【教学课件】第四章生物的变异第2节 生物变异的在生产上的应用第

高产青霉菌、 蚕的卵色基 因易位
只应用于有 性生殖生物
单倍 体育 种
基因重 组、染 色体 畸变
花药离体培养 明显缩短育种
秋水仙素处理
年限
技术复杂，多 限于植物
多倍 体育 种
染色体 畸变
秋水仙素处理 萌发的种子与
幼苗
器官大，产量 高，营养丰富
发育延迟，结 实率降低、多
限于植物
三倍体无籽 西瓜、普通
小麦
D.二倍体水稻的花药经过离体培养，可得到单倍体水稻，
稻穗、米粒变小
1.
√
2.
√
3.
√
结构 同源染色体 9 2
20 4 22 3/16
（5）为提高小麦的抗旱性，有人将大麦的抗旱基因（HVA）导入小麦， 筛选出HVA基因成功整合到染色体上的高抗旱性T。植株（假定HVA 基因都能正常表达）。 Ⅰ某T。植株体细胞含一个HVA基因。让该植株自交，在所得种子种，
种皮含HVA基因的种子所占比例为_____1__0_0_%，胚含HVA基因的种子 所占比例为______7_5__%____.。
Ⅱ某些T。植株体细胞含两个HVA基因，这两个基因在染色体上的整合 情况有下图所示的三种类型（黑点表示HVA基因的整合位点）。
① 将T。植株与非转基因小麦杂交：若子代高抗旱性植株所占比例为
50%，则两个HVA基因的整合位点属于图__B_____类型；若子代高抗旱 性植株所占的比例为100%，则两个HVA基因的整合位点属于图 A
_______类型。 ② 让图C所示类型的T。植株自交，子代中高抗旱性植株所占比例为
______1_5__/_1_6_。
由花粉长成单倍体的途径： 花粉分裂形成愈伤组织（即分化程序很低的薄壁细胞团），再 由愈伤组织分化出根和芽，最后形成植株。

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二、诱变育种 1.含义：是指利用物理、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。 3.诱变育种的方法： ①物理方面可选用X射线、γ射线、 紫外线、激光等照射生物材料；②化学方 面可用亚硝酸、硫酸二乙酯等化学药品处 理生物材料。
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(5)在一块高秆(纯合子)小麦田中，发现 了一株矮秆小麦。请设计实验方案探究该性 状出现的可能的原因(简要写出所用方法、结 果和结论) 。 将矮秆小麦与高秆小麦杂交；如果子一代 。 为高秆，子二代高秆∶矮秆=3∶1(或出现性状 。 分离)，则矮秆性状是基因突变造成的；否则， 矮秆性状是环境引起的。或将矮秆小麦与高秆。 。 小麦种植在相同环境下，如果两者未出现明显 差异，则矮秆性状是环境引起；否则矮秆性状 。 是基因突变造成的。
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立足教育分子生物学和基因工程 的手段，将某种生物的外源基因转移到其 他生物物种中，使其出现 原物种不具有的 新性状的技术。 2.原理：基因重组。 3.过程：用人工方法将目的基因导入 受体细胞内，使其整合到受体的 染色体 上，并在受体细胞内得以 表达，将获得的 新性状稳定地遗传给后代。
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(4)要提高品种产量，提高营养物质含 量，可选用多倍体育种。 (5)要快速育种，可选用单倍体育种。 (6)若要将特殊性状组合到一起，还须 克服不同物种的生殖隔离，可考虑基因工 程育种，如抗虫棉的培育。
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展和创新。
02
生物变异在农业生产中的 应用
作物育种中的基因突变
01 02
基因突变
基因突变是生物变异的一种形式，它是由基因内部的DNA序列发生改 变而引起的遗传信息的变异。在作物育种中，基因突变常用于创造新的 优良性状或改良现有性状。
突变体的筛选
通过突变体的筛选，可以获得具有优良性状的突变体，如抗病、抗虫、 抗逆等性状，从而培育出新的作物品种。
而改变其代谢途径和产物。
微生物的变异使得发酵工业能够 提高生产效率、降低成本、减少
环境污染。
酶的变异在生物催化中的应用
酶的变异使得生物催化能够更 加高效地转化原料，提高产物 的收率和纯度。
通过蛋白质工程和基因工程技 术，可以改变酶的活性、稳定 性和底物特异性等性质。
酶的变异在制药、化工、环保 等领域具有广泛的应用前景。
生物变异在生态修复中的应用
总结词
利用生物变异培育的植物和微生物，修复受损生态系统，恢复生态平衡。
详细描述
通过基因工程和诱变等技术手段，创造具有特定生态修复功能的植物和微生物。这些生物能在受损的 土壤、水域和生态系统中定植，并通过吸收、转化或降解污染物，促进生态系统的恢复和重建。同时 ，这些生物还能改善土壤质量、增加生物多样性，提高生态系统的稳定性和可持续性。
THANKS
感谢观看
转基因技术的安全性
关于转基因技术的安全性问题一直备受关注。目前，全球 范围内对转基因技术的安全性评价尚未达成共识，需要进 一步研究和探讨。
03
生物变异在工业生产中的 应用
微生物的变异在发酵工业中的应用
微生物的变异使得发酵工业能够 获得具有特定代谢产物的菌种，
如酒精、乳酸、青霉素等。
通过诱变育种和基因工程技术， 可以改变微生物的遗传物质，从

