生物的变异及其应用
生物变异在生产上的应用
思考2：当细胞分裂时，如何才能使细胞的染 色体数目加倍？
细胞分裂后期，染色体的着丝粒一分为 二，染色体数目加倍，细胞就此停止分裂， 细胞中的染色体就会加倍。
思考3：怎样才能使细胞分裂在后期停止呢？
秋水仙素处理 抑制纺锤体的形成，使复制的染色体不能分 到两个细胞中，因而加倍。
想一想：秋水仙素作用时期？ 用秋水仙素处理的材料有何要求？
萌发的种子或幼苗（？） （因为该材料的细胞分裂旺盛）
单倍体育种程序 矮秆抗锈病
水稻
P 高秆抗锈病
× 矮秆不抗锈病 ddTT
DDTT
ddtt
第一年
Ｆ1
DdTt 高秆抗锈病
减数分裂
花粉 DT Dt dT dt
花药离体培养
单倍体幼苗 DT Dt dT dt
秋水仙素处理
二倍体纯合子 DDTT DDtt ddTT ddtt
方法：
P
DDTT × 高秆抗锈病
ddtt 矮秆不抗锈病
Ｆ1
DdTt 高秆抗锈病
×
Ｆ2 D-T- ddT_(1/3ddTT 2/3ddTt) D_tdTT 1/3ddTt 1/6ddtt
×
×
×
……
连续自交
Ｆn
ddTT
一、杂交育种
1.方法（手段）： 杂交、选择、纯合化 2.原理：基因重组
产籽？
二倍体
（父本） 减数分裂产生配子时，同
花粉 刺激
源染色体配对紊乱，不能
产生正常的配子，因而高
度不育。
四、多倍体育种
1.原理：染色体畸变（数目变异）
2.手段：用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种
子或幼苗
3.优点： 器官增大，营养物质含量高,抗逆性
第二节生物变异在生产上的应用
把二倍体西瓜植株的花粉授到四倍体 西瓜植株的雌蕊柱头上，所结西瓜的 果皮、种皮、胚和胚乳的细胞中的染 色体组数 ( D) A.4、2、2、4 B.4、4、3、6 C.3、3、3加工原料为转基因大豆
生长快、肉质好的转基因 鱼(中国)
乳汁中含有人生长激素的 转基因牛(阿根廷)
无籽香蕉 3n
其它多倍体植物
甘蔗是三倍体。最早的野生甘蔗就像芦苇 又细又短且开花结籽。这种野生甘蔗发生自然 加倍形成四倍体甘蔗，四倍体甘蔗与野生甘蔗 自然杂交，就形成了现在的甘蔗。 人们种植的西瓜有三种：普通西瓜为二倍 体，个小籽多，重量一般在三公斤以下； 大 西瓜为四倍体，个大籽小，重量可达五公斤以 上； 无籽西瓜为三倍体，个大无籽。 甘薯、马铃薯等以无性繁殖为主的作物及 许多花卉、水果一般都是多倍体。
得单倍体植株
思考：单倍体只有一个染色体组么？
• 玉米是二倍体，它的体细胞中含有两个染 色体组，他的单倍体植株的体细胞中含有 一个染色体组．（一倍体） • 普通小麦是六倍体，它的体细胞中含有６ 个染色体组，单倍体植株的体细胞中含有 三个染色体组．
思考：单倍体的小麦植株（体细 胞含三个染色体组）不能产生正常
第二节 生物变异在生产生产上 的应用
2011年9月18日，经农业部验收组认定，袁 隆平指导的“Y两优2号”超级杂交稻百亩 平均亩产926.6公斤。新华社称这是袁隆平 团队耗时7年首次突破900公斤大关，《湖 南日报》则称其打破了水稻大面积亩产的世 界纪录。
1、杂交育种
• 杂交育种是利用基因重组原理，可以有目 的的将两个或多个品种的优良性状组合在 一起，培育出更优良的品种。 • 注意：培养出的品种必须是纯种，才有育 种和保存价值。
人工诱变 + 单倍体育种
生物变异在农业生产上的应用
生物变异在农业生产上的应用生物技术是利用生物有机体、死细胞、活细胞以及细胞内含物,采用特殊的过程生产出特殊的产品的一门新型的跨学科体系。
本文通过对植物生物技术、动物生物技术、微生物生物技术三个领域进行综述，然而生物变异在农业生产上的应用你了解吗？生物变异小知识：植物基因工程是指用人工的方法，从不同生物中提取外源基因片段及载体DNA，经过体外切割、拼接和重组，然后采取某种方法，把重组后的带有外源基因的载体DNA引入植物细胞，并使其在植物细胞内进行复制和表达，以达到预期的改变受体植物细胞遗传特性的目的的过程。
包括抗病基因工程、抗毒基因工程、抗除草剂基因工程等。
1986年，Beachy小组首次将烟草花叶病毒（TMV）外壳蛋白（CP）基因导入烟草，培育出抗TMV的工程植株，还有动物来源的主要有蝎、蜘蛛等一些昆虫毒素基因[2]。
它们已被导入烟草、棉花、油菜、水稻、玉米、马铃薯等多种农作物，在抗虫方面得到了广泛应用，有的已进入了商品化生产。
动物基因工程是利用DAN重组技术对动物所进行的工程。
其实质是改变动物的遗传组成，增加动物的遗传多样性，赋予转基因动物新的表型特征，使之能更好地服务以人类社会。
包括动物转基因技术、畜禽基因工程疫苗等。
其中动物转基因技术一种是将外源基因转移到动物受精卵中使其整合和表达，以产生具有新遗传特性的动物；另一种是将外源基因在特定调控元件作用下，在一定时间内表达外源蛋白。
主要研究是将激素基因导入哺乳动物受精卵内获转基因动物。
