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1、第二节第二节 生物变异在生产上的应用生物变异在生产上的应用想一想：想一想： 有两个不同西瓜品种，一个是早熟、不有两个不同西瓜品种，一个是早熟、不抗病的品种（抗病的品种（AARR），另一个是晚熟、），另一个是晚熟、抗病的品种（抗病的品种（ aarr）。如何才能培育出）。如何才能培育出一个既早熟又抗病的新品种，并且新品一个既早熟又抗病的新品种，并且新品种的性状能稳定遗传？请用遗传图解表种的性状能稳定遗传？请用遗传图解表示过程，并加以文字描述。示过程，并加以文字描述。P AARR X aarr早熟不抗病早熟不抗病 晚熟抗病晚熟抗病F1 AaRr早熟不抗病早熟不抗病F2 A_R_ A_rr aaR_
2、aarr早熟不抗病早熟不抗病 早熟抗病早熟抗病 晚熟不抗病晚熟不抗病 晚熟抗病晚熟抗病9 ： 3 ： 3 ： 1 种植种植F2代，选择早熟抗病（代，选择早熟抗病（A_rr）西瓜）西瓜继续自交多代，期望获得纯合体继续自交多代，期望获得纯合体一、杂交育种一、杂交育种1概念概念利用利用基因重组基因重组的原理，有目的的将两个或多个的原理，有目的的将两个或多个品种的优良性状组合在一起，再经过选择和培品种的优良性状组合在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。育，获得新品种的方法。2方法：方法：杂交杂交 自交自交 选择优良性状品种选择优良性状品种 自交自交（4-5次）次）选择优良性状品种选择优良性状品种
3、3、原理、原理基因重组基因重组为什么要自交为什么要自交4-5代代？4例子例子农作物：袁隆平杂交水稻农作物：袁隆平杂交水稻杂种优势杂种优势:基因型不同的两个亲本个体杂交产生的杂种，在生长、基因型不同的两个亲本个体杂交产生的杂种，在生长、繁殖、抗逆性、产量等性状上优于两个亲本的现象。繁殖、抗逆性、产量等性状上优于两个亲本的现象。骡子骡子马马驴驴优点：优点：缺点缺点: 杂交后代会出现性状分离，进行纯化时工杂交后代会出现性状分离，进行纯化时工作量大作量大,所需时间长。所需时间长。育种的目的性强，使位于不同个体的优育种的目的性强，使位于不同个体的优良性状集中于一个个体上良性状集中于一个个体上 、操作简便
4、。、操作简便。5、杂交育种的优缺点、杂交育种的优缺点杂交育种所需时间一定很长吗？杂交育种所需时间一定很长吗？不一定，如果所需优良性状的基因型是隐性纯合不一定，如果所需优良性状的基因型是隐性纯合子，则子，则F2就能得到所需优良性状的纯合子。就能得到所需优良性状的纯合子。二、诱变育种二、诱变育种1概念：概念：利用物理、化学因素诱导生物发生变异，并从变利用物理、化学因素诱导生物发生变异，并从变异后代中选育新品种的过程。异后代中选育新品种的过程。4意义：意义：创造动植物、微生物创造动植物、微生物新品种新品种2方法：方法：辐射诱变、化学诱变辐射诱变、化学诱变3原理：原理：基因突变和染色体畸变基因突变和染
5、色体畸变5例子例子农作物农作物黑龙江省农科院用辐射方法处理大豆，培育成了黑龙江省农科院用辐射方法处理大豆，培育成了“黑黑农五号农五号”等大豆品种等大豆品种，产量提高了，产量提高了16，含油量比原，含油量比原来提高来提高25。微生物微生物青霉菌青霉菌最初从发霉的甜瓜上发现，这种野生的青霉菌分泌最初从发霉的甜瓜上发现，这种野生的青霉菌分泌的青霉素很少，青霉素是抗菌素的一种，是第一种能够治的青霉素很少，青霉素是抗菌素的一种，是第一种能够治疗肺炎、脑膜炎、脓肿等人类疾病的抗生素。但产量只有疗肺炎、脑膜炎、脓肿等人类疾病的抗生素。但产量只有20单位单位/mL。后来，人们对青霉菌进行。后来，人们对青霉菌进
