2019高中生物 第四章 生物的變異 4.2 生物變異在生產上的應用課件 浙科版必修2.ppt

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1、第四章 生物的變異 第二節(jié) 生物變異在生產上的應用,易感病、紅果肉（SSRR） 比較受到消費者的歡迎,抗病、黃果肉(ssrr) 不是很受消費者的歡迎,請問：如何能夠得到既抗病的又是紅果肉的番茄呢？,有位農場主，他有這樣兩個大棚果園，里面分別種了以下兩種番茄：,,雜交育種,P,抗病、黃果肉 ssrr,,易感病、紅果肉 SSRR,F1,易感病、紅果肉 SsRr,,抗紅,從中選出紅果肉抗病的番茄，進行連續(xù)自交，不斷淘汰不符合要求的品種，直到基本不發(fā)生性狀分離為止。,F2紅果肉抗病番茄中純合子占到幾分之幾？,方法：,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培育出更優(yōu)良的品種,能產

2、生新的基因型。,缺點：,雜交育種只能利用已有基因的重組，按需選擇，并不能創(chuàng)造新的基因。雜交后代會出現分離現象，育種過程緩慢（至少需要5年），過程復雜。,雜交自交選擇 純合化（連續(xù)自交等）,概念：利用基因重組原理，有目的地將兩個或多個品種的優(yōu)良性狀組合在一起，培育出更優(yōu)良的新品種。,一、雜交育種,實例,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 ；培育抗病又是紅果肉的新品種等,注意:1.雜交育種涉及到的方法并非不是只有雜交，還有自交等。2.迄今為止，常規(guī)雜交育種仍是培育新品種的有效手段。3.利用雜交育種培育純合品種，培育隱性純合子，只要出現即是純合子，要得到顯性純合子，要經過很長時間

3、。,如何解決雜交育種培育時間長的缺陷呢？,現有寬葉、不抗?。ˋAbb）和窄葉、抗病(aaBB)兩個煙草品種，目標是要培育能穩(wěn)定遺傳的寬葉、抗?。ˋABB)，如何在短時間內得到呢？,單倍體育種,由花粉長成單倍體一般有兩條途徑 由花粉分裂形成愈傷組織（即分化程序很低的薄壁細胞團），再由愈傷組織分化出根和芽，最后形成植株。 由花粉分裂形成胚狀體（不是由合子發(fā)育成的胚叫胚狀體），再由胚狀體長成植株。,P： 寬葉不抗病(AAbb) 窄葉抗?。╝aBB),F1 寬葉抗病(AaBb),AB、ab、Ab、aB,花藥離體培養(yǎng),純合子 AABB aabb AAbb aaBB,AB、ab、Ab、aB),秋水仙素

4、處理 幼苗,用單倍體育種，需幾年？ 用到哪些方法？,,,,,單倍體育種,配子,單倍體,秋水仙素的作用機理：抑制紡錘絲的形成,小資料：秋水仙素是從百合科植物秋水仙的種子和球莖中提取出來的一種植物堿，它是白色或淡黃色的粉末或針狀結晶，有劇毒，使用時應當特別注意。,概念:利用單倍體作為中間環(huán)節(jié)產生具有優(yōu)良性狀的可與純合子的育種方法,染色體畸變（染色體數目變異）,常用方法為花藥離體培養(yǎng)、秋水仙素處理幼苗,1）明顯縮短育種年限（一般為兩年），加速育種進程； 2）能排除顯隱性干擾，提高效率。,技術較復雜，需與雜交育種結合，多限于植物。,用純種高稈抗病小麥與矮稈不抗病小麥雜交得F1，用F1的花藥離體培養(yǎng)再用

5、秋水仙素處理幼苗得到純種矮稈抗病小麥等。,注意單倍體育種一般應用于二倍體植物。 思考：多倍體育種和單倍體育種均有秋水仙素處理？有何差異？操作對象有何差異？,二、單倍體育種 （特指二倍體的單倍體）,例下列有關水稻的敘述，錯誤的是 （ ） A.二倍體水稻含有兩個染色體組 B.二倍體水稻經秋水仙素處理，可得到四倍體水稻，稻穗、米粒變大 C.二倍體水稻與四倍體水稻雜交，可得到三倍體水稻，含三個染色體組 D.二倍體水稻的花藥經過離體培養(yǎng)，可得到單倍體水稻，稻穗、米粒變小,D,例一株基因型為Aa的植株，其花藥壁細胞經過離體培育成的幼苗經秋水仙素一次處理后，發(fā)育形成的植株是 A.二倍體，基因型是AAaa

6、B.四倍體，基因型AAaa C.二倍體，基因型AA或aa D.單倍體，基因型A或a,注意：花藥、花粉、花藥壁,B,例.已知某小麥的基因型為AaBbCc，且三對等位基因分別位于三對同源染色體上，利用其花藥進行離體培養(yǎng)，獲得N株小麥，其中AABBCC的個體應占理論值的( ) A.N/4 B.N/8 C.1 D.0,D,雜交育種可以使位于不同個體上的多個優(yōu)良性狀集中于一個個體上，單倍體育種可以在短時間內培育出具有人們所需要的優(yōu)秀性狀組合的純合子個體。,如果我們要培育果實體積更大，Vc更多的青椒新品種，那應該怎么辦？,多倍體的優(yōu)點： 1.細胞大、個體大、莖稈粗壯 2.細胞內有機物含量高、抗逆

