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第5节
第六单元 第二章 生物的遗传与变异
生物的变异
初中生物人教版（2024）八年级下册
01
区分可遗传的变异和不遗传的变异(重点)。
02
了解引起生物变异的原因(难点)。
03
知道遗传育种的主要方法(重点)。
学习目标
猫妈妈与猫宝宝的合照，让人不得不感叹猫妈妈遗传基因的“强大”。但是，猫宝宝与猫妈妈之间，以及猫宝宝的不同个体之间仍然存在些许差异。
猫的品种很多，外观和性情差异也很大。你知道猫的不同品种是怎样形成的吗？
想一想
知识点一 探究一种变异现象
1.生物的变异普遍存在
自然界中不存在两个完全相同的生物个体，不同种类的生物之间千差万别，同种生物的不同个体之间也存在各种各样的差异，这都源于生物的变异。
都源于生物的变异
变异：同种生物亲代和子代之间以及子代个体之间的差异。
2.探究：花生果实大小的变异
（1）问题背景
怎样区分花生和小花生？
大小不同，是因为品种不同
大小花生是指它们果实平均值而言
条件好，我想小花生也会长成大花生
知识点一 探究一种变异现象
（2）提出问题
不同的花生品种，它们果实的大小这一性状存在差异吗？
（3）作出假设
不同的花生品种，由于产生了变异，它们果实的大小这一性状存在着差异。
大花生
小花生
知识点一 探究一种变异现象
（4）材料用具准备
大小不同品种的花生果实各不少于30枚，圆规，直尺，坐标纸等。
（5）制订计划并实施
①在供测量的花生样品中随机选取大花生和小花生的果实各30枚，分开放置。
只有随机取样，并且有足够的样本，探究的结果才可能代表整体。
讨论：为什么要随机取样？
知识点一 探究一种变异现象
②对所选花生进行测量，测花生果实长轴的长度。
对花生的大小进行测量
测量时，可用圆规模拟卡尺，再用直尺测量圆规的卡口宽度。长短以毫米为单位，四舍五入，记录成整数。
知识点一 探究一种变异现象
③将所测结果填入下表
测量的果实 1 2 …… 30 平均值
大花生长轴长度/毫米
小花生长轴长度/毫米
④根据所得数据，在坐标纸上绘制曲线图，横轴为果实的长度，纵轴为样品的个数，依据两数的相交点，连成曲线。测量的结果也可用柱形图表示。
知识点一 探究一种变异现象
（6）分析结果，得出结论，并进行交流
大、小两种花生的差异是品种不同造成的，而同一品种的内部差异受环境等因素的影响。
结论
可以看出，大花生果实的长度值大多大于花生果实的长度值。大花生品种中也有较小的花生，小花生品种中也有较大的花生，这种差异可能是由环境因素引起的。
知识点一 探究一种变异现象
大、小花生果实的长度分别处于一定范围内；大花生果实在长度值较大的范围内的数量要明显多于小花生果实的数量。
在相同条件下种植的大、小花生，正常情况下，大花生颗粒长度的平均值应大于小花生果实长度的平均值。这种差异主要是由基因不同引起的
①用语言描述两个品种的花生果实在不同长度范围内的数量分布状况，你能得出什么结论？
②分别计算并比较两个品种的花生果实长度的平均值，你能得出什么结论？
知识点一 探究一种变异现象
把大花生的种子种在贫瘠的土壤中，其果实会变小；把小花生的种子种在肥沃的土壤中，其果实会变大，这是因为环境的变化会影响生物性状的表现
③把大花生的种子种在贫瘠的土壤中，把小花生的种子种在肥沃的土壤中，它们结出的果实会是怎样的？你作出推测的依据是什么？
