生物：第四章《第二节生物变异在生产中的应用》课件1浙科版必修2

表现型 = 基因型 + 环境条件（改变）（改变） （改变）（改变）可遗传的变异不可遗传的变异基因突变染色体变异基因重组来源诱因生物变异在生产上的应用案例片段一：一般西瓜都是圆的 ,圆西瓜给储运带来许多不便。圆西瓜占地儿，一辆卡车可装许多方砖，却装不了多少圆西瓜。圆西瓜还容易骨碌，不小心就摔坏了。所以装运西瓜都要小心翼翼。西瓜为什么不能是方的？台湾的农艺师们开动脑筋，培育方形西瓜。案例片段二：在中国航天科技集团航天育种研究中心扬州试验基地，田里的西瓜表皮呈现金黄色。基地负责人介绍，这是经过 太空育种 种植的西瓜，瓜肉清甜脆嫩，含糖量比一般青皮西瓜高两倍多，平均产量 4000公斤 /亩。诱变育种2、遗传学原理： 基因突变或染色体畸变 (结构变异 )诱变育种1、诱变育种 用人工诱变的方法可以提高变异频率，创造人类需要的变异类型，从中选择、培育出优良的生物品种。3意义： 创造动植物、微生物新品种4诱变育种特点： 优点： 提高变异频率 大幅度改良某些性状缺点： 诱变的个体中有利的不多，因此必须 处理大量实验材料案例片段三：自古以来，西瓜都是有种子的。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，以除美中不足。但是，这种奇想能够实现吗？ 思考：思考： 三倍体植株为什么不三倍体植株为什么不能形成种子能形成种子 ？三倍体无籽瓜二倍体幼苗四倍体植株秋水仙素处理染色体加倍二倍体幼苗二倍体植株发育授粉二倍体幼苗二倍体植株发育花粉诱导三倍体种子三倍体植株发育第一年 第二年二倍体二倍体 四倍体四倍体 三倍体三倍体下面是三倍体无籽西瓜育种及原理的流程图： 三倍体植株需授以二倍体的成熟花粉，这一操作的目的在于 。 四倍体母本上结出的果实，其果肉细胞为 倍体，种子中的胚为 倍体。三倍体植株不能进行减数分裂的原因是 ，由此而获得三倍体无籽西瓜。刺激子房发育成果实同源四倍体（ 4N=44）四三减数分裂时染色体联会紊乱多倍体育种原理： 温度的骤变、适当浓度的秋水仙素能在不影响 细胞活力的条件下 抑制纺锤体生成或破坏纺锤体 。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。秋水仙素的作用时期秋水仙素的作用时期 细胞分裂前期细胞分裂前期多倍体特点多倍体特点 :优优 :植株、果实、种子等粗大，营养物质含量高植株、果实、种子等粗大，营养物质含量高缺缺 :生长发育延迟生长发育延迟 ,结实率低。结实率低。染色体数目加倍后的草莓（上）野生状态下的草莓（下）人工诱导多倍体的方法 秋水仙素 处理萌发种子或幼苗低温处理低温处理二倍体二倍体 八倍体八倍体四倍体四倍体秋水仙素处理秋水仙素处理如：无籽西瓜的培育案例片段四：西瓜与其他作物一样，有明显的杂种优势。主要表现为植株长势旺、果实品质好、产量高、抗病性强、整齐一致。想一想：现有稳定遗传的早熟（ A）不抗病（ R）的西瓜品种甲和晚熟（ a）抗病（ r）的西瓜品种乙，希望获得早熟抗病的优良品种。请用遗传图解表示 最简单 的育种程序，并作相应的文字说明。（两对相对性状独立遗传）思考：若从播种到收获果实需要一年 ,则培育出能稳定遗传的抗病、红果肉的品种至少 需要几年 ?P 早熟不抗病 AARR 晚熟抗病 aarrF1 早熟不抗病 AaRr第1年 选育出需要的早熟抗病品种F2 A_R_ aaR_ A _ rraarr早抗杂交育种过程第2年第3年生长AArrF3 第4年 杂 交自 交选 优自 交选 优杂交、自交、选择、纯化遗传学原理： 基因重组杂交育种1.定义： 是将两个或多个品种的优良性状组合在一起，获得新品种的方法。