6、行X射线、紫外线照射线、紫外线照射以及综合处理，培育成了青霉素产量很高的菌株，目前射以及综合处理，培育成了青霉素产量很高的菌株，目前产量已经可以达到产量已经可以达到50 000单位单位/mL60 000单位单位/mL。 太空育种太空育种太空辣椒平均单个重达太空辣椒平均单个重达500克，果实中维生素克，果实中维生素C的含量提的含量提高了高了10%25%；黄瓜；黄瓜1根达根达1米多长；米多长；“航天芝麻航天芝麻1号号”不仅个大，而且单株蒴果达不仅个大，而且单株蒴果达98粒以上；水稻蛋白质含粒以上；水稻蛋白质含量可提高量可提高8.7%12%。 染色体畸变染色体畸变6、诱变育种的优缺点诱变育种的优缺点
7、讨论：与杂交育种相比，诱变育种有什么优点？联讨论：与杂交育种相比，诱变育种有什么优点？联系基因突变的特点，谈谈该育种的局限性。要想克系基因突变的特点，谈谈该育种的局限性。要想克服这些局限性，可以采取什么办法？服这些局限性，可以采取什么办法？优点：优点：可以提高突变频率，在短时间内获得更可以提高突变频率，在短时间内获得更多的优良变异类型。多的优良变异类型。缺点：缺点：有利变异少，需大量处理供试材料有利变异少，需大量处理供试材料提高变异频率，能产生多种多样对新类型，为育种提高变异频率，能产生多种多样对新类型，为育种创造出丰富的原材料。创造出丰富的原材料。能在较短的时间内有效对改良生物品种的某些性状
8、。能在较短的时间内有效对改良生物品种的某些性状。改良作物品质，增强抗逆性。改良作物品质，增强抗逆性。三、单倍体育种三、单倍体育种1、单倍体植株特点：、单倍体植株特点：弱小，且高度不育弱小，且高度不育2、概念：、概念：用单倍体做中间环节产生具有优良性状的用单倍体做中间环节产生具有优良性状的可育纯合子的育种方法。可育纯合子的育种方法。3、过程：、过程：二倍体植株二倍体植株（杂合子）（杂合子）花药离体培养花药离体培养单倍体植株单倍体植株 二倍体植株二倍体植株 （纯合子）（纯合子）秋水仙素处理秋水仙素处理4、单倍体育种的优点：、单倍体育种的优点：缩短育种年限。缩短育种年限。能排除显隐性干扰，提高效率能
9、排除显隐性干扰，提高效率.6、原理：、原理： 染色体畸变染色体畸变5、缺点：、缺点：技术要求高技术要求高自古以来西瓜都是有种子的。在炎热的夏季，当人自古以来西瓜都是有种子的。在炎热的夏季，当人们大嚼味甜多汁的西瓜以消暑解渴之际，却不得不们大嚼味甜多汁的西瓜以消暑解渴之际，却不得不频频地吐出西瓜子，实有厌烦之感，真是美中不足。频频地吐出西瓜子，实有厌烦之感，真是美中不足。因此，人们早就渴望获得无籽西瓜，你能实现这个因此，人们早就渴望获得无籽西瓜，你能实现这个愿望吗愿望吗? 想一想：想一想：四、多倍体育种四、多倍体育种1.1.方法方法低温处理低温处理用用秋水仙素秋水仙素处理处理2.2.应用应用无籽
10、西瓜、无籽香蕉无籽西瓜、无籽香蕉人人工工诱诱导导多多倍倍体体的的产产生生1. 1. 多倍体的细胞通常比二倍体的细胞大，细多倍体的细胞通常比二倍体的细胞大，细胞内有机物对含量高、抗逆性强。胞内有机物对含量高、抗逆性强。2.2.但发育延迟，结实率低。但发育延迟，结实率低。多倍体植株的特点多倍体植株的特点染色体加倍后的草莓（上）染色体加倍后的草莓（上）野生草莓（下）野生草莓（下）六倍体小麦六倍体小麦西瓜感染了病毒后，就会出现病毒病。叶色黄绿斑西瓜感染了病毒后，就会出现病毒病。叶色黄绿斑驳，叶面凹凸不平，果实发育不良或形成畸形果。驳，叶面凹凸不平，果实发育不良或形成畸形果。发病较轻时，形成的果实较小。
