高中生物-第二节-生物变异在生产上的应用-课件必修二教学内容

1、高中生物-第二节-生物变异在生产上的应用-课件必修二杂交育种杂交育种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 (选优选优 自交自交)若干次若干次纯纯种种3、原理、原理基因重组基因重组4例子例子农作物：袁隆平杂交水稻农作物：袁隆平杂交水稻农作物：袁隆平杂交水稻农作物：袁隆平杂交水稻2003年年10月月9日，日，30多年前颠覆了国际经典水稻多年前颠覆了国际经典水稻理论的袁隆平再次让世界注意到了他

2、。湖南省湘理论的袁隆平再次让世界注意到了他。湖南省湘潭县泉塘子乡的超级杂交稻百亩示范片平均亩产潭县泉塘子乡的超级杂交稻百亩示范片平均亩产达到达到80746公斤，这个数字接近现在全国水稻平公斤，这个数字接近现在全国水稻平均亩产量的两倍，比普通杂交水稻的亩产量高出均亩产量的两倍，比普通杂交水稻的亩产量高出200公斤。水稻亩产从公斤。水稻亩产从600公斤提高到公斤提高到800公斤公斤是是一个世界性的难题，而袁隆平从一个世界性的难题，而袁隆平从1997年提出年提出“超超级杂交稻计划级杂交稻计划”后，几乎每三年就能让杂交稻单后，几乎每三年就能让杂交稻单产潜力成功提高产潜力成功提高100公斤，他的研究似乎

3、是一株最公斤，他的研究似乎是一株最为优良的作物为优良的作物多产、稳定。多产、稳定。 4例子例子引进各纯种牛纯繁、驯化引进各纯种牛纯繁、驯化各纯种牛与当地黄牛杂交各纯种牛与当地黄牛杂交各杂交种互交各杂交种互交中国荷斯坦牛中国荷斯坦牛 优点：优点：泌乳期可达泌乳期可达305天，年产乳量可达天，年产乳量可达6300Kg以上以上家畜、家禽家畜、家禽：中国荷斯坦牛的育种过程：中国荷斯坦牛的育种过程：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第基因型不同的两个亲本个体杂交产生的杂种第一代，在生长、繁殖、抗逆性、产量等性状上一代，在生长、繁殖、抗逆性、产量等性状上优于两个亲本的现象。如优于两个亲

4、本的现象。如骡子优点：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，过程复杂作量大，过程复杂,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 。5、杂交育种的优缺点、杂交育种的优缺点讨论：杂交育种的优点是很明显的，但在实际操讨论：杂交育种的优点是很明显的，但在实际操作中会遇到不少困难。请从杂交后代可能出现的作中会遇到不少困难。请从杂交后代可能出现的各种类型，及育种的时间等方面，分析杂交育种各种类型，及育种的时间等方面，分析杂交育种方法对不足。方法对不足。

5、基因型位基因型位AaBb的水稻自交，自交后代中两对基因的水稻自交，自交后代中两对基因都是纯合的个体占总数的（都是纯合的个体占总数的（ ）A2/16 B4/16 C6/16 D8/16B作业本：作业本：44页页T4诱变育种诱变育种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：基因突变和染色体变异基因突变和染色体变异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，

6、培育成了黑龙江省农科院用辐射方法处理大豆，培育成了“黑农五号黑农五号”等大豆品种等大豆品种，产量提高了，产量提高了16，含，含油量比原来提高油量比原来提高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，霉菌分泌的青霉素很少，青霉素是抗菌素的一种，是第一种能够治疗肺炎、脑膜炎、脓肿等人类疾是第一种能够治疗肺炎、脑膜炎、脓肿等人类疾病的抗生素。但产量只有病的抗生素。但产量只有20单位单位/mL。后来，人们。后来，人们对青霉菌进行对青霉菌进行X射线、紫外线照射以及综合处理，射线、紫外线照射以及综合处理，

7、培育成了青霉素产量很高的菌株，目前产量已经培育成了青霉素产量很高的菌株，目前产量已经可以达到可以达到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的含量提高了的含量提高了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；水稻蛋白质含量可提高粒以上；水稻蛋白质含量可提高8.7%12%。 6、诱变育种的优缺点诱变育种的优缺点讨论：与杂交育种相比，诱变育种有什么优点？讨论：与杂交育种相比，诱变育种有什么优点？

