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1、第第1919讲讲生物变异的来源生物变异的来源问题探讨：问题探讨：“方形方形”西瓜是怎样炼成的西瓜是怎样炼成的?思考思考:用用“方形方形”西瓜的种子种出西瓜的种子种出来的西瓜也是来的西瓜也是“方形方形”的么？的么？可遗传的变异可遗传的变异表现型(性状)基因型(遗传物质)环境条件不可遗传的变异不可遗传的变异基因突变基因突变基因重组基因重组染色体畸变染色体畸变（改变）（改变）（改变）来源来源1、概念、概念2、类型、类型 指具有不同遗传性状的雌、雄个体进行指具有不同遗传性状的雌、雄个体进行有性生殖有性生殖时，控制不同性状的基因重新组合，导致后代不同于时，控制不同性状的基因重新组合，导致后代不同于亲本类
2、型的现象或过程。亲本类型的现象或过程。非非同源染色体上的同源染色体上的非非等位基因等位基因自由组合自由组合一、基因重组一、基因重组3、意义、意义同源染色体的非姐妹染色单体之间的同源染色体的非姐妹染色单体之间的交换交换4、应用（、应用（育种育种）思考：思考：番茄有番茄有抗病、黄果抗病、黄果肉肉的品种的品种(aabb)(aabb)和和感病感病、红红果肉果肉的品种的品种(AABB)(AABB)，如果要，如果要培育出培育出既抗病又红果肉既抗病又红果肉的新的新品种，并且其性状能品种，并且其性状能稳定遗稳定遗传传，该如何操作，请写出遗，该如何操作，请写出遗传图解？传图解？杂交育种杂交育种杂交育种杂交育种感
3、病红果肉感病红果肉 抗病黄果肉抗病黄果肉 AABB aabbPF1F2感病红果肉感病红果肉抗病红果肉抗病红果肉 A_B_ aaB_ 9 :3感病黄果肉抗病黄果肉感病黄果肉抗病黄果肉 A_bb aabb 3 :1感病红果肉感病红果肉 AaBb需要的抗病红果肉品种需要的抗病红果肉品种1 1、常见步骤：、常见步骤：杂交杂交 自交自交 选择选择 纯合化纯合化 2 2、优点：、优点：目的性强目的性强,将不同品种将不同品种的优良性状组合在一起。的优良性状组合在一起。3 3、缺点：、缺点：只能利用已有的基因组，只能利用已有的基因组，不能产生新的基因，不能产生新的基因，杂交进杂交进程缓慢程缓慢，可供选取的亲本
4、范可供选取的亲本范围有限围有限。单倍体育种单倍体育种花药离体培养花药离体培养纯合体纯合体P感病红果肉抗病黄果肉感病红果肉抗病黄果肉 AABB aabbF1感病红果肉感病红果肉AaBb配子配子ABaBAbabABaBAbabAABB aaBB AAbb aabb减数分裂减数分裂秋水仙素秋水仙素 需要的抗病红果肉品种需要的抗病红果肉品种杂交育种杂交育种感病红果肉感病红果肉 抗病黄果肉抗病黄果肉 AABB aabbPF1F2感病红果肉感病红果肉抗病红果肉抗病红果肉 A_B_ aaB_ 9 :3感病黄果肉抗病黄果肉感病黄果肉抗病黄果肉 A_bb aabb 3 :1感病红果肉感病红果肉 AaBb需要的抗
5、病红果肉品种需要的抗病红果肉品种单倍体单倍体依据原理不同依据原理不同育种进程不同育种进程不同都用杂交的方法，但目的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杂交育种与单倍体育种的比较基因重组和染色体畸变基因重组和染色体畸变慢和快慢和快选育性状和选择配子选育性状和选择配子基因工程育种基因工程育种思考：思考：番茄在生长中的最大天敌是番茄在生长中的最大天敌是番茄粉虱番茄粉虱。以前果农常采用喷洒农药的方法来防治，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但效果并不好。假如现在我们在一种细菌细菌体内找到了这种害虫的体内找到了这种害虫的抗性基因抗性基因(L)(L)，
