高二生物教學 育種

高二生物教學育種第一頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六生物育種

生物育種是利用遺傳學、細胞生物學、現(xiàn)代生物工程技術(shù)等方法原理培育生物新品種的過程。生物育種的技術(shù)和方法目前有：雜交育種、誘變育種、單倍體育種、多倍體育種、轉(zhuǎn)基因育種和細胞工程育種等。生物育種是提高農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)的主要途徑，隨著生物科學研究的進展，育種的方法發(fā)展迅速，效果也越來越好。

第二頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六生物的變異思考？生物變異的概念變異：是指生物的親代與子代之間、以及子代個體之間在性狀的差異。同遺傳現(xiàn)象一樣，變異的現(xiàn)象在生物界也是普遍存在的。

第三頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六變異的類型思考?生物的基因型、表現(xiàn)型及環(huán)境條件之間的關(guān)系表現(xiàn)型=基因型+環(huán)境條件（改變）（改變）（改變）（改變）遺傳的變異不遺傳的變異基因突變?nèi)旧w變異基因重組來源誘因思考？遺傳的變異與不遺傳的變異的區(qū)別第四頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六你知道它們的育種方式嗎？？高產(chǎn)量的青霉菌株神奇的“太空椒”無籽西瓜無芒抗病的水稻誘變育種？上述育種方式的原理是什么？培育各種生物的新品種這些方式都適用嗎？誘變育種多倍體育種雜交育種第五頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六思考?基因突變、基因重組、染色體變異的概念、原因基因突變基因重組染色體變異概念原因DNA分子中發(fā)生堿基對的增添、缺失或改變，引起的基因結(jié)構(gòu)的改變生物體進行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合染色體的結(jié)構(gòu)或數(shù)目的改變外因:外界環(huán)境條件（生物、物理、化學因素）；內(nèi)因:DNA復制過程中基因中脫氧核苷酸的種類、數(shù)量、排列順序發(fā)生局部改變1.減數(shù)分裂時非同源染色體上的非等位基因間自由組合；2.減數(shù)分裂四分體時，同源染色體的非姐妹染色單體間的交叉互換；3.異源基因重組[基因工程]1.染色體的結(jié)構(gòu)變異2.染色體的數(shù)目變異3.細胞工程(1)植物體細胞雜交不同植物的細胞融合，使遺傳物質(zhì)組成改變(2)動物細胞克隆通過核移植使重組細胞中的細胞核、細胞質(zhì)遺傳物質(zhì)組成改變第六頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六雜交育種原理：方法：優(yōu)點：缺點：應用：基因重組(基因的三大遺傳基本定律)（1）連續(xù)自交選擇（2）通過雜交使親本的優(yōu)良性狀組合在一起（3）通過雜交使親本的優(yōu)良性狀連鎖在一起使位于不同個體上的多個優(yōu)良性狀集中于一個個體上，即“集優(yōu)”,能產(chǎn)生新的基因型。育種所需時間較長（自交選擇需五--六代,甚至十幾代)。難以克服遠緣雜交的障礙。用純種高稈抗病小麥與純種矮稈不抗病小麥培育矮稈抗病小麥

思考？雜交育種的原理、方法、優(yōu)點、缺點、應用第七頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六小麥高稈（D）對矮稈（d）為顯性，抗銹病（T）對不抗銹?。╰）為顯性，現(xiàn)有純合的高稈抗銹病的小麥（DDTT）和矮稈不抗銹病的小麥（ddtt），可采用哪些育種方式得到矮稈抗病的優(yōu)良品種（ddTT）？想一想：植物育種方式第八頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六以下為同學提供三組的育種方案：Ａ組Ｐ高抗矮不抗Ｐ高抗矮不抗Ｆ１高抗Ｆ２Ｂ組Ｃ組Ｆ１高抗花粉培育Ｆ２植株Ｐ高抗射線植株植株第九頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六（親本）F1F2（分離）選擇F3（分離）選擇雜交育種F4（穩(wěn)定品種）新品種單倍體植株純合二倍體純合二倍體種子長出的植株（選擇與鑒定）單倍體育種花藥離體培養(yǎng)秋水仙素處理？？？第十頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六誘變育種原理：方法：優(yōu)點：缺點：應用:基因突變

