高中生物 4.2.2单倍体育种 多倍体育种 转基因技术课件 浙科版必修2.ppt

第2课时单倍体育种 多倍体育种 转基因技术 多倍体育种培育 超级稻 湖北大学生命科学学院蔡得田教授致力于研究组织培养和化学诱导相结合培育水稻多倍体的方法 通过拉大亲缘关系 减少多价体形成等方法重点攻克了多倍体水稻结实率低的世界性难题 培育出一种具有远缘杂交和多倍体双重优势的 超级稻 经鉴定 该种水稻所产稻米已达国家一级稻标准 现已进入育种阶段 请思考 1 多倍体植株有哪些特点 2 多倍体育种的原理是什么 主题一单倍体育种1 单倍体特点 植株小而弱 且 2 单倍体应用 选育新品种的 高度不育 原材料 3 单倍体育种 1 含义 利用 作为中间环节产生具有 的 的育种方法 2 原理 缩短 能排除 提高效率 4 方法 获取杂种f1取f1的花药 幼苗染色体数目加倍的 植株优良品种 3 特点 离体培养 处理 选择 单倍体 优良性状 可育纯合子 染色体数目变异 育种年限 显隐性干扰 单倍体 秋水仙素 纯合 判一判 1 单倍体只存在于植物中 动物中没有单倍体 分析 单倍体多见于植物中 但在动物中也存在 如雄蜂 雄蚁 2 单倍体育种最大的优势是得到的全是纯合子 分析 所有育种最终都可以得到纯合子 单倍体育种最大的优势是可以明显缩短育种年限 结合常规育种和单倍体育种的比较示意图 思考下列问题 1 单倍体育种的过程单倍体育种中花药离体培养和人工诱导染色体数目加倍的目的分别是什么 提示 花药离体培养的目的是产生高度不育的单倍体植株 人工诱导染色体数目加倍的目的是通过诱导产生可育的纯合植株 2 单倍体育种的特点 1 分析单倍体育种为什么可以缩短育种年限 提高育种效率 提示 单倍体育种中使用秋水仙素处理单倍体植株 可以快速获得大量纯种个体 缩短了纯化基因型的时间 单倍体育种获得的是纯合子植株 基因型与表现型一致 可直接通过表现型来判断基因型 提高了育种效率 2 单倍体育种形成的个体一定是纯合子吗 提示 不一定 二倍体生物通过单倍体育种形成的个体一定是纯合子 其他多倍体生物形成的单倍体植株不一定是纯合子 如aaaa个体可以产生aa aa aa三种配子 单倍体育种后可以产生aaaa aaaa aaaa三种基因型个体 既有纯合子 也有杂合子 拓展延伸 不同生物单倍体育种后纯合子与杂合子比较 1 一倍体 三倍体等奇数染色体组的生物 不能产生正常配子 无法进行单倍体育种 2 二倍体生物产生的配子只有一个染色体组 单倍体育种产生的个体都是纯合子 3 四倍体 六倍体 八倍体等大于两个染色体组的偶数染色体组数的生物产生的配子含有两个染色体组 其上基因既可能相同 也可能不同 则单倍体育种后既可能产生纯合子 也可能产生杂合子 辨析单倍体育种与花药离体培养的异同 典题训练 请据图回答下列问题 1 过程 的育种方法是 依据的遗传学原理是 2 若c品种的基因型为aabbdd d植株中能稳定遗传的个体占总数的 3 过程使染色体数目加倍的方法是用 处理 该方法的原理是 4 若c作物为水稻 非糯性和糯性是一对相对性状 经过 过程形成的花粉粒加碘液染色 置于显微镜下观察 一半花粉呈现蓝黑色 另一半呈现橙红色 实验结果验证了 定律 解题指南 本题考查杂交育种与单倍体育种的过程 特点 需要明确杂交育种是先杂交后自交 单倍体育种是先花药离体培养后人工诱导染色体数目加倍 解析 1 单倍体育种的原理是染色体数目变异 2 稳定遗传个体基因型为aa aa占1 2 bb bb占1 2 dd占1 共占1 2 1 2 1 1 4 3 单倍体育种过程中 可以用秋水仙素处理幼苗抑制纺锤体的形成 使染色体数目加倍 4 颜色反应说明不同花粉中可能存在不同的基因型 从而可以证明基因的分离定律 答案 1 单倍体育种染色体数目变异 2 1 4 3 秋水仙素抑制纺锤体的形成 使染色体数目加倍 4 基因的分离 变式备选 如图 甲 乙表示两个水稻品种 a