第一节 生物变异在生产上的应用
刷基础
解析
玉米是单性花，一朵花中只含雄蕊或雌蕊，因此在杂交实验中可以省去去雄这一环节，在开 花前给雌、雄花序进行套袋处理即可。(2)在农业生产时，玉米杂交种(F1)的杂种优势明显， 但是 F2 会出现杂种优势衰退现象。这可能是 F1 产生配子时发生了基因分离，杂合子∶纯合 子＝1∶1，即出现一定比例纯合子所致。(3)根据题意可知，只有杂合子才能表现杂种优势。 甲组实验中自然状态授粉，进行的是随机交配，因此不管种植多少年，三种基因型的比例均
刷基础
5．现有两个纯种普通小麦品种，品种①高秆抗病(TTRR)，品种②矮秆易感病(ttrr)，控制两对性状的基 因分别位于两对同源染色体上。下图表示利用品种①②培育品种⑥矮秆抗病纯种的相关育种方法，其中， Ⅰ～Ⅶ代表育种过程。请据图回答：
(1)由品种①、②经过Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ过程培育出新品种⑥的育种方法是_杂__交___育__种，其依据的原理是_基__因__重___组。 (2)过程Ⅵ常利用___花__药__(_粉__)_离__体___培__养______________获得的单倍体幼苗，再通过Ⅶ，即用___秋___水__仙__素____(填 某种化学试剂名称)处理幼苗获得ttRR，这种育种方法的显著优势是___可__明__显__缩__短___育__种__年__限_____________。 (3)通过Ⅳ、Ⅴ也可培育出品种⑥，其中，过程Ⅳ常用X射线等处理植物，处理对象常选用萌发的种子或 幼苗，其原因是________________萌___发__的__种__子__或___幼__苗__细__胞___分__裂__旺__盛___________________________，
第一节 生物变异在生产上的应用
刷基础
题型3 区分杂交育种、诱变育种和单倍体育种

这是
A.染色体畸变
B.自然突变
C.人工诱变
D.基因重组
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
答案
知识 整合
诱变育种通常处理萌发的种子或幼苗，因为这些细胞分裂旺盛，容易 发生基因突变，但因为基因突变是多方向的，不一定能获得优良性状； 如果是隐性突变，还需要进一步杂交筛选。
拓展应用
3.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，
连续自交 ，直至 后代几乎不发生 _性__状__分__离_____
选取亲本―杂―交→F自1―交―→F2→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。
答案
知识 整合
杂交育种通过杂交将两个或多个品种的优良性状集中在一起，再经过自 交，F2中就出现所需要的品种，如果优良性状都是隐性性状，从F2中直接 选出即可，如果优良性状为显性性状，需要连续自交和筛选(有些生物也 可以从F2开始进行无性繁殖，如马铃薯)，需要较长时间，杂交育种适合 有性生殖的过程，原核生物一般不适用。
(2)缺点：由于突变的
性，育种具有一定的盲目性。获得理想的个体
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。
问题探究
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。它们是一些生物菌种、植物组培苗和作物、植物、花

