第二节 生物变异在生产上的应用
[学习目标] 1.概述杂交育种的概念和基本过程。2.阐明人工诱变育种的概念和过程。3.说明单倍体育种的过程及特点。4.说明多倍体育种的过程及特点。5.说明转基因技术的过程及应用。
一、杂交育种和诱变育种
1.杂交育种
(1)概念：利用基因重组原理，可以有目的地将两个或多个品种的优良性状组合在一起，培育出更优良的新品种。
(2)原理：基因重组。
(3)处理方法
①培育显性纯合子
选取亲本――→杂交F 1――→自交F 2―――――――――――→筛选表现型符合要求的个体连续自交，直至后代几乎不发生性状分离 ②培育隐性纯合子
选取亲本――→杂交F 1――→自交F 2→筛选符合要求的个体即可推广
(4)优缺点
①优点：使位于不同个体上的多个优良性状集中于一个个体上，能产生新的基因型。 ②缺点
a.杂交后代会出现性状分离现象，育种过程缓慢。
b.不能产生新基因、新性状。
2.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。
(2)原理：基因突变与染色体畸变。
(3)常用方法：辐射诱变和化学诱变。
(4)特点
①优点
a.可提高突变频率。
b.能在较短时间内有效地改良生物品种的某些性状。
c.改良作物品质，增强抗逆性。 ②缺点：由于突变的多方向性，育种具有一定的盲目性。获得理想的个体需要处理大量的材
料。
(5)应用：用于作物、微生物和动物育种，其中在微生物育种方面成效极为明显。 归纳总结 杂交育种和诱变育种的比较
项目
杂交育种 诱变育种 原理
基因重组 基因突变、染色体畸变 方法
杂交→自交→选优 辐射诱变、化学诱变 优点 不同个体的优良性状可集
中到同一个体上
提高变异频率，大幅度改良某些性状，加速育种进程 缺点
时间长、需要及时发现优
良性状 有利变异少，需要处理大量实验材料，具有不确定性
例1 有两个纯种小麦，一为高秆(D)抗锈病(T)，另一为矮秆(d)不抗锈病(t)。这两对性状独立遗传，现要培育矮秆抗锈病的新品种，过程如下：
高秆、抗锈病×矮秆、不抗锈病――→a F 1――→b F 2――→c 稳定遗传的矮秆抗锈病类型。
(1)这种过程叫________育种，过程a 叫________，过程b 叫________。
(2)过程c 的处理方法是____________________________________________________。
(3)F 1的基因型是________，表现型是________，矮秆抗锈病新品种的基因型应是________。 答案 (1)杂交 杂交 自交 (2)筛选和连续自交，直至选出能够稳定遗传的矮秆抗锈病新品种
(3)DdTt 高秆抗锈病 ddTT
解析 过程a 叫做杂交，产生的F 1基因型为DdTt ，表现型为高秆抗锈病。过程b 叫做自交，目的是获取表现型为矮秆抗锈病的小麦品种(ddT_)，因为此过程所得后代会发生性状分离，所以要想得到稳定遗传的矮秆抗锈病植株必须经过过程c ，即筛选和连续自交，直至后代不发生性状分离。
特别提醒 动、植物杂交育种的区别
实例分析：现有基因型为BBEE 和bbee 的两个植物(非多年生)或动物品系，欲培育基因型为BBee 的植物或动物品种，育种过程用遗传图解表示如下：
将B_ee上的种子分别
收集和种植，连续逐代
自交，直到出现不发生
性状分离的BBee为止
例2家兔的黑色对白色为显性，短毛对长毛为显性。这两对基因分别位于一对同源染色体上。下列关于利用黑色短毛纯种兔和白色长毛纯种兔培育出黑色长毛纯种兔的做法，错误的是( )
A.黑色短毛纯种兔×白色长毛纯种兔，得F1
B.选取健壮的F1个体自交，得F2
C.从F2中选取健壮的黑色长毛兔与白色长毛兔测交
D.根据测交结果，选取F2中稳定遗传的黑色长毛雌、雄兔
答案 B
解析家兔属于雌雄异体生物，不能进行自交。
例3下列关于诱变育种的说法中，不正确的是( )
A.能够在较短的时间内获得更多的优良变异类型
B.一次诱变处理供实验的生物定能获得所需的变异类型
C.青霉素产量很高的菌株的选育依据的原理是基因突变
D.诱变育种过程能创造新的基因而杂交育种过程则不能
答案 B
解析诱变育种依据的原理是基因突变，能创造新的基因，因此能够在较短的时间内获得更多的优良变异类型，但是基因突变具有多方向性，一次诱变处理供实验的生物不一定能获得所需的变异类型。
二、单倍体育种、多倍体育种和转基因技术
1.单倍体育种
(1)单倍体植株特点：植株小而弱，且高度不育。
(2)单倍体育种
①原材料：单倍体。 ②概念：利用单倍体作为中间环节产生具有优良性状的可育纯合子的育种方法。 ③主要特点 a.缩短育种年限。 b.能排除显隐性干扰，提高效率。 ④原理：染色体数目变异。
⑤育种程序：P ――→杂交F 1――――――→花药离体培养诱导愈伤组织单倍体幼苗―――――→秋水仙素处理染色体加倍的可育纯合植株
――→选育 优良新品种。
2.多倍体育种
(1)多倍体特点
其细胞通常比二倍体的细胞大，细胞内有机物的含量高、抗逆性强，在生产上具有很好的经济价值。
(2)人工诱导多倍体
①原理：染色体数目变异。
②方法：目前效果较好的方法是用秋水仙素处理萌发的种子、幼苗等，使它们的染色体加倍。 ③机理：秋水仙素能抑制细胞分裂时纺锤体的形成，因此染色体虽已复制，但不能分离，最终导致染色体数目加倍。
④应用：培育作物新品种的另一条重要途径。
⑤举例：三倍体无籽西瓜的培育(过程图解)
3.转基因技术
(1)概念：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)处理方法：用人工方法将人类所需要的目的基因导入受体细胞内，使其整合到受体的染色体上。
(3)原理：基因重组。 (4)特点
①人为地增加了生物变异的范围，实现种间遗传物质的交换。
②从采用的多种方法看，这种技术的针对性更强，效率更高，经济效益更明显。
(5)应用：各种转基因动植物的培育，如抗虫棉。
例4 水稻是湛江主要的粮食作物，改善水稻的遗传性状是育种工作者不断努力的目标。下图表示培育优质水稻的一些途径。请回答下列问题：
(1)以矮秆易感病(ddrr)和高秆抗病(DDRR)水稻为亲本进行杂交，得到F 1，F 1自交产生F 2，F 2中不能稳定遗传的个体占__________，选F 2中的矮秆抗病的水稻植株让其进行自交，子代中ddRR∶ddRr ＝_____________________________________________________________。
(2)若要在较短时间内获得矮秆抗病水稻，可选图中________(用图中序号和箭头表示)途径所用的方法。其中⑦途径的常用方法是____________。
(3)科学工作者欲培育能产生人体蛋白的水稻新品种，应该选择图中________(用图中序号和箭头表示)途径最为合理可行，该育种方式所利用的原理为___________________________。
(4)图中________(用图中序号和箭头表示)途径具有多方向性。
答案 (1)34
3∶2 (2)⑤→⑦→⑧ 花药离体培养 (3)③→④ 基因重组 (4)①→② 解析 题图中①→②途径表示诱变育种，③→④途径表示基因工程育种，⑤→⑥途径表示杂交育种，⑤→⑦→⑧途径表示单倍体育种，⑨→⑩途径表示多倍体育种。(1)用矮秆易感病(ddrr)和高秆抗病(DDRR)水稻杂交，得到F 1(DdRr)，F 1自交产生F 2，F 2中不能稳定遗传的占
1－416＝34。F 2中矮秆抗病水稻基因型为13ddRR 、23ddRr ，自交后子代中ddRR 占13＋23×14＝12
，ddRr 占23×12＝13
，故ddRR∶ddRr＝3∶2。(2)要尽快获得矮秆抗病类型新品种，应该采用单倍体育种的方式，即图中⑤→⑦→⑧途径。将F 1的花药经过离体培养后，便可以得到单倍体植株。
(3)培育能产生人体蛋白的水稻新品种，应该用基因工程育种的方式即图中③→④途径，所利
用的原理是基因重组。(4)诱变育种的原理是基因突变，基因突变具有多方向性，因此图中①→②途径具有多方向性。
特别提醒依据不同需求，选择适宜的育种方法
(1)将两亲本的两个不同优良性状集中于同一生物体上，可利用杂交育种，亦可利用单倍体育种。
(2)要求快速育种，则运用单倍体育种。
(3)要求大幅度改良某一品种，使之出现前所未有的性状，可利用诱变育种和杂交育种相结合的方法。
(4)要求提高品种产量，提高营养物质含量，可运用多倍体育种。
(5)若要将特殊性状组合到一起，可考虑转基因技术，如抗虫棉的培育。
