生物變異的應用課時

生物變異的應用課時第1頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

生物育種是指利用遺傳學、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(新基因型)的過程。育種的根本目的是培育具有優(yōu)良性狀(抗逆性好、品質(zhì)優(yōu)良、產(chǎn)量高)的新品種，以便更好地為人類服務。生物育種是提高農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)的主要途徑。

第2頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月PF2兩對相對性狀的遺傳實驗現(xiàn)象個體數(shù)315108101329331：：：比例F1第3頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月簡述雜交育種的過程一、雜交育種文字表述和遺傳圖解表達1·概念利用基因重組的原理，有目的的將兩個或多個品種的優(yōu)良性狀組合在一起，再經(jīng)過選擇和培育，獲得新品種的方法。3.方法：雜交得F1，F(xiàn)1自交得F2，篩選，

不斷自交篩選，得純種2.原理基因重組第4頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月例1：現(xiàn)有寬葉、不抗?。ˋAbb）植株和窄葉、抗?。╝aBB）植株。要培育寬葉、抗?。ˋABB）植株。請用寫出雜交育種方案。雜交育種的過程（簡述）文字表述①讓寬葉、不抗病(AAbb)植株和窄葉、抗病(aaBB)植株雜交，得F1；②F1自交，得F2；③在F2中選出寬葉、抗病(A_B_)的植株，讓其連續(xù)自交，篩選，最后得到純合的寬葉、抗病(AABB)植株留種。第5頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月雜交育種的過程（簡述）遺傳圖解連續(xù)自交篩選純合子AABB寬葉、抗病AaBb寬葉、抗病AAbb×aaBB寬葉、不抗病窄葉、抗病F1P9A_B_:3A_bb:3aaB_:1aabbF2自交…例1：現(xiàn)有寬葉、不抗?。ˋAbb）植株和窄葉、抗?。╝aBB）植株。要培育寬葉、抗病（AABB）植株。請用寫出雜交育種方案。第6頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月例2：植物AAbb，aaBB，培育aabb讓AAbb植株和aaBB植株雜交，得F1；F1自交，得F2；在F2中選出aabb的植株留種。AaBbAAbb×aaBBF1P9A_B_:3A_bb:3aaB_:1aabbF2自交選出aabb的植株留種遺傳圖解文字表述第7頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月例3：動物AAbb，aaBB，培育AABB遺傳圖解文字表述讓AAbb，aaBB雜交得F1；F1自由交配得F2；選出雙顯性個體測交，鑒定得到純種AABBAaBbAAbb×aaBBF1P9A_B_:3A_bb:3aaB_:1aabbF2讓雌雄個體自由交配測交，鑒定得到純種AABB第8頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月方法解讀：選育時間：從F2開始原因：從F2開始發(fā)生性狀分離。2.F2選育后是否進行連續(xù)自交提純?nèi)Q于所選育的性狀是否是顯性性狀，若所需性狀為隱性，則直接從F2選取即可。3.動物的雜交育種中，從F2的獲得可通過F1的相互交配（非自交），F(xiàn)2中對應性狀的篩選可用測交。第9頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

例4：現(xiàn)有3個西瓜品種，A品種的基因型為AABBdd，B品種的基因型為AAbbDD，C品種的基因型為aaBBDD。3對等位基因分別位于3對同源染色體上，并且分別控制葉形、花色和果形3對性狀。請回答：（1）如何運用雜交育種方法利用以上3個品種獲得基因型為aabbdd的植株？（用文字簡要描述獲得過程即可）

