生物变异在生产上的应用hao

1、 在日本的北海道还出现了在日本的北海道还出现了三角型西瓜三角型西瓜(又称金字塔瓜又称金字塔瓜)，被被TBS电视台介绍后，更是在日本引起强烈反响。为此，电视台介绍后，更是在日本引起强烈反响。为此，“三角人三角人面瓜面瓜”已申请了专利。已申请了专利。案例片段一：案例片段一： 一般西瓜都是圆的一般西瓜都是圆的,圆西瓜给储运带圆西瓜给储运带来许多不便。圆西瓜占地儿，一辆卡车来许多不便。圆西瓜占地儿，一辆卡车可装许多方砖，却装不了多少圆西瓜。可装许多方砖，却装不了多少圆西瓜。圆西瓜还容易骨碌，不小心就摔坏了。圆西瓜还容易骨碌，不小心就摔坏了。所以装运西瓜都要小心翼翼。所以装运西瓜都要小心翼翼。西瓜为什么

2、不能是方的？台湾的农艺师西瓜为什么不能是方的？台湾的农艺师们开动脑筋，培育方型西瓜。们开动脑筋，培育方型西瓜。表现型表现型 = 基因型基因型 + 环境条件环境条件（改变）（改变）（改变）（改变）（改变）（改变）（改变）（改变）可遗传的变异可遗传的变异不可遗传的变异不可遗传的变异基因突变基因突变染色体变异染色体变异基因重组基因重组来源来源案例片段二：案例片段二： 在中国航天科技集团航天育种研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，瓜肉清是经过太空育种种植的

3、西瓜，瓜肉清甜脆嫩，含糖量比一般青皮西瓜高两甜脆嫩，含糖量比一般青皮西瓜高两倍多，平均产量倍多，平均产量4000公斤公斤/亩。亩。 海南文昌的西瓜种子成为有幸搭海南文昌的西瓜种子成为有幸搭上上“神舟六号神舟六号”飞船的全国唯一的西飞船的全国唯一的西瓜种子。经过太空育种的西瓜病虫害瓜种子。经过太空育种的西瓜病虫害少，收获期提前天，每亩比原来增少，收获期提前天，每亩比原来增产，瓜瓤口感好，投放市场后产，瓜瓤口感好，投放市场后很受消费者欢迎。很受消费者欢迎。2、遗传学原理：、遗传学原理：基因突变基因突变诱变育种诱变育种1、诱变育种、诱变育种用人工诱变的方法可以提高用人工诱变的方法可以提高 变异频率，

4、创造人类需要的变异频率，创造人类需要的 变异类型，从中选择、培育变异类型，从中选择、培育 出优良的生物品种。出优良的生物品种。3意义：意义：创造动植物、微生物新品种创造动植物、微生物新品种4诱变育种特点：诱变育种特点：提高变异频率，使后代性状较快稳定提高变异频率，使后代性状较快稳定大幅度改良某些性状大幅度改良某些性状诱发的个体产生有利的不多，必须处理大诱发的个体产生有利的不多，必须处理大量实验材料量实验材料案例片段三：案例片段三：自古以来，西瓜都自古以来，西瓜都是有种子。在炎热是有种子。在炎热的夏季，当人们大的夏季，当人们大嚼味甜多汁的西瓜嚼味甜多汁的西瓜以消暑解渴之际，以消暑解渴之际，却不得

5、不频频地吐却不得不频频地吐出西瓜子，实有厌出西瓜子，实有厌烦之感。因此，人烦之感。因此，人们早就渴望获得无们早就渴望获得无子西瓜，以除美中子西瓜，以除美中不足。但是，这种不足。但是，这种奇想能够实现吗？奇想能够实现吗？ 二倍体二倍体幼苗幼苗四倍体四倍体植株植株秋水仙素处理秋水仙素处理染色体加倍染色体加倍二倍体二倍体幼苗幼苗二倍体二倍体植株植株发育发育授授粉粉二倍体二倍体幼苗幼苗二倍体二倍体植株植株发育发育花粉花粉诱导诱导三倍体三倍体种子种子三倍体三倍体无籽瓜无籽瓜三倍体三倍体植株植株发育发育第一年第一年第二年第二年多倍体育种多倍体育种原理：原理：温度的骤变、适当浓度的秋水仙素能在温度的骤变、适

