2.1生物变异的来源及育种ppt课件

1、基因突变概念：概念：DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或改变，引起分子中发生碱基对的增添、缺失或改变，引起的基因结构的改变。的基因结构的改变。时期：时期： 有丝分裂间期和减数第一次分裂间期有丝分裂间期和减数第一次分裂间期意义：意义： 产生新基因，是生物变异的根本来源，为生物进化产生新基因，是生物变异的根本来源，为生物进化提供最初的原材料。提供最初的原材料。特点：特点： 普遍性、随机性、低频率、多害少利性、不定向性普遍性、随机性、低频率、多害少利性、不定向性实例：实例： 镰刀型细胞贫血症镰刀型细胞贫血症缘由：缘由：外因是外界环境条件生物、物理、化学因素）；内因是外因是外界环境条件生物、物理、化学

2、因素）；内因是DNA复制过程中基因中脱氧核苷酸的种类、数量、排列复制过程中基因中脱氧核苷酸的种类、数量、排列顺序发生局部改变。顺序发生局部改变。 讨论结果1： 这种说法不正确。对于生物个体而言，发生自然突变的频率是很低的。但一个物种是由很多个体组成，且经漫长的进化历程中产生的突变还是很多的，其中有不少突变是有利突变，对生物的进化有重要的意义。因此，基因突变能够为生物进化提供原材料讨论讨论2 :基因突变是不是一定引起基因突变是不是一定引起生物性状的改变呢生物性状的改变呢?人工诱变的优缺点：人工诱变的优缺点：优点：大幅度提高变异频率，使变异性状较快优点：大幅度提高变异频率，使变异性状较快 稳定，缩

3、短育种周期。稳定，缩短育种周期。缺陷缺陷: :诱发产生的突变诱发产生的突变, ,有利的个体往往不多有利的个体往往不多, ,需处理大量的材料需处理大量的材料. .基因重组概念概念:是指生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状是指生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。的基因的重新组合。类型：类型：1.减数分裂时非同源染色体上的非等位基因间的自由组合减数分裂时非同源染色体上的非等位基因间的自由组合2.减数分裂四分体时，同源染色体的非姐妹染色单体间的交减数分裂四分体时，同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换叉互换区别：区别：1与与2是在有性生殖减数分裂过程中实现的。是在有性生殖减数

4、分裂过程中实现的。 3是在对基因改造、重组后导入受体细胞内通过无性繁殖，是在对基因改造、重组后导入受体细胞内通过无性繁殖， 使重组基因表达，产生出人类需要的基因产物。使重组基因表达，产生出人类需要的基因产物。3 基因工程中的基因工程中的DNA拼接技术拼接技术意义：意义： 产生新的基因型，为生物变异提供丰富的来源。产生新的基因型，为生物变异提供丰富的来源。基因重组生物多样性的原因之一，对生物进化有重要意义。生物多样性的原因之一，对生物进化有重要意义。基因工程技术可定向改变生物性状，产生出人类基因工程技术可定向改变生物性状，产生出人类所需的生物类型。所需的生物类型。基因突变和基因重组的区别 基因突

5、变 基因重组本质原因时间意义可能性产生新的基因产生新的基因产生新的基因型产生新的基因型碱基对的增添、缺碱基对的增添、缺失或改变失或改变基因自由组合；基因自由组合；基因交叉互换基因交叉互换间期间期DNA复制时复制时减数第一次分裂减数第一次分裂生物变异的根本来生物变异的根本来源；诱变育种培育源；诱变育种培育新品种新品种生物变异的丰富来生物变异的丰富来源；杂交育种培育源；杂交育种培育新品种新品种可能性很小可能性很小非常普遍非常普遍染色体变异染色体变异染色体结构的变异染色体结构的变异染色体数目的变异染色体数目的变异缺失缺失反复反复倒位倒位易位易位1、染染色色体体结结构构变变异异21三体综合征三体综合征

