高三生物復習教學 生物變異和生物育種 湯向榮ppt課件

1、高三生物專題復習高三生物專題復習 生物變異與生物育種生物變異與生物育種 細胞骨架細胞骨架生物的變異生物的變異思索？生物變異的概念思索？生物變異的概念變異：是指生物的親代與子代之間、以及子變異：是指生物的親代與子代之間、以及子代個體之間代個體之間 在性狀的差異。同遺傳現(xiàn)象一在性狀的差異。同遺傳現(xiàn)象一樣，變異的現(xiàn)象在生物界也是普遍存在的。樣，變異的現(xiàn)象在生物界也是普遍存在的。 遺傳的變異的類型遺傳的變異的類型思索? 生物的基因型、表現(xiàn)型及環(huán)境條件之間的關(guān)系表現(xiàn)型表現(xiàn)型 = 基因型基因型 + 環(huán)境條件環(huán)境條件（改動）（改動）（改動）（改動）（改動）（改動）（改動）（改動）遺傳的變異遺傳的變異不遺傳的

2、變異不遺傳的變異基因突變基因突變?nèi)旧w變異染色體變異基因重組基因重組來源來源誘因誘因思索？遺傳的變異與不遺傳的變異的區(qū)別基因突變概念：概念： DNA分子中發(fā)生堿基對的增添、缺失或改變，引起分子中發(fā)生堿基對的增添、缺失或改變，引起的基因結(jié)構(gòu)的改變。的基因結(jié)構(gòu)的改變。時期：時期： 有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂間期有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂間期意義：意義： 產(chǎn)生新基因，是生物變異的根本來源，為生物進化產(chǎn)生新基因，是生物變異的根本來源，為生物進化提供最初的原材料。提供最初的原材料。特點：特點： 普遍性、隨機性、低頻率、多害少利性、不定向性普遍性、隨機性、低頻率、多害少利性、不定向性實例：實例： 鐮刀

3、型細胞貧血癥鐮刀型細胞貧血癥思索? 基因突變的概念、發(fā)生時期、意義、特點及實例緣由：緣由：外因是外界環(huán)境條件生物、物理、化學因素）；內(nèi)因是外因是外界環(huán)境條件生物、物理、化學因素）；內(nèi)因是DNA復制過程中基因中脫氧核苷酸的種類、數(shù)量、排列復制過程中基因中脫氧核苷酸的種類、數(shù)量、排列順序發(fā)生局部改變。順序發(fā)生局部改變。 基因重組概念概念:是指生物體進行有性生殖的過程中，控制不同性狀是指生物體進行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合。的基因的重新組合。類型：類型：1.減數(shù)分裂時非同源染色體上的非等位基因間的自由組合減數(shù)分裂時非同源染色體上的非等位基因間的自由組合2.減數(shù)分裂四分體時，同源染

4、色體的非姐妹染色單體間的交減數(shù)分裂四分體時，同源染色體的非姐妹染色單體間的交叉互換叉互換3.異源基因重組異源基因重組基因拼接技術(shù)或基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)重組技術(shù)（基因工程）（基因工程）區(qū)別：區(qū)別：1與與2是在有性生殖減數(shù)分裂過程中實現(xiàn)的。是在有性生殖減數(shù)分裂過程中實現(xiàn)的。 3是在對基因改造、重組后導入受體細胞內(nèi)通過無性繁殖，是在對基因改造、重組后導入受體細胞內(nèi)通過無性繁殖， 使重組基因表達，產(chǎn)生出人類需要的基因產(chǎn)物。使重組基因表達，產(chǎn)生出人類需要的基因產(chǎn)物。思索思索? ? 基因重組的概念、類型、發(fā)生時期及意義基因重組的概念、類型、發(fā)生時期及意義基因工程思索思索? ? 基因工程的內(nèi)容、操作

