第四节生物的变异
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(共50张PPT)
生物的变异
变异
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。
遗传和变异在生物界中普遍存在，是生物体生命的基本特征之一
猫的肤色
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
幼猪肤色
常见的生物变异现象
玫瑰花色
花生果实大小的讨论
“南橘北枳”是说南方的橘子移栽到北方之后其味道、色泽等品质都发生变化，不能称为橘，只能称为枳的现象。原因：二者基因型虽然相同，但环境条件的改变可使性状发生改变。
表现型 ＝ 基因型 ＋ 环境条件
可遗传的变异
不能遗传的变异
基因突变
染色体变异
基因重组
来源
（改变）
（改变）
（改变）
（一）、基因突变
1、概念：
由于DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或 改
变，而引起的基因结构的改变，就叫基因突变
2、意义：
是生物变异的根本来源，为生物进化提供了最初的原材料
基因突变的特点：
（1）、普遍性 自然突变 、诱发突变
（2）、随机性
（3）、突变频率低
（4）、多数有害
（5）、不定向性
（二）、基因重组
1、概念：指生物体进行有性生殖的过程中，控制
不同性状的基因的重新组合
2、类型：
基因自由组合
基因交叉互换
3、特点：非常丰富
4、意义：
（1）、为生物变异提供了极其丰富的来源
（2）、是形成生物多样性的重要原因之一
（3）、对于生物进化具有十分重要的意义
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。
镰刀型细胞贫血症：
可遗传的变异
上图左所示的是正常人的红细胞形态；图右是镰刀型细胞贫血症患者的红细胞形态。
2、引起红细胞形态发生变化的最可能的原因
是什么？（从物质组成分析）
1、正常红细胞是什么形状？有什么功能？镰刀
型细胞贫血症的红细胞呈镰刀状，对功能的
完成有无影响？
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。
DNA
mRNA
C T T
G A A
C A T
G T A
G A A
G U A
蛋白质
氨基酸
谷氨酸
正常
缬氨酸
不正常
1）直接原因：血红蛋白分子的多肽链上，
一个谷氨酸被一个缬氨酸替换。
2）根本原因：控制血红蛋白分子的DNA的
碱基序列发生了改变，
变成了 。
C T T
G A A
C A T
G T A
（单个碱基替换）
生物变异的类型
有利变异：对某种生物来说，变异有利于它的生存。如小麦的茎秆
不利变异：对某种生物来说，变异不利于它的生存。如玉米的白化苗
判断是有利变异还是 不利变异主要看对生物个体本身而言。
有利的变异
抗倒伏的小麦
不抗倒伏的小麦
不利的变异
正常苗
白化苗
不能进行光合作用，会过早死亡，这一变异对植物的生存是不利的。
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
太空椒
人类应用有利的变异培育新品种
用辐射或化学诱变剂等手段影响生物的配子，使遗传物质发生改变，诱导产生新品种。
多倍体育种
以三倍体无子西瓜为例，介绍多倍体的培育过程。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
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？
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。
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。
YyRr
YR
Yr
yR
yr
YYRR
YYrr
yyRR
yyrr
YR
Yr
yR
yr
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。
