基因重组杂交育种染色体结构变异演示文稿

基因重组杂交育种染色体结构变异演示文稿目前一页\总数九十一页\编于十七点基因重组杂交育种染色体结构变异目前二页\总数九十一页\编于十七点

选择育种的局限性是：只能利用生物在自然环境条件下产生的有限变异，在已有的性状组合中选育优良品种。？能不能将不同品种中的优良性状结合在一起？目前三页\总数九十一页\编于十七点设想你是一位玉米育种专家，遇到这样的情况:品种A籽粒多，但不抗黑粉病；品种B籽粒少，但抗黑粉病。讨论：你用什么方法把两个品种的优良性状结合在一起，又能将缺点去掉？玉米黑粉病目前四页\总数九十一页\编于十七点

例如：已知小麦的高秆（D）对矮秆（d）为显性，抗锈病（T）对易染锈病（t）为显性，两对性状独立遗传。现有高秆抗锈病、矮秆易染病两纯系品种。你用什么方法能把两个品种的优良性状结合在一起，又能把双方的缺点都去掉？将你的设想用遗传图解表示出来。目前五页\总数九十一页\编于十七点第一步：先杂交得到高抗植株；第二步：将矮抗植株连续自交直至不再发生性状分离为止。总结方案PDDTT×ddtt

高杆抗病矮杆不抗病F1DdTt高杆抗病目前六页\总数九十一页\编于十七点F1:DdTtD_T_,D_tt,ddT_,ddttF2×连续自交直至到不再发生性状分离为止ddTT(矮抗)

像这样显性性状是优良性状，采用杂交育种必须连续自交4～5代后种子才相对较纯，育种年限至少5年。高杆抗病表现型:9/16高杆抗病,3/16矮杆抗病,3/16高杆不抗病,1/16矮杆不抗病目前七页\总数九十一页\编于十七点杂交育种概念

杂交育种是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。方法：杂交自交(选优自交)若干次纯种目前八页\总数九十一页\编于十七点中国黄牛ⅹ中国荷斯坦牛荷斯坦牛引进各纯种牛纯繁、驯化↓各纯种牛与当地黄牛杂交↓各杂交种互交↓……↓中国荷斯坦牛

优点：泌乳期可达305天，年产乳量可达6300Kg以上中国荷斯坦牛的育种过程：目前九页\总数九十一页\编于十七点引进各纯种牛纯繁、驯化↓各纯种牛与当地黄牛杂交↓各杂交种互交↓……↓中国荷斯坦牛

优点：泌乳期可达305天，年产乳量可达6300Kg以上中国荷斯坦牛的育种过程：中国黄牛ⅹ中国荷斯坦牛荷斯坦牛目前十页\总数九十一页\编于十七点杂种优势

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、产量等性状上优于两个亲本的现象。如骡子目前十一页\总数九十一页\编于十七点目前十二页\总数九十一页\编于十七点农民老头袁隆平目前十三页\总数九十一页\编于十七点袁隆平：“杂交水稻之父”

（中国为你骄傲）

袁隆平，一个属于中国，也属于世界的名字，他发起的“第二次绿色革命”，给整个人类带来了福音。现为中国工程院院士的袁隆平，从60年代开始致力于杂交水稻的研究，经过12年的努力，成功培育出了“三系杂交稻”。1976至1987年间，他培育的杂交水稻种植面积累计达到11亿亩，增产稻谷1000亿公斤。1979年，杂交水稻作为我国第一个农业技术专利转让美国。以后，他又研制出一批比现有三系杂交水稻增产5％—10％的两系品种间杂交组合。

如今，我国大江南北的农田普遍种上了袁隆平研制的杂交水稻。杂交水稻的大面积推广应用，为我国粮食增产发挥了重要作用。国际同行称他为“杂交水稻之父”。

2003年10月9日，30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。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达到807．46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200公斤。水稻亩产从600公斤提高到800公斤是一个世界性的难题，而袁隆平从1997年提出“超级杂交稻计划”后，几乎每三年就能让杂交稻单产潜力成功提高100公斤，他的研究似乎是一株最为优良的作物——多产、稳定。