A和B雜交得到雜交一代，雜交一代再與C雜交，得到雜交二代，雜交二代自交，即可得到基因型為aabbdd的種子，該種子可長成aabbdd植株

（2）如果從播種到獲得種子需要一年，獲得基因型為aabbdd的植株最少需要多少年？4年第10頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月優(yōu)點：缺點:雜交后代會出現(xiàn)性狀分離，進行純化時工作量大，過程復雜,所需時間長。育種的目的性強，使位于不同個體的優(yōu)良性狀集中于一個個體上。4、雜交育種的優(yōu)缺點第11頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月通過雜交育種培育性狀穩(wěn)定遺傳的新品種所需時間長，且相對性狀越多，顯性性狀越多，所耗費時間越長，若要通過雜交快速解決性狀問題，可以考慮利用雜種優(yōu)勢培育雜合子，但此雜種優(yōu)勢由于后代性狀分離，只表現(xiàn)在雜種一代，所以需解決留種的問題。第12頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月農(nóng)作物：袁隆平雜交水稻雜種優(yōu)勢第13頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月雜種優(yōu)勢騾子為幾倍體：高度不育的原因：二倍體體內(nèi)兩個染色體組不同，減數(shù)分裂聯(lián)會紊亂，不能產(chǎn)生正常的配子第14頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月練習.某一些地區(qū)一些玉米植株比一般玉米植株早熟，生長整齊而健壯，果穗大、子粒多，因此這些植株可能是（）。

A．單倍體B．三倍體Ｃ．四倍體Ｄ．雜交種第15頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月例5：植物Aabb，aaBb，長期培育AaBb雜交育種的過程（簡述）第16頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月育種方案設計（2003年全國理宗卷1）26.（14分）小麥品種是純合體，生產(chǎn)上用種子繁殖，現(xiàn)要選育矮桿（aa）、抗?。˙B）、的小麥新品種；馬鈴薯品種是雜合體（有一對基因雜合即可稱為雜合體），生產(chǎn)上通常用塊莖繁殖，現(xiàn)要選育黃肉（Yy）、抗?。≧r）的馬鈴薯新品種。請分別設計小麥品種間雜交育種程序，以及馬鈴薯品種間雜交育種程序。要求用遺傳圖解加以簡要說明。（寫出包括親本在內(nèi)的前三代即可）第17頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月小麥第一代PAABB×aabb親本雜交第二代F1AaBb種植F1代，自交第三代F2A_B_,A_bb,aaB_aabb種植F2代，選矮桿，抗?。╝aB_）,連續(xù)多代自交、篩選，獲得純合體馬鈴薯種植，選出黃肉、抗?。╕yRr）第一代PyyRr×Yyrr親本雜交第二代F1YyRr,yyRr,Yyrr,yyrr第三代F2YyRr用塊莖繁殖第18頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月下圖為選育低植酸抗病水稻品種的過程。圖中兩對相對性形狀分別由兩對基因控制，并獨立遺傳。

采用上圖育種過程，需從______代開始篩選，經(jīng)篩選淘汰后，在選留的植株中低植酸抗病純合體所占的比例是_______。選留植株多代自交，經(jīng)篩選可獲得低植酸抗病性狀穩(wěn)定的品性。F21/9第19頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月21.（14分）填空回答下列問題：（1）水稻雜交育種是通過品種間雜交，創(chuàng)造新變異類型而選育新品種的方法。其特點是將兩個純合親本的________通過雜交集中在一起，再經(jīng)過選擇和培育獲得新品種。（2）若這兩個雜交親本各具有期望的優(yōu)點，則雜交后，F(xiàn)1自交能產(chǎn)生多種非親本類型，其原因是F1在________形成配子過程中，位于_______________________基因通過自由組合，或者位于_____________________基因通過非姐妹染色單體交換進行重新組合。（3）假設雜交涉及到n對相對性狀，每對相對性狀各受一對等位基因控制，彼此間各自獨立遺傳。在完全顯性的情況下，從理論上講，F(xiàn)2表現(xiàn)型共有_____種，其中純合基因型共有______種，雜合基因共有______種。（4）從F2代起，一般還要進行多代自交和選擇。自交的目的是____________________;選擇的作用是___________。優(yōu)良性狀減數(shù)分裂非同源染色體上的非等位同源染色體上的非等位保留所需的類型獲得基因型純合的個體3n－2n2n2n第20頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月某植物塊根的顏色由兩對自由組合的基因共同決定，只要基因R存在，塊根必為紅色，rrYY或rrYy為黃色，rryy為白色；在基因M存在時果實為復果型，mm為單果型?，F(xiàn)要獲得白色塊根、單果型的三倍體種子。（1）請寫出以二倍體黃色塊根、復果型（rrYyMm）植株為原始材料，用雜交育種的方法得到白色塊根、單果型三倍體種子的主要步驟。①二倍體植株（rrYyMm）自交得種子（3分）