动物转基因技术在提高畜禽生产性能、改善畜产品品质、提高畜禽抗寒抗病能力等方面应用广泛。
提醒您：为了防止变异的坏处，我们一定要保护环境，多了解一些生态破坏知识和环境污染知识，另外大家也可多了解一些引起生物变异的原因是什么等相关的问题来了解原因。
最后要了解更多环境污染小知识和生态破坏小知识直接进入本网站了解。
微生物的变异原理及应用
微生物的变异原理及应用1. 引言微生物变异是指微生物在自然界或实验条件下经过长期的演化过程中，产生了与亲代微生物有明显遗传差异的后代微生物。
微生物的变异一直是微生物学研究的重要领域，对于理解微生物的遗传变异机制以及应用于实际生产具有重要意义。
2. 微生物变异的原理微生物的变异是由于其基因发生了突变所导致的。
微生物的遗传信息存储在其DNA分子中，当DNA发生突变时，这些变异基因就会在后代中得以保留和传递。
微生物的突变可以分为两种类型：自然突变和诱变突变。
2.1 自然突变自然突变是指在微生物的自然生长过程中产生的突变。
这些突变通常是由DNA 复制错误、化学修饰、或者DNA损伤修复过程中发生的。
自然突变是微生物进化的基础，也是微生物遗传变异的主要来源之一。
2.2 诱变突变诱变突变是指通过人工手段诱导微生物基因发生突变。
这种突变方法可以通过化学物质、物理因素或者基因工程技术来实现。
诱变突变可以加速微生物的遗传变异进程，从而产生更多的变异体，为微生物的应用提供新的可能性。
3. 微生物变异的应用微生物变异的应用广泛涉及到农业、食品工业、药物研发以及环境修复等领域。
下面列举了几个常见的应用案例：3.1 作物育种通过微生物变异技术可以对作物进行改良育种，以获得具有抗病虫害、耐逆性和高产性的新品种。
例如，通过诱变突变可以筛选到抗除草剂的小麦品种，从而降低农药使用量，减少对环境的污染。
3.2 食品发酵工业微生物的变异在食品发酵工业中具有重要的应用价值。
通过对工业菌株进行诱变突变，可以提高其代谢能力和产酶能力，从而提高发酵过程的效率和产量。
例如，诱变突变后的酿酒酵母可以产生更多的酒精，提高酒的酿造效率。
3.3 药物研发微生物变异在药物研发中也起到了重要的作用。
通过诱变突变，可以获得抗生素产生菌株或者高效酶制剂的产生菌株。
这些变异菌株可以用于生产药物原料或者制备酶制剂，为药物研发和生产提供了新的资源。
3.4 环境修复微生物变异技术在环境修复领域也有着广泛的应用前景。
变异的意义及应用
变异的意义及应用变异是指在一群生物个体中出现的遗传性差异。
在生物学中，变异起着非常重要的作用，因为它是进化的基础。
通过变异，生物个体能够适应环境的变化并提高生存能力。
此外，变异在医学研究、农业生产和环境保护等方面也有广泛的应用。
首先，变异对于进化起着重要的作用。
在一个种群中，由于基因突变或基因重组而导致的变异会产生不同的表型特征。
这些不同的特征对于环境的适应性不同，有时会给生物个体带来优势或劣势。
环境中的变化会选择那些适应能力强的个体，使其在下一代中占据主导地位。
这就是自然选择的过程。
通过积累和传递有利的变异，物种能够逐渐进化，适应不断变化的环境。
例如，达尔文的麦哲伦雀被发现在不同的树岛上演化出了不同的喙形状，以适应不同的食物来源。
其次，变异在医学研究中具有重要作用。
许多疾病都与人体基因的变异有关。
通过研究人类基因组，科学家们可以发现某些基因变异会导致某些遗传病的发生。
这些研究能够帮助我们了解疾病的发病机制，并为疾病的诊断和治疗提供新的思路。
例如，BRCA1基因突变与乳腺癌和卵巢癌的风险有关。
了解这种变异可以帮助医生评估患者的风险，并采取预防措施。
此外，变异也为开发新药提供了线索。
例如，某些人体基因的变异在药物治疗反应方面具有重要意义，科学家们可以通过对这些变异的研究，开发出更为精准和有效的个体化药物治疗方案。
第三，变异在农业生产中起着重要作用。
通过人为培育和选择，农业科学家们可以利用植物和动物的变异来培育出更适应环境和生产需求的新品种。
这种方式被称为选择育种。
例如，为了提高庄稼的产量和抗病能力，农业科学家利用选育的方式进行了多年的工作，培育出高产、抗病的新品种。
此外，基因编辑技术的发展使得农业科学家们能够对农作物的基因进行定向编辑，从而达到改良农作物品质的目的。
这种技术被称为基因改良，通过这种方式，农作物的产量、抗逆性、品质等方面可以得到改善。
最后，变异也对环境保护和生物多样性的保护起到重要作用。
生物变异在生产上的应用
案例片段三： 案例片段三： 自古以来， 自古以来，西瓜都 是有种子的。 是有种子的。在炎 热的夏季， 热的夏季，当人们 大嚼味甜多汁的西 瓜以消暑解渴之际， 瓜以消暑解渴之际， 却不得不频频地吐 出西瓜子， 出西瓜子，实有厌 烦之感。因此， 烦之感。因此，人 们早就渴望获得无 子西瓜， 子西瓜，以除美中 不足。但是， 不足。但是，这种 奇想能够实现吗？ 奇想能够实现吗？
优 使位于不同 点 个体的优良 性状集中于 一个个体上 缺 点 育种时间长
