1、基因突变 一、三种可遗传的变异 三、师生探讨： 思考：基因突变的概念、发生时期、原因、意义、特点及实例?

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1 1、基因突变 一、三种可遗传的变异 三、师生探讨： 思考：基因突变的概念、发生时期、原因、意义、特点及实例?
概念： 时期： 意义： 是生物变异的根本来源，为生物进化提供最初的原材料。产生新基因，培育新品种(诱变育种)。 特点： 实例： 镰刀型细胞贫血症 原因： 外因是外界环境条件（生物、物理、化学因素）；内因是DNA复制过程中基因中脱氧核苷酸的种类、数量、排列顺序发生局部改变。

2 2、基因重组 思考? 基因重组的概念、类型、发生时期及意义

3 3、染色体变异 染色体变异有哪两种类型？什么是染色体组？如何区别二倍体、单倍体、多倍体？多倍体植株特点？与二倍体的品种相比多倍体植株的果实有何特点？染色体变异有何应用？ 注意：易位发生在非同源染色体之间 （1）染色体结构变异 类型：缺失、重复、倒位、易位 A B 实例：猫叫综合征（5号染色体部分 缺失）果蝇的棒状眼（染色体片段 增添） C D 非整倍性变异： 整倍性变异： 个别染色体增加或减少 实例：21三体综合征、xo型、XXY型。 （2）染色体数目变异 以染色体组的形式成倍增加或减少

4 4、可遗传变异的三种来源以及相互之间的关系
类型 基因突变 基因重组 染色体变异 概念 类型 发生时期 产生结果 意义 项目 基因结构的改变，包括DNA碱基对的增添、缺失或改变 因基因的重新组合而发生的变异 染色体结构或数目变化而引起的变异 ①非同源染色体上的非等位基因随非同源染色体自由组合而重组②同源染色体上的非等位基因因交叉互换而重组 ①自然突变 ②诱发突变 染色体结构变异 染色体数目变异 DNA复制时（有丝分裂间期减数第一次分裂间期及其他DNA复制时） 减数第一次分裂四分体时期（交叉互换）及第一次分裂过程中（自由组合） 细胞分裂期 可引起基因“数量”上的变化，如增添或缺失几个基因 只改变基因型 产生新的基因 生物变异的根本来源，提供生物进化的原始材料 形成生物多样性的重要原因，对生物进化有十分重要的意义 对生物进化有一定意义 联系：都会引起遗传物质的改变，均可传给后代，是可遗传变异的3个来源。

5 5、易混点比较 （1）基因突变中的缺失与染色体结构变异中的缺失 前者是基因内部碱基对缺失，基因结构改变
后者是染色体片段的部分缺失，可能丢失一个或几个基因。 （2）基因重组中的交叉互换与染色体结构变异中的易位 前者是发生在减数第一次分裂的四分体时期，在同源染色体的非姐妹染色单体之间 后者是发生在非同源染色体之间对等片段的互换。 （3）无籽西瓜与无籽番茄 前者是通过多倍体育种培育而成，遗传物质发生了改变， 后者是在番茄的花蕾期用生长素或生长素类似物处理番茄的子房，然后进行套袋处理，防止受粉，在不经过受精作用的情况下由子房发育而成的果实。遗传物质未改变。

6 (4)染色体组与单倍体、二倍体、多倍体之间的关系
单倍体与多倍体的区别在二者的来源不同，前者是配子、后者是受精卵，与其所含的染色体组数无关，单倍体可能含一个或多个染色体组，多倍体一定含三个及以上的染色体组。 （5）植物果实肥大，糖和蛋白质含量高一定就是多倍体育种所结的果实吗？ 不一定，看生长期的长短，若生长期延长，则是多倍体育种，若生长期缩短，则是诱变育种或杂交育种。 （6）原核生物由于没有染色体、进行的是无性生殖，所以只能发生基因突变，不能发生基因重组或染色体变异。 （7）这三种变异只有染色体变异在显微镜下可观察到结构或数目的变化，基因突变和基因重组则需通过基因检测来观察是否变化，显微镜下无法观察到其变化。

7 四、典型例题： 1.（09江苏卷）在细胞分裂过程中出现了甲、乙2种变异，甲图中英文字母表示染色体片段。下列有关叙述正确的是
①甲图中发生了染色体结构变异，增加了生物变异的多样性 ②乙图中出现的这种变异属于染色体变异 ③甲、乙两图中的变化只会出现在有丝分裂中 ④甲、乙两图中的变异类型都可以用显微镜观察检验 A.①③③ B．②③④ C．①②④ D．①③④

