第六讲生物的变异和育种详解演示文稿

第六讲生物的变异和育种详解演示文稿目前一页\总数四十六页\编于十七点优选第六讲生物的变异和育种目前二页\总数四十六页\编于十七点（1）对上述1株白化苗的研究发现，控制其叶绿素合成的基因缺失了一段DNA，因此该基因不能正常______，功能丧失，无法合成叶绿素，表明该白化苗的变异具有__________的特点，该变异类型属于___________。表达有害性基因突变【解析】（1）叶绿素是相关基因表达的结果，白化苗是由于其叶绿素相关基因发生缺失所引起的，说明该植株的叶绿素相关基因无法正常表达。植物缺乏叶绿素，无法进行光合作用，所以这种变异属于有害的变异。由于基因的部分发生缺失而产生的变异属于基因突变。目前三页\总数四十六页\编于十七点（2）上述培育抗病高杆玉米的实验运用了___________、单倍体育种和杂交育种技术，其中杂交育种技术依据的原理是_________。花药离体培养中，可通过诱导愈伤组织分化出芽、根获得再生植株，也可通过诱导分化成__________获得再生植株。诱变育种基因重组胚状体【解析】（2）这里的育种运用了射线，导致植株的基因型发生改变，这种育种方式为诱变育种；后面的花药离体培养，秋水仙素加倍，属于单倍体育种；利用不同表现型的植株杂交得到优良性状的后代为杂交育种。杂交育种是利用在形成配子的过程中基因发生重组，所以其原理为基因重组。花药离体培养所利用的技术手段是植物组织培养技术，这种技术手段的途径有二：①通过愈伤组织分化出芽和根，形成再生植株；②通过诱导分化成胚状体，获得再生植株。目前四页\总数四十六页\编于十七点【解析】（3）乙和丙杂交得到F1，F1的基因型有AaBb，Aabb，aaBb，aabb。其中抗病高杆个体的基因型有AaBb，这种基因型个体能够产生4种类型的配子。（4）如图（注意亲代，子一代，配子，基因型和表现型，比例等）（3）从基因组成看，乙与丙植株杂交的F1中抗病高杆植株能产生____种配子。（4）请用遗传图解表示乙与丙植株杂交得到F1的过程。4“汉水丑生的生物同行”超级群大型公益活动：历年高考题PPT版制作。本课件为公益作品，版权所有，不得以任何形式用于商业目的。2012年1月15日，汉水丑生标记。目前五页\总数四十六页\编于十七点（2012重庆）31.(16分）青蒿素是治疗疟疾的重要药物。利用雌雄同株的野生型青蒿（二倍体，体细胞染色体数为18），通过传统育种和现代生物技术可培育高青蒿素含量的植株。请回答以下相关问题：（2）四倍体青蒿中青蒿素含量通常高于野生型青蒿，低温处理野生型青蒿正在有丝分裂的细胞会导致染色体不分离，从而获得四倍体细胞并发育成植株，推测低温处理导致细胞染色体不分离的原因是

