第三節(jié) 變異1課件

第三節(jié)變異

變異是指生物體子代與親代之間的差異，子代個體之間的差異的現(xiàn)象。變異分兩大類，即可遺傳變異與不可遺傳變異。不可遺傳變異是由于環(huán)境變化而造成，不會遺傳給后代，如由于水肥不足而造成的植株瘦弱矮小等，這樣的變異與進化無關(guān)；與進化有關(guān)的是可遺傳變異，這是由于遺傳物質(zhì)的改變所致，其原因主要有三個方面：基因突變、染色體畸變和基因重組。

第三節(jié)變異1變異的來源可遺傳的變異不可遺傳的變異：雜交育種，基因工程育種自然突變、人工誘變單倍體育種、多倍體育種基因重組：基因突變：染色體畸變：僅僅是由環(huán)境條件引起的，而遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生變化的變異。（由遺傳物質(zhì)改變而引起的變異。）第三節(jié)變異1一、基因重組

是由于不同DNA鏈的斷裂和連接而產(chǎn)生DNA片段的交換和重新組合，形成新DNA分子的過程。高等動植物中的基因重組通常在有性生殖過程中進行，即在性細胞成熟時發(fā)生減數(shù)分裂時同源染色體的部分遺傳物質(zhì)可實現(xiàn)交換，導(dǎo)致基因重組?；蛑亟M是雜交育種的生物學(xué)基礎(chǔ)。

有如下三種情況：1、基因的自由組合（減數(shù)第一次分裂后期）；2、基因的交叉互換（減數(shù)第一次分裂的四分體時期）；3、重組DNA技術(shù)。第三節(jié)變異1二、基因突變1791年，美國的一位牧羊人，發(fā)現(xiàn)在自己的羊群中出生了一只奇異的雄綿羊，這只羊的腿短而彎曲，背很長，它不能跳過一般的圍欄，引起了主人的注意，從而培育了安康羊。

這種因DNA分子中堿基對的替換、缺失和增加而使基因特定核苷酸系列發(fā)生改變的現(xiàn)象即為基因突變。一般而言基因突變大部分是中性的，即不會馬上表現(xiàn)出對生物的有利或有害；另外基因突變具有可逆性、多向性的特點；在自然狀態(tài)下基因突變的頻率很低，人們利用某些物理或化學(xué)因素進行人工誘變增加突變的頻率。基因突變是新基因的主要來源。第三節(jié)變異1

維多利亞女王在位的63年期間（1837-1901年），是英國最強盛的所謂“日不落帝國”時期。她與表兄阿爾伯特親王結(jié)婚，一生育有九個孩子，但由于是近親通婚，四個王子中的三個都是血友病患者，所幸的是五位公主個個健康美麗，但也是血友病基因攜帶者，她們與歐洲王室聯(lián)姻的結(jié)果是使這一可怕的疾病在歐洲王室中蔓延。

第三節(jié)變異1三、染色體畸變?nèi)旧w結(jié)構(gòu)的變異主要有4種情況，即染色體的某一段發(fā)生了缺失、重復(fù)、倒位和易位。染色體畸變是指染色體的結(jié)構(gòu)和數(shù)目的變化。

染色體數(shù)目變異包括整倍化變異和非整倍化變異。一般生物的配子（生殖細胞）只含有一個染色體組，受精后的細胞含有兩個染色體組，但是有些生物的體細胞中卻含有三個或三個以上的染色體組，這樣的生物就叫多倍體。如普通小麥的六倍體、香蕉的三倍體等。第三節(jié)變異1染色體變異3.染色體數(shù)目的增減細胞內(nèi)的個別染色體增加或減少細胞內(nèi)的染色體以染色體組的形式成倍增加或減少A.染色體組B.二倍體和多倍體C.人工誘導(dǎo)多倍體在育種上的應(yīng)用D.單倍體及其應(yīng)用1.染色體變異染色體結(jié)構(gòu)的改變?nèi)旧w數(shù)目的增減2.染色體結(jié)構(gòu)的改變?nèi)笔е貜?fù)倒位易位第三節(jié)變異1缺失指一條染色體斷裂而失去一個片段，這個片段上的基因也隨之丟失。在人類遺傳中,染色體缺失導(dǎo)致貓叫綜合癥.

染色體結(jié)構(gòu)的變異第三節(jié)變異1重復(fù)一條染色體的斷裂片段接到同源染色體的相應(yīng)部位，結(jié)果后者就有一段重復(fù)基因。例如:果蠅的棒狀眼。染色體結(jié)構(gòu)的變異第三節(jié)變異1倒位一條染色體的斷裂片段，位置倒過來后再接上去，造成這段染色體上的基因位置顛倒。

染色體結(jié)構(gòu)的變異第三節(jié)變異1易位染色體發(fā)生斷裂，斷裂片段接到非同源染色體上的現(xiàn)象。易位可使原來不連鎖的基因發(fā)生連鎖。