例5下列有关育种的叙述正确的是( )
A.诱变育种可以定向地改变生物的性状
B.通过杂交育种获得新品种均需要从F3开始选取
C.多倍体育种中，秋水仙素处理的作用机理是抑制纺锤体的形成，使染色体不能移向细胞两极
D.通过花药离体培养获得的新个体即为纯合子
答案 C
解析由于基因突变具有多方向性，所以诱变育种不能定向改变生物的性状；通过杂交育种获得新品种可以从F2就开始选取；在多倍体育种中，秋水仙素处理的作用机理是能抑制纺锤体的形成，使染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍；在单倍体育种的过程中，通过花药离体培养获得的新个体是单倍体，高度不育，需通过人工诱导染色体加倍后，才可能得到纯种个体。
1.育种专家用高秆抗锈病水稻与矮秆不抗锈病水稻杂交，培育出了矮秆抗锈病水稻，这种水稻出现的原理是( )
A.基因突变
B.基因重组
C.染色体畸变
D.环境条件的改变
答案 B
解析矮秆抗锈病水稻是经杂交育种得到的，其原理是基因重组。
2.(2018·台州高一测试)通过单倍体育种将宽叶不抗病(AAbb)和窄叶抗病(aaBB)两个烟草品种培育成宽叶抗病(AABB)新品种。下列关于育种过程的叙述正确的是( )
A.将AAbb和aaBB杂交得到AaBb的过程实现了基因重组
B.对F1的花药进行离体培养，利用了细胞的全能性
C.需要用秋水仙素处理萌发的F1种子，使染色体加倍
D.育种过程中淘汰了杂合个体，明显缩短了育种年限
答案 B
解析将AAbb和aaBB杂交，由于AAbb和aaBB都是纯合子，所以得到AaBb的过程没有发生基因重组，A错误；对F1的花药进行离体培养，获得单倍体植株，利用了植物细胞的全能性，B正确；单倍体育种过程中，F1的花药进行离体培养获得单倍体植株，然后需要用秋水仙素处理单倍体幼苗，使染色体加倍，C错误；单倍体育种过程中，获得的都是纯合子，不需要进行淘汰杂合子个体，所以明显缩短了育种年限，D错误。
3.下列关于育种方法的叙述，正确的是( )
A.用杂交的方法进行育种，从F1自交后代中可筛选出符合人类需要的优良品种
B.用辐射的方法进行诱变育种，诱变后的植株一定比诱变前的植株具备更多优良性状
C.用基因型为DdTt的植株进行单倍体育种，所有的新品种自交后代中约有1/4为纯合子
D.用基因型为DdTt的植株进行多倍体育种，所育的新品种和原品种杂交一定能产生可育后代答案 A
解析诱变育种的生物学原理为基因突变，基因突变具有多害少利和多方向性的特点，故诱变后的植株不一定比诱变前的植株具备更多优良性状，故B错误；用基因型为DdTt的植株进行单倍体育种，产生的新品种全为纯合子，其自交后代也全为纯合子，故C错误；二倍体植株染色体加倍后成为四倍体植株，四倍体植株和原二倍体植株杂交得到的三倍体植株是高度不育的，故D错误。
4.下列关于育种的叙述中，错误的是( )
A.用物理因素诱变处理萌发的种子可提高突变率
B.诱变育种和杂交育种均可形成新的基因
C.三倍体植物可以由受精卵发育而来
D.单倍体育种最大的优点是能明显缩短育种年限
答案 B
解析基因突变的频率是很低的，物理因素、化学因素处理生物可以提高基因的突变率，A 正确；诱变育种的原理是基因突变，可以产生新基因，杂交育种的原理是基因重组，不能产生新基因，B错误；二倍体生物与四倍体生物杂交可以获得三倍体生物，三倍体生物可以由受精卵发育而来，C正确；单倍体育种最大的优点是能明显缩短育种年限，D正确。
5.普通小麦中有高秆抗病(TTRR)和矮秆易感病(ttrr)两个品种，控制两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。实验小组利用不同的方法进行了如下三组实验：
请分析回答下列问题：
(1)A组由F1获得F2的方法是________，F2矮秆抗病植株中不能稳定遗传的占________。
(2)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类矮秆抗病植株中，最可能产生不育配子的是________________。
(3)A、B、C三组方法中，最不容易获得矮秆抗病小麦品种的是________组，原因是______________。
(4)通过矮秆抗病Ⅱ获得矮秆抗病新品种的常用方法是__________________________。获得的矮秆抗病植株中能稳定遗传的占________。
答案 (1)自交 23
(2)矮秆抗病Ⅱ (3)C 基因突变频率低，且具有多方向性 (4)秋水仙素诱导染色体加倍 100%
解析 (1)A 组为杂交育种，由F 1获得F 2的方法为自交，F 2中矮秆抗病植株(ttR_)中不能稳定
遗传的占23
。(2)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类矮秆抗病植株中，最可能产生不育配子的是矮秆抗病Ⅱ，因其为单倍体植株，往往表现为高度不育。(3)由于基因突变具有多方向性，故诱变育种最具盲目性。(4)矮秆抗病Ⅱ需经人工诱导染色体加倍，方可获得新品种，且一经加倍，一定为纯合子。
[对点训练]
题组一 杂交育种
1.在植物的杂交育种中，选种工作一般( )
A.从F 1中选
B.只从F 2中选
C.从F 2中选
D.从F 2开始选
答案 D
解析 在杂交育种过程中，F 1一般不会发生性状分离，当在F 2时，往往会发生性状分离，在育种工作中，往往选择F 2作为育种工作的开始。
2.杂交玉米的种植面积越来越广，农民需要购买玉米杂交种。不能自留种子来年再种的原因是( )
A.自留种子发芽率低
B.杂交种都具有杂种优势
C.自留种子容易患病虫害
D.杂交种的有性繁殖后代会发生性状分离
答案 D
解析 不选用自留种子来年种植是因为杂交种的有性繁殖后代会发生性状分离，不能很好的保留杂种优势，影响产量和质量。
3.现有高秆抗锈病(DDTT)和矮秆易感锈病(ddtt)的小麦，两对基因独立遗传。育种专家利用它们培育出了矮秆抗锈病新品种(如图)。下列相关叙述错误的是( )
A.该育种方法是杂交育种
B.该方法依据的原理是染色体畸变
C.从F2开始筛选矮秆抗锈病植株
D.该方法可将多个优良性状集中在一起
答案 B
解析根据题意和图示分析可知：该育种方法是杂交育种，A正确；杂交育种的原理是基因重组，B错误；从F2开始出现矮秆抗锈病植株，由于有杂合子，所以需要通过自交筛选矮秆抗锈病植株，C正确；杂交育种可以将不同亲本的多个优良性状集中到同一后代的身上，D 正确。
4.杂交育种是植物育种的常规方法，其选育新品种的一般方法是( )
A.根据杂种优势原理，从子一代中即可选出
B.从子三代中选出，因为子三代中才出现纯合子
C.既可从子二代中选出，也可从子三代中选出
D.只能从子四代中选出能稳定遗传的新品种
答案 C
解析杂交育种从子二代开始出现性状分离。
题组二诱变育种
5.用紫外线照射红色细菌的培养液，接种在平板培养基上，几天后出现了一个白色菌落，把这个白色菌落转移培养，长出的菌落全是白色的，这是( )
A.染色体畸变
B.自然突变
C.人工诱变
D.基因重组
答案 C
解析紫外线是诱导基因突变的物理因素，红色细菌经过紫外线照射后，出现了一个白色的菌落，且将这一白色菌落转移培养后，得到的子代全为白色，说明白色性状是能够稳定遗传的，由此可推知，白色性状是人工紫外线照射，红色细菌体内发生基因突变的结果。
6.下列不属于诱变育种实例的是( )
A.一定剂量的γ射线引起变异得到新品种
B.用一定剂量X射线处理青霉菌菌株获得高产菌株
C.玉米单株自交后代中出现一定比例的白化苗
D.激光照射植物或动物引起突变得到新品种
答案 C
解析A、B、D三项均是物理因素诱变育种的实例。玉米单株自交后代出现一定比例的白化苗可能是由于杂合子自交产生了性状分离。
7.随着科学技术的发展，育种方法得到不断改进。下图所示的育种方法属于( )
A.单倍体育种
B.多倍体育种
C.杂交育种
D.诱变育种
答案 D
解析根据题意和图示分析可知：用射线照射小麦种子，后代出现了新的性状，说明射线引起种子细胞发生了基因突变，产生了新的基因，从而表现出新的性状，这种育种方式属于诱变育种。
8.(2017·浙江杭州二模)家蚕(2n＝28)雌性体细胞内有两个异型的性染色体ZW，雄性体细胞内有两个同型性染色体ZZ。人们用辐射的方法使常染色体上带有卵色基因的片段易位到W染色体，使ZW卵和不带卵色基因的ZZ卵有所区别，从而在家蚕卵还未孵化时就能区分雌雄。下列有关说法错误的是( )
A.这种育种方式属于诱变育种