各种器官大、 各种器官大、 营养成分高、 营养成分高、 抗性强 与杂交育种 配合； 配合；获得 的新品种发 育延迟
技术 转基 技术
真正蓝玫瑰面世 转基因技术造就
2008-11-3 红网 11月1日，转基因蓝玫瑰 月 日 亮相日本东京国际花卉博览会。 亮相日本东京国际花卉博览会。这种蓝玫 瑰是转基因玫瑰， 瑰是转基因玫瑰，被植入三色紫罗兰所含 一种能刺激蓝色素产生的基因， 一种能刺激蓝色素产生的基因，花瓣因而 自然呈现蓝色。新华社/法新社 自然呈现蓝色。新华社 法新社
缺点
1.转基因生物的安全性问题：可能 转基因生物的安全性问题： 转基因生物的安全性问题 引起生态危机，威胁人类健康； 引起生态危机，威胁人类健康； 2.技术难度大。 技术难度大。 技术难度大
意义：为作物高产、优质、 意义：为作物高产、优质、抗病虫害和降低农 化肥对环境的污染做出贡献。 药、化肥对环境的污染做出贡献。
杂交育种 使位于不同个体的优良性状集中于一个个体上,操作 优点： 使位于不同个体的优良性状集中于一个个体上 操作
生物变异在生产上的应用
生物变异在生产上的应用引言生物变异是指生物体在遗传层面上发生的突变或变异。
这种变异可能是由于基因突变、染色体重排或基因重组引起的。
在自然界中，生物变异是漫无目的且不可预测的，然而，在生产领域中，科学家们已经学会了利用生物变异来获得期望的特征并实现特定的用途。
本文将介绍生物变异在生产上的应用，并探讨其潜在的前景和挑战。
生物农药的开发生物农药是一种利用生物变异获得的有效解决方案。
传统的化学农药在使用过程中往往会对环境和人体健康产生负面影响。
因此，科学家们开始寻找替代品，其中包括利用生物变异来生产更具有选择性和安全性的农药。
例如，利用生物变异的昆虫微生物可以产生一种名为“杀虫酶”的物质，可以通过杀死害虫来控制农作物病虫害。
这种生物农药不会对环境造成污染，并且对人体健康的影响非常有限。
育种与农作物改良利用生物变异进行育种和农作物改良是增加农作物产量和品质的有效方法。
科学家们通过选择具有期望特性的变异个体，将其用于繁殖和交配。
这样，他们可以获取到更耐病、更适应环境和更高产量的农作物品种。
例如，通过利用生物变异，人们成功培育出了抗虫害、抗病害、耐旱、耐盐和快速生长的作物品种，为解决全球食品安全问题做出了重要贡献。
药物开发与生物变异生物变异在药物开发中也有着重要的应用。
通过利用生物变异，科学家们可以研究和开发新的药物。
例如，利用生物变异的细菌和真菌可以产生具有抗生素作用的物质。
这样的发现不仅提供了治疗感染性疾病的有效手段，还为抗生素的开发提供了新的方向和可能性。
另外，许多药物也可以利用生物变异的技术进行合成和改良，以提高药物的效能和降低副作用。
生物能源的开发生物变异还可以应用于生物能源的开发。
在能源危机和环保意识日益增长的背景下，科学家们寻找替代传统能源的方法之一是利用可再生能源。
利用生物变异，科学家们能够开发出能够产生生物能源的微生物和植物。
例如，利用生物变异的酵母菌可以通过发酵产生乙醇燃料，而利用植物的生物变异则可以改良植物细胞壁结构，提高生物质能源的产量和质量。
新教材新高考生物复习专题-生物变异在育种上的应用
过程发生了染色体变异
√C.图中C、F过程都可用秋水仙
素处理萌发的种子或幼苗 D.杂交育种过程如需获得显性纯合子需经历较长的纯化过程，单倍体育
种由配子直接加倍获得纯合子，育种年限短
重温高考 真题演练
1.(2021·广东，11)白菜型油菜(2n＝20)的种子可以榨取食用油(菜籽油)， 为了培育高产新品种，科学家诱导该油菜未受精的卵细胞发育形成完整 植株Bc。下列叙述错误的是
1234
2.(2021·北京，7)研究者拟通过有性杂交的方法将簇毛麦(2n＝14)的优良 性状导入普通小麦(2n＝42)中。用簇毛麦花粉给数以千计的小麦小花授 粉，10天后只发现两个杂种幼胚，将其离体培养，产生愈伤组织，进而 获得含28条染色体的大量杂种植株。以下表述错误的是 A.簇毛麦与小麦之间存在生殖隔离 B.培养过程中幼胚细胞经过脱分化和再分化
4.诱变育种 (1)原理：基因突变。 (2)过程
(3)优点 ①可以提高突变率 ，在较短时间内获得更多的优良变异类型。 ②大幅度地 改良某些性状 。 (4)缺点：有利变异个体往往不多，需要处理大量材料。
考向突破 强化关键能力
考向一 分析单倍体育种与多倍体育种的应用 1.(2022·淮阴高三模拟)如图为二倍体玉米花粉培育成植株的过程。下列 有关叙述错误的是 A.过程①是花药离体培养 B.过程②若正常培养，则植株B是
①两 传次 粉第 第一 二次 次传 传粉 粉： ：杂 刺交 激获 子得 房三 发倍 育体 成种 果子 实 ②用秋水仙素处理幼苗后，分生组织分裂产生的茎、叶、花的染色体数 目 加倍 ，而未经处理部分(如根部细胞)的染色体数目 不变 。 ③三倍体西瓜无子的原因：三倍体西瓜植株在减数分裂过程中，由于染 色体 联会紊乱 ，不能产生正常配子。
