生物变异的应用
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
生物遗传和变异的意义
生物遗传和变异的意义
生物遗传和变异对生物的意义包括以下几个方面：
1. 适应环境：生物通过遗传和变异可以在适应环境方面发挥作用。
当环境发生改变时，生物的基因组可以发生变异，从而产生新的特征和适应策略，使其能够在新的环境中生存和繁衍。
2. 进化：生物遗传和变异是进化的基础。
通过遗传和变异，生物的基因可以不断积累和改变，从而使种群能够适应环境的变化。
进化是使物种适应环境和增加生存能力的关键过程。
3. 多样性：生物的遗传和变异使得物种之间和个体之间产生了巨大的多样性。
这种多样性有利于物种适应不同的环境和遇到各种不同的生存挑战。
同时，多样性也为生物提供了更多的适应策略和资源的利用方式。
4. 遗传疾病：生物的遗传和变异也可能导致遗传疾病的出现。
某些基因突变和变异可能会导致生物的生理和生化过程发生异常，进而引发遗传性疾病。
了解遗传和变异对疾病发生的影响，有助于人们对这些疾病进行预测、诊断和治疗。
总之，生物遗传和变异对生物的意义是多方面的，它们使生物能够适应环境的变化，促进了进化，增加了生物多样性，同时也可能导致一些遗传疾病的发生。
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。
生物变异在育种上的应用教学设计
生物变异在育种上的应用教学设计一、概述生物变异是指在物种中个体间存在差异的现象，这些差异可能是由环境、遗传或其他因素引起的。
在农业领域，生物变异能够为育种工作提供丰富的遗传资源，对于改良作物品质和提高产量具有重要意义。
合理利用生物变异在育种上的应用已成为农学教育中不可忽视的重要内容之一。
二、生物变异的基本概念1.生物变异与遗传生物变异是一种普遍存在的现象，它与遗传密切相关。
在育种中，对生物变异现象的深入理解可以帮助我们更好地利用遗传资源，促进优良特征在后代中的稳定传递。
2.生物变异的类型生物变异包括形态上的变异、生理上的变异和行为上的变异等多个方面。
不同的变异类型对育种工作都有一定的指导意义，因此在教学设计中需要重点介绍这些内容。
三、生物变异在育种中的应用1. 构建遗传图谱通过对生物变异的观察和统计分析，可以构建出作物或动物的遗传图谱，帮助育种人员了解不同基因型的分布情况和相关遗传规律。
这对于指导育种工作具有重要意义。
2. 选择育种亲本利用生物变异的信息，可以更准确地选择出适合作为育种亲本的个体，为后代优良特性的遗传提供更好的基因背景。
3. 交换遗传材料通过对生物变异的观察和分析，可以帮助育种人员发现新的遗传变异类型，促进各地区间的遗传材料交流，为育种工作带来更多的可能性。
四、生物变异在育种教学中的应用1. 课程设置在相关农学或生物学专业的课程中，应设置以生物变异在育种中的应用为主题的专门课程。
通过案例分析和实践操作，帮助学生深入了解生物变异对育种工作的指导作用。
2. 教学方法在教学设计中，可以采用多种教学方法，如授课、实验、研讨、实地考察等。
通过多种方式的教学，可以激发学生学习的兴趣，提高他们对生物变异在育种中应用的理解和掌握程度。
3. 实践环节在教学设计中，应设计相关的实践环节。
可以安排学生进行田间考察，观察不同品种或个体间的生物变异现象，帮助他们将理论知识与实际通联起来，加深对生物变异在育种中的应用的理解。
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。
《生物变异在生产上的应用》 导学案
《生物变异在生产上的应用》导学案一、学习目标1、理解生物变异的类型和特点。
2、掌握生物变异在农业、畜牧业和工业生产中的应用实例。
3、分析生物变异应用中的利与弊，培养辩证思维能力。
二、学习重难点1、重点（1）基因突变、基因重组和染色体变异的特点和区别。
（2）生物变异在农业生产中的应用，如杂交育种、诱变育种等。
2、难点（1）基因工程育种的原理和操作过程。
（2）多倍体育种和单倍体育种的方法和优缺点。
三、知识梳理（一）生物变异的类型1、不可遗传的变异由环境因素引起，遗传物质没有发生改变。
