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1、第四章第四章 生物的变异生物的变异第一节第一节 生物变异的来源生物变异的来源第二节第二节 生物变异在生产上的应用生物变异在生产上的应用如何能够得到既抗病的又是红果肉的番茄呢，如何能够得到既抗病的又是红果肉的番茄呢，请问：你们有哪些方法解决这个问题？请问：你们有哪些方法解决这个问题？易感病、红果肉易感病、红果肉 （SSRRSSRR）抗病、黄果肉抗病、黄果肉(ssrr)若从播种到若从播种到收果实需要收果实需要一年一年, ,则培育则培育出能稳定遗出能稳定遗传的抗病、传的抗病、红果肉的品红果肉的品种至少种至少需要需要几年几年? ?P抗病、黄果肉抗病、黄果肉 ssrr易感病、红果肉易感病、红果肉 SSR
2、RF1易感病、红果肉易感病、红果肉 SsRr 第第1年年选育出需要的抗病、红果肉品种选育出需要的抗病、红果肉品种F2S_R_S_rr ssR_ssrr抗红抗红杂交育种过程杂交育种过程第第2年年第第3年年生长生长ssRR、 ssRr、 ssrrF3第第4年年杂杂 交交自自 交交选选 优优自自 交交选选 优优袁隆平和他培育杂交袁隆平和他培育杂交水稻的三系配套法水稻的三系配套法袁隆平院士袁隆平院士杂交水稻之父杂交水稻之父2001年月日，作为我国年月日，作为我国奖金额度最高的国家奖、国家奖金额度最高的国家奖、国家最高科学技术奖首次颁发。最高科学技术奖首次颁发。试一试：动物的杂交育种方法试一试：动物的杂
3、交育种方法长毛折耳猫（长毛折耳猫（BBeeBBee）短毛折耳猫短毛折耳猫（ bbee ）长毛立耳猫长毛立耳猫（BBEE）写出育种方案（图解）写出育种方案（图解）长毛立耳长毛立耳 短毛折耳短毛折耳BBEEBBEEbbeebbee长立长立 长折长折 短立短立 短折短折BbeeBbeeBBeeBBeeBBeeBBeeBbeeBbeebbeebbeebbeebbee长折长折 短折短折长折长折 长折长折 短折短折杂交杂交F F1 1间间交配交配选优选优测交测交 F F3 3长毛立耳长毛立耳 BbEeBbEe长毛立耳长毛立耳BbEeBbEe长折长折 短折短折动、植物杂交育种的区别动、植物杂交育种的区别 P
4、：BBDDbbddF1：BbDdF2：9B_D_:3B_dd:3bbD_:1bbdd植物：植物：F F1 1自交自交动物：动物：F F1 1雌雄个体间交配雌雄个体间交配植物：连续自交植物：连续自交、选优、选优，直至后代不发生性状分离直至后代不发生性状分离动物：选异性隐性纯动物：选异性隐性纯合子测交，不发生性合子测交，不发生性状分离的为所选品种状分离的为所选品种U结合上述结合上述2个实例，请总结出杂交个实例，请总结出杂交育种的优点和缺点？育种的优点和缺点？想一想？想一想？原理：原理： 基因重组基因重组方法：方法： 优点：优点： 使位于不同个体上的多个优良性状集中于一个使位于不同个体上的多个优良性
5、状集中于一个个体上，即个体上，即“集优集优”, ,能产生新的基因型。能产生新的基因型。缺点：缺点：杂交育种只能利用已有基因的重组，杂交育种只能利用已有基因的重组，并不能创造新并不能创造新的基因；的基因；育种所需育种所需时间较长时间较长；局限于同一物种或近；局限于同一物种或近缘物种缘物种杂交杂交自交自交选优选优 自交自交概念：概念： 杂交育种是将两个或多个品种的优良性状通过杂交育种是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，在经过选择和培育，获得新交配集中在一起，在经过选择和培育，获得新品种的方法。品种的方法。一、杂交育种一、杂交育种易感病、红果肉（易感病、红果肉（SSRR）抗病、黄果肉抗病
6、、黄果肉(ssrr)诱变育种诱变育种作物作物-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%。微生物育种微生物育种：例如青霉菌的选育。：例如青霉菌的选育。19431943年从自年从自然界分离出来的然界分离出来的青霉菌青霉菌只能产生只能产生青霉素青霉素2020单位单位/mL/mL。后来人们对青霉菌多次进行。后来人们对青霉菌多次