B.辐射的目的是为了提高基因的突变率，更容易筛选到卵色基因
C.上述带有卵色的受精卵将来会发育为雌性家蚕
D.上述带有卵色基因的家蚕染色体组型图与正常家蚕不同
答案 B
解析人们用辐射的方法使常染色体上带有卵色基因的片段易位到W染色体上，说明该方法是诱变育种，A正确；辐射的目的是为了提高基因的突变率，更容易筛选到含有卵色基因的个体，B错误；根据题意可知，卵色基因的片段易位到W染色体上，则带有卵色的受精卵为ZW，为雌性家蚕，C正确；上述带有卵色基因的家蚕W染色体上多了一段染色体，所以其染色体组型图与正常家蚕不同，D正确。
题组三单倍体育种、多倍体育种和转基因技术
9.能够打破物种界限，定向改造生物的遗传性状，按照人们的意愿培育生物新品种的方法是( )
A.诱变育种和转基因技术
B.杂交育种和诱变育种
C.杂交育种和基因工程
D.转基因技术育种
答案 D
解析转基因技术可以将控制特定性状的基因从一种生物体内转移到另一种生物体内，使基
因实现了跨物种的转移，定向改造生物的遗传性状。
10.下图中，甲、乙表示水稻两个品种，A、a和B、b表示分别位于两对同源染色体上的两对等位基因，①～⑦表示培育水稻新品种的过程，则下列说法错误的是( )
A.①→②过程简便，但培育周期长
B.②和⑦的变异都发生于有丝分裂间期
C.③过程常用的方法是花药离体培养
D.③→⑥过程与⑦过程的育种原理相同
答案 B
解析分析题图，①→②过程为杂交育种过程，杂交育种操作简便，但育种周期长；②过程发生了基因重组，发生在减数分裂过程中，⑦过程是多倍体育种，此过程发生的染色体畸变是由于秋水仙素抑制分裂前期纺锤体的形成；③→⑥表示的过程是单倍体育种，其中③过程常用的方法是花药离体培养；单倍体育种与多倍体育种的原理都是染色体畸变中的染色体数目变异。
11.将二倍体芝麻的种子萌发成的幼苗用秋水仙素处理后得到四倍体芝麻，下列说法正确的是( )
A.对花粉进行离体培养，可得到二倍体芝麻
B.产生的配子没有同源染色体，所以无遗传效应
C.与原来的二倍体芝麻杂交，产生的是不育的三倍体芝麻
D.秋水仙素诱导染色体加倍时，最可能作用于细胞分裂的后期
答案 C
解析二倍体芝麻幼苗用秋水仙素处理，得到的是同源四倍体，体细胞内有4个染色体组，而且每个染色体组之间都有同源染色体，由四倍体的配子发育而来的芝麻是单倍体，含两个染色体组，所以该单倍体芝麻是可育的，A、B错误；四倍体的配子中有两个染色体组，二倍体的配子中有一个染色体组，所以四倍体与二倍体杂交产生的是三倍体芝麻，由于三倍体芝麻在减数分裂过程中同源染色体联会紊乱，不能形成正常的配子，所以不育，C正确；秋水仙素诱导染色体加倍时，起作用的时期是细胞分裂的前期，抑制纺锤体的形成，D错误。12.某农科所通过如图所示的育种过程培育成了高品质的糯小麦。下列有关叙述正确的是( )
A.a过程中运用的遗传学原理是基因重组
B.b过程能提高突变率，从而明显缩短了育种年限
C.a过程需要使用秋水仙素，作用于萌发的种子
D.b过程需要通过自交来提高纯合率
答案 D
解析分析题图可知，a为单倍体育种过程，其遗传学原理是染色体畸变；b过程为杂交育种过程，不是诱变育种，不能提高突变率，缩短育种年限；a过程需要使用秋水仙素，但其作用对象不是萌发的种子，而是花粉萌发形成的单倍体幼苗；杂合子自交可以提高后代中纯合子的比例。
[综合强化]
13.1943年，青霉素产量只有20单位/mL，产量很低，不能满足要求。后来科学家用X射线、紫外线等照射青霉菌，结果大部分青霉菌死亡，少量生存下来。在存活下来的青霉菌中，青霉素的产量存在很大差异，其中有的青霉菌产生的青霉素的量提高了几百倍(最高达到20 000单位/mL)，从而选育出了高产青霉菌株。
根据以上材料回答下列问题：
(1)用射线照射青霉菌株，目的是诱发青霉菌发生__________。
(2)从分子水平看，发生上述变化的根本原因是____________的结构发生了变化。
(3)存活下来的青霉菌产生的青霉素的量存在着很大的差异，这说明__________________。
(4)上述育种方式叫________育种，所获得的高产青霉菌株的青霉素产量提高了几百甚至几千倍，这说明这种育种方式的优点是____________________________________________。
答案(1)基因突变(2)DNA分子
(3)突变是多方向的
(4)诱变能提高变异频率，加速育种进程，并能大幅度改良某些性状
解析用射线照射青霉菌株，目的是诱发青霉菌发生基因突变，由于突变具有多方向性，产生的后代有产量高的、有产量低的，但大部分青霉菌还是保持原有的产量水平；对少量的高产菌株做进一步选育，即可得到所需品种。
14.现有两个水稻品种，一个纯种水稻的性状是高秆(D)、抗锈病(T)；另一个纯种水稻的性状是矮秆(d)、易染锈病(t)。两对基因独立遗传。育种专家提出了如下图所示的Ⅰ、Ⅱ两种育
种方法以获得水稻新品种。请据图回答下列问题：
(1)要缩短育种年限，应选择的方法是______________，(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)依据的变异原理是________________；另一种方法的育种原理是________。
(2)图中①和④基因组成分别为________和________。
(3)(二)过程中，D 和d 的分离发生在________________；(三)过程采用的方法称为________________；(四)过程最常用的化学药剂是______________。
(4)(五)过程产生的抗倒伏抗锈病植株中的纯合子占________。
(5)如将方法Ⅰ中获得的③⑤植株杂交，再让所得到的后代自交，则后代的基因型比例为________。
答案 (1)Ⅰ 染色体畸变 基因重组
(2)DT ddTT
(3)减数第一次分裂后期 花药离体培养 秋水仙素
(4)13
(5)1∶2∶1 解析 图中(一)过程属于杂交，作用是把矮秆和抗病基因组合到一个植株上。图中(二)过程F 1种下后，产生4种配子(DT 、Dt 、dT 、dt)。根据图中可知，①的基因型是DT ，②的基因型是dT 。图中(三)是培养单倍体的过程，一般用花药离体培养的方法获得单倍体植株。图中(四)是诱导染色体加倍的过程，常用的方法是用秋水仙素处理单倍体幼苗，经诱导后长成的植物体一定是纯合子，仔细分析图，可得出图中的③④⑤对应的基因型是DDtt 、ddTT 和ddtt 。图中沿着(一)、(二)、(三)、(四)途径进行的育种方法属于单倍体育种，沿着(一)、(五)、(六)途径进行的育种方法是杂交育种。图中(五)过程是指F 1自交的过程，其后代中的矮秆抗锈病
的类型，表现型虽符合要求，但其中能稳定遗传的纯合子只有13，还有23
是杂合子，不能稳定遗传。
15.获得2006年国家最高科技奖的育种专家李振声，长期从事小麦与偃麦草远缘杂交和染色体工程育种的研究。他与其他育种专家经过20多年的努力，培育出了高产、抗病性强的小麦新品种。对小麦新品种的染色体组成研究发现，偃麦草具有抗病基因的染色体片段移接到了
普通小麦的染色体上。下图表示他们育种的主要过程：
P 小麦×偃麦草
↓
杂种小麦
↓
回答下列问题：
(1)此育种过程中获得的杂种小麦，种植后代一定会出现__________________。大面积种植杂种的目的是要获得________________遗传的小麦新品种。
(2)在小麦新品种选育的过程中，特殊的气候条件起到了________的作用。
(3)小麦与偃麦草杂交培育出小麦新品种的事实，突破了__________________________。
(4)科学家发现具有抗病的小麦的抗性基因和影响产量(高产和低产)的另一对等位基因的传递符合孟德尔的遗传定律。
①将大面积种植前的抗病小麦与普通小麦杂交，其后代中抗病小麦与不抗病小麦数量之比为________。
②若该抗病小麦自交，则其后代性状表现及分离比为____________________。
③若高产杂合的普通小麦通过育种专家李振声培育，得到高产抗病的小麦，现将此高产抗病小麦与低产普通小麦多次杂交，得到的都是高产抗病和低产不抗病的小麦，请解释此现象的原因是________________________________________________________________________。答案(1)性状分离高产抗病且能稳定(2)选择
(3)远缘杂交不亲和的障碍
(4)①1∶1②抗病小麦∶不抗病小麦＝3∶1
③抗病基因移接到了含有高产基因的染色体上
