生物育种1ppt课件

生物育种 专题复习 一 含义 生物育种是指人们按照自己的意愿 依据不同育种原理 有目的 有计划地获得人们所需要的生物新品种 包括两种情况 从不同个体的众多性状中把所需优良性状分离出来并把它们集中到一个个体上 创造具有优良性状的生物新品种 生物育种 基因突变根据 可遗传变异的来源 原理进行育种 可遗传变基因重组异的来源有三种染色体变异 诱变育种 杂交育种 基因工程育种 单倍体育种 多倍体育种 植物体细胞杂交育种 二 育种原理及常见育种方法 在育种过程中 人们用杂交的方法 有目的地是同种生物的不同品种间的基因重新组合 使不同亲本的优良基因组合到一起 从而创造出对人类有益的品种 1 原理 基因重组 2 举例 1 杂交育种 高酸制汁苹果杂交种 玉米的田间杂交育种 杂交肉用牛 杂交朱顶红 矮杆抗病F2ddTT ddTt 包括 返回 F3ddTT 1 F2表现型有哪几种 其比例如何 2 如获得F2种子544粒 按理论计算 双显性纯种 粒 双隐性纯种 粒 性状为粒大油多的 粒 3 怎样才能培育出粒大油多 又能稳定遗传的新品种 在F2中选出粒大油多植株自交 如子代无其他性状出现 可能为纯合子 继续自交培育 粒大油少 粒大油多 粒小油少 粒小油多9 3 3 1 34 34 102 例1 95年上海卷 10 向日葵种子粒大 B 对粒小 b 是显性 含油少 S 对含油多 s 是显性 这两对等位基因按自由组合规律遗传 今有粒大油少和粒小油多的两纯合体杂交 试回答下列问题 计算 P粒大油少 粒小油多 BBSSbbss 返回 粒大油少 粒大油多 粒小油少 粒小油多 中双现性纯种为 所占比例 中表现型为粒大油多的种子的基因型为包括 中双隐性纯种为 所占比例 返回 3 特点 操作简单 但育种年限长 需连续自交不断择优汰劣才能获得纯系 杂交进程缓慢 过程繁琐 4 说明 该方法常用于 a 同一物种不同品种的个体间 如上例 b 亲缘关系较近的不同物种个体间 为了使后代可育 应做染色体加倍处理 得到的个体即是异源多倍体 如八倍体小黑麦的培育 萝卜和甘蓝杂交 若该生物靠有性生殖繁殖后代 则必须选育出优良性状的纯种 以免后代发生性状分离 若该生物靠无性生殖产生后代 那么只要得到该优良性状就可以了 纯种 杂种并不影响后代性状的表达 杂交育种 例2 2003高考全国卷 小麦品种是纯合体 生产上用种子繁殖 现要选育矮杆 aa 抗病 BB 的小麦新品种 马铃薯品种是杂合体 有一对基因杂合即为杂合体 生产上通常用块茎繁殖 现要选育黄肉 Yy 抗病 Rr 的马铃薯新品种 请分别设计小麦品种间杂交育种程序 以及马铃薯品种间杂交育种程序 要求用遗传图解表示并加以简要说明 写出包括亲本在内的前三代即可 答案 小麦第一代AABB aabb亲本杂交 第二代F1AaBb种植F1代自交 自交第三代F2A B A bb aaB aabb种植F2代 选矮杆 抗病 aaB 继续自交 期望下代获得纯合体 马铃薯第一代yyRr Yyrr亲本杂交 第二代YyRr yyRr Yyrr yyrr种植 选黄肉 抗病 YyRr 第三代YyRr用块茎繁殖 注意 杂交育种区别于无性杂交 嫁接 体细胞杂交 这里所说的 杂交育种 是广义上的概念 在操作时包括了杂交 自交 回交 测交等多种手段 杂交育种 某植物A红花 B 对白花 b 是显性 这对等位基因按基因分离规律遗传 以纯合体红花和白花为亲本杂交 第一代植物的花色为以红花植物为砧木 白花植株枝条为接穗 此植物的花色为 红花 白花 属于基因工程范畴 按人们的意志 把一种生物的优良基因复制出来 加以修饰改造 放到另一种生物的细胞内 定向地改造生物性状 获得人们需要的新品种 1 原理 属于基因重组范畴 举例 能分泌人类胰岛素的大肠杆菌菌株的获得 抗虫棉 转基因动物等 2 转基因育种 转基因超级鼠 方法 提取目的基因 目的基因与运载体结合 将目的基因导入受体细胞 目的基因的检测与表达 转基因育种的应用 4 特点 目的性强 育种周期短 克服了远源杂交不亲和的障碍 