6、那么，那么通过哪种育种方法可以培育出通过哪种育种方法可以培育出抗番茄粉虱抗番茄粉虱的番茄的番茄来？来？1、概念、概念二、基因突变二、基因突变2、意义、意义3、类型、类型4、特点、特点5、诱因、诱因6、机理、机理替换替换增加增加缺失缺失A T C C G CT A G G C G C C G C G G C G AT TA C C G C G G C G AT TA AT A C C G C T G G C G 碱基对的碱基对的替换、增替换、增加和缺失加和缺失，都会改，都会改变了遗传信息。变了遗传信息。A T C C G CT A G G C G C C G C G G C G 1、概念、概念形
7、态突变形态突变3、类型、类型生化突变生化突变致死突变致死突变显性突变和隐性突变的差别显性突变和隐性突变的差别普遍性普遍性稀有性（低频性）稀有性（低频性）有害性（多害少利）有害性（多害少利）多方向性多方向性可逆性可逆性4、特点、特点物理因素：物理因素：各种射线、温度剧变等各种射线、温度剧变等化学因素：化学因素：亚硝酸、碱基类似物等亚硝酸、碱基类似物等生物因素：生物因素：病毒、某些细菌等病毒、某些细菌等内部因素内部因素:复制复制时偶发错误导致碱基组成改变时偶发错误导致碱基组成改变外外部部因因素素5、诱因、诱因肽链肽链 正常肽链正常肽链 异常肽链异常肽链 氨基酸氨基酸谷氨酸谷氨酸缬氨酸缬氨酸mRNA
8、DNACTT 替换替换 红细胞红细胞 圆盘状圆盘状 镰刀型镰刀型镰刀型细胞贫血症病因分析镰刀型细胞贫血症病因分析GAAGUACATGAAGTA6、机理、机理1 1、常用方法：、常用方法：辐射诱变、化学诱变辐射诱变、化学诱变诱变育种诱变育种P837、应用、应用2 2、优点：、优点：提高突变频率，产生多种多样新类型，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。加速育种过程，大幅度改良某些性状。3 3、缺点：、缺点：有利变异少，有利变异少，需大量处理供试材料，有需大量处理供试材料，有一定的盲目性。一定的盲目性。4 4、实例：、实例：“太辐一号太辐一号”小麦、小麦、青霉素的高产
9、菌株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的？如果这种牛在如果这种牛在长期繁殖长期繁殖过程中，从未出现过程中，从未出现过矮脚牛，那么这头矮脚牛的产生，可能是过矮脚牛，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的双亲都是隐性矮脚基因的携带者。三三、染染色色体体畸畸变变染色染色体结体结构变构变异异P79染色染色体数体数目变目变异异缺失缺失重复重复倒位倒位易位易位（个别染色体的增加或
10、减少）（个别染色体的增加或减少）（以（以染色体组染色体组P133P133的形式成倍地增加或减少）的形式成倍地增加或减少）非整倍体变异非整倍体变异整倍体变异整倍体变异（发生在（发生在非同源非同源染色体之间）染色体之间）xX 果蝇染色体果蝇染色体雌雌雄雄 果蝇染色体果蝇染色体染色体组一倍体一倍体 二倍体二倍体多倍体多倍体单倍体单倍体 只有一个染色体组的只有一个染色体组的细胞细胞或体细胞中含有单或体细胞中含有单个染色体组的个染色体组的个体个体。体细胞中含有本物种体细胞中含有本物种配子配子染色体数目的个体。染色体数目的个体。用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。p119秋水仙素的作用机理 当秋水仙素作用于正
11、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 1）原理原理多倍体育种多倍体育种染色体数目变异染色体数目变异（2）常用方法常用方法纺锤体形成受破坏纺锤体形成受破坏不能分裂成不能分裂成2 2个子细胞个子细胞温度骤变等温度骤变等正常的正常的 有丝分裂有丝分裂2n4n4n4n2n形成染色体数形成染色体数目加倍的组织或目加倍的组织或个体个体细胞有丝分裂时细胞有丝分裂时纺锤体纺锤体的形成受到破坏的形成受到破坏二二倍倍体体秋水仙素秋水仙素四四倍倍体体二二倍倍体体父本父本母本母本 果实果实(四倍体四倍体)种子种子(三倍体三倍体)三三倍倍体体母本母本二