8 2.（09上海卷）右图中①和②表示发生在常染色体上的变异。①和②所表示的变异类型分别属于
A. 重组和易位 B. 易位和易位 C. 易位和重组 D. 重组和重组 答案：A

9 3. (江苏高考)某地区—些玉米植株比一般玉米植株早熟、生长整齐而健壮，果穗大，籽粒多，因此这些植株可能是 ( )
3. (江苏高考)某地区—些玉米植株比一般玉米植株早熟、生长整齐而健壮，果穗大，籽粒多，因此这些植株可能是 ( ) A. 单倍体 B. 三倍体 C. 四倍体 D．杂交种 答案D

10 生物变异在育种中的应用

11 （二）考点分析：2003～2010年 年份 题号 考点 分值 占比 单选 多选 简答 2003 √ 17、39 育种方式比较 9 6%
题型 题号 考点 分值 占比 单选 多选 简答 2003 √ 17、39 育种方式比较 9 6% 2004 38 杂交育种 8 5.3% 2005 19 2 1.3% 2006 18 2007 35 2008 2009 33 2010 6、10 4 3.3%

12 （三）高考命题趋势 从2003～2010年高考试题来看，生物的变异常与育种结合进行考查，并以某一作物育种为背景，综合考查诱变育种、杂交育种、单倍体和多倍体育种的区别与联系。

13 二、学以致用，提高解题技巧 【典例分析】有位农场经营者有这样两个大棚果园，一个里面种的番茄是红果肉（rr），另一个是黄果肉的(RR)的品种。红果肉的番茄呢，比较受消费者的喜爱，但是它易感病（dd）；黄果肉却具有较强的抗病能力（DD），但是一般人们还是比较喜欢红番茄。 利用亲本抗病黄果肉 (DDRR)和易感病红果肉 (ddrr)作亲本,如何能够得到既抗病的又是红果肉的番茄纯合子呢？请问：你们有哪些方法帮他解决这个问题？(写出遗传图解)

14 ↓ ↓ × P F1 F2 F3 杂交育种 (1) F2中抗病红肉个体所占比例是_________ 3/16
若从播种到收获种子需要一年,则培育出能稳定遗传的抗病红肉的品种至少需要几年? 杂交育种 P 抗病黄肉 DDRR × 感病红肉 ddrr 第1年 F1 抗病黄肉 DdRr ↓ (1) F2中抗病红肉个体所占比例是_________ (2) F2抗病红肉个体中纯合子在所占比例是_________ (3) 将F2中抗病红肉个体连续自交的目的是________________________ 3/16 第2年 ↓ × F2 D_r_ D_rr ddR_ ddrr 1/3 抗病红肉 第3-5年 × 连续自交选育 DDrr F3 选育出需要的抗病红肉品种 生长 淘汰红肉不抗病,提纯红肉抗病

15 归纳：各种育种方法原理、过程、优缺点的比较
类型 原理 过程 优点 不足 实例 杂交 杂交→自交→筛选→连续________ 把多个优良性状集中于同一个体上，产生新的_______，培育动植物新品种。 只能利用已有基因的重组，并不能创造新的基因，杂交后代会出现_______现象，育种进程______。 高秆抗锈病与矮秆易染锈病产生矮秆抗锈病品种 基因重组 基因型 自交选育 自由组合 较长

16 归纳： 1、杂交育种的适用范围 （1）杂交育种只适合_______生殖的生物 （2）用于同一物种不同品种的个体间 （3）亲缘关系较近的不同物种个体间。如小麦与山羊草杂交。但为了使后代可育，应做染色体加倍处理，得到的个体即是异源多倍体。 2、若该生物靠有性生殖繁殖后代，则必须选育出优良性状的纯种，以免后代发生_________；若该生物靠无性生殖产生后代，那么只要得到该优良性状就可以了。 3、杂交育种过程只产生新的_________，没有产生新的基因。 有性 性状分离 基因型

17 ↓ ↓ ↓ ↓ × P F1 F2 F3 杂交育种 单倍体育种 除杂交育种外,还有没有更快捷的育种方案呢?
若从播种到收获种子需要一年,则培育出能稳定遗传的抗病红肉品种至少需要几年? 杂交育种 P 抗病黄肉 DDRR × 感病红肉 ddrr 第1年 单倍体育种 第1年 F1 抗病黄肉 DdRr ↓ 第2年 第2年 ↓ × F2 D_r_ D_rr ddR_ ddrr 配子 DR Dr dR dr 抗病红肉 ↓ 花药离体培养 第3年 × 连续自交选育 单倍体 DR Dr dR dr DDrr F3 ↓ 秋水仙素 第4-6年 选育出需要的抗病红肉品种 生长 DDrr ddRR ddrr 纯合体 DDRR 除杂交育种外,还有没有更快捷的育种方案呢?