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
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
1、变异的意义：
好的一面：物种进化产生新的生物类型，为生物进化提供了原材料；培育生物新品种，造福人类；
坏的一面：生物患病；害虫进化；出现畸形生物或畸形器官，给人类带来危害。
2、在农业上的应用：培育优良的家作物和家畜、家禽品种、造福人类。
变异在生物在进化上的意义及其在农业生产上的应用
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。
生物的变异同步练习
一、选择题
1、下列各项中不属于变异的是（ ）
A、父母都是双眼皮，儿子是单眼皮 B、姐姐有酒窝，妹妹没有酒窝
C、羊有角，马没有角 D、父母胖，女儿瘦
2、下列各项中不属于可遗传变异的是（ ）
A、月季花的红色与白色 B、父亲高，儿子矮
C、母亲正常，儿子色盲 D、水肥条件不同导致水稻长势不同
3、下列各项中属于有利变异的是（ ）
A、高杆水稻种的矮秆（抗倒伏）的变异 B、从野生猪到家猪的变异
C、从原鸡到肉用鸡的变异 D、玉米白化苗的变异
4、下列各项不是遗传物质变化引起的变异的是（ ）
A、豌豆的圆粒和皱粒 B、玉米粒的黄色和白色
C、茉莉的红花和白花 D、绿韭菜与韭黄
5、一块玉米地里出现了几株白化苗，不久它们就死亡了，其根本原因是（ ）
A、幼苗的遗传物质发生了改变 B、幼苗生长的地方缺少养料
C、幼苗生长的地方缺少水分 D、幼苗生长的地方光照不足
1～5 CDADA
6、对生物个体而言，所谓有利变异是指（ ）
A、对所有生物有利的变异 B、对生物个体生存有利的变异
C、对人类有利的可遗传变异 D、对人类不利的不可遗传变异
7、一只雌猫一次产了3只小猫。毛色完全不同，这说明生物体具有（ ）
A、遗传性 B、变异性 C、进化性 D、适应性
8、事实上，无论是父子、母女，还是兄弟姐妹，甚至是同卵双生的双胞胎性状完全一样的两个人是很难找到的，这说明（ ）
A、变异具有普遍性B、变异现象只表现在人与人之间
C、变异现象是不存在的D、遗传现象具有普遍性
9、下列的变异中，可遗传的是（ ）
A、长在阴暗处的植物叶色变黄B、玉米地里常出现个别白花苗
C、举重运动员粗壮的手臂D、肥水充足处的大豆植株高大
10、同在一个草场，牛吃草长牛肉，羊吃草长羊肉。牛和羊吃了同样的食物确表现出不同的性状，其根本原因是（遗传和变异）（ ）
A、牛和羊的新陈代谢方式不同B、牛和羊的消化吸收功能显著不同
C、牛和羊细胞中染色体上的基因不同D、牛和羊的细胞大小和形状不同
6～10 BBABC
填空题
1、可遗传变异是由 引起的，不可遗传变异是由 引起的。
2、 变异是有利变异； 变异是不利变异。
3、生物体 之间以及 的个体之间总存在一些差异，这就是生物的变异现象。
1、遗传物质 环境变化 2、对生物本身有利的 对生物本身不利的 3、亲代与子代 子代
阅读下列材料，回答有关问题。
材料一：科学工作者将一种矮秆（抗倒伏）但不抗锈病的小麦与另一种高杆（不抗倒伏）但抗锈病的小麦做亲本进行杂交。后代中出现了矮秆抗锈病、矮秆不抗锈病、高杆抗锈病和高杆不抗锈病四种类型，选矮秆抗锈病类型进行繁殖培育，经若干代后便获得了矮秆抗锈病小麦新品种。
材料二：科学家利用航天技术，通过返回式卫星、宇宙飞船、航天飞机等手段搭载普通椒的种子，返回地面后再进行选育，培育成果实个大、肉厚、口感好、产量高的太空椒。
材料三：新疆的哈密瓜以甜度大而著称，有人将其引进到山东种植，其果实甜度大大降低。
⑴ 材料中涉及到的小麦性状有哪些？ ；性状从亲代传给子代的现象叫 ；杂交后代中出现了矮秆抗锈病、高杆不抗锈病类型，这种现象叫作
⑵ 矮秆抗锈病小麦新品种的培育和太空椒的培育原理有所不同，前者是 育种，而后者是 育种。
⑶ 哈密瓜在山东种植甜度降低的变异同矮秆抗锈病的小麦、太空椒的变异，前者是
的变异，其根本原因是未涉及到 的改变。
（1）矮秆和高秆、抗锈病和不抗锈病 遗传 变异（2）杂交 诱变 （3）不可遗传 遗传物质
谢 谢!