不一定。要根据控制花生种子大小这一对相对性状的基因组成来确定。假设A为显性基因，控制性状“大”，a为隐性基因，控制性状“小”。大花生的基因组成可能是AA或Aa。如果是AA，其后代均表现为大；如果是Aa，其后代就有大和小两种可能。也可回答：不一定。若大花生的大小是一种数量性状，则把大花生中一粒饱满粒大种子种下去，所收获的种子有大有小，但平均值仍和原大花生品种相近（在不考虑环境因素的情况下）。
④从大花生中选择一粒饱满粒大的种子种下去，所收获的种子一定都是大的吗？为什么？
知识点一 探究一种变异现象
我国古代农学家贾思勰在《齐民要术》中写道：“凡谷：成熟有早晚，苗秆有高下，收实有多少，质性有强弱，米味有美恶，粒实有息耗”这里所说的“谷”是什么农作物？这段话描述了谷在哪些性状上的差异？
古话今议
所指的“谷”泛指多种粮食作物，主要包括水稻、黍（黄米）、稷（粟或小米）、麦、菽（豆类）等谷物。
性状上的差异：
成熟期早晚
植株高度（苗秆高下）
产量多少（收实有多少）
质地强弱（质性有强弱，如抗逆性）
味道好坏（米味有美恶）
种子饱满度或耗损（粒实有息耗）
知识点一 探究一种变异现象
生物性状的变异是普遍存在的
引起变异的原因也是多种多样的
不同品种之间、不同个体之间的差异，首先取决于遗传物质的不同，其次与环境也有关系。
白化
黑化
知识点一 探究一种变异现象
3.变异的类型
（1）可遗传的变异
概念：由遗传物质的变化引起的变异。
举例：玉米果穗中有黄色、白色、紫色果粒。
有了可遗传的变异，才会出现新的生物类型。
知识点一 探究一种变异现象
（2）不遗传的变异
概念：单纯由环境引起的变异，如果没有影响遗传物质，一般就不会遗传给后代。
举例：水毛茛伸出水面的叶片呈扁平状，而长期浸没在水中的叶片深裂成丝状。
玉米的变异
韭黄
韭菜
知识点一 探究一种变异现象
①可遗传的变异有三个来源
基因突变：指DNA分子结构的改变。
基因重组：有性生殖过程中，控制不同性状的基因的重新组合。
染色体变异：染色体结构变异和染色体数目变异。
基因突变
基因重组
染色体变异
知识点一 探究一种变异现象
②有利变异和不利变异
a.有利变异
有利于生物自身生存的变异。
抗倒伏的小麦
不抗倒伏的小麦
好的一面：物种进化；培育生物新品种，造福人类。
抗病果
抗虫稻
知识点一 探究一种变异现象
b.不利变异
不利于生物自身生存的变异。
c.有利变异和不利变异是针对变异的生物个体自身的生存而言的，与其他生物无关。
白化苗
无籽西瓜
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。
畸形动物
知识点一 探究一种变异现象
合作探究：某些医生因工作关系，手臂经常受X射线照射。皮肤细胞中的基因发生改变后能遗传给后代吗？为什么？
不能。因为皮肤细胞的基因发生改变，不会通过生殖细胞传递给下一代。
知识点一 探究一种变异现象
知识点二 人类应用遗传和变异原理培育新品种
1.分析：几个育种实例
①人们对产奶量不同的奶牛进行多代选择、繁育，获得了高产奶牛新品种。
讨论：选择、繁育在培育高产奶牛新品种中起什么作用？
产奶量不同的奶牛
选择、繁育
选择、繁育
高产奶牛
筛选优良基因型 ：通过人工选择产奶量高的个体作为亲本，实质是筛选出携带 高产遗传物质（基因） 的奶牛； 定向累积高产性状 ：逐代繁育所选亲本的后代，使控制高产奶量的 基因频率逐渐提高，最终实现高产性状的 稳定遗传与强化 。
知识点二 人类应用遗传和变异原理培育新品种
②将低产抗倒伏小麦与高产易倒伏小麦杂交，选择培育出高产抗倒伏小麦。
讨论：为什么通过杂交能培育出既高产又抗倒伏的小麦新品种？
