【導讀】1．認識生物性狀的變異是普遍存在的。并能說出引起兩種變異的原因。3．舉例說出生物的性狀既受遺傳物質的控制又受環(huán)境因素的影響。1．初步體驗調查生物變異的方法，提高處理調查數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)的能力。2．能夠運用所學知識解釋調查結果的能力。通過收集生物變異的事例，增強學生對生物世界探究的好奇心及保護意識。培養(yǎng)學生們嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和熱愛科學的興趣。觀察法、測量比較法、統(tǒng)計法、分析法、討論法等。大小兩個品種的大量花生；有關生物變異的多媒體課件或投影片。之間，會排出一個含X染色體的卵細胞。受精時，兩種精子與卵細胞的結合機會。著各種各樣的差異，像我們在第一節(jié)中學過的各種相對性狀。鐮刀形；這兩種形狀上的差異便構成了一對相對性狀。人員，記錄人員校正監(jiān)督員等。規(guī)定測量樣品數(shù)量不少。匯報兩個品種花生果實在不同長度范圍內的數(shù)量分布。生與小花生是對相對性狀。

　　

【正文】 著，先后已育出了一百種以上的水稻、小麥、高粱、玉米、大豆等的新品種，而且有些品種已大面積推廣種植，在糧食增產(chǎn)上起了很大的作用。 2．多倍體的實踐應用 植物多倍體在生產(chǎn)上有重要意義。如四倍體番茄所含的維生素 C 比二倍體大約多了一倍。四倍體蘿卜的主根粗大，產(chǎn)量比最好的二倍體品種還要高。三倍體甜菜比較耐寒，含糖量和產(chǎn)量都較高，成熟也較早。三倍體的杜鵑花，因為不育 ，所以開花時間特別長。還有三倍體西瓜，因為很少能產(chǎn)生有功能的性細胞，所以沒有種子。 現(xiàn)在特別把同源三倍體無籽西瓜和異源八倍體小黑麥詳細談一談。 （ 1）無籽西瓜 一般將食用二倍體西瓜（ Citrullus vulgaris,2n＝ 22）在幼苗期用秋水仙素處理，可以得到四倍體，四倍體植株的氣孔大，花粉粒和種子也較大。把四倍體作為母本，二倍體作為父本，在四倍體的植株上就結出三倍體的種子（ 3n＝ 33）。三倍體種子種下去后長出三倍體植株來。三倍體植株上的花一定要用二倍體植株的花粉來刺激，這樣才能引起無籽果實 的發(fā)育。因此必須把三倍體與二倍體相間種植，以保證有足夠的二倍體植株的花粉傳到三倍體植株的雌花上去。 在培植無籽西瓜時，還有下列幾點要注意： ①為了保證所結的種子是三倍體，可用顯性基因來標志二倍體父本，跟隱性的四倍體母本雜交。例如： ②用于親本的品種要選用合適，這樣，有可能使無籽西瓜的產(chǎn)量超過一般二倍體西瓜二倍之多。不僅所結的瓜多，而且每個西瓜的重量也可增加。 ③如以♀ 2n♂ 4n，同樣也可以得到 3n，但這種 3n 植株的雌花中的胚珠會生成硬殼，像有種子一樣，所以這種雜交方案不能采用。 ④ 三倍體植株的第一朵雌花的胚珠可能生成硬殼，所以最好摘去第一朵雌花。 （ 2）小黑麥 異源多倍體的合成是作物育種中常用的方法，目的是要把兩個親本種的優(yōu)良特性匯集在一起?？墒鞘聦嵅⒉焕硐?，唯一有可能用于生產(chǎn)的是普通小麥與黑麥（ Secale cereale）雜交，并經(jīng)染色體加倍后育成的小黑麥（ Triticale）。 小麥能否與黑麥雜交，是由小麥的可雜交基因決定的，與黑麥品種無關。這些含有可雜交基因的小麥品種就稱為“橋梁品種”。橋梁品種間的雜交一代和它們的后代都很容易與黑麥雜交。非橋梁品種也可先與橋梁品種 雜交，使可雜交基因傳遞給雜種后代，這樣就可廣泛利用小麥資源來與黑麥雜交，有效地解決了屬間雜交不易成功的困難。 利用小麥品種間雜種第一代或第二代做母本，與黑麥進行雜交。普通小麥有21 對染色體，它的雌配子有 21 個染色體，包括三個染色體組（ A， B， D）；黑麥有 7 對染色體，它的雄配子有 7 個染色體，是一個染色體組（ R）。小麥的雌配子與黑麥的雄配子結合，所產(chǎn)生的子一代有 28 個染色體，包括四個染色體組（ ABDR）。因為這四個染色體組來自不同屬的種，染色體的結構和功能已有很大的分化，它們之間的同源性已經(jīng)很少，所以在 減數(shù)分裂時不能形成二價體，子一代不育。當染色體加倍后，雜種的 28 個染色體成為 28 對，育性大大提高，能夠結實繁殖后代了。因為小麥和黑麥的染色體基數(shù)都是 7，加倍后小黑麥的 28 對染色體是 7 的 8 倍，它們又來自不同的種，所以叫它為異源八倍體小黑麥。 染色體加倍后的八倍體小黑麥是純種，它們的后代不出現(xiàn)分離現(xiàn)象，但是都表現(xiàn)不同度的結實率低和種子飽滿度不高等共同缺點。但經(jīng)過幾年的連續(xù)選擇，已成功地培育成小黑麥新品種。 