生物的变异及其应用
•染色体数目的变异
1、细胞内个别染色体的增加或减少： (1)增加： 如21三体综合症
(2)减少：如性腺发育不良(XO) 2、细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地 增加或减少。
染色体组
非同源染色体 形态和功能 细胞中的一组_____________，___________ 各不相同，但携带着控制一种生物生长发育、遗 遗传信息 传和变异的全部___________。 要构成一个染色体组应具备以下几个条件：
3.下图所示细胞代表四个物种的不同时期细胞， 其中含有染色体组数最多的是 ( D )
B C D A 4.（2009年菏泽模拟）右图表示某动物的一个 正在分裂的细胞，下列判断正确的是（ C ） A.该状态的细胞可发生基因重组现象 B.该状态下的细胞内不发生ATP水解 C.①②③可组成一个染色体组， ④⑤⑥为一个染色体组 D.若①是X染色体，则④是Y染色体， 其余是常染色体
2. 番茄果实红色（H）对黄色（h）为显性。 某隐性纯合植株（hh）自交，结出了半边红半 边黄的变异果，这可能是植株那个部位的基因 h突变为H引起的（ C ） A.幼苗期的顶芽细胞 B.早期的一个叶芽细胞 C.一个花芽的某些细胞 D.花药组织内的花粉母细胞
3.下图表示某正常基因及指导合成的多肽顺序。 A～D位点发生的突变导致肽链延长停止的是［除 图中密码子外，已知GAC（天冬氨酸）、CGU（甘 氨酸）、GGG（甘氨酸）、AUG（甲硫氨酸）、 UAG（终止）］ （ A ） A.G/C→A/T B.T/A→G/C C.T/A→C/G D.丢失T/A
生物的变异及其应用
第1讲
生物变异的类型及在育种中的应用
生物的变异
变异：是指生物的亲代与子代之间、以及子
代个体之间在性状的差异。同遗传现象一
第二节 生物变异的应用
提高变异频率， 出现新性状 缩短育种进程， 得到纯合体
染色体 变 异 染色体 变 异
多倍体 育种工程
D N A 拼 接
将不同物种的基因拼 接在一起
抗虫棉
目的性强，打 破物种界限
1.4倍体草莓比野生的普通草莓的果实大，营养物 质含量有所增加。4倍体草莓的培育成功属于 （ B ） A.单倍体育种 B.多倍体育种 C.诱变育种 D.杂交育种
例释： 1、无子西瓜的培育 2、普通小麦的培育 3、八倍体小黑麦的培育
普通小麦的形成过程
14 一粒小麦 14
山羊草
配 子
7
7
配 子
异源 多倍体
注：这也是物 种形成的一种 方式。
7 7 加倍 14 14 杂交种 不育
28 二粒小麦
14
另一种山羊草
配 子
异源
多倍体
14
7
配 子
42
28 14
加倍
14 7 杂交种 不育
减数分裂
花粉
DT
Dt Dt
dT dT
dt dt
第 2 年
第二步：花粉离体培养 单倍体植株 DT 第三步：染色体加倍
秋水仙 素处理 纯合体 DDTT DDtt ddTT
ddtt
第四步：人工选择
目标品种 —— ddTT
注意：需要与杂交育种配合使用。只需2年就获得纯种。
单倍体育种
概念：是利用植物的花粉进行离体培养获得
多倍体育种
概念：是将正在萌发的种子或幼苗用一定
浓度的秋水仙素处理获得新品种的方法。
依据原理： 方法过程：
染色体畸变（染色体组成倍增加）
选材→诱导染色体加倍（秋水仙素处理）→新品种
高中生物学科的遗传与变异知识应用
高中生物学科的遗传与变异知识应用高中生物学科的遗传与变异知识应用遗传与变异是生物学中的重要概念，它们对于生物的进化和适应起着至关重要的作用。
在高中生物学科中，我们学习了许多关于遗传与变异的基础知识，并且我们可以将这些知识应用于现实生活中的各个方面。
本文将探讨高中生物学科的遗传与变异知识的应用。
一、农业领域中的遗传与变异知识应用1. 作物育种遗传与变异知识在作物育种领域起着至关重要的作用。
通过对作物的遗传信息的了解，科学家们可以进行有针对性的育种工作，培育出具有良好品质、高产量以及抗逆性强的新品种。
例如，在水稻育种中，通过对抗病性基因的挖掘和筛选，可以培育出具有抗病性的优良品种，从而提高水稻的产量和质量。
2. 畜牧业改良遗传与变异知识对于畜牧业的改良也起着重要的作用。
通过对动物基因的研究，可以实现优良基因的筛选和优化。
例如，在牛的育种过程中，通过对优良基因的筛选和人工选育，可以培育出产奶量高、抗病能力强的高产奶牛品种，提高农民的收益并增加乳制品的产量。
二、医学领域中的遗传与变异知识应用1. 遗传疾病的诊断与治疗遗传疾病是由基因突变引起的特定疾病，而遗传与变异知识可以帮助医生对遗传疾病进行准确的诊断。
通过对病人基因的测序和分析，可以确定其是否携带有致病突变，并为病人提供个性化治疗方案。
例如，在某些常见的遗传疾病，如先天性心脏病和遗传性失聪等方面，遗传与变异知识的应用已经取得了显著的突破。