解析(1)杂种子代出现性状分离，大面积种植杂种的目的是获得所需的性状。(2)在新品种选育过程中，环境起选择作用。(3)小麦与偃麦草杂交培育出小麦新品种，突破了远缘杂交不亲和的障碍。(4)由题干信息可知，大面积种植前的杂种是将具有抗病基因的染色体片段移接到普通小麦而获得的，故为杂合子，普通小麦为隐性纯合子，杂交后代抗病小麦与不抗病小麦数量比为1∶1，其自交后代性状分离比为3∶1。
江苏省淮安市洪泽县新区中学八年级生物下册第2节生物的变异 教案苏教版 备课时间上课时间总课时数4 教学目标： 1）通过全班同学间个体差异的比较活动，使学生对变异现象有初步认识。 2）知道变异有能遗传的变异和不能遗传的变异。3）初步了解变异的意义。 4）初步了解转基因技术及其应用。 教学难点： 1、重点：变异的类型及意义，转基因技术及其应用。 2、难点：能遗传的变异。 教学过程： 一、引言： 在上一节的学习中，我们曾经讨论过人的上眼睑的遗传问题。这节课我们首先从人的上眼睑的遗传问题开始我们新的问题的研究。 有一对夫妇，他们有两个孩子。爸爸、妈妈的上眼睑是双眼皮。两个孩子，一个孩子为双眼皮，另一个孩子为单眼皮。即双眼皮的孩子继承了父母双亲的性状，这种现象叫做遗传。另一个孩子的上眼睑与双亲不同，是不是也叫做遗传？若是遗传，为什么与父母的性状不相同？若不是，叫做什么？ 与遗传现象伴随存在的另一种生命现象就是变异。 二、课题：第二节生物的变异 （一）变异的现象与概念 在自然界中，与遗传现象一样，变异现象是普遍存在的。 提问，讨论：在我们周围，可以看到哪些现象是变异现象？根据同学们的讨论，什么叫做变异？请做一个小结。 变异：生物的亲代与子代之间、子代与子代个体之间在性状上的差异称为变异。或生物在生殖过程中，在上下代之间、子代之间表现出的性状差异。 提问：比较遗传和变异两个概念，两个概念有什么共同点，有什么差异？ 生物的遗传和变异都是通过生物的生殖过程实现的。在生物的生殖过程中，上下代之间的相似性为遗传。但是生物的后代不会也不可能完全与祖先一样。后代在继承亲代特征的主要特点时还会产生一定的差异，这些差异称为变异。所以，我们所说的变异是在遗传的基础上的变异，变异是在一定范围内的变化。小猫与大猫的样子有所不同，但是小猫仍旧是猫，并没有变为其他生物。 提出问题：为什么说变异是在遗传的基础上的变异？这种说法是否有根据？ （二）变异的原因 1．外界环境的影响： 在我们观察到的变异中，有些是由于外界环境的影响产生的。在我们刚才提出的变异现象中，哪些是属于这一类？ 提问，讨论：同一品种的小麦种在不同的田里，小麦的麦穗有大穗、小穗，产生大穗、小穗的原因可能是什么？你如何证明这些差异是由于环境影响造成的？将大穗和小穗上的种子收获后 分别种到田里，它们的后代会如何？ 小结：田中小麦的大穗和小穗的变异是由环境变化引起的，这种变异一般是不能遗传的。提问：什么因素引起的变异可以传递给后代？我们再来看看另一种情况。 2．遗传物质的变化：
第五节生物的变异 一、选择题 1．诱变育种可以改良某种性状，这是因为①后代性状稳定较快②提高突变率，增加变异类型③控制某性状的基因突变成等位基因④有利突变体数目多（）A．①② B．②③ C．①③ D．②④ 答案：B 2．基因的随机重组及配子形成过程中的基因突变分别发生在①分裂间期DNA复制过程； ②有丝分裂形成子细胞的过程；③减数分裂形成配子的过程；④减数第一次分裂联会时期； ⑤配子受精形成合子的过程；⑥减数第二次分裂前期（） A.①④B．②⑤ C．⑥③ D．①③ 答案：D 3．如果将镰刀型细胞贫血症的患者血液输给一血型相同的正常人，将使该正常人（） A．基因产生突变，使此人患病 B．无基因突变，性状不遗传给此人 C．基因重组，将病遗传给此人 D．无基因重组，此人无病，其后代患病 答案：B镰刀型细胞贫血症是遗传病，红细胞没有细胞器，不携带遗传信息，红细胞的代谢率是很高的，镰刀形的红细胞会随血液运输之后代谢掉，马上会被骨髓中新造出的正常红细胞取代。引起基因突变往往是理化因素引起的。这差不多就和黑发人染了金发又会很快长出黑发是一个道理。 4．下列不属于基因突变引起的变异是（） A．果蝇的白眼B．血友病C．短腿安康羊D．猫叫综合征 答案：D 5．生物变异的根本来源是（） A．基因重组B．染色体数目变异C．染色体结构变异D．基因突变 答案：D 6．生物界是千姿百态，多种多样的，这都要建立在生物丰富变异的基础上。生物丰富的变异主要来源于（） A．基因重组B．基因突变C．染色体变异D．环境变化 答案：A
7．基因重组发生在（） A．减数分裂形成配子的过程中B．受精作用形成受精卵的过程中 C．有丝分裂形成子细胞的过程中D．通过嫁接，砧木和接穗愈合的过程中 答案：A 8．下列关于基因突变的叙述中，正确的是（） A．基因突变发生在DNA的复制过程中B．基因突变都是有害的，不利于生物进化 C．只有细胞核中的基因才会发生基因突变D．同源染色体上的成对基因往往同时突变答案：A 9．下面叙述的变异现象，可遗传的是（） A．割除公鸡和母鸡的生殖腺并相互移植，因而部分改变的第二性征 B．果树修剪后所形成的树冠具有特定的形状 C．用生长素处理未经受粉的番茄雌蕊，得到的果实无子 D．开红花的一株豌豆自交，后代部分植株开白花 答案：D 10．引起生物可遗传的变异的原因有三种：基因重组、基因突变和染色体变异。以下几种生物性状的产生，来源于同一种变异类型的是（） ①果蝇的白眼；②碗豆的黄色皱粒、绿色圆粒；③八倍体小黑麦的出现；④人类的色盲； ⑤玉米的高茎皱形；⑥人类的镰刀型细胞贫血症 A．①②③ B．④⑤⑥ C．①④⑥ D．②③⑤ 答案：C 11．在下列叙述中，正确的是（） A．培育无籽西瓜是利用生长素促进果实发育原理 B．培养无籽西瓜是利用单倍体育种的原理 C．培育八倍体小黑麦是利用染色体变异的原理D．培育青霉素高产菌株是利用基因重组的原理 答案：C 12．取普通小麦(六倍体)的花瓣细胞进行离体培养，所得的植株是（） A．单倍体 B．二倍体 C．三倍体 D．六倍体 答案：D花瓣细胞就是体细胞。 13．单倍体育种可以明显缩短育种年限，这是因为（）
《生物的变异和进化》专题优化测评卷 一、选择题（每小题6分，共12小题，共72分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合 题目要求，请将正确答案的字母代号填入下表相应题号的空格内） 题号 1. 2. 3. 4. 5. 6.7.8.9.10.11.12. 选项 1.除草剂敏感型的大豆经辐射获得抗性突变体，且敏感基因与抗性基因是1对等位基因。下列叙 述正确的是（） A.突变体若为1条染色体的片段缺失所致，则该抗性基因一定为隐性基因 B.突变体若为1对同源染色体相同位置的片段缺失所致，则再经诱变可恢复为敏感型 C.突变体若为基因突变所致，则再经诱变不可能恢复为敏感型 D.抗性基因若为敏感基因中的单个碱基对替换所致，则该抗性基因一定不能编码肽链 2.下列关于染色体变异的叙述，正确的是（） A.染色体增加某一片段可提高基因表达水平，是有利变异 B.染色体缺失有利于隐性基因表达，可提高个体的生存能力 C.染色体易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响 D.通过诱导多倍体的方法可克服远缘杂交不育，培育出作物新类型 3.图甲表示雄家兔细胞内的一对同源染色体。一个精原细胞进行细胞分裂时得到了图乙所示的情 况，另一个精原细胞进行细胞分裂时得到图丙所示的情况。下列相关说法中不正确的是（） A.图乙所示情况发生在精原细胞进行减数分裂的过程中 B.图丙所示情况发生在精原细胞进行有丝分裂或减数分裂的过程中 C.乙、丙两图所示的变异一定能遗传给子代 D.乙、丙两图所示的变异类型分别属于基因重组和染色体结构变异 4.大豆植株的体细胞含40条染色体。用放射性60C O 处理大豆种子后，筛选出一株抗花叶病的植株X，取其花粉经离体培养得到若干单倍体植株，其中抗病植株占50％。下列叙述正确的是（） 题号一 二 总分 13 14 得分 （时间45分钟满分100分）