5 说明 对于微生物来说 该项技术须与发酵工程密切配合 才能获得人类所需要的产物 抗虫棉 转基因育种 发酵罐 例1 2003全国理综新课程 采用基因工程的方法培育抗虫棉 下列导入目的基因的做法正确的是 将毒素蛋白注射到棉受精卵中 将编码毒素蛋白的DNA序列 注射到棉受精卵中 将编码毒素蛋白的DNA序列 与质粒重组 导入细菌 用该细菌感染棉的体细胞 再进行组织培养 将编码毒素蛋白的DNA序列 与细菌质粒重组 注射到棉的子房并进入受精卵A B C D 答案 C 转基因育种 高考扫描 例2 番茄在运输和储藏过程中 由于过早成熟而易腐烂 应用基因工程技术 通过抑制某种促进番茄果实成熟的激素的合成能力 可使番茄储存时间延长 培育成耐贮藏的番茄新品种 这种转基因番茄已于1993年在美国上市 请回答 1 促进果实成熟的激素是 2 在培育转基因番茄的基因操作中 所用的基因的 剪刀 是基因的 针线 是基因的 运输 工具是 3 与杂交育种 诱变育种相比 通过基因工程来培育新品种的主要优点是 目的性强 育种周期短 克服了远源杂交不亲和的障碍 乙烯 限制性内切酶 运载体 DNA连接酶 转基因育种 例3 02上海 下列高科技成果中 根据基因重组原理进行的是 我国科学家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻 我国科学家将苏云金杆菌的某些基因移植到棉花体内 培育出抗虫棉 我国科学家通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒 我国科学家通过体细胞克隆技术培养出克隆牛A B C D 答案 B 转基因育种 关注转基因生物安全 生物转基因工程是新兴的科学工程 目前对基因的活动方式了解还不够透彻 也没有十足的把握控制基因调整后的结果 生物转基因技术的应用的安全性问题具有许多不确定性因素 1 生物转基因对食物的影响是否有毒性 引起过敏反应 营养或毒性蛋白质的特性 注入基因的稳定性 基因改变引起的营养效果及其他不必要的功能等 2 生物转基因对生态环境的影响 转基因作物对生物多样性的影响 转基因作物还可能对土壤的影响 3 多倍体育种 用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 从而使细胞内染色体数目加倍 染色体数目加倍的细胞继续进行正常的有丝分裂 即可发育成多倍体植株 1 原理 染色体变异 2 特点 该种育种方法得到的植株茎秆粗壮 叶片 果实和种子较大 糖类和蛋白质等营养物质的含量有所增加 缺点是结实率低 3 举例 三倍体无子西瓜的培育 同源多倍体的培育 多倍体育种 说明 a 用秋水仙素处理幼苗时 可以诱导多倍体产生 秋水仙素的作用是 抑制细胞分裂前期纺锤体的形成 说明 b 三倍提植株不能进行减数分裂的原因是由于卵原细胞有三个染色体组 3N 33 减数分裂时同源染色体联会紊乱 从而不能正常产生卵细胞 由此可以获得无子西瓜 C 三倍体西瓜植株要授以二倍体西瓜的花粉 因为成熟花粉具有色氨酸酶系 可使子房合成生长素 其次 二倍体西瓜花粉本身的少量生长素 在授粉后也可扩散到子房中去 这两种来源的生长素均能使子房发育成果实 三倍体无籽西瓜 d 如果用二倍体西瓜作母本 四倍体西瓜作父本 即进行反交 则会使珠被发育形成的种皮厚硬 从而影响无子西瓜的品质 e 上述过程需要时间周期为2年 第一年可以由专门种子公司完成3N和2N的种子 农户直接购买种子培育 当年就可以获得无子西瓜 多倍体育种三倍体无子西瓜的培育 普通小麦六倍体 AABBDD 黑麦二倍体 RR 八倍体小黑麦的培育 异源多倍体的培育 3 说明 该种方法常用于植物育种 有时须与杂交育种配合 三倍体无子西瓜 八倍体小麦 6 高考扫描 例1 99年上海卷 用四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交所得的子一代植株开花后 经过适当处理 则 A 能产生正常配子 