8、联系基因突变的特点，谈谈该育种的局限性。要联系基因突变的特点，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？想克服这些局限性，可以采取什么办法？优点：可以提高突变频率，在短时间内获得更优点：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：有利变异少，需大量处理供试材料缺点：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，为育种创造出丰富对原材料。创造出丰富对原材料。能在较短的时间内有效对改良生物品种的某些性状。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

9、质，增强抗逆性。单倍体育种单倍体育种1 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：用单倍体做中间环节产生具有优良、概念：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。性状的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）人工诱导染色体加倍人工诱导染色体加倍AAbbAAbb宽、不抗宽、不抗aaBBaaBB窄、抗窄、抗AaBbAaBb宽、抗宽、抗花药离体培养花药离体培养ABABAbAbaBaBabab人工诱导染色体加倍人工诱导染色体

10、加倍AABBAABB宽、抗宽、抗AAbbAAbbaaBBaaBBaabbaabbF1单倍体单倍体4、单倍体育种的特点：、单倍体育种的特点：缩短育种年限。缩短育种年限。能排除显隐性干扰，提高效率能排除显隐性干扰，提高效率.5、原理：染色体变异、原理：染色体变异1. 1. 多倍体对细胞通常壁二倍体对细胞大，细多倍体对细胞通常壁二倍体对细胞大，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）多倍体水稻多倍体水稻多倍体育种多倍体育

11、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方法方法原理原理2.2.应用应用 帕帕 米米 尔尔 高高 原原 据统计据统计, ,帕米尔高原上的植物帕米尔高原上的植物65%65%以以上是多倍体。上是多倍体。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，导致的形成，导致_不能不能_ _ _， 从而引起细胞内染色体从而引起细胞内染色体_。染色体数目加。染色体数目加倍的细胞继续进行

12、倍的细胞继续进行_分裂，将来就可能发育成分裂，将来就可能发育成 _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移向两极移向两极数目加倍数目加倍有丝有丝多倍体多倍体二倍体二倍体八倍体八倍体四倍体四倍体秋水仙秋水仙素处理素处理秋水仙秋水仙素处理素处理无籽西瓜的培育过程无籽西瓜的培育过程二倍体二倍体幼苗幼苗四倍体四倍体植株植株秋水仙素处理秋水仙素处理染色体加倍染色体加倍二倍体二倍体幼苗幼苗二倍体二倍体植株植株发育发育授粉授粉二倍体二倍体幼苗幼苗二倍体二倍体植株植株发育发育花粉花粉诱导诱导三倍体三倍体种子种子三倍体三倍体无籽瓜无籽瓜三倍体三倍体植株植株发育发育转基因技术转基

13、因技术1、概念：、概念：2、例子：、例子：3、特点：、特点：4、转基因食品的安全性、转基因食品的安全性结结 果：果：定向定向改造生物的性状，获得人类所改造生物的性状，获得人类所需要的品种。需要的品种。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) )转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转鱼抗寒基转鱼抗寒基因的番茄因的番茄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取是从生物组织中提取的。受材料来源限

14、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。胰岛素从猪、牛等动物的胰胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，腺中提取，100Kg100Kg胰腺只能提取胰腺只能提取4-5g4-5g的胰岛素，其产量之低和价的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。格之高可

15、想而知。将合成的胰岛将合成的胰岛素基因导入大肠杆素基因导入大肠杆菌，每菌，每2000L2000L培养液培养液就能产生就能产生100g100g胰岛胰岛素！使其价格降低素！使其价格降低了了30%-50%!30%-50%!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，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变异染色体变异（成倍减少）（成倍减少）染色体变异染色体变异（成倍增加（成倍增加）杂交杂交用物理或化学用物理或化学方法处理生物方法处理生物花药离体培养花药离体培养单倍体单倍体秋秋水仙素处理水仙素处理纯种纯种秋水仙素秋水仙素处理处理使位于不同使位于不同个体的优良个体的优良性状集中于性状集中于一个个体上一个个体上提高变异频率，提高变异频率，加