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1、,第二节 生物变异在生产上的应用,第四章 生物的变异,你见过像图示那样大的南瓜吗？它可不是普通 的南瓜，它是由我国首次载人航天飞船“神舟” 五号带入太空培育的新品种。这种南瓜比一般 的杂交种品质好，一般重量在300400斤，是 名副其实的“巨人”南瓜。这种育种方法的原 理和过程是怎样的呢？今天我们就来学习有关育种的知识。,课堂导入,一、杂交育种,二、诱变育种,内容索引,当堂检测,三、单倍体育种、多倍体育种和转基因技术,一、杂交育种,基础梳理,1.概念：利用基因重组原理，可以有目的地将 的优良性状组合在一起，培育出更优良的新品种。 2.原理： 。 3.处理方法 (1)培育显性纯合子,连续自交,性
2、状分离,两个或多个品种,基因重组,4.优缺点 (1)优点：使位于不同个体上的多个优良性状集中于一个个体上，能产生新的 。 (2)缺点 杂交后代会出现 现象，育种过程缓慢。 不能产生新基因、新性状。,基因型,性状分离,问题探究,有两种纯种的小麦，一个为高秆(D)抗锈病(T)，另一个为矮秆(d)易感锈病(t)，这两对性状独立遗传，现要培育矮秆抗锈病新品种，方法如下： 高秆抗锈病矮秆易感锈病 F1 F2 稳定遗传的矮秆抗锈病新品种。 请据此分析： 1.过程a、b、c的处理方法分别叫什么？,答案,答案 杂交、自交、连续自交和观察筛选。,2.从哪一代开始出现矮秆抗锈病的新品种？其中有多少比例的纯合子？,
3、答案 F2中开始出现矮秆抗锈病，其中纯合子占 。,a,b,c,3.上述杂交育种过程至少需要几年的时间(假设每年只繁殖一代) ？,答案,答案 4年。,分析 第一年：种植亲代，杂交，收获F1种子； 第二年：种植F1，自交，收获F2种子； 第三年：种植F2，获得表现型符合要求的小麦(矮抗)，同时矮抗自交，收获F3种子，分单株保存； 第四年：分别种植符合要求的F3，观察是否发生性状分离，不发生性状分离的为合乎要求的新品种。,分析,4.培育细菌新品种时，能否用杂交育种的方法？,答案,答案 不能，杂交育种只适用于进行有性生殖的真核生物，如植物和动物。细菌是原核生物，不能进行有性生殖。,5.是不是所有的杂交
4、育种过程都必须从F2开始筛选？是不是也都需要连续自交提高纯合度？举例说明。,答案 不一定。如果培育杂合子品种，选亲本杂交得到的F1即可。如果选育的优良性状是隐性性状，一旦出现就是纯合的，不需要再连续自交。,杂交育种通过杂交将两个或多个品种的优良性状集中在一起，再经过自交，F2中就出现所需要的品种，如果优良性状都是隐性性状，从F2中直接选出即可，如果优良性状为显性性状，需要连续自交和筛选(有些生物也可以从F2开始进行无性繁殖，如马铃薯)，需要较长时间，杂交育种适合有性生殖的过程，原核生物一般不适用。,知识整合,拓展应用,1.在植物的杂交育种中，选种工作一般 A.从F1中选 B.只从F2中选 C.