7、性強。 多倍體的缺點：結實率降低、發(fā)育遲緩。,人工誘變（誘導）多倍體的方法：物理（低溫）、化學因素,效果較好的方法：秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗,多倍體育種的作用機理：抑制紡錘絲的形成,小資料：秋水仙素是從百合科植物秋水仙的種子和球莖中提取出來的一種植物堿，它是白色或淡黃色的粉末或針狀結晶，有劇毒，使用時應當特別注意。,思考： 1、為什么抑制紡錘絲的形成就能使染色體數目增加？ 2、為什么要用秋水仙素處理萌發(fā)的種子和幼苗，用干種子呢？ 3、秋水仙素作用的時期是？,微管,三、多倍體育種,1、多倍體的優(yōu)點和缺點,多倍體的優(yōu)點： 1.細胞大、個體大、莖稈粗壯 2.細胞內有機物含量高、抗逆性強。 多

8、倍體的缺點： 結實率降低、發(fā)育遲緩。,2、原理（答變異來源）：,染色體畸變,3、人工誘導多倍體方法及機理,4、多倍體育種的優(yōu)點： 可通過簡單的操作，培育所需要的多倍體 多倍體育種的缺點： 適用于植物，在動物方面難以開展,5、實例：,三倍體無籽西瓜的培育 八倍體小黑麥的培育,人工誘導多倍體的方法：物理（低溫）、化學因素,效果較好的方法：秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗,無籽西瓜培育,,第一年： 種子三倍體,第二年：三倍體無籽西瓜,傳粉目的：刺激子房發(fā)育成果實,四倍體,二倍體,三倍體,二倍體,1、兩次傳粉的目的？ 2、無籽的原因？,,,,,,,太空番茄,如果要得到具有各種新性狀的番茄，那應該如何

9、處理？,誘變育種 常用的方法,,物理方法誘變,化學方法誘變,X射線、紫外線、溫度驟變、超重、失重等,許多化學藥劑,四、誘變育種,思考：搭載宇宙飛船升天的種子是干種子還是萌發(fā)的種子？,利用物理、化學因素誘導生物發(fā)生變異，并從變異后代中選育新品種的過程。,突變方向多方向，不確定，有利個體不多，須大量處理供試材料 ，工作量大 。,概念： 原理（變異來源）： 方法： 優(yōu)點： 缺點： 實例：,基因突變、染色體畸變,人工誘變的方法主要有輻射誘變、化學誘變,微生物方面的成效極為顯著：青霉素高產菌株的獲得； 動物方面的成績：家蠶的選擇 植物方面的成績：“太幅一號小麥”、太空椒等；,,用于微生物育種：例如青霉素

10、的選育。1943年從自然界分離出來的青霉菌只能產生青霉素20單位/mL。后來人們對青霉菌多次進行X射線、紫外線照射以及綜合處理，培育成了青霉素高產菌株，目前青霉素的產量已達到50000-60000單位/mL。,雌蠶ZW 雄蠶ZZ,大腸桿菌能合成人胰島素嗎？,,五、轉基因技術,基因重組,增加了生物變異的范圍，實現種間遺傳物質的交換。針對性更強，效率更高，經濟效益更明顯，定向改造生物的遺傳性狀。,技術復雜，操作要求精細,難度大，存在威脅。,提取目的基因（外源基因）目的基因與載體結合將目的基因導入受體細胞篩選含有目的基因的受體細胞目的基因表達,能分泌人類胰島素的大腸桿菌菌株的獲得，抗蟲棉，轉

11、基因生物、導入了北極海魚的抗凍蛋白基因的西紅柿等,概念:,利用分子生物學和基因工程的手段，將某種生物的基因轉入到其他生物物種中，使其出現原物種不具有的新性狀的技術。,蘇蕓金桿菌的毒蛋白基因稱為什么？受體細胞是什么？抗蟲棉稱為什么植物？,通過花藥離體培養(yǎng)再用秋水仙素處理得到煙草新品種。 用60Co 輻射谷氨酸棒狀桿菌，選育出合成谷氨酸的新菌種。 用小麥和黑麥培育八倍體小黑麥。 將青椒的種子搭載人造衛(wèi)星，在太空中飛行數周后返回地面，獲得了果大、肉厚和維生素含量高的青椒新品種。 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。,課堂練習,請回答下列育種的方法和利用到的生物變異的原理,單倍體育種；染色體畸變,誘變育種；基因突變,多倍體育種；染色體畸變,誘變育種；基因突變和染色體畸變,雜交育種；基因重組,用秋水仙素處理蕃茄、水稻種子，獲得蛋白質含量高的品系。 將蘇云金芽孢桿菌的抗蟲基因導入棉花受精卵中，培育出抗蟲棉。,多倍體育種,轉基因技術,