6、2、染色体数目的变异、染色体数目的变异性腺发育不良性腺发育不良下列人类配子中，结合会产生唐氏先天愚型21三体综合征的男性个体的两种配子是23 + X 22 + XX 21 + Y 22 + Y（ ） A、 和 B、 和 C、和 D、 和C染色体组染色体组的特点： 全部为非同源染色体； 携带全部遗传信息。在下图所示的四个细胞中，内含有两个染色体组的是（ ）A B C DA在一个染色体组中是否存在等位基因在一个染色体组中是否存在等位基因?单倍体、二倍体和多倍体单倍体单倍体二倍体二倍体多倍体多倍体配子配子发育发育受精卵受精卵（含2个染色体组）（含3个或3个以上染色体组）（含1个或几个染色体组）六倍体

7、小麦体细胞中有42条染色体，六个染色体组，用其花粉培育成的植株是单倍体，其体细胞有21个染色体，三个染色体组。多倍体育种原理：原理： 染色体变异染色体变异( (染色体组成倍地增加染色体组成倍地增加) )方法方法:用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 . .优点：优点： 育种周期短，能改良原有性状，提高产量茎杆粗育种周期短，能改良原有性状，提高产量茎杆粗壮，叶片、果实和种子较大，营养物质含量较多。）壮，叶片、果实和种子较大，营养物质含量较多。）缺陷：缺陷：一般只适合于植物，发育延迟，结实率一般只适合于植物，发育延迟，结实率低低 。运用：运用：四倍体水稻

8、的培育四倍体水稻的培育八倍体小黑麦的培育八倍体小黑麦的培育三倍体无籽西瓜的培育三倍体无籽西瓜的培育 变异原理在育种上的应用多倍体育种萌发的种子或幼苗秋水仙素分裂周期细胞2n染色体正常复制，不能形成纺锤丝细胞染色体加倍4n）多倍体组织块单倍体育种单倍体育种 原理：原理： 染色体变异染色体变异( (染色体组成倍地减少染色体组成倍地减少) ) 方法：方法： 常用方法为花药离体培养：常用方法为花药离体培养： (1)(1)先将花药离体培先将花药离体培养，培养出单倍体植株；养，培养出单倍体植株；(2)(2)将单倍体幼苗经一定将单倍体幼苗经一定浓度的秋水仙素处理获得纯合体。浓度的秋水仙素处理获得纯合体。 优

9、点： 明显缩短育种年限一般为两年），加速育种进程。明显缩短育种年限一般为两年），加速育种进程。 运用：运用： 用纯种高秆抗病小麦与矮秆不抗病小麦杂交得用纯种高秆抗病小麦与矮秆不抗病小麦杂交得F1F1，用用F1F1的花药离体培育纯种矮秆抗病小麦的花药离体培育纯种矮秆抗病小麦 杂交育种原理：原理： 基因重组基因重组方法：方法： 杂交杂交 , ,连续自交连续自交 , ,选择选择优点：优点： 使位于不同个体上的多个优良性状集中于一个个使位于不同个体上的多个优良性状集中于一个个体上，能产生新的基因型。体上，能产生新的基因型。缺陷：缺陷：育种所需时间较长自交选择需五育种所需时间较长自交选择需五-六代六代,

10、 ,甚至十几代甚至十几代) )。运用：运用：用纯种高秆抗病小麦与纯种矮秆不抗病小麦培育用纯种高秆抗病小麦与纯种矮秆不抗病小麦培育矮秆抗病小麦矮秆抗病小麦 诱变育种诱变育种原理：原理： 基因突变基因突变 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) )或化学方法或化学方法( (秋水秋水仙素、硫酸二乙酯等仙素、硫酸二乙酯等) )处理植株，再选择符合要求的变处理植株，再选择符合要求的变异类型异类型 优点：优点：产生新基因和新的性状，能提高变异的频率，后代变产生新基因和新的性状，能提高变异的频率，后代变异性状能较快稳定，加速育种进程。能大幅度改良某异性状能较快稳定，加