2. 基因编辑技术随着基因编辑技术的发展，人们可以对个体的基因组进行精确的编辑和改写。
这项技术的应用在医学领域具有巨大的潜力。
通过基因编辑技术，医生可以治疗一些难以根治的遗传性疾病，如血液病和遗传性免疫缺陷病等。
此外，基因编辑技术还可以用于修复一些遗传突变引起的身体畸形，为患者恢复正常的生活功能。
三、犯罪学领域中的遗传与变异知识应用1. DNA 鉴定DNA 鉴定是犯罪学领域中常用的一种技术手段。
通过对个体的DNA 进行分析和比对，可以准确地确定某个人是否与犯罪嫌疑人相关。
变异原理的应用实例是什么
变异原理的应用实例是什么1. 简介变异原理是指生物在繁殖过程中产生的基因突变，通过自然选择和适应来推动物种的进化。
变异原理在进化生物学和遗传学中有着重要的作用。
近年来，科学家们开始将变异原理应用到其他领域，以解决一些实际问题。
本文将介绍几个变异原理的应用实例。
2. 变异原理在农业领域的应用2.1. 变异物种选育通过引入外来基因或诱发自身突变，农业科学家可以增加农作物的耐病性、抗虫性和适应性。
例如，通过诱导突变，科学家成功地培育出耐盐碱、耐干燥的新品种，以适应不同的土壤环境。
2.2. 食物改良变异原理在食品工业中也有广泛的应用。
通过基因编辑技术，科学家可以改良农作物的品质，使其更加营养丰富或具有特定的口感。
例如，通过引入特定基因，科学家们已经成功地培育出了高纤维、富含维生素的蔬菜品种。
3. 变异原理在医学领域的应用3.1. 药物研发变异原理在药物研发中扮演着重要的角色。
科学家们可以通过模拟生物分子的突变，设计出更有效的药物分子。
例如，通过变异原理的应用，科学家成功地改良了抗生素，提高了其抗菌能力并降低了副作用。
3.2. 疾病诊断变异原理也在疾病诊断中发挥着不可忽视的作用。
通过对病人DNA序列的变异进行分析，医生可以更准确地诊断和预测一些遗传性疾病。
例如，某些突变的基因与癌症的发生有关，通过检测这些突变可以早期发现癌症风险，并采取相应的治疗措施。
4. 变异原理在环境保护中的应用4.1. 生物修复生物修复是一种利用生物体的变异原理来修复受损环境的方法。
通过引入具有特定功能的微生物，可以加速自然环境的修复过程。
例如，一些具有降解污染物能力的微生物可以被引入到污染区域中，以减少环境污染。
4.2. 物种保护变异原理在物种保护中也有重要的应用。
通过对濒危物种的基因进行分析，科学家可以更好地了解其遗传变异情况，并制定有效的保护策略。
例如，在保护大熊猫的过程中，科学家们通过分析大熊猫的基因，确定了不同个体的遗传变异情况，并采取相应的保护措施，增加物种的存活几率。
变异原理的应用例子
变异原理的应用例子一、什么是变异原理变异原理是指生物体基因组中的突变现象，即基因发生变异导致基因型和表型发生变化。
变异原理在自然界中非常普遍，是物种进化和适应环境的重要驱动力之一。
二、变异原理的应用例子1. 抗药性的产生变异原理在抗药性产生中起到重要作用。
许多病原微生物在遭遇抗生素等药物的压力下，会产生变异以适应环境。
这些变异可能导致病原微生物对抗生素产生抗药性，从而使原本对抗生素敏感的微生物变得耐药。
这为临床治疗和疾病控制带来了巨大挑战。
•用药不当：药物不正确使用，如频繁使用抗生素和药物中断等，容易导致病菌产生变异从而产生抗药性。
•自然选择：在抗生素存在的环境中，对抗生素敏感的细菌被杀死，而对抗生素具有抵抗力的变异菌株得以生存并繁殖，导致整个菌群中抗生素抵抗性的比例增加。
2. 农作物的育种改良变异原理在农作物育种改良中也有广泛应用。
通过诱导或选择植物基因的变异，可以获得具备新的性状或抗逆性的植物品种，从而提高农作物的产量和品质。
•诱导变异：通过化学物质或辐射等方法，诱导植物基因的突变，产生新的性状或特征。
例如，通过辐射诱导小麦种子的变异，获得了耐旱、耐寒、高产的新品种。
•选择变异：在大量变异体中选择具备所需性状的植株，形成新的品种。
例如，通过选择具有高产、抗病、耐旱等性状的植株，逐代选择并杂交，形成高产优质的作物品种。
3. 肿瘤治疗肿瘤的发生与发展也与变异原理密切相关。
由于基因的突变或改变导致细胞的生长和分化异常，最终形成肿瘤。
在肿瘤治疗中，可以利用变异原理来抑制或消除肿瘤细胞。
•靶向治疗：通过发现细胞或组织特定的突变基因或蛋白，利用药物或免疫疗法对其进行靶向干预。
这种方法可以更加精确地杀死肿瘤细胞，减少对正常细胞的影响。
•免疫治疗：利用变异原理识别和激活人体免疫系统，增强免疫细胞对肿瘤细胞的杀伤作用。
例如，通过疫苗接种或免疫调节剂的使用，激发人体免疫系统识别和攻击肿瘤细胞。
4. 遗传病的诊断和治疗遗传病是由基因突变引起的疾病，变异原理在遗传病的诊断和治疗中有着重要作用。
生物的变异第2节生物变异的在生产上的应用第课件
生物变异在农业生产 、育种和医学等领域 具有广泛的应用价值 。
生物变异为物种多样 性和生态系统的稳定 性提供了基础。
02
生物变异在生产上的应用
农业领域的应用
作物育种
