《课时变异与育种zl》PPT课件.ppt

表现型 基因型 环境,= +,（改变） （改变） （改变）,基因突变 基因重组 染色体变异,诱因,5.1 基因突变和基因重组,一、基因突变的实例,圆饼型的红细胞,镰刀状的红细胞,脯氨酸谷氨酸谷氨酸, 脯氨酸缬氨酸谷氨酸 ,正常,病人的血红蛋白的一条多肽链发生了什么变化？,1、镰刀型细胞贫血症的病因分析,异常,患者,正常者,红细胞,正常,异常,蛋白质,圆饼状,镰刀状,氨基酸,谷氨酸,缬氨酸,mRNA,GAA,GUA,DNA,突变,病因图解,直接原因,根本原因,2、基因突变的概念,增添,缺失,替换,由于DNA 碱基对 发生 增添、缺失 或替换，而引起的基因结构的改变。,3基因突变发生的时期？,A 有丝分裂间期（体细胞）,B 减数第一次分裂间期（生殖细胞）,但一般不能传给后代,可以通过受精作用直接传给后代,二、基因突变的原因、特点及意义,1、引起基因突变的因素,物理因素； 化学因素； 生物因素,普遍性；随机性、不定向；突变频率低,3、基因突变的意义:,生物变异的根本来源 生物进化的原始材料,2、特点：,二、基因重组,1.概念：基因重组是指生物进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。,非同源染色体上的 非等位基因自由组合,A,a,b,B,A,a,B,b,Ab和aB,AB和ab,2.根本原因,同源染色体上的 非姐妹染色单体之间的 交叉互换,基因重组是通过有性生殖来实现的,基因重组的实例,为生物变异提供了极其丰富的来源,是生物多样性的重要原因之一,3.基因重组的意义:,产生新的基因,产生新的基因型,碱基对的增添、 缺失、改变,基因自由组合； 基因交叉互换等,间期DNA复制时,减数第一次分裂,变异的根本来源；进化的原材料,生物变异来源之一 生物多样性重要原因,低频但普遍,有性生殖中普遍,基因突变-基因重组,高产大豆 高产青霉菌株,大南瓜,太空椒（左）,有利的基因突变,白化病患者,有害的基因突变,白化玉米苗,畸形的雏鸭,人类的多指,无子西瓜是怎么形成的？,5.2 染色体的变异,光学显微镜下可见。 染色体结构改变、数目改变。 涉及许多基因，后果严重。,特点,种类,结构变异 数目变异,个别染色体的增加或减少,染色体组成倍增加或减少,一、染色体结构的变异,缺失：,缺失,实例：猫叫综合症,重复一段染色体,实例：果蝇的棒状眼,重复:,重复,野生型：卵圆眼,变异型：棒状眼,易位,断片接到非同源染色体上,易位:,位置颠倒,倒位:,二、染色体数目的变异,非整组变异,整组变异,多了一条21号 染色体,少了一条 X 染色体,卵,精子,1、细胞中的一组非同源染色体，形态和功能各不相同， 但携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息，这样的一组染色体，叫做一个染色体组。,判断染色体组数：,组,组,组,组,判断细胞中的染色体组数,以上细胞若为配子，其体细胞的染色体组数为：,3组,组,3组,组,组,组,Aaaa Bbbb,细胞中含有一个染色体组的是 图 两个染色体组的是 图 三个染色体组的是 图 四个染色体组的是 图,G、D,C、H,A、B,E、F,同种字母（基因）的个数；同种形态（染色体）的个数：,比较项目,生物种类,14,1,二倍体,六倍体,21,56,8,4,6,2、二倍体和多倍体,多倍体植株的特点,1.茎杆粗壮，叶片、果实和种子都比较大；糖类、蛋白质等含量增高。,2.但发育延迟，结实率低。,4个染色体,8个染色体,无纺缍体形成,染色体复制,着丝点分裂,无纺缍丝牵引,若继续进行正常的有丝分裂,染色体加倍的组织或个体,秋水仙素诱导多倍体的形成:,3、单倍体：,定义：在生物体细胞中含有本物种配子染色体数目 的个体。,形成原因：精卵细胞未结合直接发育成的个体。,蜜蜂:,精子,卵细胞,受精,蜂王、工蜂 (32条染色体),雄蜂 (16条染色体),直接发育,判断:,3、体细胞中含有2个染色体组的个体就是二倍体。,2、二倍体所形成的单倍体中，其体细胞中只含一个染色体组。,1、单倍体中可以只有一个染色体组， 也可以有多个染色体组。,4、如果是四倍体、六倍体形成的单倍体，其体细胞中就含有两个和三个染色体组，我们可以称它为二倍体或三倍体。,单倍体植株的特点： 植株瘦弱，高度不育。 