11、发病严重时可造成发病较轻时，形成的果实较小。发病严重时可造成田块绝收的现象。目前市场上还缺乏对病毒病有特田块绝收的现象。目前市场上还缺乏对病毒病有特效的药物，你有办法治疗被病毒感染的西瓜吗？效的药物，你有办法治疗被病毒感染的西瓜吗？想一想：想一想：通过转基因技术把抗病毒基因导入到通过转基因技术把抗病毒基因导入到西瓜植株细胞内西瓜植株细胞内转基因技基因技术2008-11-3 转基因蓝玫瑰亮相日本转基因蓝玫瑰亮相日本东京国际花卉博览会。这种蓝玫瑰东京国际花卉博览会。这种蓝玫瑰是转基因玫瑰，被植入三色紫罗兰是转基因玫瑰，被植入三色紫罗兰所含一种能刺激蓝色素产生的基因，所含一种能刺激蓝色素产生的基因，
12、花瓣因而自然呈现蓝色。花瓣因而自然呈现蓝色。真正蓝玫瑰面世真正蓝玫瑰面世 转基因技术造就转基因技术造就 2009-01-06西南大学：转基因研究，首先需要用一根极细的西南大学：转基因研究，首先需要用一根极细的金属针在比米粒还小的蚕卵上打一个洞，再用用钨丝做材料金属针在比米粒还小的蚕卵上打一个洞，再用用钨丝做材料的玻璃针把绿色荧光基因注射进去。这种转基因蚕所吐的蚕的玻璃针把绿色荧光基因注射进去。这种转基因蚕所吐的蚕丝在紫外光下会发出绿色荧光。丝在紫外光下会发出绿色荧光。 蚕卵蚕卵说一说一说说1.请你结合以上材料谈谈什么是转基因技术？请你结合以上材料谈谈什么是转基因技术？2.转基因技术的实施过程如
13、何？转基因技术的实施过程如何？获取目的（外源）基因获取目的（外源）基因目的基因导入受体细目的基因导入受体细胞并整合到染色体上胞并整合到染色体上外源基因的增殖与表达外源基因的增殖与表达筛选出符合要求筛选出符合要求的转基因生物的转基因生物3.转基因技术育种的原理是什么？转基因技术育种的原理是什么？基因重组（基因重组（DNA重组技术）重组技术）论一论论一论转基因技术有哪些优点或缺点？转基因技术有哪些优点或缺点？优点优点缺点缺点1.目的性强目的性强，可以按照人们的意愿定，可以按照人们的意愿定向改造生物，从而人为增加变异的范向改造生物，从而人为增加变异的范围，围，实现种间遗传物质的交换实现种间遗传物质的
14、交换；2.缩短育种年限。缩短育种年限。1.转基因生物的转基因生物的安全性问题安全性问题：可能：可能引起生态危机，威胁人类健康；引起生态危机，威胁人类健康；2.技术难度大技术难度大。意义：为作物高产、优质、抗病虫害和降低农意义：为作物高产、优质、抗病虫害和降低农药、化肥对环境的污染做出贡献。药、化肥对环境的污染做出贡献。生长快、肉质好的转基因生长快、肉质好的转基因鱼鱼( (中国中国) )乳汁中含有人生长激素的乳汁中含有人生长激素的转基因牛转基因牛( (阿根廷阿根廷) )与药物研制与药物研制我国生产的部分基因我国生产的部分基因工程疫苗和药物工程疫苗和药物许多药品的生产许多药品的生产是从生物组织中提