有利变异 不利变异
变异的种类
不可遗传变异 可遗传变异
染色体变异 基因的重组 基因突变
生物变异的意义
练习
1、“一母生九子，连母十个样。”这句俗语 说明生物界普遍存在（A ） A、变异现象 B、繁育现象 C、遗传现象 D、进化现象
2、下列变异中，不可遗传的是（ D ） A、视觉正常的夫妇生下患色盲的儿子 B、家兔的毛色有白色、黑色、灰色 C、玉米地中常出现的白化苗 D、暑假后同学们在军训一段时间后肤色变黑
第2节 生物的变异
什么是遗传?
生物体通过生殖产生子代,子代和 亲代、子代和子代之间的性状都很类 似，这种现象称为遗传。
如：“种瓜得瓜，种豆得豆”。
他们完全一样吗？
ห้องสมุดไป่ตู้
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的头部
达尔文记载的安康羊
从这些图片中你发现了什么？
这些图片都反应了生物的变异
接穗：_接__上__去__的___部__分_ 砧木：___被__接__的__植___物____
同种、同属或同科
嫁接成活关键：__接__穗__和__砧__木__的__形__成__层__要__紧__贴__在__一__起___。
嫁接的优点
防止良好品种的变异，保持良好品 种的良好遗传性状。
本节课学到了什么？
3、航天育种
太空椒
4、用人工诱导的方法，使细胞中的染 色体数量加倍，产生新品种。
遗传与变异的联系
没有变异，生物界就失去进化的素材， 遗传只能是简单的复制。没有遗传，变异不 能积累，变异失去意义，生物也不能进化。
嫁接：把一个植物体上的芽或枝，接 到另一个植物体上，并使它们长在一 起，成为一个完整植物体的技术。

第一节 生物变异在生产上的应用
刷提升
2．用纯种的高秆(D)抗锈病(T)小麦与矮秆(d)易染锈病(t)小麦培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法：高秆
抗锈病×矮秆易染锈病
选出符合要求的品种。下列叙述正确的是( C )
A．这种育种方法叫杂交育种
B．过程④必须使用生长素处理
C．这种方法的最大优点是能够缩短育种年限
第一节 生物变异在生产上的应用
刷基础
解析
玉米是单性花，一朵花中只含雄蕊或雌蕊，因此在杂交实验中可以省去去雄这一环节，在开 花前给雌、雄花序进行套袋处理即可。(2)在农业生产时，玉米杂交种(F1)的杂种优势明显， 但是 F2 会出现杂种优势衰退现象。这可能是 F1 产生配子时发生了基因分离，杂合子∶纯合 子＝1∶1，即出现一定比例纯合子所致。(3)根据题意可知，只有杂合子才能表现杂种优势。 甲组实验中自然状态授粉，进行的是随机交配，因此不管种植多少年，三种基因型的比例均
育，第3年种植时甲组和乙组杂种优势衰退率(小粒所占比例)分别为_____、____。
该实验的目的是 研究授粉方式对杂种优势衰退率的影响
_______________
(4)玉米的大穗杂种优势性状由两对等位基因(B1、B2 和C1、C2)共同控制，两对等位基因都纯合时表 现为衰退的小穗性状。若大穗杂交种(B1B2C1C2)自交，F2 表现衰退的小穗性状的概率为12，则说明 这两对等位基因____一__对__同__源___染__色__体__上__(_且___不__发__生__交__叉___互__换__)___________。
解析
①→②过程表示杂交育种，该育种方法简便，但培育周期长，A正确；①的原理为基因重组， 发生于减数分裂过程中，⑦的原理为染色体变异，发生于有丝分裂过程中，B错误；③⑥表示 单倍体育种，其中③过程常用花药离体培养获得单倍体，C正确；③→⑥过程与过程⑦的育种 原理相同，都是染色体变异，D正确。

2·方法：
杂交 自交 选择优良性状品种 （4-5次） 选择优良性状品种 3、原理 为什么要自交4-5代？
基因重组
整理ppt
自交
4
4·例子
农作物：袁隆平杂交水稻
马
驴
骡子
杂种优势:基因型不同的两个亲本个体杂交产生的杂种，在生长、
繁殖、抗逆性、产量整等理p性pt 状上优于两个亲本的现象。5
5、杂交育种的优缺点
的玻璃针把绿色荧光基因注射进去。这种转基因蚕所吐的蚕
丝在紫外光下会发出绿色荧光整理。ppt
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说一 说
1.请你结合以上材料谈谈什么是转基因技术？
2.转基因技术的实施过程如何？
获取目的（外源）基因
目的基因导入受体细 胞并整合到染色体上
外源基因的增殖与表达
筛选出符合要求 的转基因生物
3.转基因技术育种的原理是什么？
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四、多倍体育种
低温处理 1.方法
用秋水仙素处理
2.应用 无籽西瓜、无籽香蕉
整理ppt
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人
工
的
产
生
整理ppt
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多倍体植株的特点
染色体加倍后的草莓（上） 野生草莓（下）
六倍体小麦
1. 多倍体的细胞通常比二倍体的细胞大，细 胞内有机物对含量高、抗逆性强。
2.但发育延迟，结实率整低理pp。t
第二节 生物变异在生产上的应用
整理ppt
1
想一想：
有两个不同西瓜品种，一个是早熟、不 抗病的品种（AARR），另一个是晚熟、 抗病的品种（ aarr）。如何才能培育出 一个既早熟又抗病的新品种，并且新品 种的性状能稳定遗传？请用遗传图解表 示过程，并加以文字描述。