经过杂交 选择 纯化手段。2.方法：杂交 自交 选优 自交若干次 纯种杂交育种优点 ：缺点 : 1 只能利用已有基因的重组，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，过程复杂。使位于不同个体的优良性状集中于一个个体上 ,操作简单 第1年第2年第36年P F1F2 A_R_ A_rraaR_ aarrAArr杂交育种早熟不抗病AARR晚熟抗病aarr早熟不抗病AaRr需要的早熟抗病品种单倍体育种过程普通植株减数 分裂花粉花药离 体培养单倍体幼苗秋水仙 素处理纯合子幼苗筛选所需的品种AARRAaRr花药离 体培养AR Ar aR ar幼苗秋水仙 素处理AARR AArr aaRR aarr筛选所需的品种aarrAR Ar aR ar特点：特点： 明显缩短育种年限明显缩短育种年限 ;排除显隐性干扰排除显隐性干扰 ;子代都是纯合子子代都是纯合子原理：原理： 染色体畸变染色体畸变 (数目变异数目变异 ).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 基因突变或染色体畸变染色体变异（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长转 基因技 术2008-11-3 红网 11月 1日，转基因蓝玫瑰亮相日本东京国际花卉博览会。这种蓝玫瑰是转基因玫瑰，被植入三色紫罗兰所含一种能刺激蓝色素产生的基因，花瓣因而自然呈现蓝色。新华社 /法新社 真正蓝玫瑰面世 转基因技术造就 台湾科学家用转基因技术开发出全球首条红荧光鱼 中国台湾网 2004年 4月 1日消息：该鱼是将珊瑚 红色基因 以运用基因工程及基因转殖的生物技术植入青鱼的胚胎中，而产生全身发红萤光的萤光鱼。除此之外，香港也首度展现 “缤纷的萤光世界 ”，首次将陆续研发成功的各色台港 2号萤光斑马鱼置于一缸，让红、绿、紫、黄等色在短波长黑色及蓝色灯的照射下相互辉映，真正展现出 “五彩缤纷 ”的萤光世界！ 2009-01-06西南大学：转基因研究，首先需要用一根极细的金属针在比米粒还小的蚕卵上打一个洞，再用用钨丝做材料的玻璃针把绿色荧光基因注射进去。这种转基因蚕所吐的蚕丝在紫外光下会发出绿色荧光。 蚕卵说一说1.请你结合以上材料谈谈什么是转基因技术？2.转基因技术的实施过程如何？获取目的（外源）基因 目的基因导入受体细胞外源基因的增殖与表达 筛选出符合要求的转基因生物3.转基因技术育种的原理是什么？基因重组（ DNA重组技术）论一论转基因技术有哪些优点或缺点？优点缺点1.目的性强，可以按照人们的意愿定向改造生物，从而人为增加变异的范围，实现种间遗传物质的交换；2.缩短育种周期。1.转基因生物的安全性问题：可能引起生态危机，威胁人类健康；2.技术难度大。意义：为作物高产、优质、抗病虫害和降低农药、化肥对环境的污染做出贡献。名 称 原 理 方 法 优 点 缺 点诱变 育种基因突 变、染色体畸 变用物理或化学因素处 理生物加速育种 进 程，大幅改良性状有利的个体往往不多杂 交育种 基因重 组将不同个体的 优良性状集中于一个个体上育种周期 长 ，工作量大单 倍体育种染色体变 异花 药 离体培养，再秋水仙素 处 理使染色体加倍 明 显缩 短育种年限需与 杂 交育种配合，多限于植物多倍体育种染色体变 异需与 杂 交育种配合，多限于植物器官大， 产 量高，营 养丰富发 育延 迟 ， 结实率降低转 基因育种异源 DNA重 组提取， 结 合， 导 入，检测 与表达目的性 强 ，育种 时间短，克服了 远缘杂 交的障碍操作复 杂 ， 难 度大杂交 自交 选 优1、下列有关单倍体的