(共22张PPT)
常见的生物变异现象
不同品种的玉米果穗
安康羊
不同物种之间
常见的生物变异现象
相同物种之间
玫瑰
生物的变异
变异的定义：亲代与子代之间以及子代的个体之间在形态、结构、生理等方面总是存在着差异的现象。
变异的类型
不遗传的变异
可遗传的变异
——环境因素导致的
——生殖细胞中遗传物质改变造成的
蛋白质 正常 异常 ↑ ↑ 氨基酸 谷氨酸 缬氨酸 ↑ ↑ RNA GAA GUA ↑ ↑ DNA 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
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
抗倒伏的小麦
不抗倒伏的小麦
杂交
人类应用有利的变异培育新品种
高产倒伏小麦
低产抗倒伏小麦
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。
袁隆平与杂交水稻
2001年袁隆平获得国家科学技术奖
人类应用有利的变异培育新品种
产量不同的奶牛
选择、繁育
选择、繁育
高产奶牛
人类应用有利的变异培育新品种
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。自从1987年以来，我国科学工作者利用返回式卫星和高空气球搭载作物种子，使种子在空间条件下发生变异，因而进行作物遗传性状的改良。在短短的10年时间里，取得了令人鼓舞的可喜成果，培育出了“卫星 87－2”青椒(俗称太空椒)、“航育1号”水稻、“豫麦13”小麦等高产、优质、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，在作物空间技术育种方面已经进入世界先进行列。
不利的变异
正常苗
白化苗
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(如图)。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，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(二倍体)成熟的花粉，刺激子房发育而成为果实(西瓜)。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的需求，而且远销国外。
无子西瓜的培育
该植株的西瓜的果肉细胞，种子的种皮和胚其染色体数目各是多少？
无子西瓜的培育
花粉
二倍体幼苗
秋水仙素处理
四倍体植物体
二倍体（父）
三倍体种子
三倍体植物体
三倍体无子西瓜
联会紊乱
杂交
香蕉的培育
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：
野生芭蕉 2n
有籽香蕉 4n
加倍
野生芭蕉 2n
无籽香蕉 3n
单倍体育种
方法：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。
优点：明显缩短育种年限。
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花药离体培养
秋水仙素处理
单倍体育种
F1花粉
单倍体
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新品种，只需要两年时间，就可以得到一个稳定的纯系品种。与常规的杂交育种方法相比，明显缩短了育种年限。
常见生物育种方法的比较
方法 原 理 原 因 实 例 优 点
无性
繁殖 有丝分裂 遗传物质没有发生改变 无核蜜桔 保持优良性状
杂交 基因重组 非同源染色体上的非等位基因自由组合 抗倒伏抗锈病小麦 集中优良性状
诱变 基因突变 人工方法使DNA复制过程发生差错 青霉素高产菌株 提高变异频率，出现新性状
单倍体 染色体倍减 秋水仙素处理单倍体使其染色体加倍 小麦新品种 缩短育种进程，得到纯合体
多倍体 染色体倍增 秋水仙素处理使染色体加倍 无籽西瓜 器官大，营养成分含量高
基因
工程 DNA拼接 将不同生物的基因拼接在一起 抗虫棉 目的性强，打破物种界限
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，贾思勰在《齐民要术》中说：“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。”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。《荔枝谱》中有“荔枝以甘为味，虽有百千树莫有同者。”《天工开物》中有“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。”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《菊谱》一书里，描述了35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。16世纪末，张谦德在《硃砂鱼谱》中总结金鱼选种的经验时说：“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”。如今，金鱼的变异品种超过了150种。美丽多姿的金鱼，已经成为各国人民喜爱的观赏动物。