考点1 几种育种方法的比较
原理 杂交 育种 基因 重组 方法 特点 将不同优良性状集合于同一个 杂交、自 体，但育种年限较长。例：小 交 麦矮秆、抗锈病品种的培育
诱变 育种
基因 突变
提高变异频率，大幅度改良某 诱变因素 些性状，但有利变异少，须大 如物理、 量处理供试材料 ( 例：黑农五号 化学、生 等大豆品种培育、高产青霉素 物 菌株)
3．诱变育种的方法： ①物理方面可选用X射线、γ射线、紫外线、激 光等照射生物材料；②化学方面可用亚硝酸、硫酸 二乙酯等化学药品处理生物材料。 4．诱变育种的优点： 可以提高突变频率 、 短时间内有效改良生物品种的某些性状、改良作物 的品质。 5．诱变育种的缺点： 因为基因突变具不定向性且突变率很低，所以 诱变育种有一定的盲目性，需处理大量的生物材

基因重 细胞工 组和染 程育种 色体畸 变
【例1】育种的方法有杂交育种、单倍体育种、诱 变育种、多倍体育种、基因工程育种等。下面对 这五种育种方法的叙述，正确的是( ) A．涉及的原理有基因突变、基因重组、染色体畸 变 B．都不可能产生定向的可遗传变异 C．细菌中只能进行诱变育种 D．都不能通过产生新基因从而产生新性状
五、转基因技术 1 ．含义：利用 分子生物学和基因工程 的 手段，将某种生物的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．原理：基因重组。 3 ．过程：用人工方法将目的基因导入 受体 细胞 内，使其整合到受体的 染色体 上，并在 受体细胞内得以 表达 ，将获得的新性状稳定地 遗传给后代。
(5)要快速育种，可选用单倍体育种。 (6) 若要将特殊性状组合到一起，还须克服不同 物种的生殖隔离，可考虑基因工程育种，如抗虫棉 的培育。

诱变育种的应用
医药工业应用的青霉素就是利用普通 青霉菌，经过X射线的照射，产生的有 利突变型。还有医学上应用的其他抗 菌素如链霉素、地霉素、金霉素等， 经辐射处理的突变系，比原始品系抗 菌素产量增长几十倍到几百倍，促进 和提高了抗菌素的生产。
在作物方面，应用诱变育种我 国已培育出100多种水稻、小麦、 玉米、大豆等优良品种。例如用 射线处理籼稻干种子，选出提早 成熟15天的新品种，丰产等性状 仍旧保持下来，而且米粒中的蛋 白质的含量提高很多。又如用射 线和其他诱变剂处理大豆，培育 出一种新品种。这品种含有改变 了的酶系，在同样的施肥和管理 条件下可提高产量50%。
三、比较各种育种的方法
杂·交育种
处 理
诱变育种
多倍体育种 单倍体育种
原 理
优 点
缺 点
杂·交育种 诱变育种
处
辐射、射线
理 杂·交
化学药剂
多倍体育 种
秋水仙素
单倍体育 种
花药离 体培养
原 理
基因重组
基因突变
染色体变异
优 点
可以集中两 育种年限缩短，果大，茎秆 个亲体的优 改良某些性状 粗，营养物
年限短， 易稳定
处理生物，使生物发生基因突变。
优点： 产生新基因和新的性状，能提高变异的频率，后代变
异性状能较快稳定，加速育种进程。
缺点： 有利个体不多，须大量处理供试材料 ，工作量大 。
应用: 太空辣椒的培育 、青霉菌的选育等
三.单倍体育种
1、概念的理解：体细胞中含有本物种配子染色体 数目的个体称为单倍体。通过学习知道单倍体是 不论染色体组数的，与二倍体、三倍体等多倍体 的分法不一样，相对于二倍体生物，其单倍体的 体细胞中含有一个染色体组，相对于多倍体生物， 其单倍体的体细胞中含有多于一个的染色体组， 应引起大家的注意