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1、第二節(jié) 生物變異在生產(chǎn)上的應(yīng)用,第二節(jié) 生物變異在生產(chǎn)上的應(yīng)用課件,例:小麥高稈(D)對矮稈(d)為顯性,抗銹?。═)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),如果你是袁隆平,怎樣才能得到矮稈抗病的優(yōu)良品種(ddTT)?,想一想:植物雜交育種的方法,銹病,雜交育種參考方案, 高抗 矮不抗,F 高抗,F,DDTT,ddtt,DdTt,ddTt,高抗 高不抗 矮抗 矮不抗,ddTT,矮抗 矮不抗,ddTt,ddTT,雜交,F3,經(jīng)過幾次連續(xù)不 斷地自交和選優(yōu),1簡述雜交育種的過程。(重點) 2說出人工誘變的方法和誘變育種的主要特點,舉例說明雜交
2、育種和誘變育種在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。 3舉例說出單倍體育種、多倍體育種的過程與特點。(重、難點) 4舉例說出轉(zhuǎn)基因技術(shù)及其應(yīng)用。,原理:,基因重組。,方法:,雜交自交選優(yōu)自交選優(yōu),概念:,將兩個或多個品種的優(yōu)良性狀通過交配集中在一起,再經(jīng)過選擇和培育,獲得新品種的方法。,一、雜交育種,試一試:動物的雜交育種方法,假設(shè)現(xiàn)有長毛立耳貓(BBEE)和短毛折耳貓(bbee),你能否培育出能穩(wěn)定遺傳的長毛折耳貓(BBee)?寫出育種方案(圖解),長毛折耳貓,短毛折耳貓,長毛立耳貓,長立 長折 短立 短折,Bbee,BBee,BBee,Bbee,bbee,bbee,長折,短折,長折,長折,短折,雜交,P,F
3、,F,F3,長折,短折,優(yōu)點:,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。,缺點:,雜交育種只能將已有的基因重組,并不能創(chuàng)造新的基因。雜交后代會出現(xiàn)性狀分離現(xiàn)象,育種過程緩慢。,雜交育種不能創(chuàng)造新的基因,并且所需時間較長,你知道在什么情況下能夠產(chǎn)生新的基因嗎?可以用什么方法處理?,易感病、紅果肉,抗病、黃果肉,誘變育種,誘變育種有哪些方法?,原理:,基因突變和染色體畸變。,方法:,物理方法(紫外線、射線、X射線等)或化學方法(亞硝酸、堿基類似物等)處理,再選擇符合要求的變異類型。,優(yōu)點:,產(chǎn)生新的基因和新的性狀,能提高變異的頻率,能大幅度改良某些性狀。,二、
4、誘變育種,缺點:,應(yīng)用:,太空辣椒等的培育、青霉菌的選育、家蠶篩選等,誘發(fā)突變的方向難以掌握,突變體難以集中多個理想性狀。要想克服這些局限性,可以擴大誘變后代的群體,增加選擇的機會。,太空育種 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%;1根黃瓜達1米多長;“航天芝麻1號”不僅個大,而且單株蒴果達98粒以上;水稻蛋白質(zhì)含量可提高8.7%12%。,微生物育種 例如青霉菌的選育。1943年從自然界分離出來的青霉菌只能產(chǎn)生青霉素20單位/mL。后來人們對青霉菌進行多次X射線、紫外線照射以及綜合處理,培育成了青霉素高產(chǎn)菌株,目前青霉素的產(chǎn)量已達到50 000單位/mL60 0
5、00單位/mL。,中間為青霉菌,周圍是細菌,易感病、紅果肉(DDRR),抗病、黃果肉(ddrr),除了雜交育種以外,還有什么其他方法可以在較短的時間內(nèi)得到抗病紅果肉(ddRR)?,單倍體植株,DDRR 易感、紅,ddrr 抗病、黃,DdRr 易感、紅,花藥離體培養(yǎng),DR,Dr,dR,dr,秋水仙素誘導染色體加倍,DDRR,DDrr,ddRR,ddrr,F1,配子,單倍體育種,抗病、黃,原理:,染色體畸變(數(shù)目變異),優(yōu)點:,明顯縮短育種年限,方法:,花藥離體培養(yǎng),再用秋水仙素處理,二倍體植株,花藥離體培養(yǎng),單倍體植株,人工誘導染色體加倍,恢復(fù)成二倍體植株,(純合子),自交,純合子,三、單倍體育
6、種,二倍體有籽西瓜,三倍體無籽西瓜,?,母本,父本,無籽西瓜的培育,去雄授粉,母本(四倍體),父本(二倍體),有籽西瓜,普通西瓜植株,種下去,三倍體植株,無籽西瓜,花粉刺激,(提供生長素),聯(lián)會紊亂,原理:,染色體畸變(數(shù)目變異)。,方法:,用一定濃度的秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗;,優(yōu)點:,莖稈粗壯,葉片、果實和種子較大,營養(yǎng)物質(zhì)含量較多。,應(yīng)用:,三倍體無籽西瓜的培育, 八倍體小黑麥的培育。,低溫處理。,四、多倍體育種,轉(zhuǎn)基因技術(shù),2008-11-3 紅網(wǎng) 11月1日,轉(zhuǎn)基因藍玫瑰亮相日本東京國際花卉博覽會。這種藍玫瑰被植入三色紫羅蘭所含的一種能刺激藍色素產(chǎn)生的基因,花瓣因而自然呈現(xiàn)藍色。
