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1、第一节杂交育种与诱变育种第二节基因工程及应用,第六章从杂交育种到基因工程,第一节杂交育种与诱变育种,复习目标：,1梳理有关生物性状改造方法的知识,形成育种 方式整体的认知体系。 （读书整理） 2利用基因重组、基因突变、染色体变异、基因 工程等遗传学原理，识别和设计培育具有优良 性状的新品种的育种方法和步骤。 （说写训练） 3通过试题分析、练习，提高审题、解题能力。 （动笔练习）,表现型 =基因型 + 环境条件,（改变）,（改变）,（育种方法）,（改变）,可遗传的变异,不可遗传的变异,基因突变 基因重组 染色体变异,来源,诱因,核心知识点间的关系：,（育种方法）,（育种目标）,基因工程 细胞工程
2、,育种是指人们按照自己的意愿，依据不同的生物学原理，有目的、有计划地获得或保留人们所需要的生物新品种。 基本包括两种情况： 1从性状集合中把所需要的优良性状（相对性状）分离出来或把位于不同个体的优良性状 集中到一个个体上来。 2创造具有优良性状的生物新品种。,思考并回答：育种的目标一般有哪几项要求？,优良性状、纯合子、易保存和扩大、能控制,杂种优势是杂合体在一种或多种性状上优于两个亲本的现象。例如不同品系、不同品种、甚至不同种属间进行杂交所得到的杂种一代往往比它的双亲表现更强大的生长速率和代谢功能，从而导致器官发达、体型增大、产量提高，或者表现在抗病、抗虫、抗逆力、成活力、生殖力、生存力等的提
3、高。这是生物界普遍存在的现象。,回忆你所知道育种方式,三倍体无籽西瓜,抗 虫 棉,神奇的“太空椒”,矮杆抗病的水稻,八倍体小黑麦,选择育种,杂交育种,诱变育种,单倍体育种,多倍体育种,基因工程育种,生物育种方式的名称,无子番茄培育,选择育种：先人的经验积累,在生产实践中，人们挑选品质好的个体来传种。这样利用生物变异，通过长期选择，汰劣留良，就能培育出新品种。例如：产蛋多的家禽。这种育种方式是选择育种。 选择育种周期长，可选择的范围有限。,杂交育种考点巩固：,实例巩固：,现有纯合的高秆抗锈病的小麦（DDTT）和矮秆不抗锈病的小麦（ddtt）。如果你是育种工作者，你应该怎样操作才能得到矮秆抗病的优
4、良品种（ddTT）？,（参考方案）, 高抗 矮不抗,F1 高抗,DDTT,ddtt,DdTt,ddTt,高抗 高不抗 矮抗 矮不抗,ddTT,矮抗 矮不抗,ddTT ddTt,杂交,F3,思考：假如从播种到收获种子要一年，那么培育出一个能稳定遗传的植物品种至少要几年？,78年,F2,试一试：动物的杂交育种方法,假设现有长毛立耳猫（BBEE）和短毛折耳猫（bbee），你能否培育出能稳定遗传的长毛折耳猫（BBee）？写出育种方案（图解）,实例巩固：,长毛折耳猫（BBee）,短毛折耳猫（bbee）,长毛立耳猫（BBEE）,杂交,F1间雌雄互交,选优,测交,杂交水稻之父：袁隆平,从1976年到2006
5、年，累计增产粮食5200多亿公斤，平均每年解决600万人的粮食问题。,杂交育种的应用,中国黄牛,荷斯坦牛,中国荷斯坦牛： 荷斯坦弗里生牛与我国黄牛杂交选育后逐渐形成的优良种。 泌乳期可达305天，年产乳量可达6300kg以上，产奶量为世界奶牛之冠 。,杂交育种的应用,犬中帝王:阿富汗猎犬,具有蘑菇状肉瘤的金鱼,骡是驴与马杂交所产生的后代。至少在3000年前，在亚洲某些地区人们已经用骡来驮运物品了，现在世界上许多地区仍在使用骡来干重活儿。 骡能吃苦耐劳，可以在马、驴等牲畜不能承担其艰苦的条件下工作。骡的高度、皮毛的均匀度、颈部和臀部的形状与马相似。此外头部短而粗，耳长，肢瘦，蹄小和毛短等方面像驴