5、環(huán)境、對象、程度、基因工程的內(nèi)容、操作環(huán)境、對象、程度、工具、工具、 過程、步驟和結(jié)果過程、步驟和結(jié)果 ？ 基本內(nèi)容：基本內(nèi)容： 基因拼接技術(shù)或基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)重組技術(shù)操作環(huán)境：操作環(huán)境： 生物體外生物體外操作對象：操作對象： 基因基因操作水平：操作水平： DNA分子水平分子水平操作工具：操作工具： 限制性內(nèi)切酶、限制性內(nèi)切酶、DNA連接酶、運載體連接酶、運載體基本過程：基本過程： 剪切剪切-拼接拼接-導入導入-表達表達基本步驟：基本步驟： 提取目的基因、目的基因與運載體結(jié)合、將目的基因?qū)崛∧康幕?、目的基因與運載體結(jié)合、將目的基因?qū)胧荏w細胞、目的基因的檢測和表達入受體細胞、目

6、的基因的檢測和表達結(jié)結(jié) 果：果：人類需要的基因產(chǎn)物人類需要的基因產(chǎn)物意義：意義： 產(chǎn)生新的基因型，為生物變異提供豐富的來源。產(chǎn)生新的基因型，為生物變異提供豐富的來源?；蛑亟M生物多樣性的原因之一，對生物進化有重要意義。生物多樣性的原因之一，對生物進化有重要意義?；蚬こ碳夹g(shù)可定向改變生物性狀，產(chǎn)生出人類基因工程技術(shù)可定向改變生物性狀，產(chǎn)生出人類所需的生物類型。所需的生物類型。染色體變異思索思索? ? 染色體變異的概念、類型及產(chǎn)生原因染色體變異的概念、類型及產(chǎn)生原因概念概念:染色體的結(jié)構(gòu)或數(shù)目的改變。染色體的結(jié)構(gòu)或數(shù)目的改變。類類型：型：染色體的染色體的結(jié)構(gòu)變異結(jié)構(gòu)變異染色體的染色體的數(shù)目變異數(shù)

7、目變異缺失：染色體中的某一段的缺失片段上的基因也隨之缺失：染色體中的某一段的缺失片段上的基因也隨之缺失缺失 反復：除正常染色體外還多了一些染色體部反復：除正常染色體外還多了一些染色體部分分 倒位：一條染色體的一個片斷斷裂倒位：一條染色體的一個片斷斷裂后倒轉(zhuǎn)后倒轉(zhuǎn)180度后重新接合度后重新接合 易位：一條染色體的一個易位：一條染色體的一個片斷移接到另一條非同源染色體上片斷移接到另一條非同源染色體上 實例：貓叫綜合實例：貓叫綜合癥人第癥人第5號染色體部分缺失引起的遺傳?。┨柸旧w部分缺失引起的遺傳?。﹤€別染色體的增加或減少個別染色體的增加或減少染色體組倍性增加染色體組倍性增加染色體組倍性減少染色體

8、組倍性減少細胞工程細胞工程植物體細胞雜交植物體細胞雜交動物細胞克隆動物細胞克隆不同植物的細胞融合，使遺傳物質(zhì)組成改變不同植物的細胞融合，使遺傳物質(zhì)組成改變通過核移植使遺傳物質(zhì)組成改變通過核移植使遺傳物質(zhì)組成改變?nèi)旧w變異思索？染色體組的概念及二倍體、多倍體、單思索？染色體組的概念及二倍體、多倍體、單倍體的概念、成因與特點倍體的概念、成因與特點染色體組：染色體組：細胞中的一組非同源染色體，形態(tài)和功能各不相同，但細胞中的一組非同源染色體，形態(tài)和功能各不相同，但攜帶著控制一種生物生長發(fā)育、遺傳和變異的全部信息。攜帶著控制一種生物生長發(fā)育、遺傳和變異的全部信息。二倍體：二倍體：概念：概念：實例：實例：

