1、,第二节 生物变异在生产上的应用,-生物育种,注意：育种最终是要得到能稳定遗传且符合生产要求表现型的个体（即纯合且表现型符合个体）,问题1：有位农场主，他有这样两个大棚果园，一个里面种的番茄是黄果肉的，另一个是红果肉的品种。红果肉的番茄呢，比较受消费者的喜爱，但是它很容易感染疾病；黄果肉的虽然具有较强的抗病能力，但是一般人们还是比较喜欢红番茄。如何能够得到既抗病的又是红果肉的番茄呢，根据你前面所学的遗传变异基本规律的有关知识，你能否设计一个杂交育种方案？请你用遗传图解表示出育种过程并做简要文字说明。,易感病、红果肉（SSRR）,抗病、黄果肉(ssrr),思考：符合生产要求的抗病红果肉番茄基因型
2、？,直至选育出需要的（稳定遗传）抗病、红果肉品种,连续自交、筛选,选抗红（ssR）,杂 交,一 杂交育种,杂交育种步骤小结：,思考：运用杂交育种选育优良性状都需要连续自交筛选吗？,易感 易黄 抗红 抗黄,理一理：杂交育种的概念、原理、方法及优缺点？P82,想一想：若从播种到收获果实需要一年,请分析培育出能稳定遗传的抗病、红果肉的品种年份流程?,原理：,基因重组,方法：,优点：,操作简单；“集优”；能产生新的基因型。,缺点：,杂交育种只能利用已有基因的重组，并不能创造新的基因。杂交后代会出现分离现象，育种过程缓慢。,概念：,杂交育种是将两个或多个品种的优良性状通过 交配集中在一起，在经过选择和培
3、育，获得新 品种的方法。,一、杂交育种,杂交-（自交-选优）多次-直至不再发生性状分离为止,知识梳理,易感病、红果肉（SSRR）,抗病、黄果肉(ssrr),诱变育种,二 诱变育种,学会思考： 你要达到上述目的，具体可以采用什么方法？ 你所依据的原理是什么？ 你认为这样的方法存在着哪些优缺点？你知道在我们生活中有哪些应用吗？,诱变育种太空育种 太空辣椒平均单个重达500克，果实中维生素C的含量提高了10%25%；黄瓜1根达1米多长；“航天芝麻1号”不仅个大，而且单株蒴果达98粒以上；水稻蛋白质含量可提高8.7%12%。,用于微生物育种：例如青霉素的选育。1943年从自然界分离出来的青霉菌只能产生
4、青霉素20单位/mL。后来人们对青霉菌多次进行X射线、紫外线照射以及综合处理，培育成了青霉素高产菌株，目前青霉素的产量 已达到5000060000单位/mL。,中间为青霉菌，周围是细菌。,原理：,基因突变和染色体畸变,方法：,物理方法(紫外线、射线、失重等)或化学方法(亚硝酸、硫酸二乙酯等)处理植株，再选择符合要求的变异类型,优点：,（课本83页）,缺点：,应用:,太空辣椒培育 、青霉素高产菌株选育等,微生物的育种方面,诱发突变的方向难以掌握（盲目），突变体难以集中多个理想性状。要想克服这些局限性，可以扩大诱变后代的群体，增加选择的机会。,二、诱变育种,知识梳理,易感病、红果肉（DDRR）,抗
5、病、黄果肉(ddrr),问题2：现有上述两个品种，除杂交育种以外，还有什么方法可以快速得到既抗病的又是红果肉的番茄呢？,配子,三 单倍体育种,易感病、红果肉（DDRR）,抗病、黄果肉(ddrr),问题2：现有上述两个品种，除杂交育种以外，还有什么方法可以快速得到既抗病的又是红果肉的番茄呢？请你用遗传图解表示出育种过程并做简要文字说明。,DDRR 易感、红,ddrr 抗病、黄,DdRr 易感、红,花药离体培养,DR,Dr,dR,dr,秋水仙素诱导染色体加倍,DDRR 易感、红,DDrr 易感、黄,ddRR 抗病、红,ddrr 抗病、黄,F1,配子,单倍体植株,三 单倍体育种,P,原理：,染色体畸
6、变,优点：,明显缩短育种年限（一般2年） 能排除显隐性干扰，提高效率。,步骤：,对F1的花药离体培养+秋水仙素处理,F1花粉,花药离体培养,单倍体植株,人工诱导染色体加倍,二倍体（纯系）,梳理一下：单倍体育种,（常用秋水仙素处理幼苗）,根据表现型选择所需类型,思考：为什么一般不处理种子？,思考：为什么总对F1花药离体培养？,抗红,思考：它们原理？各有什么优缺点？,原理：基因重组,原理：染色体畸变,单倍体,二倍体有籽西瓜,三倍体无籽西瓜,？,四 多倍体育种,实例1：三倍体无籽西瓜的培育,四倍体 （母本）,二倍体 （父本）,杂交,花粉刺激子房发育成果实,三倍体,第一年,第二年,四倍体（4N）,三倍
7、体植株（3N）,无籽西瓜,三倍体植株,原理：,方法：,-最常用且最有效的方法,如AaAAaa,染色体畸变,梳理一下：多倍体育种,用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,过程：,实例2：异源六倍体普通小麦的培育,特别说明： 此处的字母 代表染色体组,野生一粒小麦AA,拟斯卑尔脱山羊草BB,AB(不可育）,X,染色体组加倍,二粒小麦AABB,X,粗穗山羊草DD,ABD,普通小麦 AABBDD,染色体组加倍,实例3：异源八倍体小黑麦的培育,特别说明： 此处的字母 代表染色体组,转基因技术,2008-11-3 红网 11月1日，转基因蓝玫瑰亮相日本东京国际花卉博览会。这种蓝玫瑰被植入三色紫罗兰所含一