目前十四页\总数九十一页\编于十七点在当今中国，有一半水稻种植面积和60%的水稻产量源自袁隆平和他的助手培育的杂交水稻。农民们说：我们要感谢两个“平”——一个是邓小平给政策，一个是袁隆平给种子。目前十五页\总数九十一页\编于十七点杂交育种优点：缺点:1·只能利用已有基因重组，按需选择，不能创造新的基因2·杂交后代会出现性状分离，（进行纯化时工作量大），育种进程缓慢，过程繁琐。使位于不同个体的优良性状集中于一个个体上总结杂交育种的原理、优点、缺点原理：基因重组目前十六页\总数九十一页\编于十七点目前十七页\总数九十一页\编于十七点目前十八页\总数九十一页\编于十七点生物的变异不可遗传的变异（环境条件）可遗传的变异（遗传物质）

基因突变基因重组染色体变异目前十九页\总数九十一页\编于十七点

基因突变与染色体变异的区别基因突变染色体变异变异水平光镜下观察遗传效应分子水平看不到能看到碱基序列发生改变碱基数量和排列顺序发生改变细胞水平目前二十页\总数九十一页\编于十七点

染色体变异实例目前二十一页\总数九十一页\编于十七点症状：患者两眼距离远，耳位低下，存在着严重的智力障碍，且生长发育迟缓。病儿哭声轻、音调高，很像猫叫而得名。发病率1/10万。这种病的病因是什么？

猫叫综合征：

染色体变异实例目前二十二页\总数九十一页\编于十七点猫叫综合征目前二十三页\总数九十一页\编于十七点

染色体变异实例响誉世界的著名“天才”音乐指挥家舟舟目前二十四页\总数九十一页\编于十七点智障“天才”舟舟■姓名:胡一舟■出生:1978年4月1日■智商：30重度弱智（正常人的最低70）■演出:自1999年1月在保利剧场进行第一场指挥表演以来，至今已演出20场，与国内外十余家交响乐团进行过合作。病因：常染色体变异,比正常人多了一条21号染色体舟舟是一个先天智力障碍(三体综合症)患者

染色体变异实例目前二十五页\总数九十一页\编于十七点可以用光学显微镜直接观察到的染色体变化。结构的改变数目的改变目前二十六页\总数九十一页\编于十七点1缺失染色体中的某一片段缺失消失染色体结构的变异目前二十七页\总数九十一页\编于十七点Aa等位基因Aa控制花色相对形状红色和白色红色Aa白色目前二十八页\总数九十一页\编于十七点２重复:染色体中增加了某一片段重复目前二十九页\总数九十一页\编于十七点颠倒断裂连接３倒位:染色体中某一片段位置颠倒目前三十页\总数九十一页\编于十七点４易位:染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上移接目前三十一页\总数九十一页\编于十七点人5号染色体缺失→猫叫综合征人9号染色体倒位→习惯性流产果蝇X染色体重复→卵圆型眼变棒状眼人22号和14号染色体易位→白血病目前三十二页\总数九十一页\编于十七点野生型：卵圆眼变异型：棒状眼例如:果蝇X染色体重复→卵圆型眼变成棒状眼.目前三十三页\总数九十一页\编于十七点染色体结构变异染色体上的基因的数目和排列顺序改变生物性状的变异多数不利染色体结构的变异导致生物变异的原因是什么？目前三十四页\总数九十一页\编于十七点目前三十五页\总数九十一页\编于十七点

染色体变异与基因突变相比，哪一种变异对引起的性状变化较大一些？为什么？

每条染色体上含有许多基因，染色体变异会引起多个基因的变化，所以引起的性状变化较大一些。目前三十六页\总数九十一页\编于十七点目前三十七页\总数九十一页\编于十七点1、下列变异中，不属于染色体结构变异的是（）

A.染色体缺失某一片断

B.染色体增加了某一片断

C.染色体中DNA的一个碱基发生了改变

D.染色体某一片断位置颠倒了180°2、已知某物种的一条染色体上依次排列着A、B、C、D、E五个基因，下面列出的若干种变化中，未发生染色体结构变化的是（）目前三十八页\总数九十一页\编于十七点

生物的某些变异可通过细胞分裂某一时期染色体的行为来识别。甲、乙两模式图分别表示细胞减数分裂过程中出现的“环形圈”、“十字形结构”现象，图中字母表示染色体上的基因。下列有关叙述正确的是(

