生物性状改造的几种常用方法

1、广东省珠海市实验中学广东省珠海市实验中学 周树奇周树奇20062006年年1212月月欢迎光临欢迎光临 http:/E-mail: QQ: 331944281生物性状改造的生物性状改造的几种常用几种常用方法方法 复习目标：复习目标： 1将分散于各章节的有关生物性状改造方法的知将分散于各章节的有关生物性状改造方法的知 识梳理出来形成知识体系。识梳理出来形成知识体系。 2利用基因重组、基因突变、染色体变异、基因利用基因重组、基因突变、染色体变异、基因 工程、细胞工程等遗传学原理，设计培育具有工程、细胞工程等遗传学原理，设计培育具有 优良性状的新品种的育种方法。优良性状的新品种的育种方法。 3通过试

2、题分析、练习提高审题解题能力。通过试题分析、练习提高审题解题能力。 知识回顾：知识回顾： 生物性状改造的几种常用方法或原理生物性状改造的几种常用方法或原理基因水平基因水平 染色体水平染色体水平 细胞水平细胞水平 基因突变基因突变 基因重组基因重组 基因拼接基因拼接 染色体组成倍减少染色体组成倍减少 染色体组成倍地增加染色体组成倍地增加 植物体细胞杂交。动物细胞原生质体融合。植物体细胞杂交。动物细胞原生质体融合。 核移植核移植 胚胎移植胚胎移植 DNA复制时，内复制时，内外因素的影响使外因素的影响使基因结构改变基因结构改变 基因的自由组基因的自由组合定律和连锁合定律和连锁互换定律互换定律不同生物

3、基因结构不同生物基因结构基因表达方式相同；基因表达方式相同；所有生物共用一套所有生物共用一套遗传密码。遗传密码。 人工诱变人工诱变 杂交杂交-自交自交-选优选优-自交自交 利用转基因利用转基因技术将目的技术将目的基因引入生基因引入生物体内物体内 优点：产生新基优点：产生新基因，创造新性状。因，创造新性状。不足：盲目性大。不足：盲目性大。 优点优点:将不同个体将不同个体的优良性状集中的优良性状集中到新品种上。到新品种上。 不不足：育种周期长。足：育种周期长。 优点：打破物种优点：打破物种界限，定向改造界限，定向改造生物性状。生物性状。不足：导入的目不足：导入的目的基因不一定表的基因不一定表达。达

4、。青霉素青霉素高产菌高产菌株的培株的培育育粒大油粒大油多向日多向日葵的培葵的培育育抗虫抗虫棉的棉的培育培育基因水平基因水平: :基因突变基因突变基因重组基因重组基因拼接基因拼接途径与方法途径与方法 方法评价方法评价 举例举例 原原 理理 染色体变异染色体变异生殖细胞的全生殖细胞的全能性能性 染色体变异染色体变异外界因素抑制外界因素抑制细胞分裂，复细胞分裂，复制后的染色体制后的染色体不分离，导致不分离，导致细胞染色体加细胞染色体加倍倍花药离体花药离体培养再经培养再经人工诱导人工诱导使染色体使染色体加倍加倍 一定浓度一定浓度的秋水仙的秋水仙素处理萌素处理萌发的种子发的种子或幼苗。或幼苗。 优点：获

5、得纯合优点：获得纯合体植株体植株,明显缩短明显缩短育种年限。育种年限。不足：单倍体育不足：单倍体育种一般适用于植种一般适用于植物。物。 优点：器官巨大，优点：器官巨大，提高产量和营养提高产量和营养成分。成分。不足：发育延迟，不足：发育延迟，结实率降低。结实率降低。 单倍体单倍体育种培育种培育矮秆育矮秆抗锈病抗锈病小麦小麦多倍体多倍体育种培育种培育无子育无子西瓜西瓜染色体水平染色体水平: :染色体组染色体组成倍减少成倍减少 染色体组染色体组成倍增加成倍增加 途径与方法途径与方法 方法评价方法评价 举例举例 原原 理理 细胞膜的流细胞膜的流动性、细胞动性、细胞的全能性。的全能性。 动物体细动物体细

6、胞核的全胞核的全能性能性 早期胚胎的早期胚胎的分裂、分化分裂、分化潜能潜能 细胞去壁细胞去壁原生质体融原生质体融合组织培合组织培养养将具备所需性将具备所需性状的体细胞核状的体细胞核移植到去核卵移植到去核卵细胞中。细胞中。 将获得的早将获得的早期胚胎植入期胚胎植入经激素处理经激素处理的雌性动物的雌性动物体的子宫。体的子宫。 优点：克服了远缘杂交优点：克服了远缘杂交不亲和的障碍，扩展了不亲和的障碍，扩展了可用于杂交的亲本组合可用于杂交的亲本组合范围。范围。不足：杂种细胞同时表不足：杂种细胞同时表现出两种亲本的性状还现出两种亲本的性状还有技术上的困难。有技术上的困难。 优点：改良动物品优点：改良动物