6、。,诱变育种考点巩固：,当神舟六号航天飞船搭载着两位英雄宇航员成功返航时，一些特殊的乘客也回到了地球。他们是一些：生物菌种、植物组培苗和作物、植物、花卉种子等。在太空周游了115小时32分钟，返回地球后，搭载单位的科研人员将继续对它们进行有关试验。 回答： （1）作物种子从太空返回地面后种植，往往能出现新的变异特征。这种变异的来源主要是植物种子经太空中的 辐射后，其 发生变异。请预测可能产生的新的变异对人类是否有益? ，你判断的理由是_。 （2）试举出这种育种方法的优点： 。,宇宙射线等,基因,不一定,基因突变是不定向的,变异频率高，大幅度改良某些性状,小试身手！,从1987年开始，我国将蔬菜
7、等农作物种子搭载在卫星上上天。“搭星上天”的种子主要有青椒、番茄、黄瓜、丝瓜、胡萝卜、莴苣等蔬菜种子，以及水稻、小麦、高粱等粮食作物和花卉草木等种子，共计50多类。,诱变育种的应用,卫星将农作物种子带到200400千米的太空中，利用太空中的空间宇宙射线、微重力、高真空、交变磁场等各种特殊因素对种子和微生物进行处理，使种子产生地面得不到的变异，最终培育出高产优质新品种。,神舟六号,与“神六”飞船一起上太空的花卉“瓷玫瑰”、“老虎须”,我国运用返回式运载卫星搭载水稻种子，返回地面后种植，培育出的水稻穗长粒大，亩产达600kg，最高达750kg，蛋白质含量增加8%-20%，生长期平均缩短10天。,“
8、太空椒”每个可重350克，等含量提高2030,太空番茄不但香甜可口，而且含量高，是普通品种的2.5倍，最大果重可达600克,重达46公斤的太空南瓜,太空棉花,长相奇特的南瓜,太空黄瓜,“黑农五号”大豆,黑龙江农科院用辐射方法处理大豆，培育成“黑农五号”大豆品种，含油量比原来的品种提高了2.5%，大豆产量提高了16%。,青霉菌高产菌株的选育,1943年从自然界分离出来的青霉菌只能产生青霉素20单位/mL。后来人们对青霉菌多次进行X射线、紫外线照射以及综合处理，培育成了青霉素高产菌株，目前青霉素的产量已达到5000060000单位/mL。,单倍体育种考点巩固：,方法：花药离体培养,普通植株,花粉,
9、单倍体幼苗,纯合子幼苗,筛选所需的品种,减数分裂,花药离体培养,秋水仙素处理,DDTT,DdTt,花药离体培养,DT Dt dT dt单倍体幼苗,秋水仙素,DDTT,DDtt,ddTT,ddtt 二倍体植株,筛选所需的品种,ddtt,DT Dt dT dt,杂交,矮抗小麦的培育：,实例巩固：,多倍体育种考点巩固：,二倍体,四倍体,秋水仙素处理,二倍体,三倍体种子,三倍体植株,不能形成正常的生殖细胞,无子西瓜,种下去,联会紊乱,第一年,第二年,授二倍体的花粉,实例巩固：,萝卜（2a=18),甘蓝（2b=18),F1,a+b=18,秋水仙素处理,2a+2b=36,不可育,可育,“萝卜甘蓝”的形成过
10、程,实例巩固：,秋水仙素处理 杂交,染色体变异,三倍体无籽 西瓜的培育,多倍体育种,三系杂交水稻,核、质互作遗传的关系,获得二倍体或多倍纯合体,花药组织培养 秋水仙素处理,单倍体育种,黄色短杆菌、青霉菌、太空椒的选育,诱变技术处理、 空间技术处理,基因突变,诱变育种,小麦矮秆抗锈病品种的选育,杂交、自交、测交 剪刀、毛刷、套袋,遗传规律,杂交育种,应用举例,方法,原理,育种方式,常见的育种方式、方法、技术比较,例1：现有3个番茄品种，A品种的基因型为AABBdd，B品种的基因型为AAbbDD，C品种的基因型为aaBBDD。3对等位基因分别位于3对同源染色体上，并且分别控制叶形、花色和果形3对性
11、状。请回答：,（1）如何运用杂交育种方法利用以上3个品种获得基因型为aabbdd的植株？（用文字简要描述获得过程即可）,（1）A和B杂交得到杂交一代，杂交一代再与C杂交，得到杂交二代，杂交二代自交，即可得到基因型为aabbdd的种子，该种子可长成aabbdd植株,（2）如果从播种到获得种子需要一年，获得基因型为aabbdd的植株最少需要多少年？,3年,AABBdd,AAbbDD,（A）,（B）,AABbDd,aaBBDD,AaBbDd,aabbdd（种子）,aabbdd（植株 ）,配子,abd,abd（单倍体幼苗）,aabbdd（植株 ）,减数分裂,秋水仙素 处理,花药离体培养,第一年,第二年