)A．甲、乙两种变异类型分别属于染色体结构变异和基因重组B．甲图是由于个别碱基对的增添或缺失，导致染色体上基因数目改变的结果C．乙图是由于四分体时期同源染色体非姐妹染色单体之间发生交叉互换的结果D．甲、乙两图常出现在减数第一次分裂的前期，染色体与DNA数之比为1∶2目前三十九页\总数九十一页\编于十七点个别染色体数目的增加或减少染色体组成倍的增加或减少正常增多减少目前四十页\总数九十一页\编于十七点性腺发育不良单体（2n-1)目前四十一页\总数九十一页\编于十七点先天性智障

（21三体综合征）三体(2n+1)目前四十二页\总数九十一页\编于十七点个别染色体数目的增加或减少染色体组成倍的增加或减少正常增多减少目前四十三页\总数九十一页\编于十七点ⅡⅩⅢⅡⅢⅣⅩⅣⅡⅩⅢⅡⅢⅣⅣYⅡⅢⅣⅩⅡⅢⅣⅩⅡⅢⅣY果蝇（卵原细胞）♀♂减数分裂减数分裂（精原细胞）生殖细胞卵细胞精子目前四十四页\总数九十一页\编于十七点一个染色体组两个染色体组两个染色体组细胞中的一组________染色体，它们在__________和________上各不相同，但是携带着控制生物生长发育的_______________的一组染色体，叫做一个染色体组。染色体组的概念（3要点）非同源形态功能全部遗传信息目前四十五页\总数九十一页\编于十七点3个4个1个4个染色体组数目的确认方法

（1）根据“染色体形态”判断——细胞内同种形态染色体有几条就含几个染色体组目前四十六页\总数九十一页\编于十七点

（2）根据“基因型”判断——控制同一性状的基因有几个就含几个染色体组YyRrAABBDDAaaABCD二个染色体组二个染色体组三个染色体组一个染色体组目前四十七页\总数九十一页\编于十七点8条/4种形态=2个染色体组目前四十八页\总数九十一页\编于十七点练习：指出下面细胞分别处于什么时期，此时细胞中各有几个染色体组？减Ⅰ后期有丝中期有丝后期减Ⅱ后期4个2个2个2个目前四十九页\总数九十一页\编于十七点几乎全部动物以及过半数的高等植物是二倍体(如：番茄、人、玉米、果蝇)目前五十页\总数九十一页\编于十七点由受精卵发育而成的，体细胞中有两个染色体组的个体。由受精卵发育而成的，体细胞中含有三个或三个以上的染色体组的个体。例如：几乎全部的动物和过半数的高等植物。人、果蝇、玉米等大多数生物例如：在植物中很常见，动物中极少见。

香蕉(三倍体）、马铃薯（四倍体）1.二倍体：2.多倍体：目前五十一页\总数九十一页\编于十七点马铃薯是四倍体香蕉是三倍体普通小麦是六倍体目前五十二页\总数九十一页\编于十七点多倍体的特征多倍体植株茎秆粗壮、叶片、果实、种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都增加。但发育迟缓，结实率低。多倍体水稻目前五十三页\总数九十一页\编于十七点