，四倍体青蒿与野生型青蒿杂交后代体细胞的染色体数为

。低温抑制纺锤体形成27目前六页\总数四十六页\编于十七点【解析】（2）低温可以抑制纺锤体的形成，使细胞内的染色体经过复制，但细胞最终不发生分列，从而使染色体数目加倍。若四倍体青蒿（细胞内的染色体是二倍体青蒿的2倍，有18×2＝36条染色体）与野生型的二倍体青蒿杂交，前者产生的生殖细胞中有18条染色体，后者产生的生殖细胞中有9条染色体，两者受精发育而成的后代体细胞中有27条染色体。目前七页\总数四十六页\编于十七点（2012天津）2.芥酸会降低菜籽油的品质。油菜有两对独立遗传的等位基因（H和h，G和g）控制菜籽的芥酸含量。下图是获得低芥酸油菜新品种（HHGG）的技术路线，已知油菜单个花药由花药壁（2n）及大量花粉（n）等组分组成，这些组分的细胞都具有全能性。据图分析，下列叙述错误的是：()A.①、②两过程均需要植物激素来诱导细胞分化B.与④过程相比，③过程可能会产生二倍体再生植株C.图中三种途径中，利用花粉培养筛选低芥酸油菜新品种（HHGG）的效率最高D.F1减数分裂时，H基因所在染色体会与G基因所在染色体发生联会D“汉水丑生的生物同行”超级群大型公益活动：历年高考题PPT版制作。本课件为公益作品，版权所有，不得以任何形式用于商业目的。2012年1月15日，汉水丑生标记。目前八页\总数四十六页\编于十七点【解析】①、②两过程为植物的组织培养过程，均需要植物激素来诱导细胞分化，A正确。在花药离体培养中，单个花药由花药壁（2n）及大量花粉（n）等组分组成，因此花药离体培养可能产生二倍体再生植株，因此B正确。采用花药进行离体培养，成功率高，并且不会发生性质分离，育种年限短，因此选低芥酸油菜新品种（HHGG）的效率最高，C正确。减数分裂时，发生联会的染色体是同源染色体，即H基因所在的染色体与h基因所在的染色体、G基因所在的染色体与g基因所在的染色体可以发生联会，H基因所在染色体会与G基因所在染色体发生未非同源染色体，不会发生联会。D项错误。目前九页\总数四十六页\编于十七点第六讲生物的变异和育种目前十页\总数四十六页\编于十七点表现型=基因型+环境条件改变改变不可遗传变异改变改变可遗传变异诱因三种可遗传变异基因突变基因重组染色体变异变异的类型目前十一页\总数四十六页\编于十七点可遗传的变异与不可遗传的变异比较类型项目可遗传的变异不可遗传的变异遗传物质是否改变来源遗传情况应用价值改变不改变基因突变、基因重组、染色体变异环境条件的影响变异能在后代重新呈现变异性状仅限于当代表现能从中选育出符合人类需要的新类型无育种价值，但生产上可获取高产目前十二页\总数四十六页\编于十七点基因突变

基因重组染色体变异

概念：来源:一、可遗传变异遗传物质改变所引起的生物变异。原因：直接原因：蛋白质改变根本原因：遗传物质改变目前十三页\总数四十六页\编于十七点（一）基因突变

1.概念：2.特点：4.原理：5.意义：6.几个问题：7.诱变育种：基因结构的改变，包括DNA碱基对的增添、缺失和替换。是生物变异的根本来源。为生物的进化提供可供选择的原材料。3.结果：产生某基因的等位基因普遍性、随机性、稀有性、多害少利性、多方向性,可逆性.注意：1）普遍性和稀有性是否矛盾？2）利和害取决于什么？3）用物理、化学、生物等外界因素可提高突变频率，与低频性

有矛盾吗？目前十四页\总数四十六页\编于十七点4.原理：DNA碱基对改变遗传信息改变性状改变物理、化学、生物因素镰刀型细胞贫血症

CTTCAT谷氨酸缬氨酸正常

红细胞镰刀型红细胞外因内因表现目前十五页\总数四十六页\编于十七点6.几个问题（3）基因突变是否一定引起性状改变？（4）基因突变是否一定遗传给后代？为什么基因突变还是可遗传的变异？（1）能产生基因突变的生物种类。（2）发生基因突变的细胞、时间。突变可在个体发育的任何时期发生。

（突变发生的时期越迟，则生物表现出突变性状的部分越少）细胞分裂间期（DNA复制时）①突变发生在非编码序列③改变后的密码子，仍然决定相同的氨基酸②突变成隐性等位基因④基因的选择性表达突变发生在生殖细胞中，通过有性生殖能引起后代遗传变化；突变发生在体细胞中，可引起某些体细胞遗传结构上的改变。传递给后代的几率远低于上者。（5）RNA为遗传物质的生物，更易发生基因突变的原因？（6）基因突变对表现型的影响如何体现？目前十六页\总数四十六页\编于十七点7.诱变育种

（1）原理：用人工诱变的方法使生物发生基因突变（2）人工诱变的诱变因素：物理因素：X射线、射线、紫外线、激光等。化学因素：亚硝酸、硫酸二乙酯、秋水仙素等。（3）诱变育种的特点：提高突变率，产生新基因，使性状大幅度改变。（4）诱变育种的基本过程：正在进行分裂