8、种能刺激蓝色素产生的基因，花瓣因而自然呈现蓝色。,真正蓝玫瑰面世,台湾科学家用转基因技术开发出全球首条红荧光鱼,中国台湾网2004年4月1日消息：该鱼是将珊瑚红色基因以运用基因工程及基因转殖的生技技术殖入青鱼的胚胎中，而产生全身发红萤光的萤光鱼。除此之外，台港也首度展现“缤纷的萤光世界”，首次将陆续研发成功的各色台港2号萤光斑马鱼置于一缸，让红、绿、紫、黄等色在短波长黑色及蓝色灯的照射下相互辉映，真正展现出“五彩缤纷”的萤光世界！,基因重组,不受生物亲缘关系的限制，可按人的意愿改造生物，目的性强，科技含量高，可以培育出高产、优质或具有特殊用途的动植物品种,技术复杂，操作要求精细,难度大。,原理
9、:,方法:,优点:,缺点:,应用:,提取目的基因将目的基因导入受体细胞基因表达筛选出符合要求的新品种。,能分泌人类胰岛素的大肠杆菌菌株的获得，抗虫棉，转基因动物等,五 转基因技术,是一种定向变异，分子水平,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),转黄瓜抗青枯病基因的甜椒,秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,花药离体培养后，人工诱变染色体加倍,基因重组,基因突变和染色体畸变,染色体畸变,集中两个亲体的优良性状,提高变异的频率，改良某些性状,茎秆粗，果实种子大，营养物丰富,明显缩短 育种的年限,不能产生新基因；育种慢。,诱发突变的方向难以掌握，难以集中多个理想性状。,
10、发育迟，结实低,高度不育，弱小,物理、 化学方法,诱变育种,试一试：动物的杂交育种方法,长毛折耳猫（bbEE）,短毛折耳猫（BBEE）,长毛立耳猫（ bbee ）,写出育种方案（图解）,长毛立耳 短毛折耳,BBEE,bbee,长立 长折 短立 短折,Bbee,BBee,BBee,Bbee,bbee,bbee,长折,短折,长折,长折,短折,杂交,F3,长折,短折,1、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。 2、比植物杂交育种所需年限短。,问题1：你能说出植物杂交育种和动物杂交育种 的区别吗？,思考：植物为什么不测交进行育种呢?,思考：可遗传变异的类型有哪些？,基因突变、基因重
11、组、染色体畸变,例：要将基因型为AaBB的植物，培育出以下基因型品种 AaBb；AaBBC；AAaaBBBB；aB。则对应的育种方法依次是 A诱变育种、转基因技术、细胞融合、花药离体培养 B杂交育种、花药离体培养、转基因技术、多倍体育种C花药离体培养、诱变育种、多倍体育种、转基因技术D多倍体育种、花药离体培养、诱变育种、转基因技术,例：下图表示以某种作物中的和两个品种分别培育出三个新品种的过程，相关叙述正确的是,A用和培育成的过程中所采用的方法和分别称为杂交和测交 B用培育出常用的方法是花药离体培养 C培育出常用的是化学或物理的方法进行诱变处理 D图中培育出所依据的原理是基因突变和基因重组,例
12、：粮食问题是当今举世瞩目的迫切问题之一。改善农作物的遗传性状、提高粮食产量是科学工作者不断努力的目标，如图是遗传育种的一些途径。下列有关分析，不正确的是A.若要在较短时间内获得图示新品种小麦，可选图中EFG的育种方法 B.HI、 JK都必需用到与G过程相同的技术操作 C.CD和HI过程都可以克服远缘杂交不亲和的障碍 D.图中的遗传育种途径，AB所表示的方法具有典型的不定向性,(2010安徽高考)如图所示，科研小组用60Co照射棉花种子，诱变当代获得棕色(纤维颜色)新性状，诱变1代获得低酚(棉酚含量)新性状。已知棉花的纤维颜色由一对基因(A、a)控制，棉酚含量由另一对基因(B、b)控制，两对基因
13、独立遗传。,(1)两个新性状中，棕色是_性状，低酚是_性状。 (2)诱变当代中，棕色、高酚的棉花植株的基因型是_， 白色、高酚的棉花植株的基因型是_。,显性,隐性,AaBB,aaBb,(2010安徽高考)如图所示，科研小组用60Co照射棉花种子，诱变当代获得棕色(纤维颜色)新性状，诱变1代获得低酚(棉酚含量)新性状。已知棉花的纤维颜色由一对基因(A、a)控制，棉酚含量由另一对基因(B、b)控制，两对基因独立遗传。,(3)棕色棉抗虫能力强，低酚棉产量高。为获得抗虫高产棉花 新品种，研究人员将诱变1代中棕色、高酚植株自交，每株自交后代种植在一个单独的区域，从_的区域中得到纯合棕色、高酚植株。请你利用该纯合体作为一个亲本，再从诱变1代中选择另一亲本，设计一方案，尽快造育出抗虫高产(棕色、低酚)的纯合棉花新品种(用遗传图解和必要的文字表示)。,不发生性状分离,(3)棕色棉抗虫能力强，低酚棉产量高。为获得抗虫高产棉花 新品种，研究人员将诱变1代中棕色、高酚植株自交，每株自交后代种植在一个单独的区域，从_的区域中得到纯合棕色、高酚植株。请你利用该纯合体作为一个亲本，再从诱变1代中选择另一亲本，设计一方案，尽快造育出抗虫高产(棕色、低酚)的纯合棉花新品种(用遗传图解和必要的文字表示)。,不发生性状分离,
