3寻找遗传与变异的秘密

1、遗传与变异遗传：子女与父母（子代与亲代）间一般都或多或少的保持着一些一般都或多或少的保持着一些相似相似的特征。的特征。变异：子代与亲代、同一物种间一般都或多或少的保持着一些一般都或多或少的保持着一些不同不同的特征。的特征。遗传：亲代与子代变异：亲代与子代、同一物种（个体间）生物的遗传和变异是通过生殖和发育而实现的。 生命延续、种族繁衍的保证。变异则使物种不断进化 可遗传的变异是指生物体能遗传给后代的变异。这种变异是由遗传物质发生变化而引起的。不可遗传的变异是由外界因素如光照、水源等造成的变异，不会遗传给后代的。 如近视、残疾等。后代和父母的像与不像后代和父母的像与不像遗传和变异遗传和变异 是什

2、么携带着父母的形态特征是什么携带着父母的形态特征从上一代传到下一代？从上一代传到下一代？科学家科学家孟德尔孟德尔18221822年年7 7月月2020日日出生于奥地利西出生于奥地利西里西亚，是遗传里西亚，是遗传学的奠基人，被学的奠基人，被誉为誉为现代遗传学现代遗传学之父之父。为什么用豌豆做遗传实验容易取得成功？为什么用豌豆做遗传实验容易取得成功？(1)豌豆的品种具有很多易于区分的豌豆的品种具有很多易于区分的特点特点，如种子的圆滑与皱缩、植株的，如种子的圆滑与皱缩、植株的高茎与矮茎等等，这些高茎与矮茎等等，这些特点特点能够稳定能够稳定遗传。用遗传。用豌豆豌豆进行杂交实验，实验结进行杂交实验，实验

3、结果容易观察和分析。果容易观察和分析。 (2)豌豆能产生较多的种子，便于收豌豆能产生较多的种子，便于收集数据进行分析。集数据进行分析。 (3)豌豆易于栽培，生长期短豌豆易于栽培，生长期短。他发现：他发现：自然状态自然状态下，豌豆不一样。有的高，下，豌豆不一样。有的高，有的矮；有的花是紫色的，有的是有的矮；有的花是紫色的，有的是白色的白色的进一步观察，他发现：进一步观察，他发现：这些豌豆的后代形态特征这些豌豆的后代形态特征大多大多和它和它们的上代相似。们的上代相似。白白白白白白紫紫紫紫紫紫父母父母第一代第一代第二代第二代白白紫紫遗传遗传白白紫紫父母父母第一代第一代第二代第二代紫紫白白紫紫显性性状

4、显性性状父母结合产生了变异。父母结合产生了变异。变异变异隐性性状隐性性状长达长达8 8年的豌豆实验年的豌豆实验 孟德尔挑选出孟德尔挑选出2222个豌豆品种用于实个豌豆品种用于实验。它们都具有某种可以相互区分的稳验。它们都具有某种可以相互区分的稳定性状，例如高茎或矮茎、圆粒或皱粒、定性状，例如高茎或矮茎、圆粒或皱粒、灰色种皮或白色种皮等。灰色种皮或白色种皮等。 孟德尔通过人工培植这些豌豆，对孟德尔通过人工培植这些豌豆，对不同代的豌豆的性状和数目进行细致入不同代的豌豆的性状和数目进行细致入微的微的观察、计数和分析观察、计数和分析。运用这样的实。运用这样的实验方法需要极大的耐心和严谨的态度。验方法需

5、要极大的耐心和严谨的态度。 8 8个寒暑的辛勤劳作，孟德尔发个寒暑的辛勤劳作，孟德尔发现了生物遗传的基本规律，并得到现了生物遗传的基本规律，并得到了相应的数学关系式。人们分别称了相应的数学关系式。人们分别称他的发现为他的发现为“孟德尔第一定律孟德尔第一定律”（即孟德尔遗传分离规律）（即孟德尔遗传分离规律）和和“孟孟德尔第二定律德尔第二定律”（即基因自由组合（即基因自由组合规律）规律），它们揭示了生物遗传奥秘，它们揭示了生物遗传奥秘的基本规律。的基本规律。1.分离定律：分离定律：在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合；在形成配子时，