的细胞诱变因素多种突变类型筛选新品种（5）遇到的问题：①成功率低②产生大量不合格突变型目前十七页\总数四十六页\编于十七点10．(2007广东生物15)太空育种是指利用太空综合因素如强辐射、微重力等，诱导由宇宙飞船携带的种子发生变异，然后进行培育的一种育种方法。下列说法正确的是A.空育种产生的突变总是有益的B.太空育种产生的性状是定向的C.太空育种培育的植物是地球上原本不存在的D.太空育种与其他诱变方法在本质上是一样的目前十八页\总数四十六页\编于十七点（二）基因重组1.概念：2.来源：3.意义：4.杂交育种：不同性状基因的重新组合。自然发生：减数分裂时基因的自由组合（随机重组）

和基因的交叉互换（交换重组）。

人为发生：基因工程是生物变异的主要来源。是形成生物多样性的重要原因之一。对生物进化具有十分重要的意义。（只改变基因型，不产生新基因。）目前十九页\总数四十六页\编于十七点（三）染色体变异1.概念：2.种类及实例：3.几个重要概念：4.多倍体及育种：5.单倍体及育种：光学显微镜下可见的染色体结构或数目的改变。结构改变：缺失、重复、倒位、易位数目改变：成倍增减、个别增减染色体变异由于牵涉到许多基因改变，因而后果比基因突变要严重得多。目前二十页\总数四十六页\编于十七点1.缺失染色体的某一片段消失消失Aa等位基因Aa控制花色相对形状红色和白色红色aa白色控制花色的性状消失目前二十一页\总数四十六页\编于十七点２.重复:染色体增加了某一片段重复3.易位:染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上移接目前二十二页\总数四十六页\编于十七点颠倒断裂连接4.倒位:染色体的某一片段颠倒了180o目前二十三页\总数四十六页\编于十七点3.几个重要概念：（1）染色体组：①定义：②构成一组染色体的条件：细胞中形态和功能各不相同，但是携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息的一组非同源染色体。一组染色体内不含同源染色体。一组染色体内含有控制一种生物性状的一整套基因，但不能重复。一组染色体内各染色体的形态、大小、功能各不相同。③判断某细胞中染色体组数的方法：根据染色体形态判断：细胞内相同形态的染色体数目，就是染色体组数。根据基因型判断：控制某一性状的基因个数，就是染色体组数。根据染色体总数和染色体形态数判断：

染色体组数=染色体总数/染色体形态数AaaaBBbb的个体某生物体细胞中有42条染色体，分为7种形态，则其体细胞中有几组染色体？目前二十四页\总数四十六页\编于十七点几条染色体？几对同源染色体？几对常染色体？几对性染色体？８条4对３对１对ＸＹ精子如何形成？

雄果蝇可产生几种精子？

精子里有几条染色体？减数分裂２种４条２,３,４和Ｘ；２,３,４和Ｙ对一个精子而言，染色体形态大小相同吗，为什么？染色体组的概念目前二十五页\总数四十六页\编于十七点（2）二倍体、三倍体、多倍体、单倍体：判断方法：生物个体由正常受精卵发育形成体细胞中染色体为n组n倍体??由未受精的有性生

殖细胞发育形成单倍体目前二十六页\总数四十六页\编于十七点4.多倍体及育种：（1）自然多倍体形成的原因：外界条件剧变，有丝分裂过程受阻，染色体数加倍。（2）多倍体个体的特点：粗、大、高、迟、低。（3）多倍体育种：植物萌发的种子或幼苗秋水仙素染色体数加倍（作用的时间、原理）（4）实例：三倍体无籽西瓜培育目前二十七页\总数四十六页\编于十七点

