育种技术(一轮复习).ppt

一轮复习,考纲要求,第二十五讲 育种技术,考点一 基因工程及其应用,1.基因工程的概念（必修二P102）,基因拼接,DNA重组,DNA分子,分子,定向,2.基因工程的操作工具,（1）基因的“剪刀”：,（2）基因的“针线”：,（3）基因的运载体：,限制性核酸内切酶,一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,DNA连接酶,限制酶和DNA连接酶都是一类酶，不是一种酶,常用的运载体有质粒（拟核或细胞核外能自主复制的小型环状DNA）、噬菌体和动植物病毒等。,思考2：运载体和细胞膜上的载体相同吗？,不同 运载体是将外源基因导入受体细胞的专门运输工具，常用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒; 细胞膜上的载体是位于细胞膜上的载体蛋白，与控制物质进出细胞有关。,思考1：DNA连接酶和限制酶分别作用于图中的_,3.基因工程的操作步骤,1,提取目的基因,2,目的基因与运载体结合,3,将目的基因导入受体细胞,4,目的基因的检测和鉴定,生物育种是指人们按照自己的意愿，依据相关的育种原理，有目的、有计划地改变生物的遗传物质以获得人们所需要的生物新品种。,考点二 生物育种,1.生物育种的含义：,2.生物育种的方法,育种方法的类型： 、表示_ 表示_ 表示_ 、表示_ 表示_,杂交育种,多倍体育种,诱变育种,单倍体育种,基因工程育种,可遗传的变异 基因突变 基因重组 染色体变异,真核生物 原核生物 病毒,有性生殖的真核生物,具有染色体结构的生物,3.生物育种的原理,基因重组,基因工程育种,染色体变异,多倍体育种,细胞膜流动性 细胞全能性,细胞工程育种,染色体变异,单倍体育种,基因突变,诱变育种,基因重组,杂交育种,原理,育种方法,3.生物育种的原理,4.生物育种的实例分析,背景：已知在荔枝的性状控制中，D（高杆）对d（矮杆）显性，T（甜味）对t（非甜味）显性。现有两株普通荔枝，一株的基因型是DDTT，另一株的基因型是ddtt。,问题1：假如你是育种专家，能否利用普通荔枝得到良种荔枝（ddTT）？请简要介绍你的育种方案。（用遗传图解和必要的文字表示）,需要的矮甜品种,方案一,思考 1.选育从哪代开始？为什么？ 2.如果选育的是隐性性状，需要连续自交吗？ 3.动物杂交育种与植物有什么不同？,不需要，只要出现该性状即可,F2，原因是从 F2 开始出现性状分离,: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）,长毛折耳猫,短毛折耳猫,长毛立耳猫,试一试,长立 长折 短立 短折,Bbee,BBee,BBee,Bbee,bbee,bbee,长折,短折,长折,长折,短折,杂交,F3,长折,短折,思考：动物杂交育种的方法与植物杂交育种的方法有何区别？,？如何鉴别个体的基因型并保种,保种,1.动物杂交育种中纯合子获得不能通过逐代自交，而应改为测交。 2.比植物杂交育种所需年限短。,思考1.杂交育种与杂种优势是一回事吗？,杂种优势是指基因型不同的亲本个体相互杂交产生的杂种子一代,在生长势、生活力、繁殖力、抗逆性、产量和品质等一种或多种性状上优于两个亲本的现象。杂种优势的大小取决于双亲的遗传差异和互补程度。,不是。两者都是将两个品种中的优良性状集中到一个亲本上，但杂交育种培育成能稳定遗传的纯合子，杂种优势主要是利用杂种F1的优良性状，并不要求遗传学上的稳定。,例1.杂交玉米的种植面积越来越大,农民需要每年购买玉米杂交种,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产生性状分离,D,思考2.杂交育种与植物体细胞杂交有什么区别？,1两者的原理不同： 2杂交性质不同：杂交育种结合的是精子和卵细胞，即有性生殖细胞，为有性杂交；植物体细胞杂交结合的是体细胞，为无性杂交。 3杂交亲本的不同：杂交育种所用的亲本一般属于同一个物种，而植物体细胞杂交所用的亲本可以是种内的，也可以是种间的。 4杂交后代染色体数目的变化：杂交育种后代染色体数与亲代相同，而植物体细胞杂交后代的染色体数与亲代不同，可能会出现异源多倍体。,思考3.杂交育种能否应用于微生物育种？试分析原因？,不能，杂交育种利用基因重组的原理，一般发生在有性生殖的减数分裂过程中，微生物一般不进行减数分裂，故不用杂交育种。,需要的矮甜品种,方案二,思考 1.秋水仙素的作用机理是？作用时期是？ 2.与杂交育种相比，单倍体育种的优点是？