生物变异在生产上的应用(上课)

生物变异在生产上的应用这些西瓜是怎样得到的呢？方形西瓜是怎样“炼〞成的问题1：收获这些西瓜的种子播种后，子代西瓜的形状如何？问题2:如何获得可遗传“方形〞性状的西瓜？思考：诱变育种1、农作物强辐射，微重力和高真空等太空综合环境因素诱发植物种子的基因变异

加速育种的进程。应用例子：2、微生物青霉菌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。青霉素是第一种能够治疗肺炎、脑膜炎等人类疾病的抗生素。但产量只有20单位/mL。后来，人们对青霉菌进行X射线、紫外线照射以及化学诱变，培育成了青霉素产量很高的菌株，目前产量已经可以到达50000单位/mL～60000单位/mL。大幅度改进生物的性状。一、诱变育种2.方法：人工诱变1.原理：基因突变，染色体畸变物理方法(紫外线、α射线、宇宙射线、失重等)化学方法(亚硝酸、秋水仙素、硫酸二乙酯等)3.应用：广泛应用于农作物育种和微生物育种。诱变育种的优缺点优点：缺点：①提高突变频率。〔100~1000倍〕盲目性大，有利变异少，需处理大量材料能不能控制突变方向？②加速育种的进程。③大幅度改进生物的性状。杂交水稻杂种优势：基因型不同的两个亲本，杂交产生的杂种第一代，在性状上优于两个亲本的现象。

骡子要比马省草料省得多，而且力量也比马大，是一种省吃能干的牲畜，但它不能生育。利用的原理是：基因突变？基因重组？染色体变异？1.概念

利用基因重组原理，有目的的将两个或多个品种的优良性状组合在一起，培育出更优良的新品种。二、杂交育种黄果肉那么具有较强的抗病能力。红果肉的番茄比较受消费者的喜爱，但它容易感染疾病；易感病、红果肉（AABB）抗病、黄果肉(aabb)VS开动脑筋：如何得到抗病的红番茄呢？二、杂交育种过程F3P抗病、黄果肉

aabb×

感病、红果肉

AABBF1

感病、红果肉

AaBb↓↓×F2A_B_A_bbaaB_aabb抗红aaB_

aabb抗红

抗黄↓×原理？

杂交

选优

自交自交

选优基因重组…

自交×…二、杂交育种基因重组1、使位于不同个体上的多个优良性状集中于一个个体上——即“集优〞；2、操作简单。育种周期长，工作量大。原理：

方法：

优点：缺点：杂交→自交→选优→连续自交→选优杂交后代会出现性状别离，进行纯化所需时间长。〔自交选择需五~六代,甚至十几代)如何加速？三、单倍体育种

1.单倍体：由配子〔花药〕发育而来的个体。植株小而弱、且高度不育。2.方法：花药离体培养；染色体加倍，成为可育的纯合子。花药花粉粒人工获得单倍体植株：花药离体培养技术花药离体培养单倍体幼苗可育的纯合子秋水仙素处理(诱导染色体数加倍)AB、Ab、aB、abAB、Ab、aB、abAABB、AAbb、aaBB、aabb早熟抗病花药花药