物理方法(紫外線、α射線、激光、失重等)或化學方法(亞硝酸、硫酸二乙酯等)處理植株，再選擇符合要求的變異類型

產(chǎn)生新基因和新的性狀，能提高變異的頻率，后代變異性狀能較快穩(wěn)定，加速育種進程。能大幅度改良某些性狀。

有利個體不多，須大量處理供試材料，工作量大。盲目性大?！昂谵r(nóng)五號”大豆、高產(chǎn)青霉菌、太空辣椒的培育

思考？誘變育種的原理、方法、優(yōu)點、缺點、應用第十一頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六單倍體育種原理：方法：優(yōu)點：缺點：應用：染色體變異(染色體組成倍地減少)常用方法為花藥離體培養(yǎng)：(1)先將花藥離體培養(yǎng)，培養(yǎng)出單倍體植株；(2)將單倍體幼苗經(jīng)一定濃度的秋水仙素處理獲得純合體。

明顯縮短育種年限（一般為兩年），加速育種進程。

不能從根本上改變原有性狀，因而不能按人類意愿定向改變作物的的遺傳特性。用純種高稈抗病小麥與矮稈不抗病小麥雜交得F1，用F1的花藥離體培育純種矮稈抗病小麥

思考？單倍體育種的原理、方法、優(yōu)點、缺點、應用第十二頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六多倍體育種原理：方法:優(yōu)點：缺點：應用：染色體變異(染色體組成倍地增加)用一定濃度的秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗.原理:有絲分裂秋水仙素抑制紡錘體形成細胞染色體數(shù)目加倍發(fā)育

多倍體植株育種周期短，能改良原有性狀，提高產(chǎn)量（莖桿粗壯，葉片、果實和種子較大，營養(yǎng)物質(zhì)含量較多。）一般只適合于植物，發(fā)育延遲，結(jié)實率低。同源多倍體育種(偶數(shù)染色體組數(shù))。如：四倍體水稻的培育異源多倍體育種。如：可育性的“蘿卜—甘藍”和“八倍體小黑麥的培育”

含奇數(shù)染色體組數(shù)的多倍體的培育。如：三倍體無籽西瓜的培育

思考？多倍體育種的原理、方法、優(yōu)點、缺點、應用第十三頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六練習題1請寫出下面各項培育方法：（1）通過花藥離體培養(yǎng)再用秋水仙素加倍得到煙草新品種的方法是

。（2）用60Co輻射谷氨酸棒狀桿菌，選育出合成谷氨酸的新菌種，所用方法是

。（3）用小麥和黑麥培育八倍體黑小麥的方法是

。（4）將青椒的種子搭載人造衛(wèi)星，在太空中飛行數(shù)周后返回地面，獲得了果大、肉厚和維生素含量高的青椒新品種，這種育種原理本質(zhì)上屬于

。（5）用抗倒伏、不抗銹病和不抗倒伏、抗銹病的兩個小麥品種，培育出抗倒伏、抗銹病的品種，所用方法是

。單倍體育種

誘變育種

多倍體育種

誘變育種

雜交育種

第十四頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六練習題（6）用秋水仙素或硫酸二乙酯處理蕃茄、水稻種子，獲得成熟期早、蛋白質(zhì)含量高的品系，這種方法是

。（7）將白菜與甘藍的體細胞用酶處理，再用聚乙二醇使其融合，通過組織培養(yǎng)獲得新的植物品種。這種方法是

。（8）將蘇云金芽孢桿菌的抗蟲基因?qū)朊藁ㄊ芫阎校嘤隹瓜x棉的方法是

。（9）生產(chǎn)“人工種子”采用的方法是

。植物組織培養(yǎng)轉(zhuǎn)基因育種植物體細胞雜交育種

多倍體育種第十五頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六練習題2現(xiàn)有兩個純種小麥,一個純種小麥性狀是高稈(D)抗銹病(T);另一個純種小麥性狀是矮稈(d)易染病(t)(兩對基因獨立遺傳)。育種專家提出了如圖所示Ⅰ、Ⅱ兩種育種方法以獲得小麥新品種，問：PDDTT（高稈抗?。┄wddtt（矮稈不抗?。ㄒ唬〧1DdTt(二）（三）