利用生物变异技术培育抗 逆性更强、产量更高、品 质更优的作物品种，如转 基因作物。
动物育种
通过生物变异技术改良动 物品种，提高其生长速度 、产肉量、产奶量等。
其他领域的应用
工业发酵
利用微生物变异生产各种工业原 料和产品，如酒精、酵境污染程 度，并开发出有效的治理方法。
生物能源
利用生物变异技术提高生物质能利 用率，如通过基因工程改良藻类和 植物的生物质产量。
03
生物变异在生产上应用的挑战与 前景
技术难题与伦理问题
。
生物变异是生物进化的基础，也 是生物多样性的来源。
生物变异的类型
01
02
03
基因突变
基因序列的碱基对的增添 、缺失或替换等变化。
染色体变异
染色体结构或数目的变化 ，如染色体易位、重复、 缺失等。
表观遗传变异
基因表达方式的改变，如 DNA甲基化、组蛋白修饰 等。
生物变异的意义
生物变异是物种进化 的驱动力，促进生物 适应环境变化和演化 。
04
案例分析
转基因作物的研发与应用
转基因作物是指通过基因工程技术将一个或多个外源基因转移到某种特定的植物中 ，并使其表现出新的性状或改良原有性状的植物。
转基因作物在农业生产中具有显著的优势，如抗虫、抗病、抗除草剂、提高产量等 。目前全球已有许多转基因作物被商业化种植，如玉米、大豆、棉花等。
转基因作物的应用对解决全球粮食安全问题具有重要意义，同时也为农业生产带来 了巨大的经济效益。
生物变异的应用
2.方法：
杂交 自交 (选优 3.原理: 基因重组
自交)若干次 纯种
2021/3/11
4
4.例子 农作物：袁隆平杂交水稻
2021/3/11
5
4·例子 农作物：袁隆平杂交水稻
2003年10月9日，30多年前颠覆了国际经典水稻理论 的袁隆平再次让世界注意到了他。湖南省湘潭县泉塘子乡 的超级杂交稻百亩示范片平均亩产达到807．46公斤，这 个数字接近现在全国水稻平均亩产量的两倍，比普通杂交 水稻的亩产量高出200公斤。水稻亩产从600公斤提高到 800公斤是一个世界性的难题，而袁隆平从1997年提出 “超级杂交稻计划”后，几乎每三年就能让杂交稻单产潜 力成功提高100公斤。
宽叶、抗病：AABB
2021/3/11
8
杂交育种
单倍体育种
AAbb
aaBB
P 宽叶不抗病 × 窄叶抗病
F1
↓
AaBb
减数分裂
宽叶、抗病 ↓ 自交
花粉 AB
F2 9A_B_：3A_bb：3aaB_:1aabb
Ab aB ab
↓ 花药离体培养
F3
↓
。
。
。
。 。 。
2A021A/3B/11B 宽叶、抗病
28
2.下列关于人工诱变育种的优点不正确的（ C ） A、提高变异频率 B．后代性状稳定快
C、普遍提高产量 Ｄ、大幅度改良某些性状
3.在下列有关育种的叙述中，正确的( D ) A、培育无子西瓜是利用生长素促进果实发育的原 理 B．培育无子番茄是利用基因重组原理 C、我国用来生产青霉素的菌种的选育原理和杂交 育种的原理相同 D．培育八倍体小黑麦是利用染色体变异的原理
生物变异在农业生产上的应用
单倍体育种
㈡单倍体育种 早熟不抗病 × 晚熟抗病 ↓ DDTT ddtt F1 早熟不抗病 DdTt ↓ 花药 DT Dt dT dt ↓ ↓ ↓ 花药离体培养 ↓ dt 单倍体幼苗 DT Dt dT ↓ ↓ 秋水仙素→ ↓ ↓ 纯合体 P 第 1 年
第 2 年
DDTT DDtt早熟抗病ddTTddtt
二、单倍体育种
1.步骤： 杂交→花药离体培养→秋水仙素处理→筛选 2.原理：
染色体变异（染色体组先倍减，再倍增） 优点：缩短育种年限 ；获得优良纯种。
缺点：但方法复杂，成活率较低。
探究三：
一般西瓜都是圆的,圆西瓜给储运带 来许多不便。圆西瓜占地儿，一辆卡车可装 许多方砖，却装不了多少圆西瓜。圆西瓜还 容易骨碌，不小心就摔坏了。所以装运西瓜 都要小心翼翼。 西瓜为什么不能是方的？
染色体变异 原理： 优点：种子与果实大，营养物质含量高。 缺点：发育延迟，结实率低； 适用于植物，在动物中难于开展。
练习 :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 单倍体育种 。
（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 诱变育种 。 （3）用小麦和黑麦培育八倍体黑小麦的方法是 多倍体育种
灵活创新、实际应用
育种的方法有多种，各有各的优点，我 们要合理的有机结合各种方法，高效的 达到各种目的。
如果水稻的某迟熟（AA)品种,那么我们有 什么好办法快速的得到早熟（aa）品种？
诱变育种+ 单倍体育种
迟熟 幼苗 秋水仙 品种 素处理 （ A ） 迟熟 人工 杂合 (AA) 花药离 子 品种 体培养 诱变 (Aa) (AA) 幼苗 秋水仙 早熟 （a） 素处理 品种 (aa)
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