9、體細胞中含有兩個染色體組的個體。體細胞中含有兩個染色體組的個體。幾乎全部的動物、過半數(shù)的高等植物幾乎全部的動物、過半數(shù)的高等植物多倍體：多倍體：概念：概念：成因：成因：特點：特點：體細胞中含有三個或三個以上染色體組的個體。體細胞中含有三個或三個以上染色體組的個體。外界條件劇變，有絲分裂過程受阻，染色體數(shù)目加倍。外界條件劇變，有絲分裂過程受阻，染色體數(shù)目加倍。莖稈粗壯，葉片果實種子較大，營養(yǎng)物質(zhì)含量高，發(fā)莖稈粗壯，葉片果實種子較大，營養(yǎng)物質(zhì)含量高，發(fā)育延遲，結(jié)實率低。育延遲，結(jié)實率低。染色體變異單倍體：單倍體：概念：概念：體細胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個體體細胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個

10、體成因：成因：由配子直接發(fā)育成新個體孤雌生殖、孤雄生殖）由配子直接發(fā)育成新個體孤雌生殖、孤雄生殖）特點：特點：植株弱小，高度不育植株弱小，高度不育實例：實例：蜜蜂中的雄蜂、玉米、高粱、水稻等高等植物中偶爾出現(xiàn)的蜜蜂中的雄蜂、玉米、高粱、水稻等高等植物中偶爾出現(xiàn)的未受精的卵細胞發(fā)育成單倍體植物。未受精的卵細胞發(fā)育成單倍體植物。植物體細植物體細胞雜交：胞雜交：理論基礎(chǔ)：理論基礎(chǔ)：細胞全能性細胞全能性過過 程：程：植物細胞植物細胞A 原生質(zhì)體原生質(zhì)體A 去細胞壁去細胞壁 交融交融 雜種細胞雜種細胞 雜雜種植物種植物植物細胞植物細胞B 原生質(zhì)體原生質(zhì)體B意意 義：義：獲得雜種植株，克服了遠緣雜交不親和

11、的障礙，擴展了用獲得雜種植株，克服了遠緣雜交不親和的障礙，擴展了用于雜交的親本組合的范圍于雜交的親本組合的范圍概概 念：念：將兩個來自不同植物的體細胞融合成一個雜種細胞并把其將兩個來自不同植物的體細胞融合成一個雜種細胞并把其培育成新植物體的方法。培育成新植物體的方法。染色體變異動物細動物細胞克?。喊寺。豪碚摶A(chǔ)：理論基礎(chǔ)： 細胞的全能性細胞的全能性過過 程：程：意意 義：義： 培育繁殖優(yōu)良生物品種，用于保存頻危培育繁殖優(yōu)良生物品種，用于保存頻危物種，有選擇地繁殖某性別動物物種，有選擇地繁殖某性別動物 將動物體細胞中的細胞核取出，移植到動將動物體細胞中的細胞核取出，移植到動物去核的卵細胞中，獲

12、得重組細胞；通過物去核的卵細胞中，獲得重組細胞；通過處理后形成早期胚胎，通過胚胎移植置入處理后形成早期胚胎，通過胚胎移植置入某雌性動物子宮內(nèi)，發(fā)育成成熟的幼體。某雌性動物子宮內(nèi)，發(fā)育成成熟的幼體。生物育種 生物育種是利用遺傳學、細胞生物學、現(xiàn)代生物工程技術(shù)等方法原理培育生物新品種的過程。生物育種的技術(shù)和方法目前有：雜交育種、誘變育種、單倍體育種、多倍體育種、轉(zhuǎn)基因育種和細胞工程育種等。生物育種是提高農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)的主要途徑，隨著生物科學研究的進展，育種的方法發(fā)展迅速，效果也越來越好。 雜交育種原理：原理： 基因重組基因重組( (基因的三大遺傳基本定律基因的三大遺傳基本定律) )方法：方法：