a和b b分别表示位于两对同源染色体上的两对等位基因 表示培育水稻新品种的过程 下列说法正确的是 a 过程简便 可缩短培育周期b 的变异发生于有丝分裂间期c 过程常用的方法是花药离体培养d 过程与 过程的育种原理相同 解析 选c 过程是杂交育种 过程简便 但培育周期长 故a项错 杂交育种的原理是基因重组 基因重组发生在减数分裂的过程中 即 的变异发生在减数分裂过程中 故b项错 经 过程获得ab的单倍体 故 是花药离体培养 c项正确 过程是单倍体育种 其原理为染色体数目变异 过程是杂交育种 其原理是基因重组 故d项错误 主题二多倍体育种1 多倍体特点 细胞 有机物含量 抗逆性 2 多倍体育种 1 含义 人们利用 因素来诱导 产生的育种过程 2 方法 目前效果较好的方法是用 处理萌发的 等 3 机理 秋水仙素能抑制细胞分裂时 的形成 因此染色体虽已复制 但不能分离 最终导致染色体数目 大 高 强 物理 化学 多倍体 秋水仙素 种子 幼苗 纺锤体 加倍 记一记 秋水仙素在单倍体与多倍体育种中的比较 1 处理对象不同 单倍体植株高度不育 不结种子 单倍体育种中只处理幼苗 多倍体育种中既可以处理幼苗 也可以处理种子 2 作用效果相同 秋水仙素都是抑制细胞有丝分裂前期纺锤体的形成 使细胞中染色体无法平均移向两极而造成染色体数目加倍 结合图示思考下列问题 1 为何要用四倍体植株作母本 提示 四倍体是多倍体 植株粗壮 所结果实较大 且有机物含量高 抗逆性强 用四倍体植株做母本所结种子营养物质充足 长成的三倍体植株旺盛 2 三倍体西瓜为什么无籽 无籽性状能否传递 提示 三倍体西瓜细胞内有三个染色体组 在减数分裂时同源染色体联会紊乱 无法形成有活性的配子 导致不育 无籽西瓜的遗传物质发生了改变 属于可遗传的变异 通过无性生殖可传递给下一代 3 结合三倍体西瓜植株不育的原因 判断下列不同生物的育性 并进一步归纳生物体可育的条件 二倍体西瓜 二倍体西瓜的单倍体 三倍体西瓜 四倍体西瓜 四倍体西瓜的单倍体 异源八倍体小黑麦 异源八倍体小黑麦的单倍体 三倍体香蕉判断 可育的有 不可育的有 归纳 生物体是否可育取决于 细胞内是否存在成对的同源染色体 辨析各种育种方法的不同点 典题训练 已知西瓜的染色体数目2n 22 请根据下面的西瓜育种流程回答问题 1 图中 过程所用的试剂分别是 和 2 培育无籽西瓜a的育种方法为 其优点是 无籽西瓜a的培育应用的原理是 其不育的原因是 3 过程中形成单倍体植株所采用的方法是 该过程利用了植物细胞的 4 为确认某植株是否为单倍体 应在显微镜下观察根尖分生区细胞的染色体 观察的最佳时期为 解题指南 解答本题需明确产生无籽西瓜的方法有两种 一是秋水仙素处理萌发的种子或幼苗得到四倍体植株 然后与二倍体植株杂交产生三倍体种子 二是用生长素处理未受粉的雌蕊 使其长成无籽西瓜果实 解析 1 秋水仙素可诱导染色体数目加倍 生长素可刺激未受粉的雌蕊直接长成无籽西瓜果实 2 多倍体培育无籽西瓜的原理是染色体数目变异 优点是快速 操作简单且器官大 提高产量和营养物质含量 3 形成单倍体植株的过程是花药离体培养 利用了植物细胞的全能性 4 观察染色体的最佳时期是有丝分裂中期 此时染色体形态最稳定 数目最清晰 答案 1 秋水仙素生长素 2 多倍体育种 能快速获得所需品种 操作相对简单 器官大 提高产量和营养物质含量染色体数目变异减数分裂时染色体联会紊乱 不能形成正常的配子 3 花药离体培养全能性 4 有丝分裂中期 规律方法 判断育种方式的技巧 1 从所实现的效果上来判断 实现了优良性状的集中 则为杂交育种 产生了新基因 新性状 则为诱变育种 产生了多倍体植株 则为多倍体育种 产生了单倍体植株 则为单倍体育种 实现了物种间的基因交流 则为基因工程育种 2 从所采用的手段上来判断 运用了杂交手段 则为杂交育种 运用了射线处理的方法 则为诱变育种 运用了花药离体培养的方法 