生物的变异
变异
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。
遗传和变异在生物界中普遍存在，是生物体生命的基本特征之一
猫的肤色
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
幼猪肤色
常见的生物变异现象
玫瑰花色
花生果实大小的讨论
“南橘北枳”是说南方的橘子移栽到北方之后其味道、色泽等品质都发生变化，不能称为橘，只能称为枳的现象。原因：二者基因型虽然相同，但环境条件的改变可使性状发生改变。
表现型 ＝ 基因型 ＋ 环境条件
可遗传的变异
不能遗传的变异
基因突变
染色体变异
基因重组
来源
（改变）
（改变）
（改变）
（一）、基因突变
1、概念：
由于DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或 改
变，而引起的基因结构的改变，就叫基因突变
2、意义：
是生物变异的根本来源，为生物进化提供了最初的原材料
基因突变的特点：
（1）、普遍性 自然突变 、诱发突变
（2）、随机性
（3）、突变频率低
（4）、多数有害
（5）、不定向性
（二）、基因重组
1、概念：指生物体进行有性生殖的过程中，控制
不同性状的基因的重新组合
2、类型：
基因自由组合
基因交叉互换
3、特点：非常丰富
4、意义：
（1）、为生物变异提供了极其丰富的来源
（2）、是形成生物多样性的重要原因之一
（3）、对于生物进化具有十分重要的意义
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。
镰刀型细胞贫血症：
可遗传的变异
上图左所示的是正常人的红细胞形态；图右是镰刀型细胞贫血症患者的红细胞形态。
2、引起红细胞形态发生变化的最可能的原因
是什么？（从物质组成分析）
1、正常红细胞是什么形状？有什么功能？镰刀
型细胞贫血症的红细胞呈镰刀状，对功能的
完成有无影响？
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。
DNA
mRNA
C T T
G A A
C A T
G T A
G A A
G U A
蛋白质
氨基酸
谷氨酸
正常
缬氨酸
不正常
1）直接原因：血红蛋白分子的多肽链上，
一个谷氨酸被一个缬氨酸替换。
2）根本原因：控制血红蛋白分子的DNA的
碱基序列发生了改变，
变成了 。
C T T
G A A
C A T
G T A
（单个碱基替换）
生物变异的类型
有利变异：对某种生物来说，变异有利于它的生存。如小麦的茎秆
不利变异：对某种生物来说，变异不利于它的生存。如玉米的白化苗
判断是有利变异还是 不利变异主要看对生物个体本身而言。
有利的变异
抗倒伏的小麦
不抗倒伏的小麦
不利的变异
正常苗
白化苗
不能进行光合作用，会过早死亡，这一变异对植物的生存是不利的。
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
太空椒
人类应用有利的变异培育新品种
用辐射或化学诱变剂等手段影响生物的配子，使遗传物质发生改变，诱导产生新品种。
多倍体育种
以三倍体无子西瓜为例，介绍多倍体的培育过程。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
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？
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。
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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yR
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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。