15、取是从生物组织中提取的。受材料来源限制的。受材料来源限制产量有限，其价格往产量有限，其价格往往十分昂贵。往十分昂贵。微生物生长迅速，容易控制，适于大规模微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化生产。若将生物合成相应药物成分的基工业化生产。若将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内，让它们产生相应的药物，因导入微生物细胞内，让它们产生相应的药物，不但能解决产量问题，还能大大降低生产成本。不但能解决产量问题，还能大大降低生产成本。环境保护环境保护基因工程做成的基因工程做成的“超级细菌超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。能吞食和分解多种污染环境的物质。通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类
16、，用基因通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类，用基因工程培育成功的工程培育成功的“超级细菌超级细菌”却能分解石油中的多种烃却能分解石油中的多种烃类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解DDTDDT等毒害物质。等毒害物质。杂交育种杂交育种诱变育种诱变育种 单倍体育种单倍体育种多倍体育种多倍体育种原原理理常常用用方方法法优优点点缺缺点点基因重组基因重组基因突变基因突变染色体畸变染色体畸变（成倍减少）（成倍减少）染色体畸变染色体畸变（成倍增加）（成倍增加）杂交杂交用物理用物理或化学或化学方法处方法处理生物理生物花药离体培养花药离体培养单倍体单倍体秋
17、秋水仙素处理水仙素处理纯种纯种低温、秋低温、秋水仙素处水仙素处理理目的性强目的性强操作简便操作简便提高突变提高突变频率，加频率，加速育种进速育种进程。程。有利变异有利变异少，需大少，需大量处理供量处理供试材料试材料明显缩短育种明显缩短育种年限，育种时年限，育种时间较短。间较短。技术复杂，需技术复杂，需与杂交育种配与杂交育种配合合各种器官大、各种器官大、营养成分高、营养成分高、抗性强抗性强与杂交育种与杂交育种配合；获得配合；获得的新品种发的新品种发育延迟育延迟育种时育种时间长间长转基因育种转基因育种基因重组基因重组基因工程基因工程目的性强，目的性强，可以按照人可以按照人们的意愿定们的意愿定向改造
18、生物向改造生物安全性问题安全性问题技术难度大技术难度大Q Q：秋水仙素处理法的具体做法是什么？原理又是什么？：秋水仙素处理法的具体做法是什么？原理又是什么？方法：方法：用秋水仙素处理用秋水仙素处理_或或_。原理：原理：当秋水仙素作用于正在当秋水仙素作用于正在_的细胞时，能够抑的细胞时，能够抑 制制_的形成，因而的形成，因而_虽然复制，但不虽然复制，但不能能_ _ _，最终导致细胞中染色体数目，最终导致细胞中染色体数目_。染色体数目加倍的细胞继续进行染色体数目加倍的细胞继续进行_分裂，将来就可分裂，将来就可能发育成能发育成_植株。植株。萌发的种子萌发的种子幼苗幼苗分裂分裂纺锤体纺锤体染色体染色体分离分离数目加倍数目加倍有丝有丝多倍体多倍体4个染色体个染色体8个染色体个染色体无纺缍体形成无纺缍体形成染色体复制染色体复制着丝点分裂着丝点分裂aarraarr晚、抗晚、抗AARRAARR早、感早、感AaRrAaRr早、感早、感花药离体培养花药离体培养ARARArAraRaRarar秋水仙素处理秋水仙素处理AARRAARRAArrAArraaRRaaRR早、抗早、抗aarraarrF1单倍体单倍体二倍体二倍体纯合子纯合子