13、（1 1連續(xù)自交選擇連續(xù)自交選擇（2 2通過雜交使親本的優(yōu)良性狀組合在一起通過雜交使親本的優(yōu)良性狀組合在一起（3 3通過雜交使親本的優(yōu)良性狀連鎖在一起通過雜交使親本的優(yōu)良性狀連鎖在一起優(yōu)點：優(yōu)點：使位于不同個體上的多個優(yōu)良性狀集中于一個個使位于不同個體上的多個優(yōu)良性狀集中于一個個體上，即體上，即“集優(yōu)集優(yōu)”,能產(chǎn)生新的基因型。能產(chǎn)生新的基因型。缺陷：缺陷：育種所需時間較長自交選擇需五育種所需時間較長自交選擇需五-六代六代, ,甚至十幾代甚至十幾代) )。運用：運用： 用純種高稈抗病小麥與純種矮稈不抗病小麥培育用純種高稈抗病小麥與純種矮稈不抗病小麥培育矮稈抗病小麥矮稈抗病小麥 誘變育種原理：原理

14、： 基因突變基因突變 方法：方法： 物理方法物理方法( (紫外線、紫外線、射線、失重等射線、失重等) )或化學方法或化學方法( (秋水秋水仙素、硫酸二乙酯等仙素、硫酸二乙酯等) )處理植株，再選擇符合要求的變處理植株，再選擇符合要求的變異類型異類型 優(yōu)點：優(yōu)點：產(chǎn)生新基因和新的性狀，能提高變異的頻率，后代變產(chǎn)生新基因和新的性狀，能提高變異的頻率，后代變異性狀能較快穩(wěn)定，加速育種進程。能大幅度改良某異性狀能較快穩(wěn)定，加速育種進程。能大幅度改良某些性狀。些性狀。 缺陷：缺陷：有利個體不多，須大量處理供試材料有利個體不多，須大量處理供試材料 ，工作量大，工作量大 。運用運用: 太空辣椒的培育太空辣椒

15、的培育 單倍體育種單倍體育種 原理：原理： 染色體變異染色體變異( (染色體組成倍地減少染色體組成倍地減少) ) 方法：方法： 常用方法為花藥離體培養(yǎng)：常用方法為花藥離體培養(yǎng)： (1)(1)先將花藥離體培先將花藥離體培養(yǎng)，培養(yǎng)出單倍體植株；養(yǎng)，培養(yǎng)出單倍體植株；(2)(2)將單倍體幼苗經(jīng)一定將單倍體幼苗經(jīng)一定濃度的秋水仙素處理獲得純合體。濃度的秋水仙素處理獲得純合體。 優(yōu)點： 明顯縮短育種年限一般為兩年），加速育種進程。明顯縮短育種年限一般為兩年），加速育種進程。 缺陷：缺陷： 不能從根本上改變原有性狀，因而不能按人類意愿不能從根本上改變原有性狀，因而不能按人類意愿定向改變作物的的遺傳特性定向

16、改變作物的的遺傳特性 。運用：運用： 用純種高稈抗病小麥與矮稈不抗病小麥雜交得用純種高稈抗病小麥與矮稈不抗病小麥雜交得F1F1，用用F1F1的花藥離體培育純種矮稈抗病小麥的花藥離體培育純種矮稈抗病小麥 多倍體育種原理：原理： 染色體變異染色體變異( (染色體組成倍地增加染色體組成倍地增加) )方法方法:用一定濃度的秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗用一定濃度的秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗 . .原理原理: :有絲分裂秋水仙素抑制紡錘體形成細胞染色體有絲分裂秋水仙素抑制紡錘體形成細胞染色體數(shù)目加倍發(fā)育數(shù)目加倍發(fā)育 多倍體植株多倍體植株優(yōu)點：優(yōu)點： 育種周期短，能改良原有性狀，提高產(chǎn)量莖桿粗育種周期短，