18 归纳：各种育种方法原理、过程、优缺点的比较
类型 原理 育种过程 优点 不足 实例 单倍体育种 利用__________培育单倍体幼苗，再用___________处理使染色体加倍成新植株。 缩短_____年限，获得稳定遗传的________。如二倍体花粉单倍体育种的后代都是纯合子。产生新__________ 技术复杂，成活率_______ 快捷简便地培育矮秆抗病纯合子小麦 育种 花药离体培养 纯合子 染色体变异 低 秋水仙素 基因型

19 单倍体育种

20 思考? 单倍体育种操作方法归纳： ______→_____离体培养→_______
植株→___________处理人工诱导染色体数目加倍→得正常纯合子→选择→新品种（自交留种） 杂交 花药 单倍体 秋水仙素 人工诱变育种能否达到上述目的? 思考?

21 （三）诱变育种 操作方法： 请回答以下问题： （1）诱变育种的方法有哪些？ 化学诱变：如亚硝酸、碱基类似物等 （已有品种中无抗病个体）
易感病、红果肉（ ddrr） 抗病、红果肉 (DDrr) 请回答以下问题： （1）诱变育种的方法有哪些？ 辐射诱变：如一定剂量的X射线、紫外线、γ射线等。 化学诱变：如亚硝酸、碱基类似物等

22 人工诱变 + 单倍体育种 （2）利用易感病、红果肉（ddrr）品种，有什么好办法能快速得到抗病、红果肉 ( DDrr)品种？ 幼苗 （dr）
秋水仙素处理 人工 诱变 杂合子 (Ddrr) 易感病红果肉（ddrr） 花药离体培养 抗病 红果肉 (DDrr) 秋水仙素处理 幼苗 （Dr） 人工诱变 + 单倍体育种

23 用于微生物育种：例如青霉素的选育。1943年从自然界分离出来的青霉菌只能产生青霉素20单位/mL。后来人们对青霉菌多次进行X射线、紫外线照射以及综合处理，培育成了青霉素高产菌株，目
前青霉素的产量 已达到50000～ 60000单位/mL。 中间为青霉菌，周围是细菌。

24 太 空 椒 太空南瓜

25 归纳：各种育种方法原理、过程、优缺点的比较
类型 原理 过程 优点 不足 实例 诱变育种 利用物理、化学等方法诱发________，筛选优 品种 创造新的_______，提高变异频率，加快育种进程，大幅度改良某些性状，改良作物的品质，获得更多的新类型。 有利变异______，工作量大，盲目性大，需要大量的__________。 培育高产_______ 基因 少 基因突变 基因突变 青霉素菌株 供试材料 人工诱变育种常应植物、微生物育种

26 多倍体育种 三倍体无籽香蕉 三倍体无籽西瓜

27 三倍体无子西瓜的培育 秋水仙素处理 2n 2n 第一年 传粉 4n ♀ 3n ♂ 2n 3n 种植 种植 传粉 第二年 3n 2n ♀ ♂

28 多倍体育种 三倍体无子西瓜的培育过程 1．为什么以一定浓度的秋水仙素溶液滴在二倍体西瓜幼苗的芽尖?
西瓜幼苗的芽尖有丝分裂旺盛，用秋水仙素处理有利于抑制纺锤体的形成，从而形成四倍体植株。 2、为什么三倍体高度不育？ 减数分裂形成配子时，细胞中同源染色体联会紊乱，不能形成正常有活力的配子。

29 归纳：各种育种方法原理、过程、优缺点的比较
类型 原理 育种过程 优点 不足 实例 多倍体育种 用一定浓度的________处理萌发的种子或幼苗 植物茎秆____，叶片、果实、种子都比较______，营养物质含量____。产生新的________。 技术复杂，发育______，结实率____，一般只适合 于植物育种。 无籽西瓜的培育 粗壮 秋水仙素 延迟 染色体变异 大 低 丰富 基因型

30 【强化训练】小麦品种是纯合子，生产上用种子繁殖，现在选育矮秆（aa）抗病（BB）新品种；马铃薯品种是杂合子，生产上通常用块茎繁殖，现要选育黄肉（Yy）、抗病（Rr）的马铃薯新品种。请分别设计小麦品种间杂交程序，以及马铃薯品种间杂交程序。要求用遗传图解表示并加以简要说明。 （写出包括亲本在内的前三代即可）

