高中生物教学课件生物的变异、育种的变化

生物的变异与育种的变化生物变异是生命世界多样性的基础，也是人类育种工作的根本生物变异是指生物个体之间在形态、生理、生化等方面的差异什么是生物变异生物变异的定义变异的重要性生物变异是指生物体之间在形态、生理和遗传等方面的差异生物变异是生物进化的基础，它为自然选择提供了原材料这些差异可能是显而易见的，例如身高、眼睛颜色和毛发颜色，通过自然选择，有利的变异得以保存，而有害的变异则被淘汰，也可能在分子水平上发生从而推动生物的不断进化生物变异的原因基因突变染色体变异基因是遗传物质的基本单位，基染色体是遗传物质的主要载体，因突变是DNA序列发生改变，导染色体变异是指染色体数目或结致基因结构或功能改变构发生改变，进而影响基因表达基因重组基因重组是指生物体在繁殖过程中，基因重新组合，产生新的基因型，导致生物性状发生改变基因突变导致的变异点突变插入突变缺失突变单个碱基对的改变，可能导致蛋白质结构和DNA序列中插入新的碱基对，导致蛋白质的DNA序列中丢失部分碱基对，导致蛋白质的功能的变化框架移位，产生新的蛋白质框架移位，产生新的蛋白质染色体变异导致的变异染色体结构变异染色体数目变异染色体片段的缺失、重复、倒位或易染色体数量发生改变，如多倍体或非位等改变整倍体基因重组导致的变异减数分裂受精作用性状分离

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3.123减数分裂过程中，同源染色体发生交受精卵中来自父母双方的基因组合，基因重组会导致后代出现与亲代不同换，导致基因重组产生新的基因型，导致变异的性状，例如，高茎豌豆和矮茎豌豆杂交，后代可能出现高茎和矮茎豌豆环境因素引起的变异光照水分温度营养光照强度会影响植物的生长发水分是生物生存的基本条件，温度会影响生物的代谢速率，营养物质是生物生长发育的物育，例如，在充足的光照下，水分充足的环境有利于生物生例如，高温会加速生物的代谢质基础，充足的营养物质有利植物会长得更高更壮，叶子也长，而干旱缺水环境会抑制生，而低温会减缓生物的代谢于生物生长发育，而营养物质会更绿更厚物生长，甚至导致死亡缺乏会影响生物的正常生长发育生物变异的分类可遗传变异不可遗传变异由基因型改变引起的变异，可以遗传给后代由环境因素引起的变异，不能遗传给后代基因突变染色体变异基因结构发生改变，导致性状改变染色体结构或数量发生改变，导致性状改变表型变异与基因型变异基因型变异表型变异基因型是指生物体的基因组成，表型是指生物体的性状，表型变基因型变异是指生物体基因组的异是指生物体性状的改变改变相互关系举例基因型变异是表型变异的根本原例如，豌豆的种子颜色是由基因因，基因型的改变会导致表型的决定的，基因型不同，种子颜色改变就会不同生物变异在育种中的应用提高产量改善品质

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2.12利用有利的变异，培育高产的品种，增培育出具有优良品质的品种，例如高蛋加粮食产量白质、高维生素、低脂肪等增强抗性拓展范围

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4.34培育出具有抗病、抗虫、抗逆性强的品培育出适应不同环境的品种，例如耐寒种，提高作物适应能力、耐旱、耐盐碱等品种生物育种的概念育种目的育种原理生物育种旨在改善农作物、家畜等生物的性状，提高产量、品质利用生物变异的原理，通过人工选择、杂交、基因工程等方法，和抗逆性培育出具有优良性状的品种自然选择在育种中的作用自然选择是指生物个体在生存斗争中，具有有利变异的个体，更容易生存和繁殖后代，而具有不利变异的个体则被淘汰的过程在人工选择下，育种家通过选择具有优良性状的个体进行繁殖，从而使这些优良性状在后代中得到积累和加强自然选择和人工选择共同促进了生物的进化和育种过程，使生物种群不断适应环境的变化，并产生新的优良品种生物育种的目的和方法提高产量改善品质12通过育种，增加作物产量，满提高作物的营养价值、口感和足不断增长的人口对粮食的需外观，满足人们对更高质量农求产品的需求增强抗性拓展适应性34培育抗病虫害、抗逆境的作物培育适合不同环境条件的作物品种，减少病虫害损失，提高品种，扩大作物的种植范围，生产效率提高农业生产的稳定性传统育种方法选择育种杂交育种选择育种是利用自然界存在的变异，选出优良的品种进行繁殖，杂交育种是利用不同品种的生物杂交，获得优良的杂种后代，培培育出更优良的品种育出更优良的品种选择育种是传统育种方法中最基础的方法，是其他育种方法的基杂交育种可以克服亲本的缺点，获得具有优势性状的杂种，提高础产量和品质杂交育种杂交优势品种改良广泛应用杂交后代通常表现出比亲本更强壮的生长势杂交育种通过将优良基因组合在一起，可以杂交育种是现代农业中应用最广泛的育种方、更高的产量和更强的抗逆性，称为杂种优培育出更符合人类需求的作物品种法之一，在提高作物产量和改善品质方面发势挥着重要作用自交育种纯合性稳定性自交是指同株植物的花粉授粉给自交品种具有遗传上的稳定性，自身的雌蕊，连续自交几代后，后代性状一致，便于种植和管理可以获得基因型纯合的品种优势性应用范围自交育种可以将优良性状集中，自交育种广泛应用于水稻、小麦提高品种的整体表现，例如提高等作物，也用于一些经济作物，产量或抗病性例如棉花和玉米突变育种诱变选择