杂交使高产易倒伏小麦的高产基因与低产抗倒伏小麦的抗倒伏基因组合到后代中，再通过人工选择培育，获得同时具备两种优良性状的植株。
培育高产抗倒伏小麦
高产倒伏小麦
低产抗倒伏小麦
高产抗倒伏小麦
杂交
知识点二 人类应用遗传和变异原理培育新品种
③将普通甜椒的种子经卫星搭载送入太空，使种子的基因发生突变，从中选择培育出品质、产量都明显提高的太空椒。
讨论：太空椒与普通甜椒相比，性状发生变化的原因是什么？
太空椒性状变化的原因是：太空中的微重力、强辐射等环境因素导致种子的 基因发生突变 ，进而引起性状改变。
培育太空蔬菜
知识点二 人类应用遗传和变异原理培育新品种
④棉铃虫危害棉花，造成减产。科学家将苏云金杆菌抗虫蛋白基因转入普通棉花，培育出能够抵抗棉铃虫的转基因抗虫棉。
讨论：同杂交育种相比，转基因抗虫棉的育种有哪些明显优势？
突破物种限制 ：转基因技术可将细菌的抗虫基因直接导入棉花，而杂交育种仅限同种或近缘物种间的基因重组。
定向精准改良 ：直接插入特定抗虫基因，杂交育种依赖随机基因重组且需多代筛选。
缩短育种周期 ：单次基因导入即可获得目标性状，杂交育种需多代自交和选育。
抗虫持续性 ：抗虫基因稳定遗传表达，减轻棉铃虫危害。
普通棉(左) 与抗虫棉(右)
知识点二 人类应用遗传和变异原理培育新品种
⑤以上培育新品种的方法有哪些相同之处？
人工选择 ：都是 人为主动干预 生物的繁殖过程。
目标导向 ：都是为了 改良特定性状 （如高产、抗倒伏、抗虫、品质好）。
筛选过程 ：都需要 选择 （挑出）具有所需优良性状的个体进行繁殖。
创造新品种 ：最终目的都是 培育出具有优良性状的新品种 。
都是人们通过人工选择的方法，有目的地选出想要的优良性状，培育出新的、更好的品种。
知识点二 人类应用遗传和变异原理培育新品种
2. 育种方法
在生产实践中，人们根据自身的需要，通过选育、杂交、诱变、基因工程等方法获得生物新品种。
在长期的栽培中，人们根据不同的需要和喜好，对生物产生的变异进行逐代挑选、培育，从而获得很多不同的品种。
(1)选择繁育
甘蓝
肉鸡
鸭
南瓜
知识点二 人类应用遗传和变异原理培育新品种
(2)杂交育种
将具有不同性状的生物个体杂交，使基因重新组合，从而形成新的性状组合的品种。
徐麦985
杂交油菜
安格斯杂交牛
杜寒杂交羊
知识点二 人类应用遗传和变异原理培育新品种
(3)利用基因工程技术育种
利用基因工程技术，科研人员将特定基因转入某种农作物的遗传物质中，或者将某种农作物的不良基因去除，从而培育出具有特定性状的优良新品种。
普通鲤鱼(右) 与转基因鲤鱼(左)
转基因大豆
转基因抗虫玉米
转基因棉花
知识点二 人类应用遗传和变异原理培育新品种
(4)太空育种
航天育种(又称太空育种)是指通过航天器等载体携带种子到太空，利用太空中特殊的辐射、失重等环境因素诱导种子产生变异，待种子返回地球后，再经过精心选育，从而培育出具有优良性状的植物新品种。
太空蔬菜
知识点二 人类应用遗传和变异原理培育新品种
合作探究：用一种化学药剂处理甜菜的幼苗后，幼苗细胞内的染色体数目加倍，长成的甜菜含糖量升高。你认为这种变异能遗传吗？为什么？
能；染色体数目的变异属于可遗传的变异，遗传物质发生了改变。
知识点二 人类应用遗传和变异原理培育新品种
课堂小结
生物的变异
探究一种变异现象
生物的变异普遍存在
探究：花生果实大小的变异
变异的类型
可遗传的变异
由遗传物质的改变引起的变异
不可遗传的变异
只是由外界环境条件变化引起的变异，并未涉及遗传物质的改变