5、从F2中选 D.从F2开始选,答案,解析,解析 在杂交育种过程中，F1一般不会发生性状分离，当在F2时，往往会发生性状分离，在育种工作中，往往选择F2作为育种工作的开始。,2.杂交玉米的种植面积越来越广，农民需要购买玉米杂交种。不能自留种子来年再种的原因是 A.自留种子发芽率低 B.杂交种都具有杂种优势 C.自留种子容易患病虫害 D.杂交种的有性繁殖后代会发生性状分离,解析 杂种后代发生性状分离，影响产量和质量。,答案,解析,二、诱变育种,基础梳理,1.概念 利用 因素诱导生物发生变异，并从变异后代中选育 的过程。 2.原理： 。 3.常用方法： 。 4.特点 (1)优点 可提高 。 能在较短
6、时间内有效地改良生物品种的某些性状。 改良作物品质，增强 。 (2)缺点：由于突变的 性，育种具有一定的盲目性。获得理想的个体需要处理大量的材料。,物理、化学,新品种,基因突变与染色体畸变,辐射诱变和化学诱变,突变频率,抗逆性,多方向,5.应用：用于作物、微生物和 育种，其中在微生物育种方面成效极为明显。,动物,问题探究,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。它们是一些生物菌种、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。请回答下列问题： 1.搭载航天器的植物种子需要做怎样的
7、处理？说明原因。,答案 浸泡种子使其萌发。因为萌发的种子细胞分裂旺盛，易受到太空诱变因素的影响发生基因突变。,2.作物种子从太空返回地面后种植，往往能出现全新的变异特征，这种变异的来源主要是什么？,答案 基因突变。,答案,3.这些新产生的变异对人类是否一定有益？,答案,答案 不一定。因为基因突变是多方向的。,4.遨游太空回到地面后的种子，种植一代发现没有所需要的性状出现，可以随意丢弃吗？说明原因。,答案 不可以。因为可能发生隐性突变。,诱变育种通常处理萌发的种子或幼苗，因为这些细胞分裂旺盛，容易发生基因突变，但因为基因突变是多方向的，不一定能获得优良性状；如果是隐性突变，还需要进一步杂交筛选。
8、,知识整合,拓展应用,3.用紫外线照射红色细菌的培养液，接种在平板培养基上，几天后出现了一个白色菌落，把这个白色菌落转移培养，长出的菌落全是白色的，这是 A.染色体畸变 B.自然突变 C.人工诱变 D.基因重组,解析 紫外线是诱导基因突变的物理因素，红色细菌经过紫外线照射后，出现了一个白色的菌落，且将这一白色菌落转移培养后，得到的子代全为白色，说明白色性状是能够稳定遗传的，由此可推知，白色性状是人工紫外线照射，红色细菌体内发生基因突变的结果。,答案,解析,4.下列不属于诱变育种实例的是 A.一定剂量的射线引起变异得到新品种 B.用一定剂量X射线处理青霉菌菌株获得高产菌株 C.玉米单株自交后代中
9、出现一定比例的白化苗 D.激光照射植物或动物引起突变得到新品种,答案,解析,解析 A、B、D三项均是物理因素诱变育种的实例。玉米单株自交后代出现一定比例的白化苗可能是由于杂合子自交产生了性状分离。,三、单倍体育种、多倍体育种和转基因技术,1.单倍体育种 (1)概念：利用 作为中间环节产生具有优良性状的可育 的育种方法。 (2)单倍体特点：植株小而弱，而且 。 (3)原理：染色体畸变。 (4)程序 用常规方法( )获得杂种F1。 获得单倍体幼苗。 用 处理幼苗(单倍体)，染色体加倍后成为可育的纯合植株。 (5)特点 缩短育种年限。 能排除显隐性干扰，提高效率。,基础梳理,单倍体,纯合子,高度不育
10、,杂交,花药离体培养,秋水仙素,种子或幼苗,纺锤体,2.多倍体育种 (1)概念：利用物理、化学因素来诱导 的产生，培育作物新品种。 (2)多倍体特点：细胞大、有机物含量 、抗逆性强。 (3)原理：染色体畸变。 (4)程序,(5)实例：三倍体无籽西瓜的培育。,多倍体,高,3.转基因技术 (1)概念：利用分子生物学和 的手段，将某种生物的 (外源基因)转移到其他生物物种中，使其出现原物种不具有的新性状的技术。 (2)原理： 。 (3)过程：用人工方法将人类所需要的 导入受体细胞内，使其整合到受体的 上。人工选择出具有所需新性状的个体。 (4)特点 增加生物变异的范围，实现种间遗传物质的交换。 针对