则为单倍体育种 存在秋水仙素直接处理萌发的种子或幼苗的过程 则为多倍体育种 运用了转基因手段 则为基因工程育种 主题三转基因技术 1 技术手段 和 1 含义 2 操作对象 3 目的 使生物物种具有 2 原理 3 过程 1 获取 2 将其导入 并使其整合到受体的 上 3 让其在受体内表达且该性状还能稳定地 分子生物学 基因工程 基因 新性状 基因重组 目的基因 受体细胞 染色体 遗传给后代 1 实现 遗传物质的交换 2 针对性更 效率更 经济效益更明显5 应用 1 利用植物转基因技术培育 2 利用动物转基因技术培育 并能利用转基因动物作为 生产 3 用于治理环境污染 有可能破坏 有可能威胁 4 特点 种间 强 高 农作物新品种 动物新品种 生物反应器 医用蛋白和多肽 6 潜在威胁 生态环境 人类健康 连一连 请将下列育种实例与对应的育种方法进行连线 第2课时单倍体育种 多倍体育种 转基因技术 多倍体育种培育 超级稻 湖北大学生命科学学院蔡得田教授致力于研究组织培养和化学诱导相结合培育水稻多倍体的方法 通过拉大亲缘关系 减少多价体形成等方法重点攻克了多倍体水稻结实率低的世界性难题 培育出一种具有远缘杂交和多倍体双重优势的 超级稻 经鉴定 该种水稻所产稻米已达国家一级稻标准 现已进入育种阶段 请思考 1 多倍体植株有哪些特点 2 多倍体育种的原理是什么 主题一单倍体育种1 单倍体特点 植株小而弱 且 2 单倍体应用 选育新品种的 高度不育 原材料 3 单倍体育种 1 含义 利用 作为中间环节产生具有 的 的育种方法 2 原理 缩短 能排除 提高效率 4 方法 获取杂种f1取f1的花药 幼苗染色体数目加倍的 植株优良品种 3 特点 离体培养 处理 选择 单倍体 优良性状 可育纯合子 染色体数目变异 育种年限 显隐性干扰 单倍体 秋水仙素 纯合 判一判 1 单倍体只存在于植物中 动物中没有单倍体 分析 单倍体多见于植物中 但在动物中也存在 如雄蜂 雄蚁 2 单倍体育种最大的优势是得到的全是纯合子 分析 所有育种最终都可以得到纯合子 单倍体育种最大的优势是可以明显缩短育种年限 结合常规育种和单倍体育种的比较示意图 思考下列问题 1 单倍体育种的过程单倍体育种中花药离体培养和人工诱导染色体数目加倍的目的分别是什么 提示 花药离体培养的目的是产生高度不育的单倍体植株 人工诱导染色体数目加倍的目的是通过诱导产生可育的纯合植株 2 单倍体育种的特点 1 分析单倍体育种为什么可以缩短育种年限 提高育种效率 提示 单倍体育种中使用秋水仙素处理单倍体植株 可以快速获得大量纯种个体 缩短了纯化基因型的时间 单倍体育种获得的是纯合子植株 基因型与表现型一致 可直接通过表现型来判断基因型 提高了育种效率 2 单倍体育种形成的个体一定是纯合子吗 提示 不一定 二倍体生物通过单倍体育种形成的个体一定是纯合子 其他多倍体生物形成的单倍体植株不一定是纯合子 如aaaa个体可以产生aa aa aa三种配子 单倍体育种后可以产生aaaa aaaa aaaa三种基因型个体 既有纯合子 也有杂合子 拓展延伸 不同生物单倍体育种后纯合子与杂合子比较 1 一倍体 三倍体等奇数染色体组的生物 不能产生正常配子 无法进行单倍体育种 2 二倍体生物产生的配子只有一个染色体组 单倍体育种产生的个体都是纯合子 3 四倍体 六倍体 八倍体等大于两个染色体组的偶数染色体组数的生物产生的配子含有两个染色体组 其上基因既可能相同 也可能不同 则单倍体育种后既可能产生纯合子 也可能产生杂合子 辨析单倍体育种与花药离体培养的异同 典题训练 请据图回答下列问题 1 过程 的育种方法是 依据的遗传学原理是 2 若c品种的基因型为aabbdd d植株中能稳定遗传的个体占总数的 3 过程使染色体数目加倍的方法是用 处理 该方法的原理是 4 若c作物为水稻 非糯性和糯性是一对相对性状 经过 过程形成的花粉粒加碘液染色 