②從自交后代中選擇白色單型的二倍體植株，并收獲其種子（甲）;（3分）

③播種種子甲，長出的植株秋水仙色處理得四倍體并收獲種子（乙）;（3分）

④播種甲乙兩種種子，雜交，得到白色塊根、單果型。（3分）（若用遺傳圖解答題，合理也給分）第21頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

不一定（1分）因為表現(xiàn)型為紅色塊根、復果型的植株有多種基因型，其中只有RrYyMm或RryyMm的植株自交后代才能出現(xiàn)基因型為rryymm的二倍體植株。（4分）（其它合理答案也給分）某植物塊根的顏色由兩對自由組合的基因共同決定，只要基因R存在，塊根必為紅色，rrYY或rrYy為黃色，rryy為白色；在基因M存在時果實為復果型，mm為單果型?，F(xiàn)要獲得白色塊根、單果型的三倍體種子。（2）如果原始材料為二倍體紅色塊根復果型的植株，你能否通過雜交育種方法獲得白色塊根、單果型的三倍體種子？為什么？第22頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月第二課時生物變異在生產(chǎn)上的應用“西瓜的愿景”第23頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月第24頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月非甜、紅果肉（SSRR）特甜、黃果肉(ssrr)愿景一：性狀穩(wěn)定遺傳的特甜、紅果肉新品種ssRR最簡單的方法雜交育種第25頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月若從播種到收獲果實需要一年,則培育出能穩(wěn)定遺傳的特甜、紅果肉的品種至少需要幾年?P特甜、黃果肉

ssrr×非甜、紅果肉

SSRRF1非甜、紅果肉

SsRr↓第1年↓×選育出需要的特甜、紅果肉品種F2S_R_S_rrssR_ssrr甜紅雜交育種過程第2年第3年生長ssRRF3第4年↓×↓×雜交自交選優(yōu)自交選優(yōu)原理？第26頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月雜交育種2.方法：雜交得F1，F(xiàn)1自交得F2，篩選，

不斷自交篩選，得純種1.原理基因重組3.優(yōu)點:4.缺點:操作簡單，集多種優(yōu)良性狀與一體需時較長雜交范圍只限于種內(nèi)不能產(chǎn)生新性狀，只能產(chǎn)生新的性狀組合最短時間內(nèi)獲得新品種？第27頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月植株弱小，且高度不孕。單倍體的特點：但誘導染色體加倍，便可得到可育的純合子獲得單倍體的常用技術(shù)：花藥離體培養(yǎng)

使染色體加倍常用技術(shù)：秋水仙素處理

低溫誘導

二倍體

2n

配子

n

單倍體

n減數(shù)

分裂離體

培養(yǎng)單倍體育種：利用單倍體作為中間環(huán)節(jié)生產(chǎn)具有優(yōu)良性狀的可育純合子的育種方法。單倍體育種最快速的方法第28頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月步驟：1.雜交得F1，2.取F1花粉，進行花藥離體培養(yǎng)得幼苗，3.秋水仙素處理幼苗得純種，篩選。第29頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月西瓜非甜紅果肉（SSRR）、特甜黃果肉(ssrr)，培育穩(wěn)定遺傳的特甜紅果肉新品種。文字表述:1.讓非甜紅果肉（SSRR）植株和特甜黃果肉(ssrr)植株雜交，得F1；2.種植F1，待其開花后，取其花粉離體培養(yǎng)，得單倍體植株；3.用秋水仙素處理單倍體植株幼苗，得到純合體植株，選出特甜紅果肉（ssRR）植株留種。第30頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月花藥離體培養(yǎng)單倍體類型：秋水仙素處理選出特甜、紅果個體，即是純合子花粉類型：SRSrsRsrSRSrsRsrSSRR

SSrrssRRssrrSsRr植株類型：ssrr×SSRR特甜、黃果非甜、紅果非甜、紅果F1P遺傳圖解單倍體育種中子代的基因型、表現(xiàn)型的種類，取決于F1花粉（精子）的種類第31頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月P特甜、黃果肉