11、性更强、效率更高、经济效益更明显。,基因工程,基因,基因重组,目的基因,染色体,问题探究,1.如图表示用纯种的高秆(D)抗锈病(T)小麦与矮秆(d)易染锈病(t)小麦培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法，据图分析：,答案,(1)F1能产生几种雄配子？,答案 F1的基因型是DdTt，能产生四种雄配子：DT、dT、Dt、dt。,(2)过程是哪种处理？其原理是什么？,答案 过程是花药离体培养过程；原理是细胞的全能性。,答案,(3)过程是哪种处理？处理后符合要求的植株占的比例是多少？,答案 过程是用一定浓度的秋水仙素处理单倍体幼苗。处理后符合要求的植株ddTT占的比例为1/4。,2.下图是三倍体西瓜的培育过
12、程，据图分析回答下列问题：,答案,(1)过程是哪种处理过程？其原理是什么？,答案 过程是用秋水仙素处理二倍体西瓜的幼苗，产生四倍体的过程，其原理是抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍。,(2)和都是传粉，目的有什么不同？,答案 过程传粉是为了杂交得到三倍体种子，过程传粉是为了刺激子房产生生长素促进果实发育。,答案,(3)过程处理后，新产生的四倍体，各部分细胞都含有四个染色体组吗？,答案 不是。地上部分的茎、叶、花的染色体数目加倍，含有四个染色体组。根细胞没有加倍，只含有两个染色体组。,(4)西瓜f的瓜瓤、种子e的胚分别含有几个染色体组？,答案 西瓜f的瓜瓤来自母本，含有四个染色体组，而种子e的胚
13、含有三个染色体组。,(5)为什么三倍体西瓜没有种子？,答案 三倍体西瓜进行减数分裂时，由于染色体配对紊乱，一般不能产生正常配子。,拓展应用,5.下图中，甲、乙表示水稻两个品种，A、a和B、b表示分别位于两对同源染色体上的两对等位基因，表示培育水稻新品种的过程，则下列说法错误的是 A.过程简便，但培育周期长 B.和的变异都发生于有丝分裂间期 C.过程常用的方法是花药离体培养 D.过程与过程的育种原理相同,答案,解析,解析 分析题图，过程为杂交育种过程，杂交育种操作简便，但育种周期长； 过程是多倍体育种，此过程发生的染色体变异是由于秋水仙素抑制分裂前期纺锤体的形成； 表示的过程是单倍体育种，其中过
14、程常用的方法是花药离体培养； 单倍体育种与多倍体育种的原理都是染色体畸变。,6.能够打破物种界限，定向改造生物的遗传性状，按照人们的意愿培育生物新品种的方法是 A.诱变育种和转基因技术 B.杂交育种和诱变育种 C.杂交育种和基因工程 D.转基因技术育种,解析 转基因技术可以将控制特定性状的基因从一种生物体内转移到另一种生物体内，使基因实现了跨物种的转移，定向改造生物的遗传性状。,答案,解析,根据不同育种目标选择不同育种方案,课堂小结,基因重组,基因突变,染色体畸变,单倍体,缩短育种,秋水仙素,目的基因,表达,能定向改造生物的遗传性状,当堂检测,1.杂交育种是植物育种的常规方法，其选育新品种的一
15、般方法是 A.根据杂种优势原理，从子一代中即可选出 B.从子三代中选出，因为子三代中才出现纯合子 C.既可从子二代中选出，也可从子三代中选出 D.只能从子四代中选出能稳定遗传的新品种,解析 杂交育种从子二代开始出现性状分离。,2,3,4,5,1,答案,解析,2.下列几种育种方法，能改变原有基因的分子结构的是 A.杂交育种 B.诱变育种 C.单倍体育种 D.多倍体育种,答案,2,3,4,1,解析 基因的分子结构的改变是指基因中脱氧核苷酸的种类或顺序发生改变基因突变。杂交育种、单倍体育种和多倍体育种都是在原有基因结构的基础上，经过重新组合、加倍等过程产生新的性状组合，基因结构不发生变化。,解析,5,3.用六倍体小麦和二倍体黑麦培育出异源八倍体小黑麦。这种育种方式属于 A.转基因育种 B.辐射诱变育种 C.化学诱变育种 D.多倍体育种,2,3,4,1,答案,解析,解析 六倍体小麦和二倍体黑麦杂交获得异源四倍体，然后用秋水仙素处理诱导染色体加倍，经选育得到异源八倍体小黑麦，这种人工诱导多倍体的育种方式即多倍体育种。,5,4.将抗虫基因导入玉米的体细胞中，培育