例如，在同一块田中，长期受到阳光照射的植株生长得更健壮，而长期处于阴凉处的植株则相对瘦弱。
但这种差异不会遗传给后代。
2、可遗传的变异由遗传物质发生改变引起，可遗传给后代。
包括基因突变、基因重组和染色体变异。
（1）基因突变①概念：DNA 分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变。
②特点：普遍性、随机性、低频性、不定向性、多害少利性。
③实例：人类的镰刀型细胞贫血症，是由于基因突变导致血红蛋白分子中的一个氨基酸发生了改变。
（2）基因重组①概念：在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：减数第一次分裂前期，同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换；减数第一次分裂后期，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
③意义：基因重组能够产生多样化的基因组合的子代，是生物变异的来源之一，对生物的进化具有重要意义。
（3）染色体变异①染色体结构变异：包括缺失、重复、倒位和易位。
②染色体数目变异：包括个别染色体的增加或减少，以及以染色体组的形式成倍地增加或减少。
（二）生物变异在生产上的应用1、杂交育种（1）原理：基因重组。
（2）过程：选择具有不同优良性状的亲本杂交，使优良性状组合到一起，经过自交、筛选，获得符合要求的新品种。
（3）优点：可以将多个优良性状集中在一个品种上。
（4）缺点：育种周期长，过程繁琐。
2、诱变育种（1）原理：基因突变。
2023年高考生物一轮复习(新人教新高考) 第7单元 第3课时 生物变异在育种上的应用
第3课时 生物变异在育种上的应用课标要求 阐明生物变异在育种上的应用。
1．单倍体育种(1)原理：染色体(数目)变异。
(2)过程(3)优点：明显缩短育种年限，且得到纯合二倍体。
(4)缺点：技术复杂。
2．多倍体育种(1)方法：用秋水仙素或低温处理。
(2)处理材料：萌发的种子或幼苗。
(3)原理：染色体(数目)变异。
(4)实例：三倍体无子西瓜的培育①两次传粉⎩⎪⎨⎪⎧第一次传粉：杂交获得三倍体种子第二次传粉：刺激子房发育成果实 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。
3．杂交育种(1)原理：基因重组。
(2)过程①培育杂合子品种选取符合要求的纯种双亲杂交(♀×♂)→F 1(即为所需品种)。
②培育隐性纯合子品种：选取符合要求的双亲杂交(♀×♂)→F 1――→⊗F 2→选出表型符合要求的个体种植并推广。
③培育显性纯合子品种 a ．植物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F 1→F 1自交→获得F 2→鉴别、选择需要的类型，连续自交至不发生性状分离为止。
b ．动物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F 1→F 1雌雄个体交配→获得F 2→鉴别、选择需要的类型与隐性类型测交，选择后代不发生性状分离的F 2个体。
(3)优点：操作简便，可以把多个品种的优良性状集中在一起。
(4)缺点：获得新品种的周期长。
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。
考向一 分析单倍体育种与多倍体育种的应用1．(2022·宁波高三模拟)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是单倍体C．过程②若使用秋水仙素处理幼苗使其染色体加倍，则植株B是二倍体纯合子D．若该过程为单倍体育种，则育种原理是基因重组答案D2．一粒小麦(染色体组AA,2n＝14)与山羊草(染色体组BB,2n＝14)杂交，产生的杂种AB经染色体自然加倍，形成了具有AABB染色体组的四倍体二粒小麦(4n＝28)。
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。