第2节生物的变异 【学习目标】 知识目标：（1）举例说出可遗传的变异和不遗传的变异，并能说出引起两种变异的原（2）举例说出生物的性状既受遗传物质的控制，又受环境因素的影响 （3）初步了解转基因技术以及在生产中的应用 能力目标：通过对遗传变异和不遗传变异相关知识的分析讨论，培养思维能力、表达能力及信息处理能力。 情感态度价值观目标： （1）通过对生物的变异的意义讨论，树立辩证唯物主义的观念。 （2）通过对生物科学技术的关注，树立科学技术是第一生产力的思想，培养热爱科学的情感。 【学习重点】 生物变异类型及意义；转基因技术在生产上的运用 【学习难点】 区分可遗传的变异和不能遗传的变异；分析不同变异产生的原因 【知识梳理】 1.生物的亲代与子代之间，以及子代的各个体之间在性状上或多或少地存在着差异就是生物的，遗传和变异的现象在生物界是存在的。 2. 的变异：是由变化引起的，能够遗传。 变异的类型 的变异：是由变化引起的，不能够遗传。 3.变异的意义
（1）变异对生物个体生存的意义主要是：在繁衍过程中，不断产生有利变异，以不断变化的环境，有利于生物的生存。 （2）变异对生物进化的意义主要是：遗传的变异不断产生新的生物类型，为生物的进化提供了基础，没有生物的变异，就没有生物的。 （3）变异在农业生产等方面的应用：在生产实践中，人们可以充分利用生物的变异，培育出品质优良的。 4.转基因技术是通过改变物质，产生变异的生物技术，对人类生产和生活已经产生了极大的影响。 【课堂检测】 1.下列关于生物变异的叙述，错误的是（） A.生物的变异是普遍现象 B.生物的变异有的能遗传，有的不能遗传 C.生物的变异都是有利的 D.生物的变异是进化的基础 2.下列变异现象中，属于不遗传变异的是（） A. 彩色的棉花 B.超级鼠 C. 转基因大豆 D.健美运动员肌肉发达 3.世界上第一个转基因动物是（） A. 超级鼠 B. 克隆羊 C. 试管婴儿 D. 克隆猪 4. 下列各项生物技术中，与转基因技术无关的是（） A. 遗传工程 B. 基因工程 C.杂交育种 D. 细胞工程 5．下列属于不遗传的变异的是（）
2020 年生物专题复习：生物的变异和进化 、教学内容 基因突变和基因重组 染色体变异杂交育种与诱变育种 、教学重点 （1）基因突变的概念及特点. （2）基因突变的原因. （3）染色体数目的变异 （4）遗传和变异规律在改良农作物和培育家畜品种等方面的应用 三、教学难点 （1）基因突变和基因重组的意义. （2）染色体组的概念. （3）二倍体、多倍体和单倍体的概念及其联系 （4）各种育种方法的比较 四、具体内容 （一）基因突变和基因重组 1.基因突变 （1）基因突变的定义：由于DNA 分子中发生碱基对的增添，缺失或改变而引起的基因结构的改变叫基因突变. （2）基因突变的结果：使一个基因变成它的等位基因（产生新的基因）可以引起一定的表现型变化 （3）基因突变的时间：主要发生在DNA 复制时. （4）基因突变的意义：提供了新的基因（有可能产生前所未有的新性状）为生物进化提供了最初的原材料，是变异的根本来源 （5）基因突变如何产生的？（诱因） （6）基因突变的主要特点： ①普遍性：只要内因（基因变化）和外因（诱导因素）同时存在控制任何性状的基因都可以发生突变 ②随机性：只要是在DNA 复制时，在生物个体发育中的任何时期任何细胞都可以发生基因突变. ③突变率很低：（低频性）原因：自然状态下DNA 分子结构相对稳定，具有严格的复制机制. 如生殖细胞的突变率为10—5—10—8 ④有害性：由于生物是长期进化的产物，已与环境取得了高度的协调，因此基因突变往往是有害的，如人类的遗传病，植物的白化苗，但也有少数突变是有利的，如植物的抗病性耐旱性突变，微生物的抗药性突变等. 另外，突变的有害和有利，有时可以针对不同个体而言，如微生物的抗药性对人类有害，但对生物生存有利，同时突变的有利和有害还与环境因素有关，在一种环境条件下的有利突变可能会由于环境的改变而成为有害突变. ⑤不定向性：一个基因可以向不同的方向发生突变，产生一个以上的等位基因，但基因突变只能在控制同一性状的范围突变
第二节生物变异在生产上的应用 知识内容必考要求 加试要求 杂交育种、诱变育种、单倍体育种和多倍体育种 a a 杂交育种和诱变育种在农业生产中的应用 b b 转基因技术 a a 生物变异在生产上的应用 c 转基因生物和转基因食品的安全性 b 课时要求1.结合培育番茄新品种的实例，概述杂交育种的概念和基本过程。2.结合基因突变的原理，阐明人工诱变育种的概念和过程。3.比较杂交育种和诱变育种。 4.结合烟草新品种的选育过程，说明单倍体育种的过程及特点。 5.结合三倍体无籽西瓜的培育过程，说明多倍体育种的过程及特点。 6.通过转基因技术的过程介绍，说明转基因技术的过程及应用。 你见过像图示那样大的南瓜吗？它可不是普通的南瓜，它是由我国首次载人航天飞船“神舟”五号带入太空培育的新品种。这种南瓜比一般的杂交种品质好，一般重量在300～400斤，是名副其实的“巨人”南瓜。这种育种方法的原理和过程是怎样的呢？今天我们就来学习有关育种的知识。 解决学生疑难点 一、杂交育种 1．概念：利用基因重组原理，可以有目的地将两个或多个品种的优良性状组合在一起，培育出更优良的新品种。 2．原理：基因重组。
3．处理方法 (1)培育显性纯合子 选取亲本――→杂交F 1――→自交F 2――――――――――――→筛选表现型符合要求的个体 连续自交，直至后代几乎不发生性状分离 (2)培育隐性纯合子 选取亲本――→杂交F 1――→自交F 2→筛选符合要求的个体即可推广 4．优缺点 (1)优点：使位于不同个体上的多个优良性状集中于一个个体上，能产生新的基因型。 (2)缺点 ①杂交后代会出现性状分离现象，育种过程缓慢。 ②不能产生新基因、新性状。 有两种纯种的小麦，一个为高秆(D)抗锈病(T)，另一个为矮秆(d)易感锈病(t)，这两对性状独立遗传，现要培育矮秆抗锈病新品种，方法如下： 高秆抗锈病×矮秆易感锈病――→a F 1――→b F 2――→c 稳定遗传的矮秆抗锈病新品种。 请据此分析： 1．过程a 、b 、c 的处理方法分别叫什么？ 答案 杂交、自交、连续自交和观察筛选。 2．从哪一代开始出现矮秆抗锈病的新品种？其中有多少比例的纯合子？ 答案 F 2中开始出现矮秆抗锈病，其中纯合子占13 。 3．上述杂交育种过程至少需要几年的时间(假设每年只繁殖一代)? 分析 第一年：种植亲代，杂交，收获F 1种子； 第二年：种植F 1，自交，收获F 2种子； 第三年：种植F 2，获得表现型符合要求的小麦(矮抗)，同时矮抗自交，收获F 3种子，分单株保存； 第四年：分别种植符合要求的F 3，观察是否发生性状分离，不发生性状分离的为合乎要求的新品种。 答案 4年。 4．培育细菌新品种时，能否用杂交育种的方法？ 答案 不能，杂交育种只适用于进行有性生殖的真核生物，如植物和动物。细菌是原核生物，不能进行有性生殖。 5．是不是所有的杂交育种过程都必须从F 2开始筛选？是不是也都需要连续自交提高纯合度？
7.2.5生物的变异 教学目标 【知识与能力】 1.概述变异的概念和特点。 2.举例说出可遗传的变异和不遗传的变异，并能说出引起两种变异的原因。 3.举例说出遗传育种的几种方法，以及在生产中的应用。 【过程与方法】 通过探究活动使学生在取样、测量、整理数据、画曲线图等方面得到训练，并使学生通过实验得出变异是普遍存在的结论。 【情感态度价值观】 关注高科技给人类社会带来的影响；能用科学的态度和方法来解释生活现象。 教学重难点 【教学重点】 变异的概念和原因是本节内容的重点。 【教学难点】 人类应用遗传变异原理培育新品种。 课前准备 课件等。 教学过程 情境导入 中国有句谚语“一母生九子，连母十个样”，你从这句话中能悟出什么？我们今天就来学习生物变异的知识。（板书第五节生物的变异） 讲授新课 一、变异的概念 展示幻灯片图片，让学生在图片中找出图片中的突出特征和差别；用安康羊的例子说明变异的概念。 变异的概念：生物的亲代与子代之间、子代与子代个体之间在性状上的差异称为变异。二、变异的特点 提问：同学们还知道生活中有哪些变异现象吗？ 展示幻灯片，变异现象无处不在。例如不同品种的菊花；不同品种的玉米果穗；红眼果蝇和白眼果蝇；大花生和小花生的果实种子大小不同。 变异的特点：在自然界中，与遗传现象一样，变异现象是普遍存在的。 三、引起变异的原因 展示幻灯片并提问，幻灯片中所讲的两个实例中的变异是由什么原因引起的？ 结论：引起变异的原因有两个方面： （1）遗传物质决定； （2）外界环境影响。 展示幻灯片实例，缺钾导致西红柿生长不好，这是环境对生物性状影响的一个例子。