单倍体的应用： 育种，短时间获得纯种,单倍体育种过程,单倍体植株,正常植株（纯合体）,种子,新植株 （新品种）,方法-单倍体育种：,高皱 DDtt,杂合 高圆 DdTt,矮圆ddTT,花药离 体培养,高圆DT,矮皱dt,高皱Dt,矮圆dT,纯合高圆DDTT,秋水仙素,纯合矮皱ddtt,纯合高皱DDtt,纯合矮圆ddTT,秋水仙素,秋水仙素,秋水仙素,单倍体育种的优点：明显缩短育种年限,高茎圆粒,例：高茎皱粒矮茎圆粒,单倍体与多倍体的区别：,6.1 杂交育种与诱变育种,现有纯合高秆抗锈病小麦（DDTT）和矮秆不抗锈病小麦（ddtt），怎样得到矮秆抗病的优良品种（ddTT）？,植物杂交育种的方法, 高抗 矮不抗, 高抗,DDTT,ddtt,DdTt,ddTt,高抗 高不抗 矮抗 矮不抗,ddTT,矮抗 矮不抗,ddTt,ddTT,杂交,F3,思考：培育稳定遗传的品种至少要几年？,单倍体育种 P DDTT ddtt F1 DdTt 花药离体培养 单倍体植株 (DT、Dt、dT、dt) 人工诱导加倍 淘汰高杆易染锈病、 选矮秆抗病的个体（ddTT） 高杆抗病、矮秆易染锈病 个体（DDTT、DDtt、ddtt） 采收种子留种,荷斯坦牛,中国黄牛,动物的杂交育种方法,现有长毛立耳猫（BBEE）和短毛折耳猫（bbee），如何培育稳定遗传的长毛折耳猫（BBee）？,长毛折耳猫,短毛折耳猫,长毛立耳猫,长立 短折,BBEE,bbee,长立,BbEe,长立,BbEe,长立 长折 短立 短折,B ee,BBee,Bbee,bbee,bbee,长折,短折,长折,长折,短折,杂交,F1 交配,选优,F3,长折,短折,思考：培育稳定遗传的品种至少要几年？,一、杂交育种,原理：,基因重组,方法：,优点：,集优，能产生新的基因型。,应用：,小麦培育矮秆抗病小麦,杂交 自交 选优 自交,缺点：,1、只能基因重组，不能产生新的基因；,2、杂交进程缓慢，过程繁琐，育种时间长；,二、诱变育种,原理：,基因突变,方法：,物理方法、化学方法,应用：,作物的培育 、青霉菌的选育等,优点：1、提高突变的频率； 2、能产生新的基因，大幅度地改良某些性状； 3、缩短育种时间。,缺点：1、难以控制突变方向，具有一定的盲目性； 2、有利个体不多，需要大量的处理生物材料， 再进行选培养。,将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每2000L培养液就能产生100g胰岛素！使其价格降低了30%-50%!,以往，治疗糖尿病的胰岛素是从动物胰腺中提取的，从100千克猪、牛等动物的胰腺只能提取34克胰岛素，治疗一个患者需宰杀4050头牛，这种药物的造价就可想而知了。,6.2 基因工程及其应用,3.过程：,一 基因工程的概念,1.别称：基因拼接技术或DNA重组技术。,DNA分子水平（基因水平）,注：操作水平：,基因重组,原理：,2.场所：体外,。,把一种生物的某种基因提取出来,修饰改造,放到另一种生物细胞内，定向改造生物的遗传性状,4.结果：,人们需要的基因产物,基因的剪刀限制性内切酶。,基因的针线DNA连接酶,基因的运输工具运载体。,限制性内切酶（EcoR）作用过程,工具一：基因的剪刀限制性内切酶,限制性内切酶,1.分布：主要在微生物中。,4.举例：大肠杆菌的一种限制酶（EcoR）能识别 GAATTC序列，并在G和A之间切开。,3.结果：产生黏性未端（碱基互补配对）,2.特点：特异性(识别特定核苷酸序列，切割特定切点),DNA连接酶的作用过程,工具二：基因的针线DNA连接酶,连接酶的作用是：将互补配对的两个黏性末端连接起来，使之成为一个完整的DNA分子。,工具三：基因的运输工具运载体,运载体必须同时满足三个要求： 能与目的基因结合； 能进入受体生物细胞并在受体生物细胞内复制并表达； 比较容易得到。,1.作用：将外源基因送入受体细胞。,2.种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。,工具三：基因的运输工具运载体,基因操作的基本步骤,、提取目的基因将 需要的基因从供体生物 的细胞内提取出来。,2、目的基因与运载体结合,3、将目的基因导入受体细胞并使之扩增,4、目的基因的检测和表达,受体细胞中是否导入了目的基因？,表达：,检测：,重组DNA进入受体细胞后，表达出特定性状。,主要内容,1）基因工程与作物育种 2）基因工程与药物研制 3）基因工程与环境保护,二 基因工程的成果,（一）基因工程与农牧业,1.基因工程在农业上的应用：,1）高产的优良品种 2）抗逆性品种 将细菌的抗虫、抗除草剂、 抗干旱等抗性基因