常见的生物变异现象常见的生物变异现象不同品种的玉米果穗不同品种的玉米果穗不同品种的玉米果穗不同品种的玉米果穗安康羊安康羊安康羊安康羊不同物种之间不同物种之间常见的生物变异现象常见的生物变异现象相相同同物物种种之之间间玫瑰玫瑰玫瑰玫瑰生物的变异生物的变异变异的定义：亲代与子变异的定义：亲代与子代之间以及子代的个体代之间以及子代的个体之间在形态、结构、生之间在形态、结构、生理等方面总是存在着差理等方面总是存在着差异的现象异的现象。变异的类型变异的类型不遗传的变异不遗传的变异可遗传的变异可遗传的变异环境因素导致的环境因素导致的生殖细胞中遗传物质生殖细胞中遗传物质改变造成的改变造成的那么这些差别都是从哪里来的呢那么这些差别都是从哪里来的呢来自变异来自变异生物的变异现象在生物中生物的变异现象在生物中 是是普遍存在普遍存在的。的。各种各种相对性状相对性状就是通过就是通过变异变异产生的。产生的。探究的问题：花生果实大小的变异探究的问题：花生果实大小的变异材料：两个品种的花生、纸、笔、尺材料：两个品种的花生、纸、笔、尺采用的方法：通过采用的方法：通过观察两种不同花生的特点观察两种不同花生的特点, ,测量测量两两种不同种不同花生果实的数据得出结论花生果实的数据得出结论1.1.随机抽样，样品要有足够数量，不随机抽样，样品要有足够数量，不少于少于3030粒粒2.2.测量果实的长轴长短，以毫米记，测量果实的长轴长短，以毫米记，四舍五入四舍五入3.3.选择适当的测量工具和测量方法选择适当的测量工具和测量方法4.4.用坐标纸绘制曲线图，水平轴为果用坐标纸绘制曲线图，水平轴为果实的长度，纵轴为样品的个数，依据实的长度，纵轴为样品的个数，依据两数的相交点，连成曲线（测量结果两数的相交点，连成曲线（测量结果也可以用直方图表示）也可以用直方图表示）提示：提示：第一种花生的数据第二种花生的数据两种花生的比较看看所测量的两种花生的长看看所测量的两种花生的长度范围，大花生中最小的长度，度范围，大花生中最小的长度，小花生中最大的长度，以及大小小花生中最大的长度，以及大小花生长度的平均值。花生长度的平均值。分析探究结果分析探究结果：a.大花生里面有比较小的花生，大花生里面有比较小的花生， 小花生中有较大的花生小花生中有较大的花生 b.大花生果实长度的平均值大花生果实长度的平均值 小花生果实长度的平均值小花生果实长度的平均值花生果实长度差异主要是遗花生果实长度差异主要是遗传物质的差异引起的；同一种花传物质的差异引起的；同一种花生果实之间长度的变异有的是环生果实之间长度的变异有的是环境引起的，有的是遗传物质的变境引起的，有的是遗传物质的变化引起的。化引起的。分析讨论问题：分析讨论问题：（）（）把大花生的种子种在贫瘠的土壤中，把大花生的种子种在贫瘠的土壤中，结出的果实小，把小花生种在肥沃的土壤结出的果实小，把小花生种在肥沃的土壤中，结出的果实大，这种差异是什么引起中，结出的果实大，这种差异是什么引起的？的？环境引起的环境引起的（）如果把结出的这两个果实再种到相（）如果把结出的这两个果实再种到相同的土壤中，它们结出的果实又会怎么呢同的土壤中，它们结出的果实又会怎么呢？基因控制性状基因控制性状大花生的果实总体上仍然比较大，小大花生的果实总体上仍然比较大，小花生的果实总体上仍然比较小花生的果实总体上仍然比较小一、引起变异的原因一、引起变异的原因环境环境遗传物质遗传物质不能遗传不能遗传能够遗传能够遗传二、遗传物质改变的因素：二、遗传物质改变的因素：染色体改变染色体改变基因重组基因重组基因突变基因突变这种变异能够遗传。由遗传物质基础发生变化引起这种变异能够遗传。由遗传物质基础发生变化引起的变异是可遗传的变异。染色体属于遗传的物质基的变异是可遗传的变异。染色体属于遗传的物质基础。使用化学试剂使亲代细胞内的染色体加倍，当础。使用化学试剂使亲代细胞内的染色体加倍，当亲代细胞通过细胞分裂产生生殖细胞时，生殖细胞亲代细胞通过细胞分裂产生生殖细胞时，生殖细胞内的染色体数也会比正常的增加一倍，产生可遗传内的染色体数也会比正常的增加一倍，产生可遗传变异。