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1、第四章 生物的變異 第二節(jié) 生物變異在生產(chǎn)上的應(yīng)用,易感病、紅果肉（SSRR） 比較受到消費(fèi)者的歡迎,抗病、黃果肉(ssrr) 不是很受消費(fèi)者的歡迎,請(qǐng)問(wèn)：如何能夠得到既抗病的又是紅果肉的番茄呢？,有位農(nóng)場(chǎng)主，他有這樣兩個(gè)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(jìn)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(diǎn)：,,使位于不同個(gè)體上的多個(gè)優(yōu)良性狀集中于一個(gè)個(gè)體上培育出更優(yōu)良的品種,能產(chǎn)

2、生新的基因型。,缺點(diǎn)：,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(huì)出現(xiàn)分離現(xiàn)象，育種過(guò)程緩慢（至少需要5年），過(guò)程復(fù)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(gè)或多個(gè)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(shí)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(xiàn)即是純合子，要得到顯性純合子，要經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)時(shí)間

3、。,如何解決雜交育種培育時(shí)間長(zhǎng)的缺陷呢？,現(xiàn)有寬葉、不抗?。ˋAbb）和窄葉、抗病(aaBB)兩個(gè)煙草品種，目標(biāo)是要培育能穩(wěn)定遺傳的寬葉、抗?。ˋABB)，如何在短時(shí)間內(nèi)得到呢？,單倍體育種,由花粉長(zhǎng)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(xì)胞團(tuán)），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(zhǎng)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(jī)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(lái)的一種植物堿，它是白色或淡黃色的粉末或針狀結(jié)晶，有劇毒，使用時(shí)應(yīng)當(dāng)特別注意。,概念:利用單倍體作為中間環(huán)節(jié)產(chǎn)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(shù)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(jìn)程； 2）能排除顯隱性干擾，提高效率。,技術(shù)較復(fù)雜，需與雜交育種結(jié)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(yīng)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(duì)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(guān)水稻的敘述，錯(cuò)誤的是 （ ） A.二倍體水稻含有兩個(gè)染色體組 B.二倍體水稻經(jīng)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(gè)染色體組 D.二倍體水稻的花藥經(jīng)過(guò)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(xì)胞經(jīng)過(guò)離體培育成的幼苗經(jīng)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(duì)等位基因分別位于三對(duì)同源染色體上，利用其花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)，獲得N株小麥，其中AABBCC的個(gè)體應(yīng)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(gè)體上的多個(gè)優(yōu)良性狀集中于一個(gè)個(gè)體上，單倍體育種可以在短時(shí)間內(nèi)培育出具有人們所需要的優(yōu)秀性狀組合的純合子個(gè)體。,如果我們要培育果實(shí)體積更大，Vc更多的青椒新品種，那應(yīng)該怎么辦？,多倍體的優(yōu)點(diǎn)： 1.細(xì)胞大、個(gè)體大、莖稈粗壯 2.細(xì)胞內(nèi)有機(jī)物含量高、抗逆

7、性強(qiáng)。 多倍體的缺點(diǎn)：結(jié)實(shí)率降低、發(fā)育遲緩。,人工誘變（誘導(dǎo)）多倍體的方法：物理（低溫）、化學(xué)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(jī)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(lái)的一種植物堿，它是白色或淡黃色的粉末或針狀結(jié)晶，有劇毒，使用時(shí)應(yīng)當(dāng)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(shù)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(shí)期是？,微管,三、多倍體育種,1、多倍體的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),多倍體的優(yōu)點(diǎn)： 1.細(xì)胞大、個(gè)體大、莖稈粗壯 2.細(xì)胞內(nèi)有機(jī)物含量高、抗逆性強(qiáng)。 多

8、倍體的缺點(diǎn)： 結(jié)實(shí)率降低、發(fā)育遲緩。,2、原理（答變異來(lái)源）：,染色體畸變,3、人工誘導(dǎo)多倍體方法及機(jī)理,4、多倍體育種的優(yōu)點(diǎn)： 可通過(guò)簡(jiǎn)單的操作，培育所需要的多倍體 多倍體育種的缺點(diǎn)： 適用于植物，在動(dòng)物方面難以開展,5、實(shí)例：,三倍體無(wú)籽西瓜的培育 八倍體小黑麥的培育,人工誘導(dǎo)多倍體的方法：物理（低溫）、化學(xué)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(wú)籽西瓜培育,,第一年： 種子三倍體,第二年：三倍體無(wú)籽西瓜,傳粉目的：刺激子房發(fā)育成果實(shí),四倍體,二倍體,三倍體,二倍體,1、兩次傳粉的目的？ 2、無(wú)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(yīng)該如何

9、處理？,誘變育種 常用的方法,,物理方法誘變,化學(xué)方法誘變,X射線、紫外線、溫度驟變、超重、失重等,許多化學(xué)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(xué)因素誘導(dǎo)生物發(fā)生變異，并從變異后代中選育新品種的過(guò)程。,突變方向多方向，不確定，有利個(gè)體不多，須大量處理供試材料 ，工作量大 。,概念： 原理（變異來(lái)源）： 方法： 優(yōu)點(diǎn)： 缺點(diǎn)： 實(shí)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(xué)誘變,微生物方面的成效極為顯著：青霉素高產(chǎn)菌株的獲得； 動(dòng)物方面的成績(jī)：家蠶的選擇 植物方面的成績(jī)：“太幅一號(hào)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(lái)的青霉菌只能產(chǎn)生青霉素20單位/mL。后來(lái)人們對(duì)青霉菌多次進(jìn)行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(dá)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(zhuǎn)基因技術(shù),基因重組,增加了生物變異的范圍，實(shí)現(xiàn)種間遺傳物質(zhì)的交換。針對(duì)性更強(qiáng)，效率更高，經(jīng)濟(jì)效益更明顯，定向改造生物的遺傳性狀。,技術(shù)復(fù)雜，操作要求精細(xì),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(jié)合將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞篩選含有目的基因的受體細(xì)胞目的基因表達(dá),能分泌人類胰島素的大腸桿菌菌株的獲得，抗蟲棉，轉(zhuǎn)

11、基因生物、導(dǎo)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(xué)和基因工程的手段，將某種生物的基因轉(zhuǎn)入到其他生物物種中，使其出現(xiàn)原物種不具有的新性狀的技術(shù)。,蘇蕓金桿菌的毒蛋白基因稱為什么？受體細(xì)胞是什么？抗蟲棉稱為什么植物？,通過(guò)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(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。 用抗倒伏、不抗銹病和不抗倒伏、抗銹病的兩個(gè)小麥品種，培育出抗倒伏、抗銹病的品種。,課堂練習(xí),請(qǐng)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(zhì)含量高的品系。 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。,多倍體育種,轉(zhuǎn)基因技術(shù),