17、能改良原有性狀，提高產(chǎn)量莖桿粗壯，葉片、果實和種子較大，營養(yǎng)物質(zhì)含量較多。）壯，葉片、果實和種子較大，營養(yǎng)物質(zhì)含量較多。）缺陷：缺陷：一般只適合于植物，發(fā)育延遲，結(jié)實率一般只適合于植物，發(fā)育延遲，結(jié)實率低低 。運用：運用：同源多倍體育種同源多倍體育種( (偶數(shù)染色體組數(shù)偶數(shù)染色體組數(shù)) )。如：四倍體水稻的培育。如：四倍體水稻的培育異源多倍體育種。如：可育性的異源多倍體育種。如：可育性的“蘿卜蘿卜甘藍和甘藍和“八倍體小黑麥的培育八倍體小黑麥的培育” ” 含奇數(shù)染色體組數(shù)的多倍體的培育。如：三倍體無籽西瓜的培育含奇數(shù)染色體組數(shù)的多倍體的培育。如：三倍體無籽西瓜的培育 轉(zhuǎn)基因育種原理原理: 異源異

18、源DNA(DNA(基因基因) )重組重組 基因工程基因工程 方法方法:“提提”“”“裝裝”“”“導導”“”“檢檢”“”“選選”。即：目的基因的提取，。即：目的基因的提取，裝入運載體，導入受體細胞，目的基因的檢測與表達，篩裝入運載體，導入受體細胞，目的基因的檢測與表達，篩選出符合要求的新品種。選出符合要求的新品種。 優(yōu)點優(yōu)點:不受生物親緣關(guān)系的限制，可按人的意愿改造生物，目的性不受生物親緣關(guān)系的限制，可按人的意愿改造生物，目的性強，科技含量高，可以培育出高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)或具有特殊用途的強，科技含量高，可以培育出高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)或具有特殊用途的動植物品種動植物品種 缺陷缺陷:技術(shù)復雜，操作要求精細技術(shù)復雜，操

19、作要求精細, ,難度大。難度大。 運用運用:抗蟲棉、轉(zhuǎn)基因抗蟲棉、轉(zhuǎn)基因“向日葵豆向日葵豆”“”“轉(zhuǎn)基因超級綿羊轉(zhuǎn)基因超級綿羊”“”“轉(zhuǎn)基因轉(zhuǎn)基因超級鯉魚超級鯉魚” ” 等。等。細胞工程育種一、植物體細胞雜交育種一、植物體細胞雜交育種理論基礎(chǔ)：理論基礎(chǔ)： 細胞的全能性細胞的全能性方方 法：法： “去壁去壁”“”“誘融誘融”“”“組培組培”。即：去細胞壁，誘導細。即：去細胞壁，誘導細胞融合，進行組織培養(yǎng)獲得雜種植株。胞融合，進行組織培養(yǎng)獲得雜種植株。優(yōu)優(yōu) 點：點：克服不同種生物間的生殖隔離和遠緣雜交不親和的障礙，克服不同種生物間的生殖隔離和遠緣雜交不親和的障礙，可按人類意愿定向改變生物性狀，培育

20、作物新品種?？砂慈祟愐庠付ㄏ蚋淖兩镄誀?，培育作物新品種。缺缺 點：點： 技術(shù)復雜，操作要求精細技術(shù)復雜，操作要求精細, ,難度大。難度大。應應 用：用：“白菜白菜-甘藍甘藍”“”“番茄番茄馬鈴薯的培育馬鈴薯的培育 。細胞工程育種二、動物細胞克隆育種二、動物細胞克隆育種理論基礎(chǔ)：理論基礎(chǔ)： 細胞的全能性細胞的全能性方方 法：法： 核移植和胚胎移植核移植和胚胎移植 優(yōu)優(yōu) 點：點： 培育繁殖優(yōu)良生物品種，用于保存頻危物種，有選培育繁殖優(yōu)良生物品種，用于保存頻危物種，有選擇地繁殖某性別動物擇地繁殖某性別動物 缺 點：技術(shù)復雜，操作要求精細技術(shù)復雜，操作要求精細, ,難度大。難度大。應應 用：用： 鯉