12、,第三年,第四年,第三年,（C）,A品种的基因型为AABBdd，B品种AAbbDD，C品种为aaBBDD。,例题2 ：下图是用某种作物的两个品种和分别培育出、品种的示意图，试分析回答： AABB E Ab - D AaBb F AAbb- aabb G AAaaBBbb- （1）用和培育所采用的D和F步骤分别是 和 。其应用的遗传学原理是 。 （2）用培育所采用的E和H步骤分别是 和 。其应用的遗传学原理是 。 （3）用培育所采用的G步骤是_ 。 其遗传学原理是_。,杂交,自交,基因重组,花药离体培养,秋水仙素处理幼苗,染色体变异（单倍体育种）,秋水仙素处理幼苗,染色体变异（多倍体育种）,例3
13、：(08年全国理综卷31) 某植物块根的颜色由两对自由组合的基因共同决定。只要基因R存在，块根必为红色， rrYY或rrYy为黄色，rryy为白色；基因M存在时果实为复果型， mm为单果型。 要获得白色块根、单果型三倍体种子。 (1)请写出以二倍体黄色块根、复果(rrYyMm)植株为原始材料，用杂交育种方法得到白色块根、单果型三倍体种子的主要步骤。,rrrryyyymmmm,rryymm,黄复rrYyMm,1、二倍体植株（rrYyMm）自交，得到种子,2、从自交后代中选择白色块根、单果型的二倍体植株， 并收获其种子（甲）,3、播种种子甲，长出的植株幼苗经秋水仙素处理，得到白色块根、单果型四倍体
14、植株，并收获其种子（乙）,4、播种甲、乙两种种子，长出植株后，进行杂交，得到白色块根、单果型三倍体种子,步骤：,rrrryyyymmmm,rryymm,黄复rrYyMm,用杂交育种方法,基因工程育种考点巩固：,提取目的基因（抗病毒基因） 目的基因与运载体结合 将目的基因导入受体细胞 目的基因的检测与鉴定,重组质粒,基因工程育种,基因工程操作的工具,基因的剪刀限制性(核酸内切)酶。,限制性内切酶,分布：主要在微生物中。 特点：特异性，即识别特定核苷酸序列， 切割特定切点。 结果：产生黏性末端（碱基互补配对）。 举例：大肠杆菌的一种限制酶（EcoR）能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。,一
15、种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切割点上将DNA 分子切断。目前已发现的限制酶有200多种。,限制性内切酶（EcoR）作用过程,点击播放,连接酶的作用：将互补配对的两个黏性末端连接起来，使之成为一个完整的DNA分子。,基因的针线DNA连接酶。,DNA连接酶的作用过程,点击播放,运载体,作用：将外源基因送入受体细胞。 种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。,能将外源基因送入细胞的工具就是运载体。,3.具备的条件：能在宿主细胞内复制并稳定地保存；具有多个限制酶切点；有某些标记基因。,利用质粒将外源基因运载入受体细胞中,基因操作的基本步骤,提取目的基因 目的基因与运载体结合 将目的基因导入受体细胞 目的基因的检测与鉴定,？如何让大肠杆菌生产人胰岛素？,从细胞中分离出DNA,限制酶截取DNA片断,分离大肠杆菌中的质粒, DNA重组,用重组质粒转化大肠杆菌,培养大肠杆菌克隆大量基因,1、基因工程与作物育种,基因工程育种的应用,抗虫害的玉米,抗虫的基因来自苏云金杆菌。苏云金杆菌形成的伴胞晶