①Dt②dt（三）（三）（三）單倍體植株（四）（四）（四）（四）DDTT③④⑤D

T

D

ttddT

ddtt

（五）⑥ddttⅠⅡ(1)要縮短育種年限，應選擇的方法是

。方法Ⅱ依據(jù)的變異原是

。

（2）圖中①和④的基因組成為

和

。（3）過程（二）中，D和d的分離發(fā)生在

。過程（三）采用的方法是

。過程（四）最常用的化學藥劑是

。（4）過程（五）產(chǎn)生的抗倒伏抗銹病植株中的純合子占

。Ⅰ基因重組DTddTT減數(shù)第一次分裂后期花藥離體培養(yǎng)秋水仙素1/3第十六頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六練習題3下圖是用某種作物的兩個品種①和②分別培育出④、⑤、⑥品種的示意圖，試分析回答：①AABBEAb------------④

D③AaBbFAabb----------⑤②aabbGAAaaBBbb----⑥（1）用①和②培育⑤所采用的D和F步驟分別是

和

。其應用的遺傳學原理是

。（2）用③培育⑤所采用的E和H步驟分別是

和

。其應用的遺傳學原理是

。（3）用③培育⑥所采用的G步驟是

。其遺傳學原理是

。H雜交自交基因重組花藥離體培養(yǎng)秋水仙素處理幼苗染色體變異（單倍體育種）秋水仙素處理幼苗染色體變異（多倍體育種）第十七頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六練習題4假設(shè)水稻抗病(A)對感病(a)為顯性，高桿（T）對矮桿（t）為顯性。現(xiàn)有純合的抗病高桿水稻和感病矮桿水稻。為了在較短的年限內(nèi)培育出穩(wěn)定遺傳的抗病矮桿水稻，可采取以下步驟：（1）將純合的抗病高桿水稻和感病矮桿水稻雜交，得到雜交種子。播種這些種子，長出的植株可產(chǎn)生基因型為

的花粉。（2）采用

的方法得到單倍體幼苗。（3）用

處理單倍體幼苗，使染色體數(shù)目加倍。（4）采用

的方法，鑒定出其中的抗病植株。（5）從中選擇表現(xiàn)抗病的矮桿植株，其基因型應是

。AT、At、aT、at花藥離體培養(yǎng)秋水仙素病原體感染AAtt第十八頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六16．圖25—4為五種不同育種方法示意圖。據(jù)圖回答：

