第2节生物变异在生产上的应用.ppt

第二节生物变异在生产上的应用 20世纪90年代后期 美国布朗抛出 中国威胁论 撰文说到下世纪30年代 中国人口将达到16亿 到时 谁来养活中国 怎样来拯救由此引发的全球性粮食短缺 除了改变环境因素提高光合作用以外 更重要的是改变作物的品种来提高农作物的产量 提高光合速率的一些方法 提高光照强度 温度和co2浓度 有两个不同番茄品种 一个是抗病 黄果肉的品种 ssrr 另一个是易感病 红果肉的品种 ssrr 如何才能培育出一个既抗病又是红果肉的新品种 并且新品种的性状能稳定遗传 方法 纯种 讨论 杂交育种 1 概念 利用基因重组的原理 有目的的将两个或多个品种的优良性状组合在一起 再经过选择和培育 获得新品种的方法 2 方法 纯种 3 原理 基因重组 4 例子 农作物 袁隆平杂交水稻 农作物 袁隆平杂交水稻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 4 例子 中国黄牛 中国荷斯坦牛 荷斯坦牛 家畜 家禽 中国荷斯坦牛的育种过程 优点 泌乳期可达305天 年产乳量可达6300kg以上 试一试 动物的杂交育种方法 假设现有长毛立耳猫 bbee 和短毛折耳猫 bbee 你能否培育出能稳定遗传的长毛折耳猫 bbee 写出育种方案 图解 长毛折耳猫 短毛折耳猫 长毛立耳猫 长立长折短立短折 bbee bbee bbee bbee bbee bbee 长折 短折 长折 长折 短折 杂交 f3 长折 短折 思考 要培育出一个能稳定遗传的动物品种至少要几年 注意 1 动物杂交育种中纯合子的获得不用通过逐代自交 可改为测交 2 比植物杂交育种所需年限短 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 优点 缺点 杂交后代会出现性状分离 进行纯化时工作量大 过程复杂 所需时间长 育种的目的性强 使位于不同个体的优良性状集中于一个个体上 5 杂交育种的优缺点 诱变育种 1 概念 利用物理 化学因素诱导生物发生变异 并从变异后代中选育新品种的过程 4 意义 创造动植物 微生物新品种 2 方法 辐射诱变 化学诱变 3 原理 基因突变和染色体变异 5 例子 农作物 黑龙江省农科院用辐射方法处理大豆 培育成了 黑农五号 等大豆品种 产量提高了16 含油量比原来提高2 5 微生物 青霉菌最初从发霉的甜瓜上发现 这种野生的青霉菌分泌的青霉素很少 青霉素是抗菌素的一种 是第一种能够治疗肺炎 脑膜炎 脓肿等人类疾病的抗生素 但产量只有20单位 ml 后来 人们对青霉菌进行x射线 紫外线照射以及综合处理 培育成了青霉素产量很高的菌株 目前产量已经可以达到50000单位 ml 60000单位 ml 太空育种太空辣椒平均单个重达500克 果实中维生素c的含量提高了10 25 黄瓜1根达1米多长 航天芝麻1号 不仅个大 而且单株蒴果达98粒以上 水稻蛋白质含量可提高8 7 12 6 诱变育种的优缺点 讨论 与杂交育种相比 诱变育种有什么优点 联系基因突变的特点 谈谈该育种的局限性 要想克服这些局限性 可以采取什么办法 优点 可以提高突变频率 在短时间内获得更多的优良变异类型 缺点 有利变异少 需大量处理供试材料 提高变异频率 能产生多种多样对新类型 为育种创造出丰富对原材料 能在较短的时间内有效对改良生物品种的某些性状 改良作物品质 增强抗逆性 单倍体育种 1 单倍体植株特点 弱小 且高度不育 用单倍体做中间环节产生具有优良性状的可育纯合子的育种方法 3 过程 二倍体植株 杂合子 花药离体培养 单倍体植株 二倍体植株 纯合子 人工诱导染色体加倍 2 概念 aabb宽 不抗 aabb窄 抗 aabb宽 抗 花药离体培养 ab ab ab ab 人工诱导染色体加倍 aabb宽 抗 aabb aabb aabb f1 单倍体 缩短育种年限 能排除显隐性干扰 提高效率 染色体变异 4 单倍体育种的特点 5 原理 1 多倍体的细胞通常比二倍体的细胞大 细胞内有机物对含量高 抗逆性强 2 但发育延迟 结实率低 多倍体植株的特点 染色体加倍后的草莓 上 野生草莓 下 多倍体水稻 多倍体育种 1 方法 用秋水仙素处理 方法 原理 2 应用 秋水仙素处理法的具体做法是什么 原理又是什么 方法 用秋水仙素处理 或 原理 当秋水仙素作用于正在 的细胞时 能够抑制 的形成 导致 不能 从而引起细胞内染色体 染色体数目加倍的细胞继续进行 分裂 将来就可能发育成 植株 萌发的种子 幼苗 分裂 纺锤体 染色体 移向两极 数目加倍 有丝 多倍体 人工诱导多倍体的产生 无籽西瓜的培育过程 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 转基因技术 