7、品种，拯救濒危动物种，拯救濒危动物不足：难度大成活率低。不足：难度大成活率低。 优点：短时间内获得大优点：短时间内获得大量具有某种优良性状的量具有某种优良性状的动物个体。动物个体。不足：成活率低。不足：成活率低。 番茄番茄-马铃薯马铃薯的培育的培育克克隆隆羊羊试管试管婴儿婴儿或动或动物物细胞水平细胞水平: :体细胞杂交体细胞杂交 核移植核移植 胚胎移植胚胎移植 途径与方法途径与方法 方法评价方法评价 举例举例 原原 理理 知识运用知识运用 例例1：下面为六种不同的育种方法。据图回答：下面为六种不同的育种方法。据图回答： (1)图中图中A至至D方向所示的途径表示方向所示的途径表示 育种方式，这育

8、种方式，这 种方法属常规育种，一般从种方法属常规育种，一般从F2代开始选种，这是因为代开始选种，这是因为。 。(2) B 常用的方法为常用的方法为 。(3) E方法所用的原理是方法所用的原理是 ，所用的方法如，所用的方法如 、 、 、 。育种时所需处理的种子。育种时所需处理的种子 应当是萌发的（而非休眠的）的种子，试阐述原因应当是萌发的（而非休眠的）的种子，试阐述原因 、 、 、 。杂交杂交 从从F2F2开始发生性状分离开始发生性状分离 花药离体培养花药离体培养 基因突变基因突变激光诱变激光诱变辐射诱变辐射诱变化学试剂诱变化学试剂诱变发后进行细胞分裂，发后进行细胞分裂，DNADNA在复制过程中

9、由于某种因素在复制过程中由于某种因素种子萌种子萌的影响可发生基因突变的影响可发生基因突变 。（4）C、F过程最常用的药剂是过程最常用的药剂是 ，其作用的原理，其作用的原理 是是 。秋水仙素秋水仙素 （5）由）由G到到H过程中涉及的生物技术有过程中涉及的生物技术有 、 和和 。（6）KLM这种育种方法的优越性表现这种育种方法的优越性表现在在 、 。 抑制纺锤体的形成，引起染色体加倍抑制纺锤体的形成，引起染色体加倍 基因工程（基因工程（DNA DNA 重组技术）重组技术） 植物组织培养植物组织培养 克服远缘杂交克服远缘杂交 不亲和的障碍，大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围不亲和的障碍，大大扩展了可

10、用于杂交的亲本组合范围 例例2、玉米是雌雄同株的植物，正常植株的基因型为、玉米是雌雄同株的植物，正常植株的基因型为A B ，基因基因 型为型为aa的植株不能长出雌花序而成为雄株，因此雄株的基因的植株不能长出雌花序而成为雄株，因此雄株的基因 型为型为aaB ；基因型为基因型为bb的植株雄花序变成雌花序而成为雌株，的植株雄花序变成雌花序而成为雌株， 因此，雌株的基因型为因此，雌株的基因型为A bb，基因型为基因型为aabb的植株顶端长出的植株顶端长出 的也是雌花序成为雌株。请分析回答下列问题：的也是雌花序成为雌株。请分析回答下列问题： 正常株正常株(A B )雄株雄株(aaB )雌株雌株(A bb

11、 )雌株雌株(aabb )（1）育种工作者选用上述材料做亲本，杂交后）育种工作者选用上述材料做亲本，杂交后 得到下表中结果：得到下表中结果： 类型类型数目数目正常株正常株雄雄 株株雌雌 株株99810011999请你写出亲本的基因请你写出亲本的基因型：型： 、 。 AaBb aabb 或或 Aabb aaBb (2)玉米的纯合体雄株和雌株在育种中有重要应用价玉米的纯合体雄株和雌株在育种中有重要应用价 值，可免除雌雄同株时杂交育种必须去雄的麻烦。值，可免除雌雄同株时杂交育种必须去雄的麻烦。 选育的纯合子雄株和雌株，应确保其杂交后代都选育的纯合子雄株和雌株，应确保其杂交后代都 是正常株，以符合生产