提问:这种变异能遗传给后代吗？ 结论：由遗传物质发生改变所引起的变异。如：人的眼睛的虹膜有褐色和蓝色、人的辨色能力有正常的和色盲等。 单纯由环境引起的变异，如果没有影响到遗传物质基础，就不会遗传给后代。如：断了尾巴的老鼠、温室里的韭黄等。 （1）遗传物质决定——可遗传的变异 （2）外界环境影响——不遗传的变异 四、生物变异的应用； 展示幻灯片，从产奶量不同的奶牛中选择繁育出高产奶牛。分析原因：不同的奶牛控制产奶量的基因组成不同，通过人工选择可以将产量高的奶牛选择出来，这种奶牛含有控制高产奶量的遗传物质，经过繁殖，再从下一代中选择产奶量多的奶牛，最终可以得到高产奶牛。展示幻灯片，通过杂交选择出高产抗倒伏小麦。分析原因：通过杂交，低产抗倒伏小麦把抗倒伏的基因传给了高产不抗倒伏的小麦，抗倒伏基因与高产基因组合到一起，可以产生高产抗倒伏小麦。 展示幻灯片，太空椒是在太空条件下，引起基因发生改变而培育成的新品种。 总结：生物界的变异现象是普遍存在的。根据变异产生的原因，可以分为可遗传的变异和不可遗传的变异；变异为生物进化提供了原始材料，根据生物的变异特性，人们可以培育出各种生物新品种。 展示幻灯片，出示“袁隆平与杂交水稻”的图片或有关录像资料，使学生认识到我国科学家的伟大和科技造福人类的实例。 课堂小结 培养学生搜集资料的能力。 梳理知识并进一步巩固所学新知识，解答学生的疑惑。 学以致用，进一步巩固所学知识。 板书设计 第五节生物的变异 一、变异的概念和特点 变异：生物的亲代与子代之间、子代与子代个体之间在性状上的差异称为变异。 特点：普遍存在。 二、引起变异的原因 （1）遗传物质决定——可遗传的变异 （2）外界环境影响——不遗传的变异 三、生物变异的应用 选育优良品种、培育新品种等等。
《第二节变异》教案 教学目标 知识目标 1、变异的概念。 2、举例说出可遗传的变异和不可遗传的变异，并能说出引起两种变异的原因。 3、举例说出遗传育种的几种方法，以及在生产上的应用。 能力目标 1、正确判断出可遗传的变异和不可遗传的变异，并对两种变异的本质进行对比。 2、可遗传变异与遗传育种的关系，以及在生产上的应用。 情感目标 1、用科学的态度和方法来解释生活现象。 2、关注高科技给人类社会带来的影响。 教学重点 1、引起两种变异（可遗传变异与不可遗传变异）的原因。 2、生物性状的变异是普遍存在的。 教学难点 1、引导学生理解生物的性状既受遗传的控制，又受环境因素的影响。 2、使学生认识遗传育种的几种方法，以及在生产上的应用。 教学过程 一、创设情境，导入新课 有一对夫妇，他们有两个孩子。爸爸、妈妈的上眼睑是双眼皮。两个孩子，一个孩子为双眼皮，另一个孩子为单眼皮。即双眼皮的孩子继承了父母双亲的性状，这种现象叫做遗传。另一个孩子的上眼睑与双亲不同，是不是也叫做遗传？若是遗传，为什么与父母的性状不相同？若不是，叫做什么？ 与遗传现象伴随存在的另一种生命现象就是变异。 （板书：生物的变异） （从学生已有的知识和熟悉的生活现象引入，激发学生的学习兴趣和探究欲望，自然，流畅）二、讲授新课
（一）探究一种变异现象 教师：你还知道哪些变异现象？ 学生：比如金鱼有许多种，菊花有许多颜色和形态，狗有很多品种。 教师：说得很好。不同种类的生物固然千差万别，同种生物之间也存在各种各样的差异，这都源于生物的变异。 教师：我们前面学过的各种相对性状，其实也是通过变异产生的。变异是普遍存在的。 教师：引导学生分析性状是受基因和环境共同作用的，差异可以由基因不同引起，也可以由环境不同引起。 学生：变异的原因有两种：一、遗传物质（染色体和基因）的变化引起的：二、受环境的影响。 教师：引导学生深入地分析变异的原因和类型。 学生：遗传物质（染色体和基因）的变化引起的——可遗传变异：受环境的影响——不可遗传的变异。 总结：在比较一类生物的相对性状差异时，应该比较它们的平均值。在相同条件下种植大小花生，正常情况下，大花生果实长度的平均值应大于花生果实的平均值，这种差异主要是由于遗传物质的差异引起的，可以遗传给后代，这叫可遗传变异：但若把大花生种到了贫的土地中把小花生种到肥沃的土地中，大花生长得比原来小，小花生长得比原来大，这主要是由于环境因素引起的变异，这种变异程度是有限的.所以大花生或小花生的果实大小总在一定范围内波动，这种变异不能传给后代，属于不可遗传的变异。 变异首先决定于遗传物质基础的不同，其次与环境有关。由遗传物质的改变引起的变异是可遗传变异，单纯由环境引起的变异是不遗传变异。 （二）人类应用遗传变异原理培育新品种 例：高产奶牛：人工选择基因的变异。 高产抗倒伏小麦：基因重组。 太空椒：环境影响使基因产生变异。 教师：通过学习，我们明确了变异的不同类型以及引起两种变异的原因。正是因为有了变异，生物才会如此多资多彩，我们也可以从丰富的生物世界中选择人类所需，加以培育，并为人类服务。这就是我们在农业生产中的人工育种工作。请问，在这个工作中，我们利用的是哪一种变异？ 学生：可遗传的变异。
2019年高考生物真题分类汇编专题05：生物的变异与进化 一、单选题（共7题） 1.（2019?江苏）下列关于生物变异与育种的叙述，正确的是（） A. 基因重组只是基因间的重新组合，不会导致生物性状变异 B. 基因突变使DNA序列发生的变化，都能引起生物性状变异 C. 弱小且高度不育的单倍体植株，进行加倍处理后可用于育种 D. 多倍体植株染色体组数加倍，产生的配子数加倍，有利于育种 2.（2019?江苏）我国生物多样性较低的西部沙漠地区生长着一种叶退化的药用植物锁阳，该植物依附在另一种植物小果白刺的根部生长，从其根部获取营养物质。下列相关叙述正确的是（） A. 锁阳与小果白刺的种间关系为捕食 B. 该地区生态系统的自我调节能力较强，恢复力稳定性较高 C. 种植小果白刺等沙生植物固沙体现了生物多样性的间接价值 D. 锁阳因长期干早定向产生了适应环境的突变，并被保留下来 3.（2019?江苏）下列关于种群和群落的叙述，正确的是（） A. 种群是生物进化的基本单位，种群内出现个体变异是普遍现象 B. 退耕还林、退塘还湖、布设人工鱼礁之后都会发生群落的初生演替 C. 习性相似物种的生活区域重叠得越多，对资源的利用越充分 D. 两只雄孔雀为吸引异性争相开屏，说明行为信息能够影响种间关系 4.（2019?江苏）人镰刀型细胞贫血症是基因突变造成的，血红蛋白β链第6个氨基酸的密码子由GAG 变为GUG，导致编码的谷氨酸被置换为缬氨酸。下列相关叙述错误的是（） A. 该突变改变了DNA碱基对内的氢键数 B. 该突变引起了血红蛋白β链结构的改变 C. 在缺氧情况下患者的红细胞易破裂 D. 该病不属于染色体异常遗传病 5.（2019?江苏）下图为初级精母细胞减数分裂时的一对同源染色体示意图，图中1~8表示基因。不考虑突变的情况下，下列叙述正确的是（） A. 1与2、3、4互为等位基因，与6、7、8互为非等位基因 B. 同一个体的精原细胞有丝分裂前期也应含有基因1~8 C. 1与3都在减数第一次分裂分离，1与2都在减数第二次分裂分离 D. 1分别与6、7、8组合都能形成重组型的配子 6.（2019?天津）叶色变异是由体细胞突变引起的芽变现象。红叶杨由绿叶杨芽变后选育形成，其叶绿体基粒类囊体减少，光合速率减小，液泡中花青素含量增加。下列叙述正确的是（） A. 红叶杨染色体上的基因突变位点可用普通光学显微镜观察识别 B. 两种杨树叶绿体基粒类囊体的差异可用普通光学显微镜观察 C. 两种杨树叶光合速率可通过“探究光照强弱对光合作用强度的影响”实验作比较 D. 红叶杨细胞中花青素绝对含量可通过“植物细胞的吸水和失水”实验测定 7.（2019?天津）多数植物遭到昆虫蚕食时会分泌茉莉酸，启动抗虫反应，如分泌杀虫物质、产生吸引昆虫天敌的挥发物质等。烟粉虱能合成Bt56蛋白，该蛋白会随烟粉虱唾液进入植物，抑制茉莉酸启动的抗虫反应，使烟粉虱数量迅速增长。下列叙述错误的是（） A. 植物产生挥发物质吸引昆虫天敌体现了信息传递调节种间关系的功能 B. 植食性昆虫以植物为食和植物抗虫反应是长期共同进化的结果
七.、生物的变异和进化 生物的变异 变异的原因 1、环境条件的改变（不可遗传变异） 2、在强烈的物理、化学基因影响下发生的基因突变和染色体畸变。 3、在有性生殖形成配子时，由于非同源染色体的自由组合和同源染色体的非姐妹染色单体间的片段交换而引起的基因重组。 基因重组(是生物变异的主要来源之一) 概念：具有不同遗传形状的雌、雄个体进行有性生殖时，控制不同性状的基因重新组合，导致后代不同于卿本类型的现象或过程。 注意：1、基因重组不能产生新基因，但能产生新的基因型。 2、S型肺炎双球菌使R型肺炎双球菌发生转化、转基因技术的原理也是基因重组。