6、当浓度的秋水仙素能在不影响细胞活力的条件下不影响细胞活力的条件下抑制纺锤体生成或抑制纺锤体生成或破坏纺锤体破坏纺锤体。导致染色体复制且着丝粒分裂。导致染色体复制且着丝粒分裂后不能分配到两个细胞中，从而使细胞内的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。染色体数目加倍。染色体数目加倍染色体数目加倍后的草莓（上）后的草莓（上）野生状态下的草莓野生状态下的草莓（下）（下）人工诱导多倍体的方法人工诱导多倍体的方法 秋水仙素处理萌发种子或幼苗秋水仙素处理萌发种子或幼苗秋水仙素秋水仙素处理处理秋水仙素秋水仙素处理处理如：无籽西瓜的培育如：无籽西瓜的培育案例片段四：案例片段四： 西瓜与其他作物一

7、样，有明西瓜与其他作物一样，有明显的杂种优势。主要表现为植株显的杂种优势。主要表现为植株长势旺、果实品质好、产量高、长势旺、果实品质好、产量高、抗病性强、整齐一致。抗病性强、整齐一致。想一想：想一想：现有稳定遗传的早熟（现有稳定遗传的早熟（A）不抗病）不抗病（R）的西瓜品种甲和晚熟（）的西瓜品种甲和晚熟（a）抗病（抗病（r）的西瓜品种乙，希望获）的西瓜品种乙，希望获得早熟抗病的优良品种。得早熟抗病的优良品种。遗传学原理：遗传学原理：基因重组基因重组杂交育种杂交育种1.定义：是将两个或多个品种的优良性状定义：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。经过组合在一起，获得新品种的方

8、法。经过杂交杂交选择选择纯化手段。纯化手段。2方法：方法：杂交杂交 自交自交 (选优选优 自交自交)若干次若干次纯纯种种单倍体育种过程单倍体育种过程普通植株普通植株减数减数 分裂分裂花粉花粉花药离花药离 体培养体培养单倍体幼苗单倍体幼苗秋水仙秋水仙 素处理素处理纯合子幼苗纯合子幼苗筛选所需的品种筛选所需的品种DDTTDdTt花药离花药离 体培养体培养DT Dt dT dt 幼苗幼苗秋水仙秋水仙 素处理素处理DDTT DDtt ddTT ddtt筛选所需的品种筛选所需的品种ddttDT Dt dT dt花药离体培养花药离体培养纯合体纯合体P早熟不抗病早熟不抗病 AARR晚熟抗病晚熟抗病 aarr

9、F1早熟不抗病早熟不抗病 AaRr配子配子ARAraRarARAraRarAARR AArraaRR aarr秋水仙素秋水仙素 需要的早熟抗病品种需要的早熟抗病品种单倍体育种单倍体育种第第1年年第第2年年第第1年年第第2年年第第36年年PF1F2A_R_ A_rraaR_ aarrAArr杂交育种杂交育种早熟不抗病早熟不抗病 AARR晚熟抗病晚熟抗病 aarr早熟不抗病早熟不抗病 AaRr 需要的早熟抗病品种需要的早熟抗病品种案例片段五：案例片段五：西瓜感染了病毒后，就会出西瓜感染了病毒后，就会出现病毒病。叶色黄绿斑驳，现病毒病。叶色黄绿斑驳，叶面凹凸不平，果实发育不叶面凹凸不平，果实发育不良