小黑麥產(chǎn)量高，抗逆性和抗病性強，耐瘠耐寒，面粉白，蛋白質含量高，發(fā)酵性能好，莖稈可作青飼料，適于高 寒山區(qū)種植，比當?shù)匦←溤霎a(chǎn) 30%～ 40%，比黑麥增產(chǎn) 20%左右。但為了使小黑麥在平原地區(qū)的產(chǎn)量趕上或超過普通小麥，還要繼續(xù)選擇，不斷改進。 3．染色體結構變異的發(fā)生機理 要染色體結構發(fā)生變異，首先要染色體發(fā)生斷裂。發(fā)生斷裂以后，在斷裂處仍可愈合，這樣也不會有變異產(chǎn)生。如斷裂后發(fā)生重組，這樣就可造成染色體的結構變異。斷裂端發(fā)生重組可以有各種方式，但有一點要注意，只有新發(fā)生的斷端才有重組的能力，而原來的游離端（端粒 telomere）一般是沒有重組能力的。根據(jù)上述原則，染色體上發(fā)生一個或一個以上斷裂后，就 可造成各種結構變異，如上面已詳細說明過的缺失、重復、易位、倒位等。 根據(jù)斷裂發(fā)生的時間，染色體結構畸變可分為兩大類型，即染色體型和染色單體型。如斷裂發(fā)生于 G1期，這時染色體尚未復制，可導致染色體畸變，通過 S期的復制，可以影響同一染色體的兩條單體。如斷裂發(fā)生在 G2 期，這時染色體已經(jīng)復制，由兩條染色單體構成，斷裂通常只影響兩條單體中的一條，即導致染色單體畸變。 染色體在自然條件下，也會斷裂，引起結構改變。用 X 線、 ??線和其他射線，或某些化學藥品處理，可以增加斷裂和結構改變的頻率。有人把洋蔥磨碎，提出液體 ，用來處理洋蔥的細胞，可以引起染色體斷裂?？梢韵胂蟮玫?，染色體在自然條件下的斷裂和改變，也可由體內代謝作用的產(chǎn)物所引起。 在白細胞培養(yǎng)中，添加誘癌劑（如二甲基苯蒽， 7， 12dimethylbenz（ a）anthracene）可以增加染色體斷裂的頻率，但同時添加抗氧化劑 antioxidant（如維生素 C，維生素 E，亞硒酸鈉 Na2SeO3等）時，可降低染色體斷裂的頻率，這樣看來，抗氧化劑有保護染色體不使斷裂的作用。因為染色體斷裂與致癌作用及衰老有關，所以科學工作者認為，大量服用抗氧化劑，可能有助于癌癥的防 止和衰老的延緩。 4．三體在配制一代雜種中的應用 大麥（ Hordeum sativum）是高度自交的植物，但用適當?shù)钠废蹬渲齐s種，也有明顯的雜種優(yōu)勢。雜種不僅可以增產(chǎn) 20%～ 30%以上，而且品質和耐病性也有某種程度提高。但大麥是雌雄同花植物，往往閉花授粉，配制雜交種在技術上有困難。 育種工作者利用染色體畸變方法，培育出一個新的品系。這個品系是一種三體，自交后代分離出兩種植株，其中大部分植株的雄蕊發(fā)育不全，不散發(fā)花粉，是雄性不育的，在配制雜種時可用作母本，少部分植株跟親代一樣，仍為三體，可作為保持 系，用于來年的再生產(chǎn)。 那么這個新品系的細胞遺傳學特征是怎樣的呢？原來大麥的體細胞染色體數(shù)是 7 對， 2n＝ 14，而新品系除了正常的 14 條染色體外，還帶有易位片段的額外染色體一條，成為 2n＋ 1 的三體。 這品系的某一對染色體上有緊密連鎖的兩個基因，一個是雄性不育基因（ ms），使植株不能產(chǎn)生花粉，另一個是黃色基因（ r），控制種皮顏色。這兩基因的顯性基因是能形成正?；ǚ鄣?Ms 和控制茶褐色種皮的 R，帶有這兩顯性基因的染色體斷片通過易位搭到另一染色體斷片上，形成了一個額外染色體，成為2n＋ 1 的三體，如下圖左上方所 示那樣。這圖中，與標記基因無關的 6 對染色體省略。三體植物在減數(shù)分裂時，形成 7 個雙價體（ 7H），一個額外染色體因有易位片段，往往形成單價體。在后期時，雙價體中的兩條同源染色體各自分向兩極，而額外染色體隨機分配，或分向這一極，或分向另一極，所以三體植株可以產(chǎn)生兩種不同配子。其中一種配子僅有一套正常染色體，其中一染色體上有 ms 基因和 r 基因（ n＝ 7），另一種配子除含有一套正常染色體，其中一染色體上有 ms基因和 r 基因外，還含有一過剩的易位染色體，上有 Ms 基因和 R 基因（ n＝ 8）。卵細胞中這兩種配子比例大概是 7∶ 3，都可 受精，但花粉中有過剩染色體的配子不能授粉。結果自花授粉后所結的種子中，約有 70%是有黃色種皮的雄性不育個體（ msr/msr），余下的 30%是有茶褐色種皮的花粉正常的個體（ msr/msr/MsR），跟親本完全一樣（如下圖）。因為種皮有兩種顏色，所以可用器械把兩者分開。黃色種子是雄性不育系，植株長大后，如由另一合適的品系的花粉授粉，可配制一代雜種；而茶褐色種子可作保持系用，供第二年的再生產(chǎn)。 大麥中利用“三體”技術，配制一代雜種，是相當成功的。據(jù)報道，一代雜種大麥已在一部分地區(qū)推廣種植。