变异。3.用一种化学药剂处理甜菜的幼苗，能够使细胞用一种化学药剂处理甜菜的幼苗，能够使细胞内的内的染色体数加倍染色体数加倍，这样的甜菜含糖量高，你，这样的甜菜含糖量高，你认为这种变异能遗传吗？认为这种变异能遗传吗？蛋白质蛋白质 正常异常正常异常氨基酸谷氨酸缬氨酸氨基酸谷氨酸缬氨酸RNA GAA GUADNA CTT CAT GAA GTA 这种病在缺氧时，红细胞由正常的圆饼状变成镰刀形，严重时镰刀状的红细胞破裂，造成溶血性贫血。镰刀型细胞贫血症镰刀型细胞贫血症可遗传的变异可遗传的变异不可遗传的变异不可遗传的变异 双胞胎兄弟俩一个长时间在室外工作导致皮肤较黑，一个长时间在室内工作导致皮肤较白。 单纯由环境引起的变异，如果没有影响到遗传物质基础，就不会遗传给后一代。有利的变异有利的变异抗倒伏的小麦抗倒伏的小麦不抗倒伏的小麦不抗倒伏的小麦杂交杂交人类应用人类应用有利的有利的变异培育新品种变异培育新品种高产倒伏小麦高产倒伏小麦低产抗倒伏小麦低产抗倒伏小麦高产抗倒伏小麦高产抗倒伏小麦 通过杂交，低产抗倒伏小麦把抗倒伏的基通过杂交，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，可以产生高产抗倒与高产基因组合到一起，可以产生高产抗倒伏小麦。伏小麦。袁隆平与杂交水稻袁隆平与杂交水稻20012001年袁隆平获得国家科学技术奖年袁隆平获得国家科学技术奖人类应用人类应用有利的有利的变异培育新品种变异培育新品种产量不同的奶牛产量不同的奶牛选择、繁育选择、繁育选择、繁育选择、繁育高产奶牛高产奶牛人类应用人类应用有利的有利的变异培育新品种变异培育新品种 太空椒是在太空的条件下，引起太空椒是在太空的条件下，引起基因发生改变而培育成的新品种。基因发生改变而培育成的新品种。自从自从19871987年以来，我国科学工作年以来，我国科学工作者利用返回式卫星和高空气球搭者利用返回式卫星和高空气球搭载作物种子，使种子在空间条件载作物种子，使种子在空间条件下发生变异，因而进行作物遗传下发生变异，因而进行作物遗传性状的改良。在短短的性状的改良。在短短的1010年时间年时间里，取得了令人鼓舞的可喜成果，里，取得了令人鼓舞的可喜成果，培育出了培育出了“卫星卫星 87872 2”青椒青椒( (俗俗称太空椒称太空椒) )、“航育航育1 1号号”水稻、水稻、“豫麦豫麦1313”小麦等高产、优质、小麦等高产、优质、抗病性强的作物新品系，获得了抗病性强的作物新品系，获得了良好的社会、经济效益。我国作良好的社会、经济效益。我国作为目前世界上能发射返回式卫星为目前世界上能发射返回式卫星的三个国家之一，在作物空间技的三个国家之一，在作物空间技术育种方面已经进入世界先进行术育种方面已经进入世界先进行列。列。不利的变异不利的变异正正常常苗苗白白化化苗苗多倍体育种多倍体育种 我国科技工作者经过多年探索，培育出不少三倍体我国科技工作者经过多年探索，培育出不少三倍体无子西瓜的优良品种。下面以三倍体无子西瓜为例，介无子西瓜的优良品种。下面以三倍体无子西瓜为例，介绍多倍体的培育过程绍多倍体的培育过程( (如图如图) )。人们平常食用的西瓜是二。人们平常食用的西瓜是二倍体。在二倍体西瓜的幼苗期，用秋水仙素处理，可以倍体。在二倍体西瓜的幼苗期，用秋水仙素处理，可以得到四倍体植株。然后，用四倍体植株作母本，用二倍得到四倍体植株。然后，用四倍体植株作母本，用二倍体植株作父本，进行杂交，得到含有三个染色体组的种体植株作父本，进行杂交，得到含有三个染色体组的种子。把这些种子种下去，就会长出三倍体植株。由于三子。把这些种子种下去，就会长出三倍体植株。由于三倍体植株在减数分裂的过程中，染色体的联会发生紊乱，倍体植株在减数分裂的过程中，染色体的联会发生紊乱，因而不能形成正常的生殖细胞。