（2）通过有性生殖过程实现基因重组的特点： 父本、母本自身的杂合性越高，二者遗传物质 基础相差越大，基因重组产生变异的可能性就 越大。如：具有10对相对性状（其等位基因位 于10对同源染色体上）的亲本杂交，只考虑基 因的自由组合，F2的表现型为 2 10 == 1024 种。 （3）通过有性生殖过程实现基因重组的应用 范围： 只能实现同种生物之间的基因重组。
•ห้องสมุดไป่ตู้色体数目的变异
1、细胞内个别染色体的增加或减少： (1)增加： 如21三体综合症
(2)减少：如性腺发育不良(XO) 2、细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地 增加或减少。
染色体组
非同源染色体 形态和功能 细胞中的一组_____________，___________ 各不相同，但携带着控制一种生物生长发育、遗 遗传信息 传和变异的全部___________。 要构成一个染色体组应具备以下几个条件：
来源
染色体变异
P81思考与讨论
蛋白质 氨基酸 正常
谷氨酸
异常
缬氨酸 直接原因
mRNA DNA
GAA
CTT GAA
G UA
CA T
G TA
根本原因
镰刀型细胞贫血症病因的图解
基因突变
1、基因突变的概念： ATCATCG TAGTAGC ATCTTCG ATC TCG TAG AGC ATCTGTCG TAGACAGC 基因突变是指碱基对的 替换、增添、缺失 ， 而引起 基因结构 的改变。 增添 替换 缺失
3.下图所示细胞代表四个物种的不同时期细胞， 其中含有染色体组数最多的是 ( D )
B C D A 4.（2009年菏泽模拟）右图表示某动物的一个 正在分裂的细胞，下列判断正确的是（ C ） A.该状态的细胞可发生基因重组现象 B.该状态下的细胞内不发生ATP水解 C.①②③可组成一个染色体组， ④⑤⑥为一个染色体组 D.若①是X染色体，则④是Y染色体， 其余是常染色体
A.该动物的性别是雄性的 B.乙细胞表明该动物发生了基因突变或基因重组 C.1与2或1与4的片段交换，前者属基因重组，后 者属染色体结构变异 D.丙细胞不能进行基因重组
2.（09上海卷，22）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 A.重组和易位 B.易位和易位 C.易位和重组 D.重组和重组
丙
判断标准是: 1）细胞内形态相同的染色体有几条，则
含有几个染色体组。
有三种生物个体它们的基因型分别是AaaBBbccc、 Abcd、AaBbCC，这三种生物体细胞内含有染色体 2 3 1 组的数目分别是_____、_____、______。 2）在细胞或生物体的基因型中，控 判断标准是： 制同一性状的基因出现几次，则有几个 染色体组。
2. 番茄果实红色（H）对黄色（h）为显性。 某隐性纯合植株（hh）自交，结出了半边红半 边黄的变异果，这可能是植株那个部位的基因 h突变为H引起的（ C ） A.幼苗期的顶芽细胞 B.早期的一个叶芽细胞 C.一个花芽的某些细胞 D.花药组织内的花粉母细胞
3.下图表示某正常基因及指导合成的多肽顺序。 A～D位点发生的突变导致肽链延长停止的是［除 图中密码子外，已知GAC（天冬氨酸）、CGU（甘 氨酸）、GGG（甘氨酸）、AUG（甲硫氨酸）、 UAG（终止）］ （ A ） A.G/C→A/T B.T/A→G/C C.T/A→C/G D.丢失T/A
（3）低频性： 自然界突变率很低 （4）不定向性：产生它的等位基因 （5）有害性：多数有害,少数有利
（三）基因突变的意义
新基因 1、基因突变是_________产生的途径 根本 2、是生物变异的________来源 原材料 3、为生物的进化提供了__________
基因重组
1、定义： 生物体在进行有性生殖的过程中，控制 不同性状的基因重新组合。 2、类型： ①减数第一次分裂后期非同源染色体上非等位 基因的自由组合。 ②减数第一次分裂四分体时同源染色体上非姐 妹染色单体之间的交叉互换。 ③异源基因重组[基因拼接技术或DNA重组技术] （基因工程） 区别： ①与②是在有性生殖（减数分裂）过程 中实现的。 ③是在对基因改造、重组后导入受 体细胞内通过无性繁殖，使重组基因表达，产生 出人类需要的基因产物。
4.依据基因重组概念的发展，判断下列图示过 程中没有发生基因重组的是（ A ）
5.下面的左图表示人类镰刀型细胞贫血症的病因，右图 是一个家族中该病的遗传系谱图（控制基因为B与b）， 请据图回答：（已知谷氨酸的密码子是GAA，GAG）
（1）图中①②表示的遗传信息流动过程分别
复制 转录 是：①____________；② _____________。
3.（09江苏卷，16）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（ C ）