,明显缩短了育种年限,抑制纺锤体的形成，细胞分裂前期,方案三：诱变育种,P DDTT(高杆甜味),射线,DdTT 高甜,ddTT 矮甜, ddtt（矮杆无甜）,射线,ddTt 矮甜,ddTT 矮甜,思考 1、诱变的方法有哪些？ 2、诱变的时期是？,有丝分裂间期或减数分裂前的间期（DNA复制时）,在诱变育种过程中，为什么需要大量处理供试材料？,提示：诱变育种尽管能提高突变率，但处理材料时仍然是未突变的远远多于突变的个体；突变的不定向性和一般有害的特性决定了在突变的个体中有害仍多于有利，所以必须从大量的实验材料中选择出人类所需的变异类型。,注意：诱变育种与杂交育种最大的区别在于能产生新的基因。,问题2：为了改良荔枝，欲招聘高级育种工程师一名。要求在不改变荔枝原有外观品质的前提下把其改良为无核、果大、糖分含量多。若你前往应聘，该怎样设计育种方案？,方案提示：借鉴三倍体无子西瓜的育种方式 （多倍体育种）,思考 1、诱导多倍体的方法有？ 2、有三倍体的水稻吗？为什么？ 3、还可以通过哪种生物工程培育多倍体？,例2.用秋水仙素处理幼苗,不能引起的变化是( ) 提高突变频率 获得无子果实 大幅度改良某些性状 抑制细胞有丝分裂中纺锤体的形成 获得单倍体植株 A. B. C. D.,C,解析:秋水仙素既可以在细胞分裂的间期诱导基因突变发生,也可以作用于细胞分裂的前期抑制纺锤体的形成导致染色体加倍。,例3.科学家做了两项实验：用适当浓度的生长素溶液处理未授粉的番茄花蕾子房，发育成无籽番茄；用四倍体与二倍体西瓜杂交，获得三倍体西瓜植株，给其雌蕊授二倍体花粉，子房发育成无子西瓜。下列有关叙述正确的是( ） A上述无籽番茄性状能遗传 B若取无籽番茄植株进行无性繁殖，长成的植株所结果实中有种子 C上述无子西瓜进行无性繁殖，长成的植株所结果实中有种子 D若取上述无子西瓜进行无性繁殖，长成的植株子房壁细胞含有四个染色体组,B,无籽番茄和无子西瓜的比较,四倍体西瓜二倍体西瓜（花粉）,三倍体西瓜,无子西瓜,二倍体花粉,没有改变,改变,不能遗传,遗传,香蕉(无子) 香蕉是天然的三倍体，不能形成正常的生殖细胞，因而无法进行受精作用形成种子，这与无子西瓜的形成有一定的相似之处，但无子西瓜发育所需的生长素需要由人协助提供，而香蕉子房发育所需的生长素则是由其自身提供的，其子房本身能产生一定量的生长素，促进自身子房发育成果实。香蕉的这种特性是在长期的进化过程中形成的，由于香蕉的种子退化，与之相适应的是香蕉能利用其营养器官(根、芽)，仅靠进行无性繁殖就可以生生不息了。,问题3：荔枝介壳虫害严重影响了荔枝的产量，以前果农常采用喷洒农药、放养寄生蜂等方法来防治。如今科学家在一种细菌体内找到了他的抗虫基因（L），请设计育种方案来有效减轻荔枝介壳虫危害。,提取目的基因构建基因表达载体将目的基因导入受体细胞目的基因的检测与鉴定筛选出符合要求的新品种。,方案提示：基因工程育种,思考 抗虫荔枝的培育还需要用哪种生物工程技术？,生物育种方法归纳,1.最简捷、常规的育种方法：,2.集中不同优良性状于同一生物体的育种方法：,3.快速育种的育种方法：,注意“最简便”和“最快速”的区别 “最简便”着重于技术含量应为“易操作”如杂交育种，虽然年限长，但农民自己可简单操作，但“最快速”则未必简便，如单倍体育种可明显缩短育种年限，但其技术含量、却较高，单就花粉培养成幼苗已很难实现。,杂交育种,杂交育种、单倍体育种,单倍体育种,例4.两个亲本的基因型分别是AAbb和aaBB，这两对基因按自由组合定律遗传。要培育出基因型为aabb的新品种最快捷的方法是（ ） A、人工诱变育种 B、细胞工程育种 C、单倍体育种 D、杂交育种,D,4.获得较大植株或果实或提高营养物产量的育种方法：,5.提高变异频率，获得当前不存在的基因或性状的育种方法：,6.定向改造生物性状的育种方法：,多倍体育种,基因工程育种,诱变育种,7.若实验植物为营养繁殖(如土豆、地瓜等)，则只要出现所需性状即可，不需要培育出纯种。,8.让染色体加倍可以用秋水仙素或低温进行处理，也可采用细胞融合的方法，且细胞融合能在两个不同物种之间进行。,在实际育种过程中，并非单一地运用某种 育种方式，而是根据需要选择多种育种 方式综合运用。,几种育种方法的比较,杂交,基因重组,杂交,自交,单倍体,花药离体培养,秋水仙素,单倍体幼苗过程,基因工程,基因重组,多倍体,秋水仙素,萌发的种子或,幼苗,诱变,基因突变,例5.看图填空,1.自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后，其DNA整合到细