6、成对的遗传因子发生存在，不相融合；在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。子遗传给后代。 （1）生物的性状是由遗传因子决定的。）生物的性状是由遗传因子决定的。 （2）体细胞中遗传因子是成对存在的。）体细胞中遗传因子是成对存在的。 （3）生物体在形成生殖细胞）生物体在形成生殖细胞配子是，成对的遗配子是，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中。传因子彼此分离，分别进入不同的配子中。 （4）受精时，雌雄配子的结合是随机的。）受精时，雌雄配子的结合是随机的。 2.自由组合定律：自由组合定律：控制

7、不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼的；在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。 结论：结论：v孟德尔的研究理论只解释孟德尔的研究理论只解释了生物间的遗传现象，并了生物间的遗传现象，并没有提到生物自己也可能没有提到生物自己也可能会产生变异现象。会产生变异现象。后续者的研究与发现：后续者的研究与发现：v诸如有些动物其父母皮毛都是褐色的，但它们的孩诸如有些动物其父母皮毛都是褐色的，但它们的孩子却是白色皮毛这样的现象。后来

8、的科学家对此展子却是白色皮毛这样的现象。后来的科学家对此展开了更深入的研究，他们认为，除了因父母的结合开了更深入的研究，他们认为，除了因父母的结合会出现变异外，会出现变异外，生物体自身也可能产生变异。有些生物体自身也可能产生变异。有些变异对生物是有害的，有些变异对生物是有益的，变异对生物是有害的，有些变异对生物是有益的，还有一些变异既无害也无益。还有一些变异既无害也无益。我国有一位水稻专家，我国有一位水稻专家，他解决了世界农业科研难题，他就是我国著名的水他解决了世界农业科研难题，他就是我国著名的水稻专家袁隆平。稻专家袁隆平。袁隆平袁隆平19301930年年9 9月月7 7日生日生于北京，汉族，

9、于北京，汉族，江西德安县人，江西德安县人，现居湖南长沙。现居湖南长沙。中国杂交水稻育中国杂交水稻育种专家，种专家，杂交水杂交水稻之父稻之父，中国工，中国工程院院士。程院院士。 袁隆平，我国著名水稻袁隆平，我国著名水稻专家。有一次，他在稻田里专家。有一次，他在稻田里偶然发现了一株谷大粒多、偶然发现了一株谷大粒多、子粒饱满的野生水稻，他把子粒饱满的野生水稻，他把这些稻穗采集回来，并进行这些稻穗采集回来，并进行了杂交试验。经过多年的选了杂交试验。经过多年的选育，他培育出了杂交水稻新育，他培育出了杂交水稻新品种，使粮食产量大幅度提品种，使粮食产量大幅度提高，解决了世界农业科研难高，解决了世界农业科研难

10、题题2001年年2月，他荣获首届月，他荣获首届 “国家最高科学技术奖国家最高科学技术奖”。“杂交水稻之父杂交水稻之父”袁隆平袁隆平 杂交水稻是世界难题。因为水稻杂交水稻是世界难题。因为水稻是是雌雄同花的作物雌雄同花的作物，自花授粉，难以，自花授粉，难以一朵一朵地去掉雄花搞杂交。这样就一朵一朵地去掉雄花搞杂交。这样就需要培育出一个需要培育出一个雄花不育的稻株雄花不育的稻株，即，即雄性不育系，然后才能与其他品种杂雄性不育系，然后才能与其他品种杂交。这是一个难解的世界难题。袁隆交。这是一个难解的世界难题。袁隆平知难而进，他认为，雄性不育系的平知难而进，他认为，雄性不育系的原始亲本，是一株原始亲本，是

11、一株自然突变的雄性不自然突变的雄性不育株育株，也能天然存在。，也能天然存在。 袁隆平迈开了双腿，走进了水稻的莽莽袁隆平迈开了双腿，走进了水稻的莽莽绿海，去寻找这从未见过、而且中外资料没见绿海，去寻找这从未见过、而且中外资料没见过报道的水稻雄性不育株。时间一天天过去，过报道的水稻雄性不育株。时间一天天过去，袁隆平头顶烈日，脚踩烂泥，驼背弯腰地、一袁隆平头顶烈日，脚踩烂泥，驼背弯腰地、一穗一穗地观察寻找。穗一穗地观察寻找。“功夫不负有心人功夫不负有心人”，终，终于在第于在第1414天天发现了一株雄花花药不开裂、性状发现了一株雄花花药不开裂、性状奇特的植株奇特的植株。袁隆平欣喜若狂。袁隆平欣喜若狂。