4-2生物变异的应用1
3、过程： 诱发突变和人工选择 过程： 诱发突变和人工选择
大量萌动的种子→ 大量萌动的种子→理、化因素处理→ 萌动的种子 化因素处理→ 多种变异的个体→人工选择→ 多种变异的个体→人工选择→新品种
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诱变育种： 诱变育种： 人造卫星 搭载萌发的种子
人工 诱变
返回 地面 种植
人工 选择
新品种
辐射诱变、激光诱变、 辐射诱变、激光诱变、化学药剂诱变
1、定义：利用物理和化学因素诱导生物发生变异， 定义：利用物理和化学因素诱导生物发生变异， 并从变异后代中选育新品种的过程。 并从变异后代中选育新品种的过程。P100 2、人工诱变的方法： 人工诱变的方法： 辐射诱变： 射线、 射线、紫外线、 辐射诱变：X射线、γ射线、紫外线、激光等 化学诱变 亚硝酸、硫酸二乙酯、 诱变： 化学诱变：亚硝酸、硫酸二乙酯、秋水仙素等
普通小麦（ ） 普通小麦（6n） 二倍体黑麦（ ） 二倍体黑麦（2n）
四倍体小黑麦（ ，不育） 四倍体小黑麦（4n，不育）
秋水仙素处理萌发的 种子或幼苗
八倍体小黑麦（ ） 八倍体小黑麦（8n）
（耐贫瘠的土壤和寒冷的气候，面 耐贫瘠的土壤和寒冷的气候， 粉白，蛋白质含量高，产量高） 粉白，蛋白质含量高，产量高）
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来自太空育种的珍奇瓜果
经过太空遨游产生基因诱 变后培育出的冬瓜新品种
太空育种蔬菜
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四、多倍体育种： 多倍体育种：
（一）方法： 方法：
萌发的种子或幼苗等 用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗等，使它 们的染色体加倍。 们的染色体加倍。
（二）原理：染色体变异 原理：
秋水仙素作用于正在分裂的细胞，能够抑 秋水仙素作用于正在分裂的细胞，能够抑 制纺锤体的形成，导致染色体不分离， 制纺锤体的形成，导致染色体不分离，使 得染色体数目加倍 （三）举例：异源八倍体小黑麦、无籽西瓜 举例：异源八倍体小黑麦、
第32讲生物变异在育种上的应用(好题帮)-2023年高考生物一轮复习(原卷版)
第32讲生物变异在育种上的应用一、单选题1．下列关于“低温诱导植物染色体数目的变化”实验的叙述中，正确的是（）A．低温处理洋葱根尖后会引起成熟区细胞染色体数目的变化B．在观察低温处理的洋葱根尖装片时，通过一个细胞可以看到染色体的变化情况C．利用低温和秋水仙素处理材料均可抑制纺锤体形成D．观察洋葱根尖细胞装片时要先在低倍镜下找到所要观察的细胞并移到视野的中央，调节视野的亮度，再转动粗准焦螺旋直至物像清晰2．下列有关“低温诱导大蒜（2n＝16）根尖细胞染色体加倍”的实验，叙述不正确的是（）A．低温处理后的实验材料要先用卡诺氏液固定再用酒精冲洗B．在显微镜视野内可能观察到染色体数为16、32和64的细胞C．用高倍显微镜观察不到根尖细胞染色体加倍的过程D．低温通过促进着丝粒分裂导致染色体数目加倍3．有关“低温诱导植物细胞染色体数目变化”的实验，下列叙述正确的是（）A．多倍体形成过程中增加了非同源染色体重组的机会B．解离液和卡诺氏液都可以使洋葱根尖解离C．在诱导染色体数目变化方面，低温与秋水仙素诱导的原理相似D．显微镜下可以看到大多数细胞的染色体数目加倍4．对于低温诱导洋葱染色体数目变化的实验，下列叙述中不正确的是（）A．处于分裂间期的细胞最多B．在显微镜视野内可以观察到染色体数目加倍和没有加倍的细胞C．在高倍显微镜下可以观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程D．此实验的原理是低温能抑制纺锤体的形成5．对于低温诱导植物细胞染色体数目变化的实验，错误的描述是（）A．处于分裂前的间期的细胞最多B．在显微镜视野内可以观察到二倍体细胞和四倍体细胞C．