11、速育种进程。能大幅度改良某些性状。些性状。 缺陷：缺陷：有利个体不多，须大量处理供试材料有利个体不多，须大量处理供试材料 ，工作量大，工作量大 。运用运用: 太空辣椒的培育太空辣椒的培育 杂交育种 诱变育种多倍体育种 单倍体育种处理原理优缺点杂交杂交用射线、用射线、激光、化激光、化学药品处学药品处理生物理生物用秋水仙用秋水仙素处理种素处理种子或幼苗子或幼苗花药离体花药离体培养培养基因重组基因重组 基因突变基因突变染色体变异染色体变异 染色体变异染色体变异方法较简方法较简便，年限便，年限较长较长加速育种加速育种进程，突进程，突变后有利变后有利个体不多个体不多器官较大，器官较大，营养物质高，营养物

12、质高，发育延迟，发育延迟，结实率低结实率低缩短育种年缩短育种年限，方法复限，方法复杂，成活率杂，成活率低低小麦的高秆性状D对矮秆性状d为显性，抗锈病性状T对易染病性状t为显性，两对基因分别位于两对同源染色体上，现有纯合的高秆抗锈病和矮秆易染锈病两个品种，如果你是一位育种专家，请用不同的育种方法，设计出两套育种方案，培育出矮秆抗锈病的理想类型。方案一：（1所用的育种方法为 。（2步骤：_方案二：（1所用的育种方法为 。（2步骤：_总结：两种方法相比较，哪种方法育种较快 ，为什么？ 。 P 高杆抗锈病x 矮杆不抗病F1 高茎抗锈病F2 高茎抗病 高茎不抗病 矮茎抗病 矮茎不抗病xDDTTddttD

13、dTt 9D_T_ 3D_tt 3ddT_ 1ddtt杂交育种将F2矮茎抗病品种连续自交，分离淘汰提纯至基本不分离为止。单倍体育种高杆抗锈病 x 矮杆染锈病F1花药离体培养花药离体培养单倍体植株幼苗正常植株选择符合要求的品种秋水仙素处理秋水仙素处理DDTTddttDdTt1DT : 1Dt : 1dT : 1dtDDTT；DDtt；ddTT；ddttddTT转基因育种原理原理: DNA(基因基因)重组重组 基因工程基因工程方法方法:目的基因的提取，装入运载体，导入受体细胞，目的基因目的基因的提取，装入运载体，导入受体细胞，目的基因的检测与表达，筛选出符合要求的新品种。的检测与表达，筛选出符合要

14、求的新品种。 优点优点:不受生物亲缘关系的限制，可按人的意愿改造生物，目的性不受生物亲缘关系的限制，可按人的意愿改造生物，目的性强，科技含量高，可以培育出高产、优质或具有特殊用途的强，科技含量高，可以培育出高产、优质或具有特殊用途的动植物品种动植物品种 缺陷缺陷:技术复杂，操作要求精细技术复杂，操作要求精细, ,难度大。难度大。 运用运用:抗虫棉、转基因抗虫棉、转基因“向日葵豆向日葵豆”“”“转基因超级绵羊转基因超级绵羊”“”“转基因转基因超级鲤鱼超级鲤鱼” ” 等。等。细胞工程育种一、植物体细胞杂交育种一、植物体细胞杂交育种理论基础：理论基础： 细胞的全能性细胞的全能性方方 法：法： “去壁去壁”“”“诱融诱融”“”“组培组培”。即：去细胞壁，诱导细。即：去细胞壁，诱导细胞融合，进行组织培养获得杂种植株。胞融合，进行组织培养获得杂种植株。优优 点：点：克服不同种生物间的生殖隔离和远缘杂交不亲和的障碍，克服不同种生物间的生殖隔离和远缘杂交不亲和的障碍，可按人类意愿定向改变生物性状，培育作物新品种。可按人类意愿定向改变生物性状，培育作物新品种。缺缺 点：点： 技术复杂，操作要求精细技术复杂，操作要求精细, ,难度大。难度大。应应 用：用：“白菜白菜-甘蓝甘蓝”“”“番茄番茄