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
玉米子粒种皮有黄色和白色之分，植株有高茎、 矮茎之分。完成下列题目： （1）种皮的颜色是由细胞中的色素决定的，已 知该色素不是蛋白质，那么基因控制种皮的颜色 有关酶的合成来控制代谢，进而 是通过控制_______________________________ 控制性状 _____________________来实现的。 （2）矮茎玉米幼苗经适宜浓度的生长素类似物 处理,可以长成高茎植株。为了探究该变异性状 是否能稳定遗传,生物科技小组设计实验方案如 下.请你写出实验预期及相关结论,并回答问题。
①实验步骤： a.在这株变异的高茎玉米雌花、雄花成熟之前,分 别用纸袋将雌穗、雄穗套住,防止异株之间传粉。 b.雌花、雄花成熟后,人工授粉,使其自交。 c.雌穗上种子成熟后,收藏保管,第二年播种观察。 ②实验预期及相关结论： 子代玉米苗有高茎植株，说明生长素类似物引 a._________________________________________ 起的变异能够遗传 __________________________________________。 子代玉米苗全部是矮茎植株，说明生长素类 b._________________________________________ 似物引起的变异不能遗传 ___________________________________________。 子代玉米植株全是矮茎 ③问题：a.预期最可能的结果：_______________。 适宜浓度的生长素类 b.对上述预期结果的解释：___________________ 似物能促进细胞的伸长、生长，但不能改变细胞 ___________________________________________。 的遗传物质（其他正确答案也可）
生物的变异及其应用
第1讲
生物变异的类型及在育种中的应用
生物的变异
变异：是指生物的亲代与子代之间、以及子
代个体之间在性状的差异。同遗传现象一
样，变异的现象在生物界也是普遍存在的。
不可遗传的变异
变 环境条件 基因型 异 表现型 （改变） （改变） （改变） 的 类 可遗传的变异 型 基因突变
基因重组
有性生殖 3、发生时期：在生物进行___________过程中 （1、减数分裂四分体时期 2、减数第一次分裂后期） 基因型 4、结果：产生新的__________，不能产生新 基因 的________。
5、意义： 生物变异 是___________的来源之一 生物进化 生物多样性的原因之一，对于________ 具有重要的意义 基因工程 ___________技术可定向改变生物性状， 产生出人类所需的生物类型。
韭菜细胞共有32条染色体，有8种形态，则韭 4 菜的体细胞中含有_____个染色体组。
判断标准是: 3）染色体组的数目=染色体数/染色体形态数。
1、某物种的体细胞中含有32条染色体，这些 染色体有8种形态，则该物种是（ B ） A、二倍体 B、四倍体 C、八倍体 D、十六倍体 2、大麦的一个染色体组有7条染色体，在四倍 体大麦根尖细胞有丝分裂后期能观察到的染色 体数目是 ( D ) A、7条 B、14条 C、28条 D、56条
abcbcdef
aedcbf ghiabcdef
重复
倒位
易位
性状 生物_____的 改变（变异）
数量 基因_____或 排列顺序 _______的改变
1.（2009年连云港模拟）如图是某个二倍体动 物的几个细胞分裂示意图（数字代表染色体， 字母代表染色体上带有的基因）。据图判断不 正确的是（ B ）
比较 项目 原因 时期 类型
基因突变 基因结构的改变 细胞分裂间期
基因重组 基因的重新组合 减Ⅰ过程中
结果
自然、人工 产生新基因
随机、交换 产生新基因型
意义 生物变异的根本来源、 生物变异的来源 之一 生物进化的原材料 应用
诱变育种
杂交育种
1. 基因突变是生物变异的根本来源，下列有 关叙述错误的是（ B ） A.生物体内的基因突变属于可遗传变异 B.基因突变频率很低，种群每代突变的基因数 很少 C.基因突变发生后，生物的表现型可能不改变 D.基因突变的方向与环境没有明确的因果关系
基因突变 （5）镰刀型细胞贫血症是由__________产生的 一种遗传病，从变异的种类来看，这种变异属于 可遗传变异 ______________。该病十分罕见，严重缺氧时会 导致个体死亡，这表明基因突变的特点是 低频性 有害性 ______________和______________。
探究变异类型的解题思路方法
二、基因突变的原因和特点
（一）原因：
• • • • • • 1、诱发突变：提高突变频率 物理因素：紫外线、X射线损伤DNA 化学因素：亚硝酸、碱基类似物改变碱基 生物因素：某些病毒的遗传物质影响宿主 细胞的DNA 2、自然突变：DNA复制发生错误 碱基组成发生改变