10、或形成畸形果。发病较轻良或形成畸形果。发病较轻时，形成的果实较小。发病时，形成的果实较小。发病严重时可造成田块绝收的现严重时可造成田块绝收的现象。目前市场上还缺乏对病象。目前市场上还缺乏对病毒病有特效的药物，那么应毒病有特效的药物，那么应该怎么办呢？该怎么办呢？土壤农杆菌的质粒土壤农杆菌的质粒基因工程育种基因工程育种 母乳中有一种成分叫母乳中有一种成分叫“乳乳铁蛋白铁蛋白”，它具有广谱抗菌、，它具有广谱抗菌、抗病毒感染作用，能增强机体抗病毒感染作用，能增强机体抗病功能，治疗婴幼儿贫血和抗病功能，治疗婴幼儿贫血和腹泻等腹泻等 。 科学家把人的乳铁蛋白基科学家把人的乳铁蛋白基因因“注射注射”到水稻

11、里，使水稻到水稻里，使水稻种子里也含有乳铁蛋白，而且种子里也含有乳铁蛋白，而且含量还是一般母乳的两倍，相含量还是一般母乳的两倍，相当于孩子可以天天喝初乳。当于孩子可以天天喝初乳。 按照一亩田生产按照一亩田生产500公斤公斤的水稻计算，一亩田生产的乳的水稻计算，一亩田生产的乳铁蛋白相当于铁蛋白相当于800多升普通乳多升普通乳汁，汁，2500多升牛初乳，经济价多升牛初乳，经济价值相当可观。值相当可观。 想一想：想一想：1、这种转基因的植物、这种转基因的植物中的目的基因是什么？中的目的基因是什么？2、为什么选择乳铁蛋、为什么选择乳铁蛋白的基因作为目的基因白的基因作为目的基因呢？呢？3、目的基因的表达

12、过、目的基因的表达过程主要包含了哪两个过程主要包含了哪两个过程？与哪些细胞器密切程？与哪些细胞器密切有关呢？有关呢？名名 称称原原 理理方方 法法优优 点点缺缺 点点诱变育种诱变育种杂交育种杂交育种单倍体育种单倍体育种多倍体育种多倍体育种转基因育种转基因育种名名 称称原原 理理方方 法法优优 点点缺缺 点点诱变育种诱变育种基因突变基因突变用物理或化学因素处理用物理或化学因素处理生物生物加速育种进程，大幅加速育种进程，大幅改良性状改良性状有利的个体往往不多有利的个体往往不多杂交育种杂交育种基因重组基因重组将不同个体的优良性将不同个体的优良性状集中于一个个体上状集中于一个个体上育种周期长，工作量育

13、种周期长，工作量大大单倍体育种单倍体育种染色体染色体变异变异花药离体培养，再秋水花药离体培养，再秋水仙素处理使染色体加倍仙素处理使染色体加倍明显缩短育种年限明显缩短育种年限需与杂交育种配合，需与杂交育种配合，多限于植物多限于植物多倍体育种多倍体育种染色体染色体变异变异需与杂交育种配合，需与杂交育种配合，多限于植物多限于植物器官大，产量高，器官大，产量高，营养丰富营养丰富发育延迟，结实率发育延迟，结实率降低降低转基因育种转基因育种异源异源DNA重组重组提取，结合，导入，提取，结合，导入，检测与表达检测与表达目的性强，育种时间目的性强，育种时间短，克服了远缘杂交短，克服了远缘杂交的障碍的障碍操作复

14、杂，难度大操作复杂，难度大杂交杂交自交自交选选 优优杂交育种杂交育种诱变育种诱变育种单倍体育种单倍体育种多倍体育种多倍体育种原原理理常常用用方方法法优优点点缺缺点点基因重组基因重组基因突变基因突变染色体变异染色体变异（成倍减少）（成倍减少）染色体变异染色体变异（成倍增加（成倍增加）杂交杂交用物理或化学用物理或化学方法处理生物方法处理生物花药离体培养花药离体培养单倍体单倍体秋秋水仙素处理水仙素处理纯种纯种秋水仙素秋水仙素处理处理使位于不同使位于不同个体的优良个体的优良性状集中于性状集中于一个个体上一个个体上提高变异频率，提高变异频率，加速育种进程，加速育种进程，有利变异少，有利变异少，需大量处理