ssrr×非甜、紅果肉

SSRRF1非甜、紅果肉

SsRr↓↓×選育出需要的特甜、紅果肉品種F2S_R_S_rrssR_ssrr抗紅生長ssRRF3↓××減數(shù)分裂配子SRSrsRsr單倍體SRSrsRsrSSrrssRRssrr純合子SSRR特甜、紅果肉雜交育種單倍體育種第1年第2年第1年第2年第3年第4年若從播種到收獲種子需要一年,則培育出能穩(wěn)定遺傳的特甜、紅果肉的品種至少需要幾年?第32頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月二、單倍體育種1.原理：2.方法:染色體變異（成倍的減少）明顯縮短育種年限（2年）3.優(yōu)點：雜交得F1，取F1花粉，進行花藥離體培養(yǎng)得幼苗，秋水仙素處理幼苗，篩選，得純種。第33頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月1.已知某種小麥的基因型是AaBbCc，且3對基因分別位于三對同源染色體上，利用花藥進行離體培養(yǎng)，獲得N株小麥，其中基因型為aabbcc的個體占（）A0BN/16CN/8DN/4A2.已知某種小麥的基因型是AaBbCc，且3對基因分別位于三對同源染色體上，對其幼苗進行秋水仙素處理獲得N株小麥，其中基因型為aabbcc的個體占（）A0BN/16CN/8DN/4A第34頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月4.已知某種小麥的基因型是AaBbCc，且3對基因分別位于三對同源染色體上，利用花藥進行離體培養(yǎng)，對幼苗進行秋水仙素處理獲得N株小麥，其中基因型為AaBbCc的個體占（）A0BN/16CN/8DN/4A3.已知某種小麥的基因型是AaBbCc，且3對基因分別位于三對同源染色體上，利用花藥進行離體培養(yǎng)，對幼苗進行秋水仙素處理獲得N株小麥，其中基因型為AAbbCC的個體占（）A0BN/16CN/8DN/4C第35頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月愿景二：吃西瓜不吐西瓜子?。。o籽西瓜最優(yōu)方案：多倍體育種原理：染色體數(shù)目變異奇數(shù)個染色體組的生物由于減數(shù)分裂過程中染色體不能正常平均分配（聯(lián)會紊亂），不能產(chǎn)生正常配子，因而無受精卵發(fā)育而成的種子。1.用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗

2.低溫處理方法：第36頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月二倍體秋水仙素四倍體（母本）二倍體（父本）雜交花粉刺激果實生長三倍體第一年第二年二倍體幼苗（2N）秋水仙素四倍體（4N）×二倍體（2N）卵細胞（2N）精子（N）受精卵（3N）三倍體植株（3N）花粉刺激聯(lián)會紊亂無籽西瓜三倍體植株第37頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月想一想:

1、經(jīng)秋水仙素處理的二倍體西瓜幼苗，所有細胞都是四倍體嗎？2、四倍體母本的西瓜瓜瓤和瓜子分別有幾個染色體組？3.兩次傳粉的作用有什么不同？4.三倍體西瓜為什么沒有種子？真的一顆都沒有嗎?怎樣留種？第38頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月想一想：6.現(xiàn)有味甘汁多、消暑解渴、穩(wěn)定遺傳的綠皮（G）紅瓤（R）小子（e）西瓜品種甲做母本，白皮（g）黃瓤（r）大子（E）西瓜品種乙做父本，那么通過多倍體育種所結(jié)的無子西瓜果實基因型

。表現(xiàn)型

。（三對基因自由組合）GGgRRrEee

綠皮紅瓤無子

第39頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

除了用多倍體育種的方法來獲得無子西瓜，還有什么方法也可以獲得無子西瓜呢？1、試劑：2、處理的時機和部位：生長素或生長素類似物未授粉的雌蕊柱頭思考第40頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月3、用激素育種所培育的無子西瓜的無子性狀是否能遺傳？若取這植株的根尖進行組織培養(yǎng)，長成的植株所結(jié)的果實中是否有種子？4、三倍體西瓜無性繁殖后，無子性狀是否遺傳？若取這植株的根尖進行組織培養(yǎng)，長成的植株的瓜瓤細胞含有多少個染色體組？（不能；有種子）（可遺傳；三個）5、與這一種方法相比，人們更青睞用多倍體育種的方法所生產(chǎn)的無子西瓜，為什么？與二倍體相比，果實大，糖類蛋白質(zhì)含量高第41頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月愿景三：大西瓜??！大西瓜?。?！第42頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月方案：多倍體育種（1）多倍體細胞通常比二倍體對細胞大，細胞內(nèi)有機物對含量高、抗逆性強。（2）但發(fā)育延遲，結(jié)實率低。多倍體的特點：第43頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月愿景三：大西瓜??！大西瓜?。?！不夠大??！不夠大?。?！方案：誘變育種第44頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月第45頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月太空育種這種太空南瓜王最大能長到200多公斤，在生長繁殖期高峰時，南瓜每天能增大5公斤。太空辣椒平均單個重達500克，果實中維生素C的含量提高了10%～25%；第46頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月