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
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
1、变异的意义：
好的一面：物种进化产生新的生物类型，为生物进化提供了原材料；培育生物新品种，造福人类；
坏的一面：生物患病；害虫进化；出现畸形生物或畸形器官，给人类带来危害。
2、在农业上的应用：培育优良的家作物和家畜、家禽品种、造福人类。
变异在生物在进化上的意义及其在农业生产上的应用
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。
生物的变异同步练习
一、选择题
1、下列各项中不属于变异的是（ ）
A、父母都是双眼皮，儿子是单眼皮 B、姐姐有酒窝，妹妹没有酒窝
C、羊有角，马没有角 D、父母胖，女儿瘦
2、下列各项中不属于可遗传变异的是（ ）
A、月季花的红色与白色 B、父亲高，儿子矮
C、母亲正常，儿子色盲 D、水肥条件不同导致水稻长势不同
3、下列各项中属于有利变异的是（ ）
A、高杆水稻种的矮秆（抗倒伏）的变异 B、从野生猪到家猪的变异
C、从原鸡到肉用鸡的变异 D、玉米白化苗的变异
4、下列各项不是遗传物质变化引起的变异的是（ ）
A、豌豆的圆粒和皱粒 B、玉米粒的黄色和白色
C、茉莉的红花和白花 D、绿韭菜与韭黄
5、一块玉米地里出现了几株白化苗，不久它们就死亡了，其根本原因是（ ）
A、幼苗的遗传物质发生了改变 B、幼苗生长的地方缺少养料
C、幼苗生长的地方缺少水分 D、幼苗生长的地方光照不足
1～5 CDADA
6、对生物个体而言，所谓有利变异是指（ ）
A、对所有生物有利的变异 B、对生物个体生存有利的变异
C、对人类有利的可遗传变异 D、对人类不利的不可遗传变异
7、一只雌猫一次产了3只小猫。毛色完全不同，这说明生物体具有（ ）
A、遗传性 B、变异性 C、进化性 D、适应性
8、事实上，无论是父子、母女，还是兄弟姐妹，甚至是同卵双生的双胞胎性状完全一样的两个人是很难找到的，这说明（ ）
A、变异具有普遍性B、变异现象只表现在人与人之间
C、变异现象是不存在的D、遗传现象具有普遍性
9、下列的变异中，可遗传的是（ ）
A、长在阴暗处的植物叶色变黄B、玉米地里常出现个别白花苗
C、举重运动员粗壮的手臂D、肥水充足处的大豆植株高大
10、同在一个草场，牛吃草长牛肉，羊吃草长羊肉。牛和羊吃了同样的食物确表现出不同的性状，其根本原因是（遗传和变异）（ ）
A、牛和羊的新陈代谢方式不同B、牛和羊的消化吸收功能显著不同
C、牛和羊细胞中染色体上的基因不同D、牛和羊的细胞大小和形状不同
6～10 BBABC
填空题
1、可遗传变异是由 引起的，不可遗传变异是由 引起的。
2、 变异是有利变异； 变异是不利变异。
3、生物体 之间以及 的个体之间总存在一些差异，这就是生物的变异现象。
1、遗传物质 环境变化 2、对生物本身有利的 对生物本身不利的 3、亲代与子代 子代
阅读下列材料，回答有关问题。
材料一：科学工作者将一种矮秆（抗倒伏）但不抗锈病的小麦与另一种高杆（不抗倒伏）但抗锈病的小麦做亲本进行杂交。后代中出现了矮秆抗锈病、矮秆不抗锈病、高杆抗锈病和高杆不抗锈病四种类型，选矮秆抗锈病类型进行繁殖培育，经若干代后便获得了矮秆抗锈病小麦新品种。
材料二：科学家利用航天技术，通过返回式卫星、宇宙飞船、航天飞机等手段搭载普通椒的种子，返回地面后再进行选育，培育成果实个大、肉厚、口感好、产量高的太空椒。
材料三：新疆的哈密瓜以甜度大而著称，有人将其引进到山东种植，其果实甜度大大降低。
⑴ 材料中涉及到的小麦性状有哪些？ ；性状从亲代传给子代的现象叫 ；杂交后代中出现了矮秆抗锈病、高杆不抗锈病类型，这种现象叫作
⑵ 矮秆抗锈病小麦新品种的培育和太空椒的培育原理有所不同，前者是 育种，而后者是 育种。
⑶ 哈密瓜在山东种植甜度降低的变异同矮秆抗锈病的小麦、太空椒的变异，前者是
的变异，其根本原因是未涉及到 的改变。
（1）矮秆和高秆、抗锈病和不抗锈病 遗传 变异（2）杂交 诱变 （3）不可遗传 遗传物质
谢 谢!