对生物体的生存和繁殖是否有利
不利变异、有利变异
人类应用遗传和变异原理培育新品种
选择繁育
杂交育种
利用基因工程技术育种
太空育种
1．黄精是一种药用植物，具有补脾、润肺生津的作用。2021年，15克黄精种子跟随神舟十二号进入太空。经过宇宙辐射、高真空等环境因素的作用，染色体结构发生了变化，这种变异是(　　)
A．有利变异 B．不利变异
C．可遗传的变异 D．不遗传的变异
C
解析：由于黄精种子染色体结构发生了变化，即遗传物质发生了改变，所以这种变异是可以遗传给后代的，属于可遗传的变异，C符合题意。
课堂练习
2．骡子是马和驴的杂交品种，其结合了两者的优点，在力量和耐力上表现出色，培育以下生物运用的技术与培育骡子相同的是(　　)
A．多莉羊 B．高产抗倒伏水稻
C．抗虫烟草 D．组织培养草莓苗
B
解析：多莉羊的培育运用的是克隆技术，属于无性生殖，与骡子通过有性杂交培育的技术不同，A不符合题意。抗虫烟草是利用转基因技术，将抗虫基因导入烟草细胞中培育而成，C不符合题意。组织培养草莓苗运用的是植物组织培养技术，属于无性生殖，D不符合题意。
课堂练习
3．下列现象中，不可能出现的是(　　)
A．双眼皮的夫妇生出一个单眼皮孩子
B．很多夫妇都能生出性状完全相同的双胞胎
C．一只母狗产下的几只小狗，毛色各不相同
D．一对孪生姐妹长大后性状有明显差别
B
解析：同卵双胞胎：由同一个受精卵分裂形成，遗传物质完全相同，性状高度一致。异卵双胞胎：由两个不同的受精卵形成，遗传物质不完全相同，性状可能不同。“性状完全相同”通常指同卵双胞胎，但同卵双胞胎的出现是随机事件，概率较低(约3～4‰)，B符合题意。
课堂练习
4．我国科学家利用神舟飞船搭载实验，选育出了世界上第一个具有红褐色标记性状的、适宜机械化制种的高配合力优质安全香型不育系“花香7A”新品种，“花香7A”比普通水稻高产，且稻米品质优。其高产性状的产生来源于(　　)
A．生物的生长 B．生物的发育
C．生物的遗传 D．生物的变异
D
解析：普通水稻的种子经神舟飞船搭载实验后，遗传物质发生了改变，再经过选择、培育，得到了“花香7A”新品种，这种变异是由遗传物质决定的变异，是可遗传的变异。可见，“花香7A”比普通水稻高产，且稻米品质优。其高产性状的产生来源于生物的变异。
课堂练习
5．某樱花树种曾带上国际太空站，在太空逗留了八个月，结果这颗种子种下后三年就开花，比自然界的樱花正常开花时间提早了整整两年。下列叙述正确的是(　　)
A．太空环境使樱花种子的遗传物质发生了改变
B．开花时间提早是由于种植环境发生了改变
C．该实例说明太空育种产生的变异都是有利变异
D．该樱花树开花时间的变化不会遗传给后代
A
解析：由题述可知，开花时间的变化是由于遗传物质发生改变引起的，会遗传给下一代，B、D错误。生物的变异是不定向的，太空育种产生的变异不一定是有利变异，C错误。
课堂练习
6．青霉能够产生青霉素，育种人员用紫外线照射青霉菌落，经过选择获得青霉素高产菌株。下列育种过程，与青霉素高产菌株的获得过程相同的是(　　)
A．利用化学药剂使甜菜的染色体数目加倍，从而提高甜菜的含糖量
B．将普通甜椒种子送入太空，选择培育出高品质、高产量的太空椒
C．从产奶量不同的奶牛中，经过多代选择、繁育，培育出高产奶牛新品种
D．将高产易倒伏小麦与低产抗倒伏小麦杂交，培育出高产抗倒伏小麦
B
课堂练习
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