实例：

三倍体无籽西瓜的培育目前二十八页\总数四十六页\编于十七点因三倍体西瓜联会紊乱，不能产生正常的配子。三倍体西瓜的雌蕊授以后子房能发育成西瓜，但其中的胚珠因没有正常的卵细胞而不能发育成种子。二倍体西瓜幼苗秋水仙素四倍体西瓜（母本）二倍体西瓜（父本）×西瓜胚、果皮、种皮、（胚乳）种植三倍体西瓜植株二倍体西瓜的花粉无子西瓜3N、4N、4N、（5N）目前二十九页\总数四十六页\编于十七点香蕉的祖先为野生芭蕉，个小而多种子，无法食用。香蕉的培育过程如下：野生芭蕉

2n有籽香蕉

4n加倍野生芭蕉

2n无籽香蕉

3n实例：三倍体香蕉的培育目前三十页\总数四十六页\编于十七点5.单倍体及育种：（1）自然单倍体形成的原因：配子未受精直接发育成个体。（2）单倍体个体的特点：植株矮小，一般高度不育。（3）单倍体育种：杂交F1花药离体培养秋水仙素处理筛选

优点：明显缩短育种年限，后代都是纯合子过程：目前三十一页\总数四十六页\编于十七点P高杆抗病DDTT×矮杆感病ddttF1高杆抗病DdTt↓F2D_T_D_ttddT_DdttddTT㈠杂交育种↓第1年第2年第3~6年××↑需要的矮抗品种矮抗为什么单倍体育种能明显缩短育种年限？花药离体培养→P高杆抗病DDTT×矮杆感病ddttF1高杆抗病DdTt配子DTDtdTdtDTDtdTdtDDTTDDttddTTddtt↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓纯合体秋水仙素→↑需要的矮抗品种㈡单倍体育种第1年第2年单倍体植株目前三十二页\总数四十六页\编于十七点可遗传变异的比较

项目基因突变基因重组染色体变异区别本质原因时期条件意义可能性联系基因分子结构发生改变，产生新基因原有基因的重新组合，产生新基因型染色体结构、数量改变，产生新基因型外界或内部的原因，基因复制时碱基发生改变减数分裂时，基因的重新组合细胞分裂，产生异常有丝分裂或减数第一次分裂间期减数Ⅰ四分体时期或减数Ⅰ后期有丝分裂减数Ⅰ四分体时期或减数Ⅰ后期外因、内因不同个体之间的杂交，有性生殖中的减数分裂和受精作用外界条件巨变和内部因素的相互作用生物变异的根本来源；诱变育种有性生殖的生物变异的主要来源；杂交育种；基因工程单倍体、多倍体育种可能性很小非常普遍可能性很小是生物产生的可遗传变异目前三十三页\总数四十六页\编于十七点二、生物育种归纳类型:杂交育种、人工诱变育种、

单倍体育种、多倍体育种、基因工程育种、细胞工程育种比较:目前三十四页\总数四十六页\编于十七点类型杂交育种人工诱变育种单倍体育种多倍体育种原理过程优点缺点实例杂交、自交、

连续自交诱变、

筛选杂交、花药离体培养、秋水仙素处理秋水仙素处理使位于不同

个体的优良

性状集中于一个个体上提高变异频率加速育种进程明显缩短育种年限粗、大、高育种时间长有利变异少需大量处理供试材料技术复杂，需与杂交育

种配合只适用于植物基因突变染色体变异染色体变异基因重组培育矮抗小麦培育青霉素高产菌株无子西瓜的培育培育矮抗

小麦目前三十五页\总数四十六页\编于十七点类型基因工程育种细胞工程育种植物组织培养育种植物体细胞杂交育种原理优点实例基因重组无性生殖染色体变异定向育种、

打破远缘杂交不亲和的障碍保持亲本优良性状打破远缘杂交不亲和的障碍抗虫棉无病毒植物等白菜—甘蓝目前三十六页\总数四十六页\编于十七点（09江苏卷）26．（7分）甲磺酸乙酯（EMS）能使鸟嘌呤（G）的N位置上带有乙基而成为7-乙基鸟嘌呤，这种鸟嘌呤不与胞嘧啶（C）配对而与胸腺嘧啶（T）配对，从而使DNA序列中G—C对转换成A—T对。育种专家为获得更多的变异水稻亲本类型，常先将水稻种子用EMS溶液浸泡，再在大田种植，通常可获得株高、穗形、叶色等性状变异的多种植株。请回答下列问题。（1）经过处理后发现一株某种性状变异的水稻，其自交后代中出现两种表现型，说明这种变异为