结出种子形成果实B 结出的果实为五倍体C 不能产生正常配子 但可形成无籽西瓜D 结出的果实为三倍体 答案 C D 多倍体育种 1 原理 染色体变异 2 方法 花药离体培养获得单倍体植株 再人工诱导染色体数目加倍 3 举例 4 单倍体育种 4 特点 由于得到的个体基因都是纯合的 自交后代不发生性状分离 所以相对于杂交育种来说 明显缩短了育种的年限 5 说明 该方法一般适用于植物 该种育种方法有时须与杂交育种配合 其中的花药离体培养过程需要组织培养技术手段的支持 下一张 DT 杂交育种 单倍体育种 从杂交育种与单倍体育种 返回 例1 2003春季高考题 22 假设水稻抗病 R 对感病 r 为显性 高秆 T 对矮秆 t 为显性 现有纯合的抗病高秆水稻和感病矮秆水稻 为了在较短的年限内培育出稳定遗传的抗病矮秆水稻 可采取以下步骤 1 将纯合的抗病高秆水稻和感病矮秆水稻杂交 得到杂交种子 播种这些种子 长出的植株可产生基因型为 的花粉 2 采用 的方法得到单倍体幼苗 3 用 处理单倍体幼苗 使染色体加倍 4 采用 的方法 鉴定出其中的抗病植株 5 从中选择表现抗病的矮秆植株 其基因型应是 单倍体育种 6 高考扫描 RT Rt rT rt 花药离体培养 秋水仙素 病原体感染 RRtt 例2 2003江苏生物卷 39 现在三个番茄品种 A品种的基因型为AABBdd B品种的基因型为AabbDD C品种的基因型为aaBBDD 三对等位基因分别位于三对同源染色体上 并且分别控制叶形 花色和果形三对相对性状 请回答 1 如何运用杂交育种方法利用以上三个品种获得基因型为aabbdd的植株 用文字简要描述获得过程即可 2 如果从播种到获得种子需要一年 获得基因型为aabbdd的植株最少需要几年 3 如果要缩短获得aabbdd植株的时间 可采用什么方法 写出方法的名称即可 单倍体育种高考扫描 答 A与B杂交得到杂交一代 杂交一代与C杂交 得到杂交二代 杂交二代自交 可以得到基因型为aabbdd的种子 该种子可长成基因型为aabbdd植株 4年 单倍体育种技术 5 植物体细胞杂交育种 体细胞杂交又称原生质融合 是指两种原生质体间的杂交 是用两个来自不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞 并且把杂种细胞培育成新植物体的方法 3 特点 可克服远缘杂交不亲合的障碍 大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围 4 说明 该种方法须植物组织培养等技术手段的支持 植物体细胞杂交育种 诱变育种 用物理因素 如X射线 射线 紫外线 激光等 或化学因素 如亚硝酸 硫酸二乙脂等 来处理生物 使其在细胞分裂间期DNA复制时发生差错 从而引起基因突变 诱变育种 2 举例 太空育种 青霉高产菌株的获得医药工业应用的青霉素就是利用普通青霉菌 经过X射线的照射 产生的有利突变型 还有医学上应用的其他抗菌素如链霉素 地霉素 金霉素等 经辐射处理的突变系 比原始品系抗菌素产量增长几十倍到几百倍 促进和提高了抗菌素的生产 在作物方面 应用诱变育种我国已培育出100多种水稻 小麦 玉米 大豆等优良品种 例如用射线处理籼稻干种子 选出提早成熟15天的新品种 丰产等性状仍旧保持下来 而且米粒中的蛋白质的含量提高很多 又如用射线和其他诱变剂处理大豆 培育出一种新品种 这品种含有改变了的酶系 在同样的施肥和管理条件下可提高产量50 3 特点 提高变异的频率 加速育种进程 大幅度地改良某些性状 但由于突变的不定向性 因此具有盲目性 须大量处理供试材料 诱变育种 太空育种 空间生命科学 高真空 10 8pa 微重力 10 4g 强辐射 尤其是危害性极大的HZE 诱变育种 太空育种 例1 2000年上海卷 48 昆虫学家用人工诱变的方法使昆虫产生基因突变 导致酯酶活性升高 该酶可催化分解有机磷农药 近年来已将控制酯酶合成的基因分离出来 通过生物工程技术将它导入细菌体内