在高倍显微镜下可以观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程D．低温与秋水仙素都能使分裂过程受阻6．下列关于低温诱导植物细胞染色体数目变化的实验中，部分试剂的使用方法及其作用的叙述中错误的是（）A．A B．B C．C D．D7．下列有关诱导多倍体的叙述，不正确的是（）A．低温和秋水仙素诱导多倍体形成的原理都是抑制纺锤体形成，导致细胞不能正常产生子细胞B．低温诱导染色体数目变化的实验中，用卡诺氏液处理后要用清水冲洗2次才可以进行解离C．三倍体无子西瓜没有种子的原因是其不能形成可育的配子D．三倍体无子西瓜每年制种很麻烦，可以用植物组织培养的办法来繁殖三倍体无子西瓜8．下列关于染色体组、二倍体和多倍体的叙述，不正确的是（）A．一个染色体组中不含同源染色体B．多倍体在植物中比动物中常见C．二倍体可由配子发育而成，体细胞中含有两个染色体组D．人工诱导多倍体的方法之一是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗9．如图所示细胞中所含染色体，下列叙述不正确的是（）1234A．1代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含一条染色体B．2代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含三条染色体C．3代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含三条染色体D．4代表的生物可能是单倍体，其每个染色体组含四条染色体10．普通小麦的卵细胞中有3个染色体组。
微生物变异的实际应用价值
微生物变异的实际应用价值微生物变异是指微生物在生长繁殖过程中发生的基因突变和表型变异。
这种变异现象在实际应用中具有重要的价值。
以下是微生物变异的几个实际应用价值的示例：1. 发酵产物的改进：微生物发酵是生物工程中的一项重要技术，用于生产多种有用化合物和工业品。
通过微生物变异，可以改变微生物的代谢产物，从而提高产量、改善质量和增加种类。
利用微生物变异技术，可以改进酵母菌的酒精发酵能力，提高酒精的产量和质量。
2. 微生物治理环境污染：微生物对环境中的污染物具有降解能力。
通过微生物变异，可以增强微生物的降解能力，提高对污染物的降解效率。
这种技术已经在水处理、土壤修复等领域得到广泛应用。
利用微生物变异技术，可以改造特定菌株的降解酶，增强其对污染物的降解能力。
3. 药物研发：微生物变异是药物研发过程中的重要手段之一。
通过微生物的自然变异或人工诱导变异，可以获得具有新的活性或抗性的微生物株，从而为新药物的发现和开发提供了基础。
抗生素的研发就依赖于微生物变异，通过改变微生物的代谢途径和抗性基因，获得对特定病原体有效的药物。
4. 生物农药的研制：微生物变异技术也被广泛应用于农业领域。
通过诱导微生物变异，可以获得对害虫、病原菌等有特异性杀伤效果的微生物株。
这些微生物株可以作为生物农药使用，具有环保、安全和高效的特点。
微生物变异在农业、环境保护、生物制药等领域的应用具有重要意义。
通过利用微生物变异技术，可以改进发酵产品、治理环境污染、研发药物和研制生物农药等，为人类提供更多高质量、环保和高效的产品和解决方案。
生物变异在生产上的应用
秋水仙素的作用机理：抑制纺锤丝的形成
二、单倍体育种 （特指二倍体的单倍体）
概念:利用单倍体作为中间环节产生具有优良性状 的可与纯合子的育种方法
原理：染色体畸变（染色体数目变异） 常用方法为花药离体培养、秋水仙素处理幼苗 方法：
1）明显缩短育种年限（一般为两年），加速育种进程； 优点： 2）能排除显隐性干扰，提高效率。
用纯种高秆抗病小麦与纯种矮秆不抗病小麦培育 实例 矮秆抗病小麦 ；培育抗病又是红果肉的新品种等
注意: 1.杂交育种涉及到的方法并非不是只有杂 交，还有自交等。 2.迄今为止，常规杂交育种仍是培育新品 种的有效手段。 3.利用杂交育种培育纯合品种，培育隐性 纯合子，只要出现即是纯合子，要得到显 性纯合子，要经过很长时间。
多倍体育种；染色体畸变