体细胞中的染色体数配子中的染色体数体细胞中的染色体组数配子中的染色体组数属于几倍体生物豌豆72普通小麦423小黑麦28

八倍体1412156846

二倍体

六倍体目前五十四页\总数九十一页\编于十七点染色体复制人工诱导多倍体的原理：着丝点分裂无纺锤丝牵引，染色体数加倍低温、适宜浓度的秋水仙素能在不影响细胞活力的条件下抑制纺锤体形成。导致染色体复制且着丝点分裂后不能分配到两个细胞中，从而使细胞内的染色体数目加倍。目前五十五页\总数九十一页\编于十七点目前五十六页\总数九十一页\编于十七点三倍体无子西瓜最常用的方法：秋水仙素处理分生组织原理：阻碍有丝分裂细胞纺锤体的形成人工诱导多倍体目前五十七页\总数九十一页\编于十七点P89为何滴在芽尖？为何四倍体与二倍体杂交？三倍体真的一颗种子都没有么？同源多倍体：多倍体中增加的染色体组来源于同一物种的生物叫同源多倍体。目前五十八页\总数九十一页\编于十七点秋水仙素染色体加倍二倍体幼苗四倍体♀×♂二倍体三倍体三倍体无子西瓜培育同源多倍体：多倍体中增加的染色体组来源于同一物种的生物叫同源多倍体。♀×♂二倍体三倍体（高度不育）目前五十九页\总数九十一页\编于十七点目前六十页\总数九十一页\编于十七点目前六十一页\总数九十一页\编于十七点×甘蓝萝卜萝卜甘蓝染色体加倍A二倍体B二倍体二倍体杂种（不育)四倍体（新物种）异源异源多倍体：多倍体中增加的染色体组来源于不同物种的生物叫异源多倍体。目前六十二页\总数九十一页\编于十七点香蕉的形成

香蕉的祖先为野生芭蕉，个小而多种子，无法食用。香蕉的培育过程如下：野生芭蕉

2n有子香蕉

4n加倍野生芭蕉

2n无子香蕉

3n目前六十三页\总数九十一页\编于十七点普通小麦的形成过程1414一粒小麦山羊草14另一种山羊草7777杂交种不育配子配子147147配子配子杂交种不育281442加倍异源多倍体二粒小麦141428加倍异源多倍体普通小麦目前六十四页\总数九十一页\编于十七点目前六十五页\总数九十一页\编于十七点那么，有没有只由配子发育而来的个体呢？目前六十六页\总数九十一页\编于十七点受精卵受精卵卵细胞（32）（32）（16）思考:1、雄峰的体细胞内含有几条染色体?2、本物种（蜂王）的配子中含有几条染色体？1616概念：体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体（由配子发育成的个体）3.单倍体（单倍体）目前六十七页\总数九十一页\编于十七点普通小麦是六倍体卵细胞新植株（含三个染色体组）可见，单倍体植株的染色体组数目总是正常植株染色体组数目的一半。

单倍体思考目前六十八页\总数九十一页\编于十七点对一个个体称单倍体还是几倍体，关键看什么？一个染色体组生物一定是单倍体吗？单倍体一定只有一个染色体组吗？受精卵发育有几个染色体组，就是几倍体配子发育都是单倍体，不论几个染色体组不一定一定目前六十九页\总数九十一页\编于十七点单倍体特点：

植株弱小，而且高度不育。目前七十页\总数九十一页\编于十七点目前七十一页\总数九十一页\编于十七点目前七十二页\总数九十一页\编于十七点单倍体：体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。（1）特点：a.植株弱小b.高度不育（2）成因：a.自然条件：高等生物由未受精的卵细胞发育而来，如：雄蜂b.人为条件：一般利用花药离体培养获得（3）应用：单倍体育种花药离体培养组织培养单倍体植株秋水仙素正常植株自交种子萌发

新植株（新品种）第一年第二年思考：与杂交育种相比，单倍体育种的优点是什么？自交后代不发生性状分离，可明显缩短育种年限。目前七十三页\总数九十一页\编于十七点目前七十四页\总数九十一页\编于十七点？还有什么育种方法有可能缩短育种年限，使具有小麦的矮杆抗锈病的品种能更迅速在生产实践上得到应用？

目前七十五页\总数九十一页\编于十七点单倍体育种高茎抗病×矮茎染病F1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DDTTddttDdTt1DT:1Dt:1dT:1dtDDTT；DDtt；ddTT；ddttddTT过程：下面以利用高茎抗病和矮茎染病培育矮茎抗锈病植株为例说明单倍体育种方法：目前七十六页\总数九十一页\编于十七点二倍体植株花药离体培养单倍体植株人工诱导染色体加倍恢复回二倍体植株（纯合体）自交纯合体（新品种）一般常用“花药离体培养法”单倍体育种目前七十七页\总数九十一页\编于十七点为什么说单倍体育种能明显缩短育种年限？花药离体培养→P高杆抗病

DDTT×矮杆感病

ddttF1高杆抗病

DdTt配子DTDtdTdtDTDtdTdtDDTTDDttddTTddtt↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓纯合体秋水仙素→↑