7、,真正藍玫瑰面世,?,基因重組,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(fù)雜,操作要求精細,難度大;安全問題。,原理:,方法:,優(yōu)點:,缺點:,應(yīng)用:,提取目的基因?qū)⒛康幕驅(qū)胧荏w細胞基因表達篩選出符合要求的新品種。,能分泌人類胰島素的大腸桿菌菌株的獲得,抗蟲棉,轉(zhuǎn)基因動物等。,五、基因工程育種,生長快、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因魚(中國),乳汁中含有人生長激素的轉(zhuǎn)基因牛(阿根廷),轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒,【例】(2013大綱版)下列實踐活動包含基因工程技術(shù)的是() A.水稻F1花藥經(jīng)培養(yǎng)和染色體加倍,獲得基因型純合新品
8、種 B.抗蟲小麥與矮稈小麥雜交,通過基因重組獲得抗蟲矮稈小麥 C.將含抗病基因的重組DNA導入玉米細胞,經(jīng)組織培養(yǎng)獲得抗病植株 D.用射線照射大豆使其基因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,獲得種子性狀發(fā)生變異的大豆,C,【解題關(guān)鍵】解答本題應(yīng)注意“基因工程”和“誘變育種”的區(qū)別:二者雖然都涉及“基因”,但前者是把外源基因?qū)肓硪环N生物的細胞內(nèi),而后者指自身基因內(nèi)部堿基對的增加、缺失或替換。,【解析】本題考查基因工程和育種等知識。單倍體育種的原理是染色體變異,獲得的基因型純合新品種未涉及基因工程,A錯誤;雜交育種的原理是基因重組,也未涉及基因工程,B錯誤;抗病基因是外源基因,屬于目的基因,其導入玉米細胞的過程屬于基
9、因工程,C正確;誘變育種的原理是基因突變,其改變的是自身基因,而不是外源基因,D錯誤。,遺傳育種,雜交育種,誘變育種,單倍體育種,多倍體育種,基因工程育種,原理,優(yōu)缺點,基因重組,基因突變,染色體畸變,染色體畸變,基因重組,集中多個優(yōu)良性狀,但時間較長,產(chǎn)生新基因,但方向不可控制,多為有害,明顯縮短育種年限,營養(yǎng)器官大,有機物含量高,目的性強,但技術(shù)操作難度大,1.假如水稻高稈(D)對矮稈(d)為顯性,抗稻瘟?。≧) 對易感稻瘟?。╮)為顯性,兩對性狀獨立遺傳,用一 個純合易感病的矮稈品種(抗倒伏)與一純合抗病高稈 品種(易倒伏)雜交。下列說法正確的是(多選) ( ),A、B,A.F2中出現(xiàn)既
10、抗病又抗倒伏類型的基因型為ddRR和ddRr B.F2中出現(xiàn)既抗病又抗倒伏類型的比例為3/16 C.僅利用F1的花藥進行離體培養(yǎng)就可以提前獲得所需的既抗病又抗倒伏類型 D.用秋水仙素處理F1可以得到4種表現(xiàn)型的后代,2. 在下列幾種育種方法中,可以改變原有基因分子結(jié)構(gòu)的是( ) A.雜交育種 B.誘變育種 C.單倍體育種 D.多倍體育種,B,3.與雜交育種、單倍體育種、基因工程育種等育種 方法比較,盡管人工誘變育種具有很大的盲目性, 但是該育種方法的獨特之處是( ) A.可將不同品種的優(yōu)良性狀集中到一個品種上 B.育種周期短,加快育種進程 C.改變基因結(jié)構(gòu),創(chuàng)造前所未有的性狀類型 D.能夠明顯
11、縮短育種年限,后代性狀穩(wěn)定快,C,4.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: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(guān)試驗。,回答: (1)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(yù)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,5.某育種學家在農(nóng)田中發(fā)現(xiàn)一株大穗不抗病的小麥(控制麥穗大與小的基因分別用D、d表示,控制不抗病與抗病的基因分別用T、t表示),自花傳粉后獲得60粒種子,這些種子發(fā)育成的小麥中有15株為大穗抗病,有x(x0)株為小穗抗病,其余都不抗病。分析回答下列問題: (1)15株大穗抗病小麥的基因型為_,其中從理論上推測能穩(wěn)定遺傳的約為_株。,(2)上述育種方法是_。利用
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