当三倍体植株开花时，因而不能形成正常的生殖细胞。当三倍体植株开花时，需要授给普通西瓜需要授给普通西瓜( (二倍体二倍体) )成熟的花粉，刺激子房发育成熟的花粉，刺激子房发育而成为果实而成为果实( (西瓜西瓜) )。因为胚珠并不发育成为种子，所以。因为胚珠并不发育成为种子，所以这种西瓜叫做无子西瓜。无子西瓜不仅满足了国内市场这种西瓜叫做无子西瓜。无子西瓜不仅满足了国内市场的需求，而且远销国外。的需求，而且远销国外。无子西瓜的培育无子西瓜的培育 该该植植株株的的西西瓜瓜的的果果肉肉细细胞胞，种种子子的的种种皮皮和和胚胚其其染染色色体体数数目目各是多少？各是多少？无子西瓜的培育无子西瓜的培育花粉花粉二倍体幼苗二倍体幼苗秋水仙素处理秋水仙素处理四倍体植物体四倍体植物体二倍体（父）二倍体（父）三倍体种子三倍体种子三倍体植物体三倍体植物体三倍体无子西瓜三倍体无子西瓜联会紊乱联会紊乱杂交杂交香蕉的培育香蕉的培育香蕉的祖先为野生芭蕉，个小而多种子，无法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：食用。香蕉的培育过程如下：野生芭蕉野生芭蕉2n2n有籽香蕉有籽香蕉4n4n加倍加倍野生芭蕉野生芭蕉2n2n无籽香蕉无籽香蕉3n3n单倍体育种单倍体育种 方法方法：花药的离体培养，再经人工诱导使：花药的离体培养，再经人工诱导使 染色体数目加倍，成为纯合子。染色体数目加倍，成为纯合子。 优点优点：明显缩短育种年限。：明显缩短育种年限。YyRrYRYryRyrYYRRYYrryyRRyyrrYRYryRyr花药离体培养秋水仙素处理单倍体育种单倍体育种F1花粉花粉单倍体单倍体二倍体（或多倍体）纯系二倍体（或多倍体）纯系组织培养人工诱导 染色体加倍 利用单倍体植株培育利用单倍体植株培育新品种，只需要两年时间，新品种，只需要两年时间，就可以得到一个稳定的纯就可以得到一个稳定的纯系品种。与常规的杂交育系品种。与常规的杂交育种方法相比，明显缩短了种方法相比，明显缩短了育种年限。育种年限。常见生物育种方法的比较常见生物育种方法的比较方法方法原原 理理原原 因因实实 例例优优 点点无性无性繁殖繁殖有丝分裂有丝分裂遗传物质没有发生遗传物质没有发生改变改变无核蜜桔无核蜜桔保持优良性状保持优良性状杂交杂交基因重组基因重组非同源染色体上的非同源染色体上的非等位基因自由组非等位基因自由组合合抗倒伏抗抗倒伏抗锈病小麦锈病小麦集中优良性状集中优良性状诱变诱变基因突变基因突变人工方法使人工方法使DNA复复制过程发生差错制过程发生差错青霉素高青霉素高产菌株产菌株提高变异频率，提高变异频率，出现新性状出现新性状单倍单倍体体染色体倍染色体倍减减秋水仙素处理单倍秋水仙素处理单倍体使其染色体加倍体使其染色体加倍小麦新品小麦新品种种缩短育种进程，缩短育种进程，得到纯合体得到纯合体多倍多倍体体染色体倍染色体倍增增秋水仙素处理使染秋水仙素处理使染色体加倍色体加倍无籽西瓜无籽西瓜器官大，营养成器官大，营养成分含量高分含量高基因基因工程工程DNA拼接拼接将不同生物的基因将不同生物的基因拼接在一起拼接在一起抗虫棉抗虫棉目的性强，打破目的性强，打破物种界限物种界限我国古代对生物变异特性的认识和利用我国古代对生物变异特性的认识和利用 在我国的史料中，关于生物变异现象的记载是很多的。例如，在我国的史料中，关于生物变异现象的记载是很多的。例如，贾思勰在贾思勰在齐民要术齐民要术中说：中说：“凡谷成熟有早晚，苗秆有高下，收实有凡谷成熟有早晚，苗秆有高下，收实有多少，质性有强弱，米味有美恶，粒实有息耗。多少，质性有强弱，米味有美恶，粒实有息耗。”不仅指出谷物的成熟不仅指出谷物的成熟期有早晚的差异，而且指出了其他性状的变异。期有早晚的差异，而且指出了其他性状的变异。荔枝谱荔枝谱中有中有“荔枝荔枝以甘为味，虽有百千树莫有同者。以甘为味，虽有百千树莫有同者。”天工开物天工开物中有中有“粱粟种类甚多，粱粟种类甚多，相去数百里，则色味形质随之而变，大同小异，千百其名。