15、供需大量处理供试材料试材料明显缩短育种明显缩短育种年限，育种时年限，育种时间较短。间较短。技术复杂，需技术复杂，需与杂交育种配与杂交育种配合合各种器官大、各种器官大、营养成分高、营养成分高、抗性强抗性强与杂交育种与杂交育种配合；获得配合；获得的新品种发的新品种发育延迟育延迟育种时间最长育种时间最长有两组纯种小麦品种，一个是高秆抗锈病有两组纯种小麦品种，一个是高秆抗锈病(DDTT)(DDTT)，一个是矮，一个是矮秆不抗锈病秆不抗锈病(ddtt)(ddtt)。现将这两个品种排行下列。现将这两个品种排行下列3 3组实验：组实验：A A组所得矮抗类型的基因型是组所得矮抗类型的基因型是 ；B B组所组所

16、得矮抗类型的基因型是得矮抗类型的基因型是 。C C组获得矮抗是由于发生了基因突变。但一般说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，因为来，这种情况不容易发生，因为 。假如以上假如以上3 3组实验都有矮秆抗锈病出现，分析以下问题：组实验都有矮秆抗锈病出现，分析以下问题：ddTT、ddTtdT变异是不定向的变异是不定向的A A组组F F2 2中的矮抗类型不能直接用作大田栽种，原因中的矮抗类型不能直接用作大田栽种，原因是是 。B B组获得的矮抗类型也不能直接利用，原因是组获得的矮抗类型也不能直接利用，原因是 ，但通过，但通过 处理，可以直接产处理，可以直接产生理想的矮抗品种，

17、其基因型是生理想的矮抗品种，其基因型是 。后代可能会发生性状分离后代可能会发生性状分离单倍体不育单倍体不育秋水仙素秋水仙素ddTT案例片段二：案例片段二： 在中国航天科技集团航天育种研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甜脆嫩，含糖量比一般青皮西瓜高两倍多，平均产量倍多，平均产量4000公斤公斤/亩。亩。 海南文昌的西瓜种子成为有幸搭海南文昌的西瓜种子成为有幸搭上上“神舟六号神舟六

18、号”飞船的全国唯一的西飞船的全国唯一的西瓜种子。经过太空育种的西瓜病虫害瓜种子。经过太空育种的西瓜病虫害少，收获期提前天，每亩比原来增少，收获期提前天，每亩比原来增产，瓜瓤口感好，投放市场后产，瓜瓤口感好，投放市场后很受消费者欢迎。很受消费者欢迎。案例片段四：案例片段四： 西瓜与其他作物一样，有明西瓜与其他作物一样，有明显的杂种优势。主要表现为植株显的杂种优势。主要表现为植株长势旺、果实品质好、产量高、长势旺、果实品质好、产量高、抗病性强、整齐一致。抗病性强、整齐一致。想一想：想一想：现有稳定遗传的早熟（现有稳定遗传的早熟（A）不抗病）不抗病（R）的西瓜品种甲和晚熟（）的西瓜品种甲和晚熟（a）

19、抗病（抗病（r）的西瓜品种乙，希望获）的西瓜品种乙，希望获得早熟抗病的优良品种。得早熟抗病的优良品种。遗传学原理：遗传学原理：基因重组基因重组杂交育种杂交育种1.定义：是将两个或多个品种的优良性状定义：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。经过组合在一起，获得新品种的方法。经过杂交杂交选择选择纯化手段。纯化手段。2方法：方法：杂交杂交 自交自交 (选优选优 自交自交)若干次若干次纯纯种种名名 称称原原 理理方方 法法优优 点点缺缺 点点诱变育种诱变育种基因突变基因突变用物理或化学因素处理用物理或化学因素处理生物生物加速育种进程，大幅加速育种进程，大幅改良性状改良性状有利的个体往往不多有利的个体往往不多杂交育种杂交育种基因重组基因重组将不同个体的优良性将不同个体的优良性状集中于一个个体上状集中于一个个体上育种周期长，工作量育种周期长，工作量大大单倍体育种单倍体育种染色体染色体变异变异花药离体培养，再秋水花药离体培养，再秋水仙素处理使染色体加倍仙素处理使染色体加倍明显缩短育种年限明显缩短育种年限需与杂交育种配合，需与