12、 经过多年的选育，他培育出了杂交水稻新经过多年的选育，他培育出了杂交水稻新品种，使粮食产量大幅度提高。品种，使粮食产量大幅度提高。20012001年年2 2月，月，荣获首届荣获首届“国家最高科学技术奖国家最高科学技术奖”。 v袁隆平与同行们历经多年的艰难探索，走过袁隆平与同行们历经多年的艰难探索，走过了困境，取得了两个方面的重大突破：一是了困境，取得了两个方面的重大突破：一是育成了适合长江流域的优质、高产双季早稻育成了适合长江流域的优质、高产双季早稻组合；二是选育了超高产亚种间苗头组合，组合；二是选育了超高产亚种间苗头组合，这些苗头组合达到了每公顷日产量这些苗头组合达到了每公顷日产量100千克

13、千克的超高产指标，比曾经轰动一时的国际水稻的超高产指标，比曾经轰动一时的国际水稻研究所制定的超级稻育种计划提前了研究所制定的超级稻育种计划提前了6年达年达标。标。1950年我国水稻的平均亩产只有年我国水稻的平均亩产只有141千千克，克，1998年达到年达到450千克，增长了千克，增长了32倍。倍。 v从从1976年到年到1998年累计增产粮食年累计增产粮食3.5亿吨，亿吨，按每吨按每吨1000元计算，累计增收元计算，累计增收3500亿元；亿元；按人均口粮每年按人均口粮每年450千克计算，每年解决千克计算，每年解决了了500多万人的吃饭问题。多万人的吃饭问题。了解遗传和变异在生产和生活中的了解遗

14、传和变异在生产和生活中的应用应用v用人工的方法也可以使遗传物质发生变异，用人工的方法也可以使遗传物质发生变异，如用如用x射线照射种子。科研人员正是利用人射线照射种子。科研人员正是利用人工变异培育出的许多优良品种。工变异培育出的许多优良品种。无籽西瓜无籽西瓜新型草莓新型草莓太空椒太空椒 瘦肉型猪瘦肉型猪看看这些经过改良过的新品种：看看这些经过改良过的新品种： 无籽西瓜是三倍体，由于三倍体细无籽西瓜是三倍体，由于三倍体细胞在进行减数分裂时出现染色体紊乱胞在进行减数分裂时出现染色体紊乱的情况，所以三倍体西瓜不能形成种的情况，所以三倍体西瓜不能形成种子。其亲本是二倍体西瓜和四倍体。子。其亲本是二倍体西

15、瓜和四倍体。普通西瓜为二倍体植物，即体内有普通西瓜为二倍体植物，即体内有2组组染色体染色体,用秋水仙素处理其幼苗，令二用秋水仙素处理其幼苗，令二倍体西瓜植株细胞染色体成为倍体西瓜植株细胞染色体成为4倍体，倍体，这种这种4倍体西瓜能正常开花结果，种子倍体西瓜能正常开花结果，种子能正常萌发成长。能正常萌发成长。无籽西瓜无籽西瓜 无籽西瓜是用种子种出来无籽西瓜是用种子种出来的，但这个种子不是无籽西的，但这个种子不是无籽西瓜里的种子，而是自然的二瓜里的种子，而是自然的二倍体西瓜跟经过诱变产生的倍体西瓜跟经过诱变产生的四倍体杂交后形成的三倍体四倍体杂交后形成的三倍体西瓜里的种子。由于是三倍西瓜里的种子。