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。
诱变育种；基因突变和染色体畸变
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。
杂交育种；基因重组
⑥用秋水仙素处理蕃茄、水稻种子，获得蛋白质含量高的 品系。
雌蚕ZW
雄蚕ZZ
大肠杆菌能合成人胰岛素吗？
DNA
胰岛素基因
1
酶
人体细胞
胰岛素 DNA
质粒
2Байду номын сангаас
酶
细菌细胞
五、转基因技术
概念:
利用分子生物学和基因工程的手段，将某种生物的基因转入到 其他生物物种中，使其出现原物种不具有的新性状的技术。
原理: 基因重组 步骤: 提取目的基因（外源基因）→目的基因与载体结合
无籽西瓜培育
传粉目的：刺激子房 发育成果实
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。
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（1）用①和②培育⑤所采用的D和F步骤分别是__杂__交__和 自交 。
其应用的遗传学原理是 基因重组
。
（2）用③培育⑤所采用的E和H步骤分别是——花—药—离——体—培—养——
和 秋水仙素处理幼苗。 其应用的遗传学原理是 染色体畸变
。
（3）用③培育⑥所采用的G步骤是 秋水仙素处理幼苗 。其遗传学 原理是 染色体畸变（多倍体育种。）
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
诱变育种 。
（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 杂交育种
。
（6）用硫酸二乙酯处理蕃茄、水稻种子，获得成熟期早、蛋白质含量高的 品系，这种方法是 诱变育种 。
2、下图是用某种作物的两个品种①和②分别培育出④、⑤、⑥品 种的示意图，试分析回答：
二、单倍体育种
1.单倍体育种：采用花药离体培养的方法获得单倍体植株，再 人工诱导染色体加倍，获取自交不发生性状分 离的稳定遗传的纯系品种。
2.方法： 花药离体培养；染色体加倍，成为可育的纯合子。 3.原理： 染色体畸变 4.优点：缩短育种年限，排除显隐性干扰
缺点：但方法复杂，成活率较低
为什么说单倍体育种能明显缩短育种年限？
↓ ↓ 花药离体培养→
↓↓ 年
2
DT Dt dT dt
↓ 染色体加倍→ ↓ ↓ ↓
纯合体 DDTT DDtt ddTT ddtt
↑
需要的矮抗品种
体细胞有丝分裂：
复制
秋水仙素作用时间：前期 着丝点分裂
4条染色体
无纺缍体形成
无纺缍丝牵引
细胞 分裂
8条染色体
常用的方法： 低温和秋水仙素处理法 秋水仙素处理法的具体做法是什么？原理又是什么？
长毛立耳猫
长毛折耳猫
动物杂交育种中纯合子的获得不能通过 逐代自交，而应改为测交进行验证。
一、杂交育种
原理：基因重组 方法：杂交→选择→纯合化
优点：1、使位于不同个体上的多个优良性状集中于一 个个体上——即“集优” ； 2、 操作简捷。
？ 缺点：育种周期长。如何加速
杂交后代会出现性状分离，进行纯化所需时间 长。 （自交选择需五~六代,甚至十几代)
方法：用秋水仙素处理__萌__发__的__种__子__或__幼__苗___。 原理：当秋水仙素作用于正在__分__裂__的细胞时，能够抑制 _纺__锤__丝___的形成，导致__染__色__体__不能_移__向__两__极__，从而引起 细胞内染色体__数__目__加__倍__。染色体数目加倍的细胞继续进行 __有__丝___分裂，将来就可能发育成 __多__倍__体___植株。
1、请写出下面各项培育方法：
单倍体育种
（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： 。
（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
。
（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