3、精卵结合过程不是基因重组。 基因突变（是生物变异的根本来源） 概念：是指基因部核酸分子上的特定核苷酸序列发生改变的现象和过程。DNA分子中发生碱基的替换或缺失，而引起的基因结构的的改变，突变后的基因成为原基因的等位基因。 图例： A A T T C C G G T 正常复制 A A T T C C G G T T T A A G G C C A T T A A G G C C A 复制 A A A C T T C C G G T 出错 T T T G A A G G C C A A A T T C C G G C T T A A G G C C G 缺失 A T C C G G T T A G G C C A 基因突变的类型 根据基因对表现型的影响 1、形态突变：主要影响生物的形态结构，可从表现型的明显差异来识别。（如果蝇的红眼突变为白眼） 2、生化突变：影响生物代过程，导致某个生化功能的改变和丧失。（如苯丙酮尿症） 3、致死突变：导致个体活力下降，甚至死亡。 形态突变和致死突变都伴随有特定的生化过程改变，因此严格地讲，任何突变都是生化突变。 基因突变的特点 1、普遍性：无论高级动植物还是低等生物都会发生。 2、多方向性：一个基因可以产生一个以上的等位基因。 3、稀有性：对某一生物个体来说突变的频率很低，对某一个种群或一个物种来说，突变基
配套作业(二十二) 生物的变异类型 1．(2017·揭阳一模)具有一个镰刀型细胞贫血症突变基因的个体(即杂合子)并不表现镰刀型细胞贫血症的症状，因为该个体能同时合成正常和异常血红蛋白，并对疟疾具有较强的抵抗力。镰刀型细胞贫血症主要流行于非洲疟疾猖獗的地区。对此现象的解释正确的是( ) A．基因突变是有利的 B．基因突变是有害的 C．基因突变的有害性是相对的 D．镰刀型细胞贫血症突变基因编码的异常蛋白质是无活性的 解析具有一个镰刀型细胞贫血症突变基因的个体对疟疾具有较强的抵抗力，这说明在疟疾猖獗的地区，正常血红蛋白基因的突变具有有利于当地人生存的一方面。这说明了基因突变的有利与有害是相对的，C正确。 答案 C 2．(2018·启东期中)以下有关基因重组的叙述错误的是( ) A．基因型Aa的个体自交，因基因重组后代出现AA、Aa、aa B．同源染色体上的基因也可能发生基因重组 C．同胞兄妹之间遗传上的差异主要是基因重组造成的 D．同胞兄妹的遗传差异与父母基因重组有关 解析基因重组是指在生物体进行有性生殖过程中，控制不同性状的基因的重新组合，基因型为Aa的个体自交，后代出现性状分离与等位基因分离和雌雄配子之间的随机结合有关，A错误。 答案 A 3．(2017·南开一模)下列有关“低温诱导植物染色体数目的变化”实验条件及试剂使用的叙述错误的是( ) ①低温：与“多倍体育种”中的“秋水仙素”作用机理相同 ②酒精：与在“检测生物组织中的脂肪”中的使用方法相同 ③卡诺氏液：与“探究酵母菌细胞呼吸方式”中“NaOH”作用相同 ④改良苯酚品红染液：与“观察细胞有丝分裂”中“醋酸洋红溶液”使用目的相同 A．①② B．②③ C．②④D．③④ 解析低温与秋水仙素都能抑制纺锤体形成，①正确；“低温诱导植物染色体数目的变化”实验中的酒精是95%的酒精，“检测生物组织中的脂肪”中的酒精是50%的酒精，②错误；卡诺氏液在“低温诱导植物染色体数目的变化”实验中用于固定根尖细胞，而“探究酵
第二节 生物变异在生产上的应用 [学习目标] 1.概述杂交育种的概念和基本过程。2.阐明人工诱变育种的概念和过程。3.说明单倍体育种的过程及特点。4.说明多倍体育种的过程及特点。5.说明转基因技术的过程及应用。 一、杂交育种和诱变育种 1.杂交育种 (1)概念：利用基因重组原理，可以有目的地将两个或多个品种的优良性状组合在一起，培育出更优良的新品种。 (2)原理：基因重组。 (3)处理方法 ①培育显性纯合子 选取亲本――→杂交F 1――→自交F 2―――――――――――→筛选表现型符合要求的个体连续自交，直至后代几乎不发生性状分离 ②培育隐性纯合子 选取亲本――→杂交F 1――→自交F 2→筛选符合要求的个体即可推广 (4)优缺点 ①优点：使位于不同个体上的多个优良性状集中于一个个体上，能产生新的基因型。 ②缺点 a.杂交后代会出现性状分离现象，育种过程缓慢。 b.不能产生新基因、新性状。 2.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。 (2)原理：基因突变与染色体畸变。 (3)常用方法：辐射诱变和化学诱变。 (4)特点 ①优点 a.可提高突变频率。 b.能在较短时间内有效地改良生物品种的某些性状。 c.改良作物品质，增强抗逆性。 ②缺点：由于突变的多方向性，育种具有一定的盲目性。获得理想的个体需要处理大量的材
料。 (5)应用：用于作物、微生物和动物育种，其中在微生物育种方面成效极为明显。 归纳总结 杂交育种和诱变育种的比较 项目 杂交育种 诱变育种 原理 基因重组 基因突变、染色体畸变 方法 杂交→自交→选优 辐射诱变、化学诱变 优点 不同个体的优良性状可集 中到同一个体上 提高变异频率，大幅度改良某些性状，加速育种进程 缺点 时间长、需要及时发现优 良性状 有利变异少，需要处理大量实验材料，具有不确定性 例1 有两个纯种小麦，一为高秆(D)抗锈病(T)，另一为矮秆(d)不抗锈病(t)。这两对性状独立遗传，现要培育矮秆抗锈病的新品种，过程如下： 高秆、抗锈病×矮秆、不抗锈病――→a F 1――→b F 2――→c 稳定遗传的矮秆抗锈病类型。 (1)这种过程叫________育种，过程a 叫________，过程b 叫________。 (2)过程c 的处理方法是____________________________________________________。 (3)F 1的基因型是________，表现型是________，矮秆抗锈病新品种的基因型应是________。 答案 (1)杂交 杂交 自交 (2)筛选和连续自交，直至选出能够稳定遗传的矮秆抗锈病新品种 (3)DdTt 高秆抗锈病 ddTT 解析 过程a 叫做杂交，产生的F 1基因型为DdTt ，表现型为高秆抗锈病。过程b 叫做自交，目的是获取表现型为矮秆抗锈病的小麦品种(ddT_)，因为此过程所得后代会发生性状分离，所以要想得到稳定遗传的矮秆抗锈病植株必须经过过程c ，即筛选和连续自交，直至后代不发生性状分离。 特别提醒 动、植物杂交育种的区别 实例分析：现有基因型为BBEE 和bbee 的两个植物(非多年生)或动物品系，欲培育基因型为BBee 的植物或动物品种，育种过程用遗传图解表示如下：
高中生物第四章生物的变异第二节生物变异在生产上的应用教案 浙科版必修2 第二节 生物变异在生产上的应用 [学习目标] 1.概述杂交育种的概念和基本过程。2.阐明人工诱变育种的概念和过程。3.说明单倍体育种的过程及特点。4.说明多倍体育种的过程及特点。5.说明转基因技术的过程及应用。 一、杂交育种和诱变育种 1.杂交育种 (1)概念：利用基因重组原理，可以有目的地将两个或多个品种的优良性状组合在一起，培育出更优良的新品种。 (2)原理：基因重组。 (3)处理方法 ①培育显性纯合子 选取亲本――→杂交F 1――→自交F 2―――――――――――→筛选表现型符合要求的个体连续自交，直至后代几乎不发生性状分离 ②培育隐性纯合子 选取亲本――→杂交F 1――→自交F 2→筛选符合要求的个体即可推广 (4)优缺点 ①优点：使位于不同个体上的多个优良性状集中于一个个体上，能产生新的基因型。 ②缺点 a.杂交后代会出现性状分离现象，育种过程缓慢。 b.不能产生新基因、新性状。 2.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。 (2)原理：基因突变与染色体畸变。 (3)常用方法：辐射诱变和化学诱变。 (4)特点 ①优点 a.可提高突变频率。