突变。（2）用EMS浸泡种子是为了提高

，某一性状出现多种变异类型，说明变异具有

。（1）显性（2）基因突变频率不定向性目前三十七页\总数四十六页\编于十七点（3）EMS诱导水稻细胞的DNA发生变化，而染色体的

不变。（4）经EMS诱变处理后表现型优良的水稻植株也可能携带有害基因，为了确定是否携带有害基因，除基因工程方法外，可采用的方法有

、

。（5）诱变选育出的变异水稻植株还可通过PCR方法进行检测，通常该植株根、茎和叶都可作为检测材料，这是因为

。（3）结构和数目（4）自交花药离体培养形成单倍体、秋水仙素诱导加倍形成二倍体（5）该水稻植株体细胞基因型相同目前三十八页\总数四十六页\编于十七点12．(2008山东理综26)（19分）番茄（2n＝24）的正常植株（A）对矮生植株（a）为显性，红果（B）对黄果（b）为显性，两对基因独立遗传。请回答下列问题：（1）现有基因型AaBB与aaBb的番茄杂交，其后代的基因型有

种，

基因型的植株自交产生的矮生黄果植株比例最高。自交后代的表现及比例为

。（2）在♀AA×♂aa杂交中，若A基因所在的同源染色体在减数第一次分裂时不分离，产生的雌配子染色体数目

，这种情况下杂交后代的株高表现型可能是

。（1）4/aaBb/矮生红果∶矮生黄果＝3∶1；（2）13或11/正常或矮生；目前三十九页\总数四十六页\编于十七点（3）假设两种纯合突变体X和Y都是由控制株高的A基因突变产生的，检测突变基因转录的mRNA，发现X的第二个密码子中第二碱基由C变为U，Y在第二个密码子第二碱基前多了一个U，与正常植株相比，

突变体的株高变化可能更大，试从蛋白质水平分析原因：

。（3）Y/Y突变体的蛋白质中氨基酸的改变比X突变体可能更多（或：X突变体的蛋白质可能只有一个氨基酸发生改变，Y突变体的蛋白质氨基酸序列可能从第一个氨基酸后都改变）。目前四十页\总数四十六页\编于十七点（4）转基因技术可使某基因在植物体内过量表达，也可以抑制某基因表达。假设A基因通过控制赤霉素的合成来控制番茄的株高，请完成如下实验设计，以验证假设是否成立。①实验设计：（借助转基因技术，但不要求转基因的具体步骤）a．分别测定正常与矮生植株的赤霉素含量和株高。b．

。c．

。②支持上述假设的预期结果：

。③若假设成立，据此说明基因控制性状的方式：

。目前四十一页\总数四十六页\编于十七点（4）①答案一：b．通过转基因技术，一是抑制正常植株A基因的表达，二是使A基因在矮生植株过量表达。c．测定两个实验组植株的赤霉素含量和株高。答案二：b．通过转基因技术，抑制正常植株A基因的表达，测定其赤霉素含量和株高。c．通过转基因技术，使A基因在矮生植株过量表达，测定其赤霉素含量和株高。（答案二中b和c次序不做要求）②与对照比较，正常植株在A基因表达被抑制后，赤霉素含量降低，株高降低；与对照比较，A基因在矮生植株中过量表达后，该植株赤霉素含量增加，株高增加。③基因通过控制酶的合成来控制代谢途径，进而控制生物性状。目前四十二页\总数四十六页\编于十七点（09广东卷）33.（8分）为了快速培育抗某种除草剂的水稻，育种工作者综合应用了多种培育种方法，过程如下。请回答问题。（1）从对该种除草剂敏感的二倍水稻植株上取花药离体培养，诱导成

幼苗。（2）用射线照射上述幼苗，目的是

；然后用该除草剂喷洒其幼叶，结果大部分叶片变黄，仅有个别幼叶的