染色體結(jié)構(gòu)的變異第三節(jié)變異1例：21三體綜合癥(如圖，又稱先天性愚型或唐氏綜合癥)是由于患者細胞內(nèi)多了一條21號染色體造成的。患者眼間寬、眼角上斜、口常半張，身體發(fā)育緩慢、智力極度低下，許多在10歲前夭折。染色體數(shù)目變化--------非整倍化變異第三節(jié)變異1IIXIIIIV細胞中的一組非同源染色體，形態(tài)和功能各不同，但是攜帶著控制一種生物生長發(fā)育、遺傳和變異的全部信息，這樣的一組染色體叫做一個染色體組。二倍體和多倍體二倍體：由受精卵發(fā)育而成的個體，體細胞中有兩個染色體組的叫做二倍體；體細胞中含有三個或三個以上染色體組的叫多倍體，其中含有三個染色體組的叫三倍體，含有四個染色體組的叫四倍體。自然界中，幾乎全部動物和過半數(shù)的高等植物都是二倍體。？新疆帕米爾高原的高山植物，有65%的種類是多倍體染色體數(shù)目變異----整倍化變異第三節(jié)變異1BUT：如果紡錘體的形成受到破壞，那么會導(dǎo)致什么？后果：染色體不能被拉向兩極，細胞不能分裂成兩個子細胞，于是形成染色體數(shù)目加倍的細胞。

秋水仙素能抑制細胞紡錘體的形成，導(dǎo)致復(fù)制后的染色體在細胞分裂時不分離，從而引起細胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍。多倍體形成的原因在紡錘體的牽引下，染色體向兩極移動第三節(jié)變異1普通小麥的形成過程1414一粒小麥山羊草77雜交種不育77配子配子147配子配子147雜交種不育2814加倍異源多倍體14節(jié)節(jié)草二粒小麥141428加倍異源多倍體42普通小麥注：這也是物種形成的一種方式。第三節(jié)變異1單倍體體細胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個體單倍體一倍體染色體組可以有一個或多個染色體組體細胞中含有一個染色體組細胞中的一組非同源染色體，形態(tài)和功能各不同，但是攜帶著控制一種生物生長發(fā)育,遺傳和變異的全部信息，這樣的一組染色體叫做一個染色體組。第三節(jié)變異1四、人工誘變及其控制

秋水仙素能抑制細胞紡錘體的形成，導(dǎo)致復(fù)制后的染色體在細胞分裂時不分裂，從而引起細胞內(nèi)染色體數(shù)目的加倍。在高等植物的單倍體育種中通過花粉或花藥的離體培養(yǎng)獲得單倍體植物幼苗然后以秋水仙素刺激幼苗頂端，形成完全純合的二倍體植株。單倍體育種的優(yōu)點在于縮短了育種的時間。三倍體無籽西瓜的培育也是采用了秋水仙素的作用，使普通二倍體西瓜成為四倍體植株，再以四倍體西瓜的為母本、二倍體西瓜為父本雜交而獲得三倍體的種子，進而培育出三倍體西瓜。第三節(jié)變異1經(jīng)花藥離體培養(yǎng)單倍體類型：

秋水仙素處理純合子：單倍體育種花粉類型：ABAbaBabABAbaBabAABBAAbbaaBBaabbP：AABBaabbF1：AaBb（優(yōu)點：明顯縮短育種年限）AABB第三節(jié)變異1多倍體育種第三節(jié)變異1五、雜交育種、人工誘變育種、單倍體育種、多倍體育種比較雜交育種人工誘變育種單倍體育種多倍體育種原理常用方法基因重組基因突變?nèi)旧w變異（染色體組成倍數(shù)性減少，再加倍得純種）染色體變異（染色體組成倍增加）1.雜交→自交→選優(yōu)→自交2.雜交→（“雜種”）輻射誘變激光誘變花藥離體培養(yǎng)后再染色體加倍秋水仙素處理萌發(fā)種子、幼苗第三節(jié)變異1雜交育種人工誘變育種單倍體育種多倍體育種優(yōu)點缺點使不同個體的優(yōu)良性狀集中于一體，預(yù)見性強提高變異頻率，加速育種進程明顯縮短育種年限（不需自交選育過程）器官巨大，提高產(chǎn)量和營養(yǎng)成分時間長，需及時發(fā)現(xiàn)優(yōu)良性狀有利變異少，選擇工作量大，具有不確定性技術(shù)較復(fù)雜；需與雜交育種配合適用于植物（非谷類），對動物難以開展第三節(jié)變異1避免變異——無性繁殖利用變異雜交育種

人工誘變育種

多倍體育種

單倍體育種生物的后代出現(xiàn)不同于親本的性狀自然變異

人工誘導(dǎo)變異按來源分應(yīng)用生物的變異小結(jié)概念：類型基因重組

基因突變

染色體變異不遺傳的變異遺傳的

變異按結(jié)果分第三節(jié)變異1鞏固復(fù)習(xí)

1、由于雜交而產(chǎn)生的變異屬于A、基因突變B、基因重組C、不遺傳變異D、染色體變異

2、下列屬于不可遺傳的變異的是A、正常夫婦生了一個白化兒子B、純種紅眼果蠅的后代出現(xiàn)白眼果蠅C、對青霉菌進行X射線照射后，培育成的高產(chǎn)量菌株D、用生長素處理得到無籽番茄3、育種專家采用誘變育種的方法改良某些農(nóng)作物的原有