1 概念 2 例子 3 特点 4 转基因食品的安全性 结果 定向改造生物的性状 获得人类所需要的品种 生长快 肉质好的转基因鱼 中国 乳汁中含有人生长激素的转基因牛 阿根廷 转黄瓜抗青枯病基因的甜椒 与药物研制 我国生产的部分基因工程疫苗和药物 许多药品的生产是从生物组织中提取的 受材料来源限制产量有限 其价格往往十分昂贵 微生物生长迅速 容易控制 适于大规模工业化生产 若将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内 让它们产生相应的药物 不但能解决产量问题 还能大大降低生产成本 胰岛素从猪 牛等动物的胰腺中提取 100kg胰腺只能提取4 5g的胰岛素 其产量之低和价格之高可想而知 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 环境保护基因工程做成的 超级细菌 能吞食和分解多种污染环境的物质 通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类 用基因工程培育成功的 超级细菌 却能分解石油中的多种烃类化合物 有的还能吞食转化汞 镉等重金属 分解ddt等毒害物质 你知道什么是真正的硕果累累吗 最新款的摩托车 你想过吗 你见过树会走路吗 这些题你会做吗 1 杂交育种所依据的主要遗传学原理是 a 基因突变 b 基因自由组合 c 染色体交叉互换 d 染色体变异 答 b 2 在下列几种育种方法中 可以改变原有基因分子结构的育种方法是 a 杂交育种b 诱变育种c 单倍体育种d 多倍体育种答案 3 现代农业育种专家采用诱变育种的方法改良某些农作物的原有性状 其原因是 a 提高了后代的出苗率b 产生的突变全部是有利的c 提高了后代的稳定性d 能提高突变率以供育种选择答案 b d 4 60co是典型的 放射源 可用于作物诱变育种 我国运用这种方法培育出了许多农作物新品种 如棉花高产品种 鲁棉1号 在我国自己培养的棉花品种中栽培面积最大 射线处理后主要引起 从而产生可遗传的变异 除 射线外 用于诱变育种的其他物理诱变因素还有 和 基因突变 x射线 紫外线 激光 5 请写出下面各项培育方法 1 通过花药离体培养再用秋水仙素加倍得到烟草新品种的方法是 2 用60co辐射谷氨酸棒状杆菌 选育出合成谷氨酸的新菌种 所用方法是 3 用小麦和黑麦培育八倍体黑小麦的方法是 4 将青椒的种子搭载人造卫星 在太空中飞行数周后返回地面 获得了果大 肉厚和维生素含量高的青椒新品种 这种育种原理本质上属于 5 用抗倒伏 不抗锈病和不抗倒伏 抗锈病的两个小麦品种 培育出抗倒伏 抗锈病的品种 所用方法是 6 用秋水仙素或硫酸二乙酯处理蕃茄 水稻种子 获得成熟期早 蛋白质含量高的品系 这种方法是 单倍体育种 诱变育种 多倍体育种 诱变育种 杂交育种 诱变育种 3 2003理综高考题 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 有一对基因杂合即可称为杂合体 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 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 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 小麦 第一代paabb aabb亲本杂交 第二代f1aabb种植f1代 自交 九十年代后期 美国学者布朗抛出 中国威胁论 撰文说到下世纪 年代 中国人口将达到 亿 到时谁来养活中国 谁来拯救由此引发的全球性粮食短缺和动荡危机 袁隆平培养杂交水稻过程中 他利用了哪一种变异的原理 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 袁隆平 农学家 杂交水稻育种专家 1995年当选为中国工程院院士 事迹 袁隆平长期从事杂交水稻育种理论研究和制种技术实践 1964年首先提出培育 不育系 保持系 恢复系 三系法利用水稻杂种优势的设想并进行科学实验 1970年 与其助手李必湖和冯克珊在海南发现一株花粉败育的雄性不育野生稻 成为突破 三系 配套的关键 1972年育成中国第一个大面积应用的水稻雄性不育系 二九南一号a 和相应的保持系 二九南一号b 1973年 育成了第一个大面积推广的强优组合 南优二号 并研究出整套制种技术 1986年提出杂交水稻育种分为 三系法品种间杂种优势利用 两系法亚种间杂种优势利用到一系法远缘杂种优势利用 的战略设想 被誉为 世办杂交水稻之父 中国于 年提出超级杂交水稻培育计划 推广应用杂交水稻所增产的稻谷每年可养活7000多万人口 到2004年底止 杂