（1）圖中A、D方向所示的途徑表示

育種方式，A→B→C的途徑表示

育種方式。這兩種育種方式相比較，后者的優(yōu)越性主要表現(xiàn)在

。（2）B常用的方法為

。（3）E方法所運用的原理是

。（4）C、F過程中最常采用的藥劑是

。（5）由G→J的過程中涉及到的生物工程技術(shù)有

和

。雜交育種單倍體育種育種時間短，后代全為純合子花藥離體培養(yǎng)基因突變秋水仙素基因工程和組織培養(yǎng)第十九頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六【2013四川卷】5．大豆植株的體細胞含40條染色體。用放射性60Co處理大豆種子后，篩選出一株抗花葉病的植株X，取其花粉經(jīng)離體培養(yǎng)得到若干單倍體植株，其中抗病植株占50％。下列敘述正確的是（）A．用花粉離體培養(yǎng)獲得的抗病植株，其細胞仍具有全能性B．單倍體植株的細胞在有絲分裂后期，共含有20條染色體C．植株X連續(xù)自交若干代，純合抗病植株的比例逐代降低D．放射性60Co誘發(fā)的基因突變，可以決定大豆的進化方向今年各地高考真題第二十頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六【2013江蘇卷】25．現(xiàn)有小麥種質(zhì)資源包括:①高產(chǎn)、感??；②低產(chǎn)、抗病；③高產(chǎn)、晚熟等品種。為滿足不同地區(qū)及不同環(huán)境條件下的栽培需求，育種專家要培育3類品種：a．高產(chǎn)、抗病；b．高產(chǎn)、早熟；c．高產(chǎn)、抗旱。下述育種方法可行的是A．利用①、③品種間雜交篩選獲得aB．對品種③進行染色體加倍處理篩選獲得bC．a(chǎn)、b和c的培育均可采用誘變育種方法D．用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將外源抗旱基因?qū)擘壑蝎@得c第二十一頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六【2013上海卷】25．研究者從冰川土樣中分離獲得了具有較高脂肪酶活性的青霉菌菌株，為了在此基礎(chǔ)上獲得脂肪酶活性更高的菌株，最可行的做法是（）A．用紫外線照射青霉菌菌株，再進行篩選B．將青霉菌菌株與能高效水解蛋白質(zhì)的菌株混合培養(yǎng)，再進行篩選C．將能高效水解蛋白質(zhì)的菌株的基因?qū)肭嗝咕?，再進行篩選D．設(shè)置培養(yǎng)基中各種營養(yǎng)成分的濃度梯度，對青霉菌菌株分別培養(yǎng)，再進行篩選第二十二頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六轉(zhuǎn)基因育種原理:方法:優(yōu)點:缺點:應用:異源DNA(基因)重組[基因工程]“提取”“結(jié)合”“導入”“檢測與表達”“篩選”。即：目的基因的提取，與運載體的結(jié)合，導入受體細胞，目的基因的檢測與表達，篩選出符合要求的新品種。

不受生物親緣關(guān)系的限制，可按人的意愿改造生物，目的性強，科技含量高，可以培育出高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)或具有特殊用途的動植物品種

技術(shù)復雜，操作要求精細,難度大。

抗蟲棉、轉(zhuǎn)基因“向日葵豆”“轉(zhuǎn)基因超級綿羊”“轉(zhuǎn)基因超級鯉魚”等。思考？轉(zhuǎn)基因育種的原理、方法、優(yōu)點、缺點、應用第二十三頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六細胞工程育種一、植物體細胞雜交育種理論基礎(chǔ)：方法：優(yōu)點：缺點：應用：細胞的全能性“去壁”“誘融”“組培”。即：去細胞壁，誘導細胞融合，進行組織培養(yǎng)獲得雜種植株?？朔煌N生物間的生殖隔離和遠緣雜交不親和的障礙，可按人類意愿定向改變生物性狀，培育作物新品種。技術(shù)復雜，操作要求精細,難度大?！鞍撞?-甘藍”“番茄—馬鈴薯”的培育。思考？植物體細胞育種的理論基礎(chǔ)、方法、優(yōu)點、缺點、應用第二十四頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六細胞工程育種二、動物細胞克隆育種理論基礎(chǔ)：方法：優(yōu)點：缺點：應用：