16、由于是三倍体，所以本身是没有繁殖能体，所以本身是没有繁殖能力的，也没有籽。力的，也没有籽。 无籽西瓜的培育无籽西瓜的培育 利利： 新型草莓营养丰富，含有果糖、蔗糖、柠檬酸、苹新型草莓营养丰富，含有果糖、蔗糖、柠檬酸、苹果酸、水杨酸、氨基酸以及钙、磷、铁等矿物质。此外，它果酸、水杨酸、氨基酸以及钙、磷、铁等矿物质。此外，它还含有多种维生素，尤其是维生素还含有多种维生素，尤其是维生素C含量非常丰富，新型草含量非常丰富，新型草莓中所含的胡萝卜素是合成维生素莓中所含的胡萝卜素是合成维生素A的重要物质，具有明目的重要物质，具有明目养肝作用。新型草莓还含有果胶和丰富的膳食纤维，可以帮养肝作用。新型草莓还含

17、有果胶和丰富的膳食纤维，可以帮助消化、通畅大便。新型草莓的营养成分容易被人体消化、助消化、通畅大便。新型草莓的营养成分容易被人体消化、吸收，多吃也不会受凉或上火，是老少皆宜的健康食品。吸收，多吃也不会受凉或上火，是老少皆宜的健康食品。 弊弊：如果你患有结石，就不宜多吃，因为新型草莓含有草：如果你患有结石，就不宜多吃，因为新型草莓含有草酸，多食会使结石病情加重；其次吃草莓一定要清洗干净，酸，多食会使结石病情加重；其次吃草莓一定要清洗干净，或放在盐水中浸泡或放在盐水中浸泡5分钟，以防不洁食用腹泻；并且新型草分钟，以防不洁食用腹泻；并且新型草莓会比以前大，但口感不好，不易保存等等莓会比以前大，但口感

18、不好，不易保存等等 。新型草莓新型草莓 太空椒用曾经遨游过太空的青椒种子培育而成太空椒用曾经遨游过太空的青椒种子培育而成的。据专家介绍，经历过太空遨游的辣椒种子，的。据专家介绍，经历过太空遨游的辣椒种子，大多数都发生了大多数都发生了遗传性基因突变遗传性基因突变，返回地面种植，返回地面种植后，不仅植株明显增高增粗、果型增大了，产量后，不仅植株明显增高增粗、果型增大了，产量也比原来普遍增长了也比原来普遍增长了20%以上，而且品质大为提以上，而且品质大为提高，作物肌体也更加强健，对高，作物肌体也更加强健，对病虫害病虫害的抗逆性比的抗逆性比较强。瞧，这些太空椒果大色艳，籽少肉厚，除较强。瞧，这些太空椒

19、果大色艳，籽少肉厚，除了产量增长以外，维生素了产量增长以外，维生素c和和可溶性固形物可溶性固形物、铜铁、铜铁等微量元素含量都比原来高出等微量元素含量都比原来高出7%20%。吃起来。吃起来是清香润滑、又鲜又嫩，营养丰富，又红又辣。是清香润滑、又鲜又嫩，营养丰富，又红又辣。 太空椒太空椒 瘦肉型猪可以通过杂交还有选取瘦肉率瘦肉型猪可以通过杂交还有选取瘦肉率高的猪繁殖培育，稳定性状等方法来解决，高的猪繁殖培育，稳定性状等方法来解决，这些办法都属于这些办法都属于遗传遗传的范畴。的范畴。 瘦肉猪具有生长快、省料、繁殖力强等瘦肉猪具有生长快、省料、繁殖力强等特点。特点。 瘦肉含有动物性蛋白约瘦肉含有动物性

20、蛋白约22%，易被，易被人体吸收利用，同时含有丰富的磷、铁等矿人体吸收利用，同时含有丰富的磷、铁等矿物质和物质和B族维生素，适口性好族维生素，适口性好 。转基因技术转基因技术v把一种生物的某种基因，用生物技术的方法把一种生物的某种基因，用生物技术的方法转入到另一种生物的基因组中，培育出的转转入到另一种生物的基因组中，培育出的转基因生物，就有可能表现出转入基因所控制基因生物，就有可能表现出转入基因所控制的性状。的性状。转基因大豆转基因大豆 说起转基因食品，有一则很经典的幽默：一个人突说起转基因食品，有一则很经典的幽默：一个人突然得了一种怪病，他像电动人一样，每天都不由自主然得了一种怪病，他像电动