需要的矮抗品种单倍体育种第1年第2年P高杆抗病

DDTT×矮杆感病

ddttF1高杆抗病

DdTt↓F2D_T_D_ttddT_ddttddTT杂交育种↓第1年第2年第3~6年××↑

需要的矮抗品种矮抗目前七十八页\总数九十一页\编于十七点P

DDRR

×

ddrr

↓F1

DdRr花药（配子）DRDrdRdr单倍体DRDrdRdr

纯合子DDRR

DDrr

ddRR

ddrr秋水仙素诱导染色体加倍离体培养减数分裂杂交选取ddRR（矮抗）即为所需类型例：已知小麦的高秆（D）对矮秆（d）为显性，抗锈病（R）对易染锈病（r）为显性，两对性状独立遗传。现有高秆抗锈病、矮秆易染病两纯系品种。用单倍体育种培育出具优良性状的新品种。说明：

①该方法一般适用于植物②须与杂交育种配合

目前七十九页\总数九十一页\编于十七点若从播种到收获种子需要一年,则培育出能稳定遗传的矮杆抗病的品种至少需要几年?P高杆抗病

DDTT×矮杆感病

ddttF1高杆抗病

DdTt↓第1年↓×选育出需要的矮抗品种F2D_T_D_ttddT_ddtt矮抗杂交育种第2年第3年×生长ddTTF3减数分裂配子DTDtdTdt单倍体DTDtdTdt↓花药离体培养↓秋水仙素第1年第2年第4年

单倍体育种DDttddTTddtt纯合体DDTT矮抗目前八十页\总数九十一页\编于十七点单倍体育种的优点

1、所培育的种子为绝对纯种；

2、可大大减少工作量并缩短育种周期。技术较复杂，需与杂交育种结合，多限于植物缺点染色体变异原理目前八十一页\总数九十一页\编于十七点目前八十二页\总数九十一页\编于十七点思考：与杂交育种相比，诱变育种有什么优点？优点：创造新的基因，提高变异频率，加速育种过程，可大幅度改良某些性状；变异范围广。联系基因突变的特点，谈谈诱变育种的局限性。局限性：由于突变的不定向性，有利变异少，必须大量处理材料，因此该种育种方法具有一定的盲目性。

要克服这些局限性，可以采取什么办法？要想克服这些局限性，可以扩大诱变后代的群体，增加选择的机会。目前八十三页\总数九十一页\编于十七点目前八十四页\总数九十一页\编于十七点

杂交育种

诱变育种

单倍体育种多倍体育种原理常用方法优点缺点基因重组基因突变染色体变异（成倍减少）染色体变异（成倍增加）杂交用物理或化学方法处理生物花药离体培养→单倍体→秋水仙素处理→纯种秋水仙素处理使位于不同个体的优良性状集中于一个个体上提高变异频率，加速育种进程有利变异少，需大量处理供试材料明显缩短育种年限，育种时间较短。技术复杂，需与杂交育种配合各种器官大、营养成分高、抗性强与杂交育种配合；获得的新品种发育延迟育种时间最长目前八十五页\总数九十一页\编于十七点作物育种工作程序

1.杂交育种（以小麦为例）甲品种×乙品种→F1→F1自交→F2→人工选择→自交→F3→人工选择→自交……→性状稳定遗传（新品种）2.多倍体育种（同源）常用方法：秋水仙素处理萌发的种子或幼苗（?）幼苗（或萌发的种子）→秋水仙素处理→（在生长期）人工选择→新品种。3.单倍体育种甲品种×乙品种→F1→F1花药离培养→单倍小苗→秋水仙素处理→正常植株→人工选择→新品种。理论上两年完成整个过程。4.诱变育种（也大量用于微生物育种）大量萌发的种子→理、化因素处理→多种变异的个体→人工选择→新品种。目前八十六页\总数九十一页\编于十七点四倍体草莓比野生的普通草莓的果实大，营养物质含量有所增加。4倍体草莓的培育成功属于（）A.单倍体育种B.多倍体育种C.诱变育种D.杂交育种在一块马铃薯甲虫成灾的地里，喷了一种新的农药后，约98％的甲虫死了，约2％的甲虫生存下来，生存下来的原因是（）A.有基因突变产生的抗药性个体存在B.以前