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32 归纳：各种育种方法原理、过程、优缺点的比较
类型 原理 过程 优点 不足 实例 转基因育种 异源基因重组 “提”“结”“导”“检” 打破物种界限，定向改变生物的性状。 有可能引起生态危机。 产生人胰岛素的大肠杆菌、抗虫棉 植物体细胞杂交育种 细胞的全能性 去壁、诱融、组培。 克服了远缘杂交不亲和障碍。 技术难度高 白菜甘蓝、番茄马铃薯 动物细胞克隆育种 核移植和胚胎移植 可改良动物品种或保护频危物种 技术要求高 克隆、移核鱼

33 1.下图①～④列举了四种作物育种方法，请回答相应问题：
课时训练 1.下图①～④列举了四种作物育种方法，请回答相应问题： （1）第①种方法属于_____育种，一般从F2开始选种，这是因为 　　　　　　 。 杂交 从F2开始发生性状分离 （2）在第②种方法属于______育种，若只考虑F1中分别位于n对同源染色体上的n对等位基因，则利用其花药离体培育成的幼苗称为____倍体,在理论上应有 　 种基因型。 （3）第③种方法属于______育种,使用秋水仙素的作用是促使染色体加倍，其作用机理是 　。 单倍体 单 2n 多倍体 秋水仙素抑制纺锤体的形成 （4）第④种方法属于_________育种发生的变异一般是基因突变。卫星搭载的种子应当选用刚萌发的而非休眠的种子，原因是 。 人工诱变 种子萌发后进行细胞分裂，DNA在复制过程中容易受到外界因素的影响发生基因突变

34 2.下面为6种不同的育种方法。据图回答： (1)图中A至D方向所示的途径表示 育种方式，这种方法属常规育种，一般从F2代开始选种，这是因为 。A→B→C的途径表示 育种方式，这两种育种方式中后者的优越性主要表现在 。 (2)B常用的方法为 。 (3)E方法所用的原理是 ，所用的方法如 。育种时所需处理的种子应当是萌动的(而非休眠的)种子，试阐述原因________________。 (4)C、F过程最常用的药剂是 ，其作用的原理是 。 (5)由G到H过程中涉及的生物技术有 和 。 (6)K→L→M这种育种方法的优越性表现在

35 (1)杂交 从F2代开始发生性状分离 单倍体明显缩短育种年限
(2)花药离体培养 (3)基因突变 X射线、紫外线、激光 亚硝酸、硫酸二乙酯、秋水仙素(理化因素需各说出一项) 种子萌动后进行细胞分裂，DNA在复制过程中可能由于某种因素的影响发生基因突变 (4)秋水仙素 在细胞分裂时，抑制纺锤体形成，引起染色体数目加倍 (5)基因工程(删A拼接技术或DNA重组技术或转基因技术) 植物组织培养技术 (6)克服了远源杂交不亲和的障碍，大大扩展了可用于杂交的亲本范围

36 4:请写出下面各项培育方法： （1）通过花药离体培养再用秋水仙素加倍得到烟草新品种的方法是 。
（1）通过花药离体培养再用秋水仙素加倍得到烟草新品种的方法是 。 （2）用60Co 辐射谷氨酸棒状杆菌，选育出合成谷氨酸的新菌种，所用方法是 。 （3）用小麦和黑麦培育八倍体黑小麦的方法是 。 （4）将青椒的种子搭载人造卫星，在太空中飞行数周后返回地面，获得了果大、肉厚和维生素含量高的青椒新品种，这种育种原理本质上属于 。 （5）用抗倒伏、不抗锈病和不抗倒伏、抗锈病的两个小麦品种，培育出抗倒伏、抗锈病的品种，所用方法是 。 （6）将白菜与甘蓝的体细胞用酶处理，再用聚乙二醇使其融合，通过组织培养获得新的植物品种。这种方法是 。 （7）将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花受精卵中，培育出抗虫棉的方法是 。 （8）生产“人工种子”采用的方法是 。 单倍体育种 诱变育种 多倍体育种 诱变育种 杂交育种 植物体细胞杂交育种 转基因育种 植物组织培养

37 细胞工程 定向改造 所有生物 基因拼接 （DNA重组） 基因工程 基因 重组 新性状 新基因 突变 基因 DNA 新物种 变异 染色体变异
动 物 细 胞 融 合 （克隆） 植 体 杂 交 细胞工程 定向改造 所有生物 基因拼接 （DNA重组） 基因工程 新基因型 基因 重组 新性状 新基因 突变 减数分裂 任何时间 物、化 诱因 有性生殖 细胞 基因 DNA 遗传物质 进化的内因 新物种 自然选择 变异 染色体变异 染色体 数目 结构 单倍体育种 多倍体育种 基因 （数目、排列顺序） 性状 （变异） 个别染色体数目的增减