相去数百里，则色味形质随之而变，大同小异，千百其名。”这些史料这些史料说明，我国古代劳动人民不仅认识到生物的变异是普遍存在的，而且还说明，我国古代劳动人民不仅认识到生物的变异是普遍存在的，而且还有意识地利用生物的变异特性，进行人工选择，培育优良品种。例如，有意识地利用生物的变异特性，进行人工选择，培育优良品种。例如，人们利用花卉的变异，培育了无数的花卉品种。宋代刘蒙在人们利用花卉的变异，培育了无数的花卉品种。宋代刘蒙在菊谱菊谱一一书里，描述了书里，描述了3535个菊花品种。他认为菊花经常发生变异，只要人们年年个菊花品种。他认为菊花经常发生变异，只要人们年年选择并且保存这些变异，就可以得到新的品种。又如，中国是金鱼的故选择并且保存这些变异，就可以得到新的品种。又如，中国是金鱼的故乡，形形色色的金鱼品种，也是我国劳动人民利用金鱼遗传变异的特性乡，形形色色的金鱼品种，也是我国劳动人民利用金鱼遗传变异的特性精心培育出来的。精心培育出来的。1616世纪末，张谦德在世纪末，张谦德在硃砂鱼谱硃砂鱼谱中总结金鱼选种的中总结金鱼选种的经验时说：经验时说：“蓄类贵广，而选择贵精，须每年夏间市取数千头，分数缸蓄类贵广，而选择贵精，须每年夏间市取数千头，分数缸饲养，逐日去其不佳者，百存一、二，并作两、三缸蓄之，加意培养，饲养，逐日去其不佳者，百存一、二，并作两、三缸蓄之，加意培养，自然奇品悉具自然奇品悉具”。如今，金鱼的变异品种超过了。如今，金鱼的变异品种超过了150150种。美丽多姿的金鱼，种。美丽多姿的金鱼，已经成为各国人民喜爱的观赏动物。已经成为各国人民喜爱的观赏动物。1.1.农业上用射线或药物处理农作物种子，获得新品种农业上用射线或药物处理农作物种子，获得新品种的原理是射线或药物（的原理是射线或药物（ ）A A直接改变了农作物的某些性状直接改变了农作物的某些性状 B B改变了农作物种子中的营养成分改变了农作物种子中的营养成分C C淘汰了农作物的某些不良性状淘汰了农作物的某些不良性状 D D使种子里的遗传物质发生了改变使种子里的遗传物质发生了改变2.2.下列几项中队变异在生物学和实践上有重要意义的下列几项中队变异在生物学和实践上有重要意义的说法不正确的是（说法不正确的是（ ）A.A.能够使生物更好的适应不断变化的环境能够使生物更好的适应不断变化的环境 B.B.所有的变异对生物的生存都是有利的所有的变异对生物的生存都是有利的C.C.变异会产生新的生物类型，使生物不断进化变异会产生新的生物类型，使生物不断进化 D.D.人们可以利用对人类有益的变异选育新品种人们可以利用对人类有益的变异选育新品种DB3.3.下列几种变异中，不能遗传的变异是（下列几种变异中，不能遗传的变异是（ ）A.A.人类的皮肤的黑黄白人类的皮肤的黑黄白 B.B.玉米粒的黄白红玉米粒的黄白红C.ABOC.ABO血型血型 D.D.生长在遮阴处的小麦杆细穗小生长在遮阴处的小麦杆细穗小4.4.我们在探究花生果实大小变异的过程中，制定和实施计我们在探究花生果实大小变异的过程中，制定和实施计划时不应该（划时不应该（ ） A A随机取样随机取样 B B样品要少于样品要少于3030粒粒C C要选择和设计适当的测量工具和测量方法要选择和设计适当的测量工具和测量方法D D测量结果用曲线图或直方图表示测量结果用曲线图或直方图表示5.5.下列育种实例中，应用了遗传原理（而非变异原理）的下列育种实例中，应用了遗传原理（而非变异原理）的是（是（ ）A.A.从产奶量低的奶牛中选择、繁育出高产奶牛从产奶量低的奶牛中选择、繁育出高产奶牛B.B.普通甜椒种子卫星搭载后播下，经选择培育成太空椒普通甜椒种子卫星搭载后播下，经选择培育成太空椒C.C.高产倒伏小麦与低产抗倒伏小麦杂交培育出高产抗倒伏高产倒伏小麦与低产抗倒伏小麦杂交培育出高产抗倒伏小麦小麦D.D.把小花生种到肥沃的土壤中结出大花生果实把小花生种到肥沃的土壤中结出大花生果实DBD