12、要求。那么，选育的纯合是正常株，以符合生产要求。那么，选育的纯合 子雄株的基因型应为子雄株的基因型应为 ，纯合子雌株的基纯合子雌株的基 因型应为因型应为 。 aaBBaaBB AAbbAAbb (3) 已知大田中正常植株都是杂合子，请你利用这种正常已知大田中正常植株都是杂合子，请你利用这种正常 植株设计一个育种程序，选育出符合生产要求的纯合子植株设计一个育种程序，选育出符合生产要求的纯合子 雄株和雌株。（提示：常规的杂交育种方法很难选出雄株和雌株。（提示：常规的杂交育种方法很难选出 符合要求的植株，用单倍体育种与杂交育种相结合的符合要求的植株，用单倍体育种与杂交育种相结合的 方法，容易达到育种

13、方法，容易达到育种 的目的。）的目的。） 亲本：亲本： AaBb正常株正常株减数分裂减数分裂二倍体植株二倍体植株 AABB AAbb aaBB aabb 正常株正常株 雌株雌株 雄株雄株 雌株雌株配子（花粉粒）配子（花粉粒） AB Ab aB ab花药离体培养花药离体培养单倍体幼苗单倍体幼苗 AB Ab aB ab 秋水仙素处理秋水仙素处理在获得的二倍体植株中，雄株即为符合要求的类型（在获得的二倍体植株中，雄株即为符合要求的类型（aaBB）既长出了雌花序，雄花序也转变为雌花序的雌株也为符合要既长出了雌花序，雄花序也转变为雌花序的雌株也为符合要求的雌株求的雌株不能长出雌花序，仅是雄花序转变为雌花

14、序的雌株（不能长出雌花序，仅是雄花序转变为雌花序的雌株（aabb）不符合生产要求，淘汰。不符合生产要求，淘汰。雄株雄株(aaBB )雌株雌株(AAbb )正常株正常株(AaBb )雌株雌株(aabb )巩固练习巩固练习：1下列关于育种原理的几种说法，不正确的是下列关于育种原理的几种说法，不正确的是 （ ）A育种的过程是一个选择的过程，选择方向与自然选择有所不同育种的过程是一个选择的过程，选择方向与自然选择有所不同B育种的过程是一个选择的过程，选择方向与自然选择相同育种的过程是一个选择的过程，选择方向与自然选择相同C能够创造出新品种甚至新类型的重要方法是诱变能够创造出新品种甚至新类型的重要方法是

15、诱变 D育种是对变异人工进行定向选择的过程育种是对变异人工进行定向选择的过程 B2用生长素处理获得无籽番茄和用多倍体育种获得无籽西瓜，用生长素处理获得无籽番茄和用多倍体育种获得无籽西瓜， 下列有关的叙述正确的是下列有关的叙述正确的是 （ ）A生长素处理获得番茄无籽的变异属于不能遗传的变异生长素处理获得番茄无籽的变异属于不能遗传的变异B无籽番茄植株扦插后长出的植株仍结无籽果实无籽番茄植株扦插后长出的植株仍结无籽果实C三倍体西瓜无籽的变异属于不能遗传的变异三倍体西瓜无籽的变异属于不能遗传的变异D无籽番茄属于单倍体植物无籽番茄属于单倍体植物A3现有黑色短毛免（现有黑色短毛免（BBEE）和褐色长毛免（

16、和褐色长毛免（bbee），），两对等位基两对等位基 因位于两对同源染色体上，问怎样育成能稳定遗传的黑色长毛免。因位于两对同源染色体上，问怎样育成能稳定遗传的黑色长毛免。 P BBEE bbee 亲本杂交亲本杂交 黑短黑短 褐长褐长F1 BbEe 让让F1代雌雄个体间杂交代雌雄个体间杂交F2 B_E_ B_ee bbE_ bbee 黑黑长长 褐长褐长 选黑色长毛兔和褐色长毛兔测交：选黑色长毛兔和褐色长毛兔测交：如果后代全为黑色长毛兔，则被检测的黑色长毛兔为纯如果后代全为黑色长毛兔，则被检测的黑色长毛兔为纯 合体，能稳定遗传，符合育种要求。合体，能稳定遗传，符合育种要求。如果后代出现性状分离，则被检测的黑色长毛兔不符合如果后代出现性状分离，则被检测的黑色长毛兔不符合 育种要求，淘汰。育种要求，淘汰。 4小麦品种是纯合体，生产上用种子繁殖，现要选育矮杆小麦品种是纯合体，生产上用种子繁殖，现要选育矮杆 （aa）、）、抗病（抗病（BB）的小麦新品种马铃薯品种是杂合体的小麦新品种马铃薯品种是杂合体 （有一对基因杂合即可称为杂合体），生产上通常用块（有一对