細胞的全能性核移植和胚胎移植

培育繁殖優(yōu)良生物品種，用于保存頻危物種，有選擇地繁殖某性別動物

技術(shù)復雜，操作要求精細,難度大。鯉鯽移核魚、克隆羊——“多莉”的培育

思考？動物細胞克隆育種的理論基礎(chǔ)、方法、優(yōu)點、缺點、應用第二十五頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六方法雜交育種誘變育種多倍體育種單倍體育種轉(zhuǎn)基因育種植物體細胞雜交育種動物細胞克隆育種原理基因重組基因突變?nèi)旧w變異染色體變異異源基因重組細胞的全能性細胞的全能性處理方法先不同個體間雜交得F1,F1自交在后代中經(jīng)篩選得純種物理方法:激光或輻射等;化學方法:秋水仙素或硫酸二乙酯處理先用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗,使之成為多倍體,后從中選育花藥離體培養(yǎng),使花粉直接發(fā)育成單倍體,再經(jīng)人工誘導染色體加倍提取、結(jié)合、導入、檢測與表達、篩選去壁、誘融、組培核移植和胚胎移植特點使位于不同個體上的優(yōu)良性狀集中于一個個體上;育種年限較長(自交選擇5—6代)提高突變頻率,后代變異性狀能較快穩(wěn)定,加速育進程;能大幅度改良某些性狀植物莖桿粗壯,葉片果實種子較大,營養(yǎng)物質(zhì)含量較高,但發(fā)育延遲,結(jié)實率低明顯縮短育種年限,一般只需2年;后代均為純合體不受生物親緣關(guān)系的限制，可定向改變生物性狀,培育新品種克服生物間的生殖隔離和遠緣雜交不親和的障礙，可定向改變生物性狀培育新品種。培育繁殖優(yōu)良生物品種，保存頻危物種，選擇繁殖某性別動物第二十六頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六練習題2[2004年新課程高大綜合試題]良種對于提高農(nóng)作物產(chǎn)量、品質(zhì)、和抗病性等具有重要作用。目前培養(yǎng)良種有多種途徑。其一是具有不同優(yōu)點的親本雜交，從其后代中選擇理想的變異類型，變異來源于

，選育過程中性狀的遺傳遵循

、

和連鎖互換等規(guī)律。其二是通過射線處理，改變已有品種的個別重要性狀，變異來源于

，實質(zhì)上是細胞中DNA分子上的堿基發(fā)生改變。其三是改變?nèi)旧w數(shù)目，例如用秋水仙素處理植物的分生組織，經(jīng)過培育和選擇能得到

植株?；蛑亟M

基因分離規(guī)律

基因自由組合規(guī)律

基因突變

多倍體

第二十七頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六練習題5下圖為“白菜—甘藍”的雜交過程示意圖，請據(jù)圖回答：白菜細胞原生質(zhì)A

甘藍細胞原生質(zhì)B正在融合的原生質(zhì)③②①①雜種細胞愈傷組織白菜—甘藍植株④（1）培育“白菜—甘藍”植株的育種方法是

。（2）培育過程中所采用的①②③④步驟分別是

、

。

。整個培育過程中運用的生物手段分別是

和

。（3）通常情況下，白菜和甘藍雜交是不能成功的，原因是

。通過上述育種方法獲得的“白菜—甘藍”所結(jié)種子，其育性從理論上分析，是的，理由是

。該育種方法的主要優(yōu)點是

。植物細胞工程育種去除細胞壁誘導原生質(zhì)體融合植物組織培養(yǎng)去分化再分化存在生殖隔離可育細胞中存在著同源染色體克服生物間的生殖隔離和遠緣雜交不親和的障礙，可按人類意愿定向改變生物性狀培育新品種第二十八頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六練習題6

[1998年上海高考題]下列敘述中，正確的是()

A．培育無籽西瓜是利用生長素促進果實發(fā)育原理

B．培育八倍體小黑麥是利用染色體變異的原理

C．培育無籽番茄是利用基因重組的原理

D．培育青霉素高產(chǎn)菌株是利用基因突變的原理B、D

第二十九頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六[2002年上海高考題]為了培育節(jié)水高產(chǎn)品種，科學家將大麥中與抗旱節(jié)水有關(guān)的基因?qū)胄←?，得到轉(zhuǎn)基因小麥；其水分利用率提高了20％。這項技術(shù)的遺傳學原理是()A基因突變

B．基因重組C．基因復制

D．基因分離B練習題7第三十頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期六練習題8現(xiàn)有兩個純種小麥,一個純種小麥性狀是高稈(D)抗銹病(T);另一個純種小麥性狀是矮稈(d)易染病(t)(兩對基因獨立遺傳)。育種專家提出了如圖所示Ⅰ、Ⅱ兩種育種方法以獲得小麥新品種，問：PDDTT（高稈抗?。┄wddtt（矮稈不抗病）（一）F1DdTt(二）（三）

①Dt②dt（三）（三）（三）單倍體植株（四）（四）（四）（四）DDTT③④⑤D

T

D

ttddT

ddtt

（五）⑥ddttⅠⅡ(1)要縮短育種年限，應選擇的方法是

。方法Ⅱ依據(jù)的變異原是

。

（2）圖中①和④的基因組成為

和

。（3）過