4、三倍体植株的无籽性状 是否可遗传？
普通西瓜
的幼苗
（或萌发
的种子）
多
秋水 仙素处理 倍
幼苗（染
体 育
色体加
种
倍,4N）
生长
四倍体 植株
杂交育种
四倍体 × 二倍体
植株♀
植株♂
4N瓜肉
3N胚
三倍体植株
二倍体植 株的花粉
3N瓜肉
四、多倍体育种
1.原理：染色体畸变（染色体组加倍） 2.方法: 秋水仙素
㈠ 杂交育种
㈡ 单倍体育种
P
高杆抗病×矮杆感病
DDTT↓ ddtt
1
第 年
F1
高杆抗病 DdTt
第
2
↓×
年
F2
D_T_
D_tt ddT_ ddtt
矮抗
第
3~6
×
年
ddTT
↑ 需要的矮抗品种
P 高杆抗病 × 矮杆感病
DDTT ↓ ddtt
1
第 年
F1
高杆抗病 DdTt
↓
配子 DT Dt dT dt 第
自交 Ｆ１
高抗 DdTt
选优 Ｆ２ 高抗 高不抗
自交
矮抗 ddTT
矮抗 矮不抗
ddTT ddTt 矮抗 ddTt
选优 F3 矮抗 ddTT
矮抗 矮不抗
ddTT ddTt
短毛折耳猫
试一试：动物的杂交育种方法源自假设现有长毛立耳猫（BBEE）和短毛 折耳猫（bbee），你能否培育出能稳定遗传 的长毛折耳猫（BBee）？写出育种方案（图 解）
低温处理 3.优点：多倍体细胞通常比二倍体细胞大，细胞
内有机物含量高、抗逆性强。
4.缺点：结实率下降、发育延迟
新问题：
北极海鱼有抗冻基 因
如何得到抗冻的番茄？
五、 转基因技术
北极海鱼
运载体
抗冻基因
重组DNA 导入
番茄
抗冻基因表达
抗冻番茄
五、 转基因技术
原理: 基因重组 方法: 提取目的基因→目的基因与运载体结合→导入受体细胞
诱变育种的优缺点
优点：
？ 能不能控制突变方向
①提高突变频率。（100~1000倍）
②加速育种的进程。
③大幅度改良生物的性状。
缺点：
有利变异少，需大量处理实验材料。
二倍体
三倍体
思考：如何培育出无籽香蕉和无籽西瓜？
二倍体
三倍体
想一想: 1、为什么用秋水仙素处理 二倍体西瓜的幼苗或萌发的
种子？
2、两次传粉的作用有什么 不同？ 3、三倍体西瓜为什么无籽？
三、诱变育种
利用物理因素（如X射线，紫外线，激光等） 或化学因素（如亚硝酸等）处理生物，使生物 发生基因突变或者染色体畸变。
1、农作物（太空育种）
强辐射，微重力和高真空等太空综合环境因素诱发植物种子的基因 变异
加 速 育 种 的 进 程
应用例子： 大幅度改良生物的性状。 2、微生物
青霉菌最初从发霉的甜瓜上发现，这种野生的青霉菌 分泌的青霉素很少。青霉素是第一种能够治疗肺炎、脑膜 炎等人类疾病的抗生素。但产量只有20单位/mL。后来， 人们对青霉菌进行X射线、紫外线照射以及化学诱变，培 育成了青霉素产量很高的菌株，目前产量已经可以达到50 000单位/mL～60 000单位/mL。
第2节 生物变异在生产上的应用
想一想： 小麦高秆（D）对矮秆（d）为显性，抗锈病（T）对
不抗锈病（t）为显性，现有纯合的高秆抗锈病的小麦 （DDTT）和矮秆不抗锈病的小麦（ddtt），怎样才能得到 能稳定遗传矮秆抗病的优良品种（ddTT）？
锈病
以下是杂交的育种参考方案：
杂交 Ｐ
高抗 DDTT
矮不抗 ddtt
→检测基因表达。
优点: 定向改变生物的性状，（针对性强、效率高）
打破物种界限，克服远缘杂交不亲和的障碍， 降低农药对环境的污染等。
缺点: 技术复杂，操作难度大。
破坏生态环境、威胁人类健康。
苏云金杆菌
抗虫基因 ＋运载体
导入
棉花
表达
抗虫棉花
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)
帕 米 尔 高 原
＊据统计,帕米尔高原上的植物65%以上是多倍体。
思考：
1、在野外发现抗锈病（显性基因D控制的）杂合小 麦植株，如何快速获取可以稳定遗传的抗锈病的种子？
2、有两个亲本基因型为DDtt和ddTT，现欲培育出基因 型为ddtt的新品种，最简洁的方法是什么？ 杂交育种
三、诱变育种
1、什么是诱变育种？ 2、人工诱变有哪些方法？ 3、诱变育种的原理是什么？ 4、诱变育种有何优缺点？