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2.12利用物理或化学因素诱发基因筛选出具有优良性状的突变体突变，提高变异频率，培育新的品种优点缺点

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4.34打破物种界限，培育出传统育突变率低，诱变过程可能产生种难以获得的品种有害突变，需筛选重组育种基因重组杂交育种利用不同生物体间的基因重组来将两个不同品种的生物体杂交，创造新的遗传组合，培育优良品产生新的基因组合，从而提高后种代的性状诱变育种转基因技术利用物理或化学方法诱导生物体将外源基因导入到生物体中，改发生基因突变，创造新的基因型变其遗传特性，培育出具有优良，进而培育出优良品种性状的新品种基因工程育种基因改造利用基因工程技术直接改变生物的遗传物质，培育出具有优良性状的新品种目标性状提高产量、改善品质、增强抗病虫害、提高抗逆性、扩展种植范围等操作过程涉及基因克隆、基因导入、基因表达等多个步骤细胞工程育种植物组织培养细胞融合基因工程技术利用植物细胞的全能性，在无菌条件下培养将不同种属的植物细胞融合在一起，创造新将外源基因导入植物细胞，培育出具有特定植物组织或器官，快速繁殖优良品种，提高的遗传组合，培育出具有优良性状的作物性状的新品种，如抗虫、抗病、高产等育种效率生物育种的优势产量提升品质改善抗性增强适应范围拓展育种技术可以提高作物产量，育种技术可以改善作物品质，育种技术可以增强作物抗病虫育种技术可以拓展作物适应范例如，杂交水稻可以大幅度提例如，培育出高蛋白、高维生害、抗逆性的能力，例如，培围，例如，培育出耐旱、耐盐高水稻产量素、低脂肪的作物品种育出抗病虫害的玉米品种碱的作物品种提高作物产量生物育种能够显著提高作物产量，为人类提供更多食物20%15%产量提升产量提升现代育种技术已使全球主要粮食作物水稻产量在过去几十年中平均提高了产量提高了20%15%30%10%产量提升产量提升小麦产量在过去几十年中平均提高了玉米产量在过去几十年中平均提高了30%10%改善作物品质产量增加作物产量，提高单位面积产量营养提高营养价值，增加蛋白质、维生素含量口感改善口味，提高口感，提升食用体验外观增强观赏价值，提高商品价值增强作物抗性抗性是指作物抵抗各种不利环境条件和病虫害的能力抗性育种是现代农业的重要组成部分，它能有效地减少病虫害造成的损失，提高作物产量和品质，确保粮食安全通过培育抗病、抗虫、抗逆性强的作物品种，可以减少农药化肥的使用，降低生产成本，保护生态环境拓展作物适应范围生物育种可以改变植物的基因，使其更适应各种环境例如，科学家可以通过育种，使小麦耐受高温干旱，从而在更多地区种植150M小麦全球小麦种植面积200M水稻全球水稻种植面积15M玉米全球玉米种植面积通过生物育种，我们可以在更多地区种植粮食作物，改善粮食安全生物育种面临的挑战遗传多样性减少育种效率低下过度利用有限的基因资源会导致遗传多样性减少这会降低作物传统育种方法周期长，受环境影响大，难以满足现代农业快速发抗病虫害、适应环境变化的能力，增加种群灭绝的风险展需求新的育种技术需要不断突破，提高育种效率遗传多样性减少单一品种种植野生种群减少过度使用优良品种，导致遗传多样性下降，缺乏适应能力野生种群数量减少，基因库缩小，遗传多样性降低育种效率低下时间成本高传统育种方法周期长，需要多年的试验和选育资源消耗大育种过程需要大量的人力、物力和财力投入，成本高昂目标性不强传统育种方法主要依靠经验和随机性，育种目标不清晰环境问题基因污染农药残留

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2.12转基因作物可能与野生种杂交过度使用农药会导致农药残留，导致基因污染，影响生物多，影响食品安全和生态环境样性水资源过度利用土壤退化

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4.34生物育种可能需要大量的水资长期种植单一品种，导致土壤源，加剧水资源短缺问题肥力下降，土壤退化未来生物育种的发展趋势生物育种正在不断发展，未来将更加注重精准高效、可持续和智能化发展，这将为人类带来更多利益生物育种的未来发展趋势主要包括三个方面精准编辑技术基因编辑技术将更加精准高效，可以对特定基因进行精确的修改，提高育种效率1合成生物学应用合成生物学将应用于生物育种，创造具有特定功能的新型生物体，提高农作2物的产量和品质智能育种系统智能育种系统将整合多种数据和技术，实现自动化育种，提高育3种效率和精准度精准编辑技术靶向基因编辑遗传疾病治疗精确改变特定基因序列，提高育种效率修复致病基因突变，治疗遗传性疾病生物材料改造农业生物改良改变生物材料的特性，创造新的应用提高作物产量，改善品质，增强抗性合成生物学应用新药研发生物能源生产

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2.12合成生物学可以用于设计和合利用合成生物学技术生产生物成新的蛋白质，用于治疗疾病燃料，减少对化石燃料的依赖环境修复食品生产

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4.34合成生物学可用于开发新的微合成生物学可以改善农作物的生物，用于降解污染物或清除产量和营养价值，并开发新的污染食品成分智能育种系统大数据分析机器学习智能育种系统使用大数据分析技术，分析各种数据，如品种基因机器学习算法能够预测不同基因型的表现，优化育种方案，提高型、环境数据和表型数据，识别与产量、品质和抗性相关的基因育种效率位点。