学家岗田用灭

49、活的仙台病毒诱导人的腹水癌细胞融合成功。后来科学家们又成功地诱导了不同癌细胞融合成功。后来科学家们又成功地诱导了不同种动物的体细胞融合，并且能将杂种细胞培养成活。种动物的体细胞融合，并且能将杂种细胞培养成活。随着细胞融合技术的不断改进，现在这项技术已经广随着细胞融合技术的不断改进，现在这项技术已经广泛应用于细胞学、遗传学、免疫学、病毒学等多种学泛应用于细胞学、遗传学、免疫学、病毒学等多种学科的研究工作中。科的研究工作中。 3优缺点：优缺点：能克服远缘杂交的不亲和性，有目的能克服远缘杂交的不亲和性，有目的地培育优良品种地培育优良品种。动物体细胞克隆，可用于保存濒危。动物体细胞克隆，可用于保存濒危

50、物种、保持优良品种、挽救濒危动物、利用克隆动物物种、保持优良品种、挽救濒危动物、利用克隆动物相同的基因背景进行生物医学研究等；技术复杂，难相同的基因背景进行生物医学研究等；技术复杂，难度大；它将对生物多样性提出挑战（创造出新的人造度大；它将对生物多样性提出挑战（创造出新的人造物种），有性繁殖是形成生物多样性的重要基础，而物种），有性繁殖是形成生物多样性的重要基础，而“克隆动物克隆动物”则会导致生物品系减少（近亲个体增则会导致生物品系减少（近亲个体增多），个体生存能力下降。多），个体生存能力下降。 4应用：应用： 植物组织培养技术的应用范围是很广的，除了植物组织培养技术的应用范围是很广的，除了快

51、速繁殖、培育无病毒植物外，还可以通过大快速繁殖、培育无病毒植物外，还可以通过大规模的植物细胞培养来生产药物、食品添加剂、规模的植物细胞培养来生产药物、食品添加剂、香料、色素和杀虫剂等。例如，从大量培养的香料、色素和杀虫剂等。例如，从大量培养的紫草愈伤组织中提取的紫草素，是制造治疗烫紫草愈伤组织中提取的紫草素，是制造治疗烫伤和割伤的药物以及染料和化妆品的原料。伤和割伤的药物以及染料和化妆品的原料。 用植物组织培养的方法，诱导离体的植物组织用植物组织培养的方法，诱导离体的植物组织形成具有生根发芽能力的胚状结构，加入人工形成具有生根发芽能力的胚状结构，加入人工胚乳，包裹上人造种皮，制成人工种子，可以

52、胚乳，包裹上人造种皮，制成人工种子，可以解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题。此外，转基因植物的培育，也芽率低等问题。此外，转基因植物的培育，也要用到植物组织培养的方法。要用到植物组织培养的方法。目前，植物体细胞杂交还有许多理论和技术问题没有目前，植物体细胞杂交还有许多理论和技术问题没有解决，这项技术仍然处在研究阶段，距离推广应用还解决，这项技术仍然处在研究阶段，距离推广应用还有一定差距。但是人们相信，经过科学家的不懈努力，有一定差距。但是人们相信，经过科学家的不懈努力，让让“番茄马铃薯番茄马铃薯”在地上结番茄、地下结马铃薯的愿在地上结番

53、茄、地下结马铃薯的愿望一定会实现。望一定会实现。哺乳动物如牛、羊等，妊娠时间长，每胎产子数少，哺乳动物如牛、羊等，妊娠时间长，每胎产子数少，繁殖速度比较慢。怎样才能加快优良种畜的繁殖速度繁殖速度比较慢。怎样才能加快优良种畜的繁殖速度呢？哺乳动物的胚胎移植技术，为畜牧业的发展带来呢？哺乳动物的胚胎移植技术，为畜牧业的发展带来了光明的前景。了光明的前景。胚胎移植的过程是这样的：以优良种牛的繁殖为例，胚胎移植的过程是这样的：以优良种牛的繁殖为例，科学家们首先用激素促进良种母牛多排卵，然后把卵科学家们首先用激素促进良种母牛多排卵，然后把卵细胞从母牛体内取出，在试管内与人工采集的精子进细胞从母牛体内取出

54、，在试管内与人工采集的精子进行体外受精，培育成胚胎，再把胚胎送入经过激素处行体外受精，培育成胚胎，再把胚胎送入经过激素处理、可以接受胚胎植入的母牛子宫内，孕育成小牛产理、可以接受胚胎植入的母牛子宫内，孕育成小牛产出。用这种方法得到的小牛叫做试管牛。利用胚胎移出。用这种方法得到的小牛叫做试管牛。利用胚胎移植技术可以使每头良种母牛一年繁殖牛犊上百头。植技术可以使每头良种母牛一年繁殖牛犊上百头。许多国家都成立有商业性牛胚胎移植公司，开展牛胚许多国家都成立有商业性牛胚胎移植公司，开展牛胚胎国际贸易。除了牛之外，羊、兔、猪、马、猫等动胎国际贸易。除了牛之外，羊、兔、猪、马、猫等动物的胚胎移植也获得了成功

55、。物的胚胎移植也获得了成功。 5经典例题：经典例题： 例例 （2003年江苏）用高度分化的植物细胞、组年江苏）用高度分化的植物细胞、组织和器官进行组织培养可以形成愈伤组织，下织和器官进行组织培养可以形成愈伤组织，下列叙述错误的是列叙述错误的是 A该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的 B该愈伤组织的细胞没有全能性该愈伤组织的细胞没有全能性 C该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成 D该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚状结构状结构 答案：答案：B 例例 现有甲、乙两个烟草品种现有甲、

56、乙两个烟草品种(2n48)，其基，其基因型分别为因型分别为aaBB和和AAbb，这两对基因位于，这两对基因位于非同源染色体上，且在光照强度大于非同源染色体上，且在光照强度大于800勒克勒克司时，都不能生长，这是由于它们中的一对隐司时，都不能生长，这是由于它们中的一对隐性纯合基因性纯合基因(aa或或bb)作用的结果。取甲乙两品作用的结果。取甲乙两品种的花粉分别培养成植株，将它们的叶肉细胞种的花粉分别培养成植株，将它们的叶肉细胞制成原生质体，并将两者相混，使之融合，诱制成原生质体，并将两者相混，使之融合，诱导产生细胞团。然后，放到大于导产生细胞团。然后，放到大于800勒克司光勒克司光照下培养，结果

57、能分化发育成植株。请回答下照下培养，结果能分化发育成植株。请回答下列问题：列问题： (1)甲、乙两烟草品种花粉的基因型分别为甲、乙两烟草品种花粉的基因型分别为_和和_。 (1)aB Ab (2)在植物细胞融合技术中，常用在植物细胞融合技术中，常用_除去除去_,才能使用才能使用_作为促融剂，促使其融作为促融剂，促使其融合，融合后的细胞基因型是合，融合后的细胞基因型是_。(2)纤维素酶纤维素酶(答果胶酶也对答果胶酶也对) 细胞壁细胞壁 聚乙二醇聚乙二醇(答灭活的病毒也对答灭活的病毒也对) AaBb、aaBB、AAbb (3)细胞融合后诱导产生的细胞团叫细胞融合后诱导产生的细胞团叫_。(3)愈伤组织愈伤组织(4)能分化的细胞团是由的原生