21、人一样，每天都不由自主地在房间里一圈圈地绕啊绕啊，一刻也闲不住。经有地在房间里一圈圈地绕啊绕啊，一刻也闲不住。经有关专家检查，原因是他吃了一种被添加了关专家检查，原因是他吃了一种被添加了“运动基因运动基因”的瘦肉型猪的肉，结果，的瘦肉型猪的肉，结果，“运动基因运动基因”就永远地留在就永远地留在了他的身上。了他的身上。 当然，猪肉被煮熟后，细胞就被破坏了，进入胃当然，猪肉被煮熟后，细胞就被破坏了，进入胃肠道系统，肠道系统，DNA（脱氧核糖核酸）又遭到消化酶的分（脱氧核糖核酸）又遭到消化酶的分解，大都变成了碎片，即核苷酸，和任何别的基因产解，大都变成了碎片，即核苷酸，和任何别的基因产物的分解产物一

22、样，无法再发挥基因移植的作用。人物的分解产物一样，无法再发挥基因移植的作用。人也不可能因为吃了也不可能因为吃了“运动基因运动基因”猪肉而变得猪肉而变得“爱运爱运动动”。这只是幽默而已。但是这则幽默却形象地道出。这只是幽默而已。但是这则幽默却形象地道出了人们对转基因食品普遍的迷惑和恐慌。了人们对转基因食品普遍的迷惑和恐慌。 有利变异和不利变异有利变异和不利变异对于某种生物来说，有的变异对于某种生物来说，有的变异有利于它的生存，叫做有利变异。例如小麦中出现矮秆、有利于它的生存，叫做有利变异。例如小麦中出现矮秆、抗倒伏的变异，这就是有利变异。有的变异不利于它的生抗倒伏的变异，这就是有利变异。有的变异

23、不利于它的生存，叫做不利变异。例如玉米有时会出现白化苗，这样的存，叫做不利变异。例如玉米有时会出现白化苗，这样的幼苗没有叶绿素，不能进行光合作用，会过早死亡，这就幼苗没有叶绿素，不能进行光合作用，会过早死亡，这就是不利变异是不利变异 。变异在生物进化上的意义：生物在繁衍过。变异在生物进化上的意义：生物在繁衍过程中，不断地产生各种有利变异，这对于生物的进化具有程中，不断地产生各种有利变异，这对于生物的进化具有重要的意义。重要的意义。 我们知道，地球上的环境是复杂多样、不我们知道，地球上的环境是复杂多样、不断变化的。生物如果不能产生变异，就不能适应不断变断变化的。生物如果不能产生变异，就不能适应不

24、断变 化的环境。化的环境。 如果没有能遗传的变异，就不会产生新的生如果没有能遗传的变异，就不会产生新的生物类型，生物就不能由简单到复杂，由低等到高等地不断物类型，生物就不能由简单到复杂，由低等到高等地不断进化。由此可见，变异为生物进化提供了原始材料。进化。由此可见，变异为生物进化提供了原始材料。 生物变异给自然界带来什么？给人类带来什么？生物变异给自然界带来什么？给人类带来什么？好的一面：物种进化；培育生物新品种，造福人类；好的一面：物种进化；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。形器官，给

25、人类带来危害。拓展延伸：拓展延伸：应用遗传变异原理培育新品种举例应用遗传变异原理培育新品种举例杂交水稻；高产奶牛；无籽西瓜；转基因杂交水稻；高产奶牛；无籽西瓜；转基因生物（转基因食品或药品等）生物（转基因食品或药品等）人类应用遗传变异原理培育新品种人类应用遗传变异原理培育新品种 由于遗传物质的变由于遗传物质的变异，不同品种或同一品异，不同品种或同一品种的奶牛控制产奶量的种的奶牛控制产奶量的基因组成可以不同，通基因组成可以不同，通过人工选择可以将产奶过人工选择可以将产奶量高的奶牛选择出来量高的奶牛选择出来（含有控制高产奶量的（含有控制高产奶量的遗传物质），通过繁育，遗传物质），通过繁育，后代还会出现各种变异，后代还会出现各种变异，再从中选择、繁育，数再从中选择、繁育