生物人教版高中二年级必修2 4.2 生物变异在生产上的应用

生物变异在育种上的应用,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,案例片段一：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（D）不抗病（T）的西瓜品种甲和晚熟（d）抗病（t）的西瓜品种乙，希望获得早熟抗病（DDtt）的优良品种。请用遗传图解表示最快的育种程序，并作相应的文字说明。（两对相对性状独立遗传）,以下是杂交的育种参考方案：,早熟不抗晚熟抗,早熟不抗,DDTT,ddtt,DdTt,早熟抗早熟不抗晚熟不抗晚熟不抗,早熟抗晚熟抗,Ddtt,DDtt,杂交,F3,思考：要培育出一个能稳定遗传的植物品种至少要几年？,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：,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,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,！,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。,长毛折耳猫,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。海南文昌的西瓜种子成为有幸搭上“神舟六号”飞船的全国唯一的西瓜种子。经过太空育种的西瓜病虫害少，收获期提前天，每亩比原来增产，瓜瓤口感好，投放市场后很受消费者欢迎。,太空育种,2、遗传学原理：基因突变,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。,缺点：有利变异少，需大量处理供试材料,优点：提高变异频率，能产生多种多样的新类型，为育种创造出丰富的原材料。能在较短的时间内有效的改良生物品种的某些性状。改良作物品质，增强抗逆性。,番茄的某迟熟（AA）品种,那么我们有什么好办法快速得到早熟（aa）品种？,能力提升,早熟品种(aa),迟熟品种(AA),杂合子(Aa),幼苗（A）,幼苗（a）,迟熟品种(AA),人工诱变+单倍体育种,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,DDTT,DdTt,花药离体培养,DTDtdTdt幼苗,秋水仙素处理,DDTTDDttddTTddtt,筛选所需的品种,ddtt,DTDtdTdt,特点：,明显缩短育种年限、子代都是纯合子,方法：植物组织培养,案例片段三：自古以来，西瓜都是有种子。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？,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,如：无籽西瓜的培育,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,细胞分裂前期,多倍体特点:,优:植株、果实、种子等粗大，营养物质含量高缺:生长发育延迟,结实率低。（注意与杂交种区分开）,染色体数目加倍后的草莓（上）野生状态下的草莓（下）,下面是三倍体无籽西瓜育种及原理的流程图：,用秋水仙素处理时,可诱导多倍体的产生，因为材料具有的特点,秋水仙素作用于期,其作用的机理是。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。,萌发的种子或幼苗,分生组织分裂旺盛,抑制有丝分裂时纺锤体形成,前,刺激子房发育成果实,习题巩固,下面是三倍体无籽西瓜育种及原理的流程图：,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。,四,三,减数分裂时染色体联会紊乱,习题巩固,案例片段五：西瓜感染了病毒后，就会出现病毒病。叶色黄绿斑驳，叶面凹凸不平，果实发育不良或形成畸形果。发病较轻时，形成的果实较小。发病严重时可造成田块绝收的现象。目前市场上还缺乏对病毒病有特效的药物，那么应该怎么办呢？,提取目的基因（抗病毒基因）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和表达,土壤农杆菌的质粒,基因工程育种,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,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技技术殖入青鱼的胚胎中，而产生全身发红萤光的萤光鱼。除此之外，台港也首度展现“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！,母乳中有一种成分叫“乳铁蛋白”，它具有广谱抗菌、抗病毒感染作用，能增强机体抗病功能，治疗婴幼儿贫血和腹泻等。科学家把人的乳铁蛋白基因“注射”到水稻里，使水稻种子里也含有乳铁蛋白，而且含量还是一般母乳的两倍，相当于孩子可以天天喝初乳。按照一亩田生产500公斤的水稻计算，一亩田生产的乳铁蛋白相当于800多升普通乳汁，2500多升牛初乳，经济价值相当可观。,想一想：1、这种转基因的植物中的目的基因是什么？2、为什么选择乳铁蛋白的基因作为目的基因呢？3、目的基因的表达过程主要包含了哪两个过程？与哪些细胞器密切有关呢？,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。,杂交自交选优,有两组纯种小麦品种，一个是高秆抗锈病(DDTT)，一个是矮秆不抗锈病(ddtt)。现将这两个品种排行下列3组实验：,A组所得矮抗类型的基因型是；B组所得矮抗类型的基因型是。C组获得矮抗是由于发生了基因突变。但一般说来，这种情况不容易发生，因为。,假如以上3组实验都有矮秆抗锈病出现，分析以下问题：,ddTT、ddTt,dT,变异是不定向的,习题巩固,A组F2中的矮抗类型不能直接用作大田栽种，原因是。B组获得的矮抗类型也不能直接利用，原因是，但通过处理，可以直接产生理想的矮抗品种，其基因型是。,后代可能会发生性状分离,单倍体不育,秋水仙素,ddTT,习题巩固1,生物材料：A小麦的高秆（显性）抗锈病（显性）纯种，B小麦的矮秆不抗锈病纯种，C水稻的迟熟种子非生物材料：根据需要自选,方案2：（1）育种名称：单倍体育种（2）所选择的生物材料：A、B。（3）希望得到的结果：矮秆抗锈病。（4）预计产生这种结果的（所需类型）的几率：1/4。（5）写出育种的简要过程（可用图解）高抗矮病F1高抗F1花药离体培养单倍体植株，再经秋水仙素处理，染色体加倍成为纯合的高抗、矮抗、高病、矮病植株。（6）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。挑选矮秆抗锈病的植株即可。,方案3：（1）育