12、二倍倍体体父本父本三倍体果实三倍体果实授授粉粉三倍体无籽西瓜的培育三倍体无籽西瓜的培育花粉刺激花粉刺激联会紊乱联会紊乱染色体数目不平衡染色体数目不平衡的异常配子的异常配子正常的配子正常的配子联会紊乱联会紊乱杂交育种杂交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目目的的原原理理处处理理方方法法优优缺缺点点基因重组基因重组基因突变、基因突变、染色体畸变染色体畸变染色体畸变染色体畸变 染色体畸变染色体畸变杂交杂交筛选筛选纯合化纯合化用物理或用物理或化学方法化学方法处理生物处理生物筛选筛选花药离体培花药离体培养养单倍体单倍体秋水仙素秋水仙素处理处理纯种纯种秋水
13、仙素秋水仙素处理萌发处理萌发的种子或的种子或幼苗幼苗需要处理大需要处理大量的材料量的材料明显缩短明显缩短育种年限育种年限生长期长，生长期长，结实率低结实率低操作简单，操作简单，育种时间长育种时间长不同育种方式比较P137集合双亲的集合双亲的优良性状优良性状大幅度的大幅度的改良性状改良性状短时间内获短时间内获得纯合体得纯合体培育性状培育性状优良作物优良作物定向定向改造改造生物性状生物性状基因重组基因重组获取获取拼接拼接导入导入表达表达目的明确，目的明确，成功率低成功率低白菜白菜白菜白菜甘蓝甘蓝甘蓝甘蓝白菜甘蓝白菜甘蓝白菜甘蓝白菜甘蓝细胞工程育种细胞工程育种(植物体细胞杂交育种植物体细胞杂交育种)
14、植植植植物物物物体体体体细细细细胞胞胞胞杂杂杂杂交交交交图图图图植物细胞植物细胞A A植物细胞植物细胞B B去掉细胞壁去掉细胞壁原生质体原生质体A A原生质体原生质体B B原生质体融合原生质体融合正在融合原生质体正在融合原生质体再生出细胞壁再生出细胞壁杂种细胞杂种细胞细胞分裂细胞分裂愈伤组织愈伤组织杂种植株杂种植株植植物物细细胞胞融融合合植植物物组组织织培培养养化学化学 PEG(PEG(聚乙二聚乙二醇醇)等诱导剂等诱导剂物理物理 离心离心 振动振动 电刺激等电刺激等总结：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
15、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？杂交育种杂交育种单倍体育种单倍体育种基因工程、体细胞杂交基因工程、体细胞杂交诱变育种诱变育种多倍体育种、体细胞杂交多倍体育种、体细胞杂交多倍体育种多倍体育种杂交育种杂交育种诱变育种诱变育种单倍体育种单倍体育种基因工程育种基因工程育种检验：检验：多倍体育种多倍体育种在生物的体细胞中，在生物的体细胞中，染色体的数目不仅染色体的数目不仅可以成倍地增加，可以成倍地增加，还可以成倍地减少。还可以成倍地减少。例如，蜜蜂的例如，蜜蜂的蜂王蜂王和和工蜂工蜂的体细胞中的体细胞中3232条染色体，而条染色体，而雄雄蜂蜂的体细胞中只有的体细胞中只有1616条染
16、色体。条染色体。马铃薯是马铃薯是四倍体四倍体普普通通小小麦麦是是六六倍倍体体生生生生 物物物物 的的的的 变变变变 异异异异基因重组基因重组染色体结构的变异不遗传的变异仅由 改变引起的遗传物质没有改变 的变异导致特点DNA复制 发生差错有性生殖 分 类获取获取可遗传可遗传基因突变基因突变染色体变异染色体变异物理物理化学化学生物生物普遍性普遍性随机性随机性不定向性不定向性低频性低频性染染色色体体数数目目的的变变异异花药离体培养花药离体培养秋水仙素或低温处理秋水仙素或低温处理萌发的种子或萌发的种子或 幼苗幼苗环境因素环境因素单倍体单倍体多倍体多倍体响誉世界的著名响誉世界的著名“天才天才”,音乐指挥家舟音乐指挥家舟舟舟病因病因：常染色体变异：常染色体变异,比正常人多了一条比正常人多了一条21号号染色体。染色体。舟舟是一个先天智力舟舟是一个先天智力障碍障碍(唐氏综合症唐氏综合症)患者，患者，智商智商30，重度弱智，重度弱智（正（正常人的最低常人的最低70）。）。染色体数目变异染色体数目变异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