7、进行X X射线射线、紫外紫外线线照射以及综合处理，培育成了照射以及综合处理，培育成了青霉素高产菌青霉素高产菌株株，目前青霉素的产量，目前青霉素的产量已达到已达到50000500006000060000单位单位/mL/mL。中间为青霉菌，周围是细菌。中间为青霉菌，周围是细菌。动物动物-家蚕家蚕思考与讨论思考与讨论诱变育种的优点：能够诱变育种的优点：能够提高突变率，产生新基因提高突变率，产生新基因和和新的性状；在新的性状；在较短的时间较短的时间内获得更多的优良变异类内获得更多的优良变异类型。型。诱变育种的局限性：诱发突变的诱变育种的局限性：诱发突变的方向难以掌握方向难以掌握，突变，突变体难以集中多
8、个理想性状。体难以集中多个理想性状。2 2、联系基因突变的特点，谈谈诱变育种的局限性。、联系基因突变的特点，谈谈诱变育种的局限性。3 3、要想克服这些局限性，可以采取什么办法？、要想克服这些局限性，可以采取什么办法？1 1、与杂交育种相比，诱变育种有什么优点？、与杂交育种相比，诱变育种有什么优点？可以可以扩大诱变后代的群体扩大诱变后代的群体，增加选择的机会。，增加选择的机会。原理：原理： 基因突变基因突变( (可产生新基因可产生新基因) )、 染色体畸变染色体畸变方法：方法： 物理方法物理方法( (紫外线、紫外线、射线、失重等射线、失重等) )或化学方或化学方法法( (亚硝酸、硫酸二乙酯等亚硝
9、酸、硫酸二乙酯等) )处理植株，再选择处理植株，再选择符合要求的变异类型符合要求的变异类型 优点：优点： 能能提高变异的频率提高变异的频率，能，能大幅度改变某些性状大幅度改变某些性状。缺点：缺点：应用应用: :太空辣椒等的培育太空辣椒等的培育 、青霉菌的选育等、青霉菌的选育等动物的育种方面动物的育种方面诱发突变的方向难以掌握，诱发突变的方向难以掌握，有利变异少有利变异少，因此，因此必须必须处理大量实验材料处理大量实验材料二、诱变育种二、诱变育种三三.单倍体育种单倍体育种单倍体：体细胞中含有本物种配子数目的个单倍体：体细胞中含有本物种配子数目的个体。体。单倍体的单倍体的特点特点：植株弱小，高度不
10、育。：植株弱小，高度不育。单倍体育种单倍体育种：利用单倍体作为中间环节产生：利用单倍体作为中间环节产生具有优良性状的可育纯合子具有优良性状的可育纯合子的育种方法。的育种方法。减数分裂减数分裂配子配子 SR Sr sR sr单倍体单倍体 SR Sr sR sr单倍体育种过程单倍体育种过程 SSrr ssRR ssrr纯合子纯合子 SSRR抗病、抗病、红果肉红果肉秋水仙素秋水仙素P抗病、黄果肉抗病、黄果肉 ssrr易感病、红果肉易感病、红果肉 SSRRF1易感病、红果肉易感病、红果肉 SsRr 花药离体培养花药离体培养杂杂 交交花药离体培养花药离体培养 秋水仙素秋水仙素筛筛 选选方法方法原理：原理
11、： 染色体畸变染色体畸变方法：方法：花药离体培养花药离体培养, ,再用秋水仙素处理再用秋水仙素处理花药花粉粒秋水仙素的作用原理秋水仙素的作用原理在细胞分裂过程中，抑制纺锤体的形成在细胞分裂过程中，抑制纺锤体的形成花药离体培养单倍体幼苗单倍体幼苗可育的纯合子可育的纯合子秋水仙素处理(诱导染色体数加倍)花药缩短育种年限。缩短育种年限。能排除显隐性干扰，提高效率能排除显隐性干扰，提高效率。优点优点：缺点缺点：技术含量高技术含量高 ，操作复杂。，操作复杂。植植物物组组织织培培养养技技术术多倍体育多倍体育种种多倍体的细胞通常比二多倍体的细胞通常比二倍体的细胞大，细胞内倍体的细胞大，细胞内有机物的有机物的
12、含量高、抗逆含量高、抗逆性强。性强。多倍体有哪些特点？多倍体有哪些特点？多倍体有哪些特点？多倍体有哪些特点？三倍体香蕉三倍体香蕉二倍体有二倍体有籽西瓜籽西瓜三倍三倍体无体无籽西籽西瓜瓜二二倍体香蕉倍体香蕉例例: :无籽香蕉的形成无籽香蕉的形成香蕉的祖先为野生芭蕉，个小多籽，香蕉的祖先为野生芭蕉，个小多籽，无法食用。无籽香蕉的培育过程如下：无法食用。无籽香蕉的培育过程如下：野生芭蕉野生芭蕉2n2n有籽香蕉有籽香蕉4n4n秋水秋水仙素仙素野生芭蕉野生芭蕉2n2n无籽香蕉无籽香蕉3n3n二倍体二倍体秋水仙素秋水仙素四倍体四倍体（母本）（母本）二倍体二倍体（父本）（父本）杂交杂交花粉刺激果花粉刺激果实