置于显微镜下观察 一半花粉呈现蓝黑色 另一半呈现橙红色 实验结果验证了 定律 解题指南 本题考查杂交育种与单倍体育种的过程 特点 需要明确杂交育种是先杂交后自交 单倍体育种是先花药离体培养后人工诱导染色体数目加倍 解析 1 单倍体育种的原理是染色体数目变异 2 稳定遗传个体基因型为aa aa占1 2 bb bb占1 2 dd占1 共占1 2 1 2 1 1 4 3 单倍体育种过程中 可以用秋水仙素处理幼苗抑制纺锤体的形成 使染色体数目加倍 4 颜色反应说明不同花粉中可能存在不同的基因型 从而可以证明基因的分离定律 答案 1 单倍体育种染色体数目变异 2 1 4 3 秋水仙素抑制纺锤体的形成 使染色体数目加倍 4 基因的分离 变式备选 如图 甲 乙表示两个水稻品种 a a和b b分别表示位于两对同源染色体上的两对等位基因 表示培育水稻新品种的过程 下列说法正确的是 a 过程简便 可缩短培育周期b 的变异发生于有丝分裂间期c 过程常用的方法是花药离体培养d 过程与 过程的育种原理相同 解析 选c 过程是杂交育种 过程简便 但培育周期长 故a项错 杂交育种的原理是基因重组 基因重组发生在减数分裂的过程中 即 的变异发生在减数分裂过程中 故b项错 经 过程获得ab的单倍体 故 是花药离体培养 c项正确 过程是单倍体育种 其原理为染色体数目变异 过程是杂交育种 其原理是基因重组 故d项错误 主题二多倍体育种1 多倍体特点 细胞 有机物含量 抗逆性 2 多倍体育种 1 含义 人们利用 因素来诱导 产生的育种过程 2 方法 目前效果较好的方法是用 处理萌发的 等 3 机理 秋水仙素能抑制细胞分裂时 的形成 因此染色体虽已复制 但不能分离 最终导致染色体数目 大 高 强 物理 化学 多倍体 秋水仙素 种子 幼苗 纺锤体 加倍 记一记 秋水仙素在单倍体与多倍体育种中的比较 1 处理对象不同 单倍体植株高度不育 不结种子 单倍体育种中只处理幼苗 多倍体育种中既可以处理幼苗 也可以处理种子 2 作用效果相同 秋水仙素都是抑制细胞有丝分裂前期纺锤体的形成 使细胞中染色体无法平均移向两极而造成染色体数目加倍 结合图示思考下列问题 1 为何要用四倍体植株作母本 提示 四倍体是多倍体 植株粗壮 所结果实较大 且有机物含量高 抗逆性强 用四倍体植株做母本所结种子营养物质充足 长成的三倍体植株旺盛 2 三倍体西瓜为什么无籽 无籽性状能否传递 提示 三倍体西瓜细胞内有三个染色体组 在减数分裂时同源染色体联会紊乱 无法形成有活性的配子 导致不育 无籽西瓜的遗传物质发生了改变 属于可遗传的变异 通过无性生殖可传递给下一代 3 结合三倍体西瓜植株不育的原因 判断下列不同生物的育性 并进一步归纳生物体可育的条件 二倍体西瓜 二倍体西瓜的单倍体 三倍体西瓜 四倍体西瓜 四倍体西瓜的单倍体 异源八倍体小黑麦 异源八倍体小黑麦的单倍体 三倍体香蕉判断 可育的有 不可育的有 归纳 生物体是否可育取决于 细胞内是否存在成对的同源染色体 辨析各种育种方法的不同点 典题训练 已知西瓜的染色体数目2n 22 请根据下面的西瓜育种流程回答问题 1 图中 过程所用的试剂分别是 和 2 培育无籽西瓜a的育种方法为 其优点是 无籽西瓜a的培育应用的原理是 其不育的原因是 3 过程中形成单倍体植株所采用的方法是 该过程利用了植物细胞的 4 为确认某植株是否为单倍体 应在显微镜下观察根尖分生区细胞的染色体 观察的最佳时期为 解题指南 解答本题需明确产生无籽西瓜的方法有两种 一是秋水仙素处理萌发的种子或幼苗得到四倍体植株 然后与二倍体植株杂交产生三倍体种子 二是用生长素处理未受粉的雌蕊 使其长成无籽西瓜果实 解析 1 秋水仙素可诱导染色体数目加倍 生长素可刺激未受粉的雌蕊直接长成无籽西瓜果实 2 多倍体培育无籽西瓜的原理是染色体数目变异 优点是快速 操作简单且器官大 提高产量和营养物质含量 3 形成