b.能在较短时间内有效地改良生物品种的某些性状。 c.改良作物品质，增强抗逆性。 ②缺点：由于突变的多方向性，育种具有一定的盲目性。获得理想的个体需要处理大量的材料。 (5)应用：用于作物、微生物和动物育种，其中在微生物育种方面成效极为明显。 归纳总结 杂交育种和诱变育种的比较 项目 杂交育种 诱变育种 原理 基因重组 基因突变、染色体畸变 方法 杂交→自交→选优 辐射诱变、化学诱变 优点 不同个体的优良性状可集 中到同一个体上 提高变异频率，大幅度改良某些性状，加速育种进程 缺点 时间长、需要及时发现优 良性状 有利变异少，需要处理大量实验材料，具有不确定性 例1 有两个纯种小麦，一为高秆(D)抗锈病(T)，另一为矮秆(d)不抗锈病(t)。这两对性状独立遗传，现要培育矮秆抗锈病的新品种，过程如下： 高秆、抗锈病×矮秆、不抗锈病――→a F 1――→b F 2――→c 稳定遗传的矮秆抗锈病类型。 (1)这种过程叫________育种，过程a 叫________，过程b 叫________。 (2)过程c 的处理方法是____________________________________________________。 (3)F 1的基因型是________，表现型是________，矮秆抗锈病新品种的基因型应是________。 答案 (1)杂交 杂交 自交 (2)筛选和连续自交，直至选出能够稳定遗传的矮秆抗锈病新品种 (3)DdTt 高秆抗锈病 ddTT 解析 过程a 叫做杂交，产生的F 1基因型为DdTt ，表现型为高秆抗锈病。过程b 叫做自交，目的是获取表现型为矮秆抗锈病的小麦品种(ddT_)，因为此过程所得后代会发生性状分离，所以要想得到稳定遗传的矮秆抗锈病植株必须经过过程c ，即筛选和连续自交，直至后代不发生性状分离。 特别提醒 动、植物杂交育种的区别 实例分析：现有基因型为BBEE 和bbee 的两个植物(非多年生)或动物品系，欲培育基因型为BBee 的植物或动物品种，育种过程用遗传图解表示如下：
专题七 生物的变异和进化 【典题导引】 1、生物的变异和遗传育种的关系 通过各种方式改变生物的遗传物质，产生各种各样的变异类型，从众多的不同变异类型中，选择符合人类要求的变异，然后定向培育成新品种。 ［例1］有两组纯种小麦，一个是高秆抗锈病（DDTT ），一个是矮秆不抗锈病（ddtt ）。现将这两个品种进行下列3组实验： 假如以上三组实验都有矮秆抗锈病出现，分析以下问题： （1）A 组所得矮抗类型的基因型是 ；B 组所得矮抗类型的基因型是 。C 组所得矮抗是由于发生了基因突变。但一般来说，这种情况不容易发生，因为 。 （3）A 组F 2中的矮抗类型不能直接用作大田栽种，原因是 。 （4）B 组获得矮抗类型也不能直接利用，原因是 ，但通过 处理，可以直接产生理想的矮抗品种，其基因型是 。 ［简析］可遗传的变异是育种的依据。A 组是杂交育种，F 2中矮抗类型的基因型为ddTT 、ddTt ，由于ddTt 的后代会发生性状分离，所以该类型不能直接用作大田栽种；B 组是单倍体育种，经过花药的离体培养得到单倍体植株，矮抗类型的基因型是dT ，其后代不育，因此也不能直接用作大田栽种，但通过秋水仙素处理就变成正常植株；C 组是诱变育种，但变异的方向不定向。 2、生物进化理论的应用 ［例2］在一个海岛上，一种海龟中有的脚趾是连趾(ww)，有的脚趾是分趾(WW 、Ww)，连趾便于划水，游泳能力强，分趾则游泳能力较弱。若开始时连趾和分趾的基因频率各为0.5，当海龟数量增加到岛上食物不足时，连趾的海龟容易从海水中获得食物，分趾的海龟因不易获得食物而饿死，若千万年后，基因频率变化为W 为0.2，w 为0.8。请问： （1）该种群中所有海龟所含的基因称为该种群的 。基因频率变化后，从理论上计算，海龟种群中连趾占整个种群的比例为 ；分趾的海龟中杂合子占整个种群的比例为 。 （2）导致海龟种群的基因频率发生变化的原因是什么？ 。 （3）这种基因频率的改变，是否发生了生物进化？请讲述理由。 。 （4）这种基因频率的改变，是否产生了新的物种？请讲述理由。 。 ［简析］现代生物进化理论认为：生物进化的实质是种群基因频率的改变；自然选择决定生物进化的方向；突变和基因重组、自然选择和隔离是物种形成 三个环节，通过它们的综合作用，种群产生分化，最终导致新物种的形成。在这个过程中，突变和基因重组产生生物进化的原材料，自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向，隔离是新物种形成的必要条件。
( 生物教案 ) 学校：_________________________ 年级：_________________________ 教师：_________________________ 教案设计 / 精品文档 / 文字可改 九年级：第一章第二节生物的变异教学设计(参考文本) Biology is a discipline that studies the species, structure, development and origin of the evolutionary system at all levels of biology.
九年级：第一章第二节生物的变异教学设 计(参考文本) 教学目标 1．在了解遗传现象的基础上，了解生物变异的现象及其普遍性。 2．通过对具体变异现象的分析，了解变异的类型以及不同类型的变异产生的原因，使学生对遗传物质在生物的遗传、变异中的作用有较全面的了解和认识。同时，通过遗传与变异的相互关系进行辩证观点的教育。 3．了解变异在人类生产活动中的实践意义。 重点、难点分析 1．遗传的变异的原因是本节教学的重点。在“生物的遗传”一节中，教材花了相当的篇幅帮助学生认识生物为什么会遗传，决定
遗传的物质到底是什么。所以，学生初步了解了核酸（DNA）、基因以及染色体在性状遗传中所起的作用。遗传物质不仅与遗传有关，同样是生物变异的物质基础，这一点应在本节教学中帮助学生认识到。遗传物质的稳定性、连续性决定了生物的遗传，而遗传物质的可变性又使生物可以发生变异，而且遗传物质的变化引起的生物性状的改变是可以传递给后代的。教学中还应注意结合实际例证向学生介绍环境因素对遗传物质变化的影响，为以后《生物的进化》和《生物与环境》两章的学习打下基础。 2．变异在农业中的应用是本小节教学的一个难点。学生很难接触选种、育种工作，所以，对这方面的知识不易理解。教材介绍了有关选育种的三种途径，人工选种、杂交育种以及辐射育种（人工诱变育种）。建议授课教师多举例，特别是可能涉及到学生身边生活的例证，从感性知识开始，去理解有关的育种选种知识和意义，并且了解不同育种、选种方法的特点。 此外，随着生物技术的发展，利用基因工程培养新品种已经应用于农业育种工作，学生可能从各种媒体的介绍中接受过这方面的
第五节生物的变异 教学目标： 1、知识与技能：举例说出可遗传的变异和不遗传的变异，并能说出引起两种变异的原因；举例说出生物的性状既受遗传物质的控制，又受环境因素的影响；初步体验调查生物变异的方法，提高处理调查数据和分析数据的能力，以及运用所学知识解释调查结果的能力；举例说出遗传育种的几种方法，以及在生产中的应用。 2、过程与方法：通过探究活动使学生在取样、测量、整理数据、画曲线图等方面得到训练，并使学生通过实验得出变异是普遍存在的结论。 3、情感态度与价值观：关注高科技给人类社会带来的影响；能用科学的态度和方法来解释生活现象。 教学重点和难点： 1、对花生果实大小的变异的探究。 2、人类应用遗传变异原理培育新品种。 课时安排：2课时 课前准备： 学生课前准备：各种测量长度的工具。 教学器材：（1）许多大小两种花生的果实。 （2）将学生分成2人一组。 （3）准备几种利用遗传变异原理培育新品种的图片资料 教学过程设计： 教师：中国有句谚语“一母生九子，十个样”，你从这句话中能悟出什么？ 学生：这说的是变异现象。 教师：对，我们今天就来学习生物变异的知识。（板书第五节生物的变异） 教师：你还知道哪些变异现象？ 学生：比如金鱼有许多种，菊花有许多颜色和形态，狗有很多品种。 教师：说得很好。不同种类的生物固然千差万别，同种生物之间也存在各种各样的差异，这都源于生物的变异。 教师：我们前面学过的各种相对性状，其实也是通过变异产生的。下面我们对一种性状的变异进行深入地探究。（板书一、探究一种变异现象） 教师：按照课前分好的小组，每个小组有一份大花生，一份小花生，请你选择适当的工具，来测量每个花生的长度。注意怎样测才能使误差降到最小？同时作好记录。 学生：讨论使用什么样的测量工具，两人合作完成测量工作，并做好记录。 教师：把你数据进行整理，画出曲线图，找出最大值、最小值并计算出平均数。 教师：通过测量你发现了什么？ 学生：看着差不多的花生却有大有小。 教师：是的，这下你就认识到了生物性状的变异是普遍存在的。（板书生物的变异是普遍存在的） 教师：为什么都是花生却有大有小？大花生中有的个大有的个小，是什么原因？小花生也一样有长有短，为什么？ 学生：学生思考，分析原因。 教师：生物的一些相对性状表现出的是数量差异（如大小花生的果实大小）。由于任何性状都是控制该性状的基因与环境共同作用的结果，所以基因组成相同的大花生（或小花生）果实的长度有长有短，这主要是环境引起的变异。但环境引起的变异程度是有限度的，所以