13、生长实生长三倍体三倍体第一年第一年第二年第二年二倍体幼苗（二倍体幼苗（2N2N）秋水仙素秋水仙素四倍体四倍体（4N4N）二倍体二倍体（2N2N）卵细胞（卵细胞（2N2N）精子（精子（N N）受精卵（受精卵（3N3N）三倍体植株（三倍体植株（3N3N）花粉刺激花粉刺激联会紊乱联会紊乱无籽西瓜无籽西瓜三倍体植株三倍体植株多倍体育种：多倍体育种：（1 1）原理：）原理：（2 2）方法：）方法：（3 3）优点：）优点：（4 4）缺点：缺点：（5 5）应用：）应用：染色体畸变（染色体畸变（数目变异数目变异）用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗细胞大，营养含量高，抗逆性强细胞大，营
14、养含量高，抗逆性强三倍体不能产生种子三倍体不能产生种子,需年年育种需年年育种或无性繁殖或无性繁殖三倍体无籽西瓜三倍体无籽西瓜无籽原因：同源染色体联会紊乱，无法正常完成减数无籽原因：同源染色体联会紊乱，无法正常完成减数分裂，没有配子，所以就没有种子。分裂，没有配子，所以就没有种子。转转基因技基因技术术2008-11-3红网红网11月月1日，转基因蓝玫瑰日，转基因蓝玫瑰亮相日本东京国际花卉博览会。这种蓝玫亮相日本东京国际花卉博览会。这种蓝玫瑰是转基因玫瑰，被瑰是转基因玫瑰，被植入三色紫罗兰植入三色紫罗兰所含所含一种能刺激蓝色素产生的基因，花瓣因而一种能刺激蓝色素产生的基因，花瓣因而自然呈现蓝色。新
15、华社自然呈现蓝色。新华社/法新法新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台湾科学家用转基因技术开发出全球首条红荧光鱼台湾科学家用转基因技术开发出全球首条红荧光鱼中国台湾网中国台湾网2004年年4月月1日消息：该鱼是日消息：该鱼是将珊瑚红色基因将珊瑚红色基因以运用基因工程及以运用基因工程及基因转殖的生技技术基因转殖的生技技术殖入青鱼的胚胎殖入青鱼的胚胎中，而产生全身发红萤光的萤光鱼。中，而产生全身发红萤光的萤光鱼。除此之外，台港也首度展现除此之外，台港也首度展现“缤纷的萤光世界缤纷的萤光世界”，首次将陆续研发成功的，首次将陆续研发成功的各色台港各色台港2号萤光斑马鱼置于一缸，让
16、红、绿、紫、黄等色在短波长黑色及号萤光斑马鱼置于一缸，让红、绿、紫、黄等色在短波长黑色及蓝色灯的照射下相互辉映，真正展现出蓝色灯的照射下相互辉映，真正展现出“五彩缤纷五彩缤纷”的萤光世界！的萤光世界！转基因技术转基因技术1. 1.原理：原理：基因重组基因重组2.2.优点：优点：3.3.缺点：缺点：转基因生物的安全性问题：可能引起生态危机，转基因生物的安全性问题：可能引起生态危机，威胁人类健康；威胁人类健康；技术难度大。技术难度大。能够打破种属的限制，实现种间遗传物质的交换。能够打破种属的限制，实现种间遗传物质的交换。在基因水平上定向改变生物遗传性在基因水平上定向改变生物遗传性。名名称称原原理理
17、方方法法特点（优点、缺点）特点（优点、缺点）杂交杂交自交自交选选 优优基因重组基因重组集集优优，简便，但育种周期长，简便，但育种周期长杂交育种杂交育种染色体染色体畸变畸变 花药离体培养花药离体培养(单倍体单倍体)秋水仙素、选择秋水仙素、选择缩短育种年限；但有技术难缩短育种年限；但有技术难度度单倍体育种单倍体育种基因突变基因突变染色体畸变染色体畸变 人工诱变、选择人工诱变、选择改变遗传信息，创造改变遗传信息，创造新品种；新品种；但有利变异少但有利变异少诱变育种诱变育种染色体染色体畸变畸变秋水仙素加倍、杂交秋水仙素加倍、杂交抗性强，营养丰富，可培育无抗性强，营养丰富，可培育无子果实、但发育迟缓子果
18、实、但发育迟缓多倍体育种多倍体育种基因重组基因重组打破种间界限，定向改造性状，打破种间界限，定向改造性状，但难度大但难度大转基因育种转基因育种不同需求下的育种方法：不同需求下的育种方法：1 1、若要培育出原先没有的性状、若要培育出原先没有的性状诱变育种诱变育种2 2、将分布于两个不同品种上的优良性状集合于、将分布于两个不同品种上的优良性状集合于一个品种上。一个品种上。杂交育种杂交育种3 3、需要、需要快速快速获得获得纯种纯种单倍体育种单倍体育种4 4、获得结无籽果实的植株、获得结无籽果实的植株多倍体育种多倍体育种5 5、克服了远缘杂交不亲和的障碍、克服了远缘杂交不亲和的障碍 转基因技术育种转基因技术育种