21、鯽移核魚、克隆羊鯉鯽移核魚、克隆羊“多莉的培育多莉的培育 方法雜交雜交育種育種誘變誘變育種育種多倍體多倍體育種育種單倍體單倍體育種育種轉(zhuǎn)基因轉(zhuǎn)基因育種育種植物體植物體細胞雜細胞雜交育種交育種動物細動物細胞克隆胞克隆育種育種原原理理基因重基因重組組基因突基因突變變?nèi)旧w染色體變異變異染色體染色體變異變異異源基異源基因重組因重組細胞的細胞的全能性全能性細胞的細胞的全能性全能性處處理理方方法法先不同個先不同個體間雜交體間雜交得得F1,F1自交在后自交在后代中經(jīng)篩代中經(jīng)篩選得純種選得純種物理方法物理方法:激光或輻激光或輻射等射等;化學化學方法方法:秋水秋水仙素或硫仙素或硫酸二乙酯酸二乙酯處理處理先用秋

22、水先用秋水仙素處理仙素處理萌發(fā)的種萌發(fā)的種子或幼苗子或幼苗,使之成為使之成為多倍體多倍體,后后從中選育從中選育花藥離體花藥離體培養(yǎng)培養(yǎng),使花使花粉直接發(fā)粉直接發(fā)育成單倍育成單倍體體,再經(jīng)人再經(jīng)人工誘導染工誘導染色體加倍色體加倍“提提”“裝裝”“導導”“檢檢”“選選”去 壁 、去 壁 、誘 融 、誘 融 、組培。組培。核移植核移植和胚胎和胚胎移植移植特特點點使位于不使位于不同個體上同個體上的優(yōu)良性的優(yōu)良性狀集中于狀集中于一個個體一個個體上上;育種年育種年限較長限較長(自自交選擇交選擇56代代).提高突變提高突變頻率頻率,后代后代變異性狀變異性狀能較快穩(wěn)能較快穩(wěn)定定,加速育加速育進程進程;能大能大

23、幅度改良幅度改良某些性狀某些性狀,植物莖桿植物莖桿粗壯粗壯,葉片葉片果實種子果實種子較大較大,營養(yǎng)營養(yǎng)物質(zhì)含量物質(zhì)含量較高較高,但發(fā)但發(fā)育延遲育延遲,結(jié)結(jié)實率低實率低明顯縮短明顯縮短育種年限育種年限,一般只需一般只需2年年;后代后代均為純合均為純合體體不受生物不受生物親緣關(guān)系親緣關(guān)系的限制，的限制，可按人的可按人的意愿改造意愿改造生物，目生物，目的性強，的性強，可以培育可以培育出動植物出動植物新品種新品種克服不同種克服不同種生物間的生生物間的生殖隔離和遠殖隔離和遠緣雜交不親緣雜交不親和的障礙，和的障礙，可按人類意可按人類意愿定向改變愿定向改變生物性狀，生物性狀，培育作物新培育作物新品種。品種。

24、培育繁殖培育繁殖優(yōu)良生物優(yōu)良生物品種，用品種，用于保存頻于保存頻危物種，危物種，有選擇地有選擇地繁殖某性繁殖某性別動物別動物練習題例題例題1:請寫出下面各項培育方法：請寫出下面各項培育方法：（1通過花藥離體培養(yǎng)再用秋水仙素加倍得到煙草新品種的方法通過花藥離體培養(yǎng)再用秋水仙素加倍得到煙草新品種的方法是是 。（2用用60Co 輻射谷氨酸棒狀桿菌，選育出合成谷氨酸的新菌種，輻射谷氨酸棒狀桿菌，選育出合成谷氨酸的新菌種，所用方法是所用方法是 。（3用小麥和黑麥培育八倍體黑小麥的方法是用小麥和黑麥培育八倍體黑小麥的方法是 。（4將青椒的種子搭載人造衛(wèi)星，在太空中飛行數(shù)周后返回地面，將青椒的種子搭載人造衛(wèi)星，在太空中飛行數(shù)周后返回地面，獲得了果大、肉厚和維生素含量高的青椒新品種，這種育種原理本獲得了果大、肉厚和維生素含量高的青椒新品種，這種育種原理本質(zhì)上屬于質(zhì)上屬于 。（5用抗倒伏、不抗銹病和不抗倒伏、抗銹病的兩個小麥品種，用抗倒伏、不抗銹病和不抗倒伏、抗銹病的