當神舟六號航天飛船搭載著兩位英雄宇航員成功返航時，一些特殊的乘客也回到了地球。他們是一些：生物菌種、植物組培苗和作物、植物、花卉種子等。在太空周游了115小時32分鐘，返回地球后，搭載單位的科研人員將繼續(xù)對它們進行有關試驗?；卮穑海?）作物種子從太空返回地面后種植，往往能出現(xiàn)新的變異特征。這種變異的來源主要是植物種子經(jīng)太空中的

輻射后，其

發(fā)生變異。請預測可能產(chǎn)生的新的變異對人類是否有益?

，你判斷的理由是________________。（2）試舉出這種育種方法的優(yōu)點：。

宇宙射線等

基因

不一定

基因突變是不定向的

變異頻率高，大幅度改良某些性狀

小試身手！第47頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月輻射誘變：X射線、紫外線、γ射線等化學誘變：各種化學誘變劑思考：誘變處理應在什么時候進行？誘變材料應作如何處理？誘變育種輻射誘變、化學誘變基因突變、染色體變異2.方法：1.原理（能產(chǎn)生新基因、新性狀）第48頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月基因突變是不定向的，而且大多數(shù)是有害的，但人工選擇是定向的，我們可以選擇有利變異，經(jīng)多代積累便可以獲得優(yōu)良品種。③人工誘變是定向的還是不定向的？④人工誘變產(chǎn)生的變異大多有害的還是有利的？思考題：⑤人工誘變育種如何獲得優(yōu)良品種？①誘變處理應在什么時候進行？誘變材料應作如何處理？②誘變育種基因的突變率很高嗎？第49頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月3、特點①可提高突變頻率，②能在短時間內(nèi)有效地改良生物品種的某些性狀③改良作物品質(zhì)，增強抗逆性變異不定向，有利變異少，需大量處理供試材料優(yōu)點:缺點:第50頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月②輻射處理培育的黑農(nóng)五號大豆品種，含油量比原來的品種提高了2.5％，大豆產(chǎn)量提高了16％。誘變育種應用實例①如青霉菌，最初產(chǎn)量為20單位／mL，后經(jīng)人們多次用射線等綜合處理，目前產(chǎn)量已是50000～60000單位／mL了。4、誘變育種在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用第51頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月西瓜的某遲熟（AA）品種,那么我們有什么好辦法快速得到早熟（aa）品種？能力提升早熟品種(aa)花藥離體培養(yǎng)遲熟品種(AA)雜合子(Aa)人工誘變

幼苗（A）

幼苗（a）秋水仙素處理遲熟品種(AA)秋水仙素處理人工誘變+單倍體育種第52頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月愿景四：強壯?。】共。。。〗】担。。?！第53頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月基因工程育種3.優(yōu)點②定向改變生物的遺傳特性①無遠緣親本雜交的限制

③縮短育種時間獲取目的（外源）基因目的基因?qū)胧荏w細胞并整合到染色體上外源基因的增殖與表達篩選出符合要求的轉(zhuǎn)基因生物1.原理：基因重組2.方法：構(gòu)建重組DNA第54頁，課件共63頁，創(chuàng)作于2023年2月育種名稱處理方法原理優(yōu)點缺點實例雜交育種誘變育種單倍體育種多倍體育種基因工程育種雜交、自交、篩選基因重組操作簡便育種周期長培養(yǎng)矮稈、抗病小麥誘變劑處理基因突變?nèi)旧w變異染色體變異基因重組花藥離體培養(yǎng)，后秋水仙素處理秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗轉(zhuǎn)基因可大幅度改變性狀明顯縮短育種年限有機物含量高，抗逆性強可定向改造生物需處理大量材料青霉菌高產(chǎn)菌株培育培養(yǎng)矮稈、抗病小麥無籽西瓜抗蟲棉其他：植物體細胞雜