AB

AbaB

ab单倍体

AB

AbaB

ab

AAbbaaBB

aabb纯合子AABB抗病红果P抗病、黄果肉

aabb×易感病、红果肉

AABBF1易感病、红果肉

AaBb↓杂交花药离体培养

秋水仙素筛选产生配子三、单倍体育种

4条染色体8条染色体无纺缍体形成

复制着丝点分裂无纺缍丝牵引细胞分裂体细胞有丝分裂：秋水仙素作用时间：前期基因突变：间期三、单倍体育种

1.原理：染色体畸变〔染色体组：先减倍，再加倍〕3.优点：明显缩短育种年限；排除显隐性干扰2.方法：杂交获得F1；花药离体培养；秋水仙素加倍4、缺点：技术复杂，需要与杂交配合四、多倍体育种多倍体特点：器官大，细胞中有机物含量高，抗逆性强。缺点：结实率较低，发育缓慢。据统计,帕米尔高原上的植物65%以上是多倍体。自古以来，西瓜都是有种子。在炎热的夏季，当人们大嚼味甜多汁的西瓜以消暑解渴之际，却不得不频频地吐出西瓜子，实有厌烦之感。因此，人们早就渴望获得无子西瓜，以除美中缺乏。但是，这种奇想能够实现吗？想一想:1、为什么用秋水仙素处理二倍体西瓜的幼苗或萌发的种子？2、三倍体西瓜为什么无籽？3、两次传粉的作用有什么不同？4、三倍体植株的无籽性状是否可遗传？想一想:5、亲本基因型如下图，那么第一年的瓜瓤基因型？种子中胚的基因型？6、第二年无籽西瓜的瓜瓤基因型？aabbAABBAAAABBBBAAaBBb普通小麦(六倍体)AABBDD小黑麦(二倍体)(RR)X多倍体育种实例：八倍体小黑麦的培育八倍体小黑麦AABBDDRR一定浓度秋水仙素处理ABDR配子P四倍体小黑麦ABDRF1可育的异源八倍体四、多倍体育种1.原理：染色体畸变〔染色体组加倍〕2.方法:3.优点：操作简单，能较快获得所需品种4.缺点：一般只适合于植物，发育延迟，结实率低。低温处理秋水仙素多倍体育种是否适用于动物5.思考：新问题：北极海鱼有抗冻基因如何得到抗冻的番茄？抗冻基因北极海鱼重组DNA

番茄导入运载体

五、转基因技术抗冻基因表达抗冻番茄苏云金杆菌抗虫基因棉花抗虫棉花表达导入＋运载体

五、转基因技术〔异源〕基因重组定向改变生物的性状，〔针对性强、效率高〕打破物种界限，克服远缘杂交不亲和的障碍技术复杂，操作难度大。破坏生态环境、威胁人类健康。

原理:方法:优点:缺点:提取目的基因→目的基因与运载体结合→导入受体细胞→检测基因表达。名称原理方法优点缺点杂交→自交→选育总结：杂交育种基因重组集优育种周期长单倍体育种多倍体育种转基因育种染色体畸变基因重组花药离体培养，秋水仙素处理加倍秋水仙素处理萌发种子或幼苗目的基因导入受体细胞缩短育种年限操作简单，能较快获得所需品种器官大，营养丰富定向改造；克服远缘杂交不亲和技术复杂，存在平安问题发育延迟，结实率降低，多限于植物技术复杂，需与杂交育种配合，多限于植物染色体畸变诱变育种基因突变辐射、化学诱变提高变异频率，加快育种进程，大幅改进性状盲目性大，有利变异少，需处理大量材料1、用普通小麦(六倍体)的成熟花粉培育出来的植株是A．多倍体

B．含有三个染色体组C．单倍体植株

D．高度不育植株

BCD2、以下关于“卫星87-2〞青椒〔太空椒〕的说法正确的选项是A．属于基因突变

B．属于空间技术育种C．充分利用了空间技术进行定向突变AB3、在生产实践中，欲想获得无子果实，常采用的方法有A．人工诱导多倍体育种

B．人工诱变育种C．单倍体育种

A3、在生产实践中，欲想获得无子果实，常采用的方法有A．人工诱导多倍体育种

B．人工诱变育种C．单倍体育种

A4、某地区生长的野生植物类群中出现了许多变异植株。请分析答复有关问题：〔1〕植株的可遗传变异类型中，只能发生在减数分裂过程中的是

。〔2〕局部变异植株与正常植株相比，茎秆粗壮，营养物质含量明显增加。原因是环境因素影响了这些植株有丝分裂中

的形成，导致

成倍增加。〔3〕某种植物有甲、乙两株突变植株，对它们同一基因形成的mRNA进行检测，发现甲的第二个密码子中第二个碱基C变为U，乙的第二个密码子中第二个碱基前多了一个U，那么与正常植株相比

的性状变化大。〔4〕通过基因工程来培育新品种的主要优势是

。

基因重组纺锤体染色体数目定向地改造生物的遗传性状乙5、以下图A、B分别表示两种培育新品种的原理、方法。据图答复：〔1〕A图所示的育种方法是

________

，育种原理是

________

；〔2〕B图所表示的育种方法叫____________________，育种原理是

________

；如果两对基因位