生物变异在生产上的应用(公开)总结课件

在生产上的应用

生物变异在生产上的应用

生物变异1在日本的北海道还出现了三角型西瓜(又称金字塔瓜)，被TBS电视台介绍后，更是在日本引起强烈反响。为此，“三角人面瓜”已申请了专利。案例片段一：一般西瓜都是圆的,圆西瓜给储运带来许多不便。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。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。

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。

在日本的北海道还出现了三角型西瓜(又称金字2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表现型=基因型+环境条件（3案例片段：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７天，每亩比原来增产２０％，瓜瓤口感好，投放市场后很受消费者欢迎。案例片段：4诱变育种原理：

基因突变或染色体变异

方法：

物理方法(紫外线、α射线、宇宙射线、失重等)或化学方法(秋水仙素、亚硝酸、硫酸二乙酯等)处理植株，再选择符合要求的变异类型。

优点：产生新基因和新的性状，能提高变异的频率，后代变异性状能较快稳定，加速育种进程。能大幅度改良某些性状，增强抗逆性。缺点：有利个体不多，须大量处理供试材料，工作量大。

诱变育种原理：基因突变或染色体变异方法：物理方法(紫外5诱变育种诱变育种6案例片段二：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？案例片段二：7想一想:1、为什么用秋水仙素处理二倍体西瓜的幼苗？2、两次传粉的作用有什么不同？3、三倍体西瓜为什么没有种子？想一想:8想一想：现有味甘汁多、消暑解渴、稳定遗传的红瓤（R）小子（e）西瓜品种甲做母本，黄瓤（r）大子（E）西瓜品种乙做父本，那么通过多倍体育种所结的无子西瓜果实基因型

表现型

。（两对基因自由组合）RRrEee

红瓤无子

想一想：RRrEee红瓤无子9多倍体育种原理：染色体变异(染色体组成倍地增加)方法:用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。优点：能改良原有性状，提高产量（茎杆粗壮，叶片、果实和种子较大，营养物质含量较多。）缺点：一般只适合于植物，发育延迟，结实率低。多倍体育种原理：染色体变异(染色体组成倍地增加)方法:用一定10案例片段三：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（A）不抗病（R）的西瓜品种甲和晚熟（a）抗病（r）的西瓜品种乙，希望获得早熟抗病的优良品种。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）案例片段三：11第1年第2年第3~6年P×F1↓F2A_R_A_rraaR_aarrAArr杂交育种↓××早熟不抗病

AARR晚熟抗病

aarr早熟不抗病

AaRr

↑

需要的早熟抗病品种花药离体培养→纯合体P早熟不抗病

AARR×晚熟抗病

aarrF1早熟不抗病

AaRr配子ARAraRarARAraRarAARRAArraaRRaarr↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓秋水仙素→

↑

需要的早熟抗病品种单倍体育种第1年第2年aR第1年第2年第3~6年P×F1↓F2A_R_A_rraaR_12单倍体育种

原理：

染色体变异(染色体组成倍地减少)方法：(1)先将花药离体培养，培养出单倍体植株(2)将单倍体幼苗经一定浓度的秋水仙素处理获得纯合体。

优点：

明显缩短育种年限（一般为两年），加速育种进程。

缺点：不能从根本上改变原有性状，因而不能按人类意愿定向改变作物的的遗传特性。

单倍体育种原理：染色体变异(染色体组成倍地减少)方法：13杂交育种原理：

基因重组方法：

（2）连续自交选择能稳定遗传的纯合子（1）通过杂交使亲本的优良性状组合在一起优点：使位于不同个体上的多个优良性状集中于一个个体上，即“集优”,能产生新的基因型。缺点：育种所需时间较长（自交选择需五--六代,甚至十几代)。

杂交育种原理：基因重组方法：（2）连续自交选择能稳定遗传14案例片段四：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？案例片段四：15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提取目的基因（抗病毒基因）土壤农杆菌的质粒基因工程育种16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。

母乳中有一种成分叫“乳铁蛋白”，它具有广谱抗17基因工程育种原理:基因重组方法:目的基因的提取，与运载体结合，导入受体细胞，目的基因的检测与表达，筛选出符合要求的新品种。

优点:不受生物亲缘关系的限制，可按人的意愿改造生物，目的性强，科技含量高，可以培育出高产、优质或具有特殊用途的动植物品种

缺点:技术复杂，操作要求精细,难度大。

基因工程育种原理:基因重组方法:目的基因的提取，与运载体结合18想一想：除了用多倍体育种的方法来获得无子西瓜，还有什么方法也可以获得无子西瓜呢？1、试剂：2、处理的时机和部位：生长素或生长素类似物未授粉的雌蕊柱头想一想：除了用多倍体育种的方法来获得无子西瓜，还有什么方法也19细胞工程育种4n白菜–甘蓝纤维素酶、果胶酶离心、振动、电刺激聚乙二醇细胞壁的形成高尔基体甘蓝细胞(2n)杂种细胞杂种植株白菜细胞(2n)原生质体正在融合的原生质体愈伤组织脱分化再分化植物激素密切有关细胞分裂素/生长素细胞工程育种4n白菜–甘蓝纤维素酶、果胶酶离心、振动、电刺20诱变育种杂交育种单倍体育种多倍体育种基因工程育种细胞工程育种

生物育种激素育种诱变育种杂交育种单倍体育种多倍体育种基因工程育种细胞工程育种21名称原理方法优点缺点诱变育种用物理或化学因素处理生物加速育种进程，大幅改良性状有利个体往往不多多倍体育种用一定浓度的___________处理___________________器官大，产量高，营养丰富发育延迟，结实率降低杂交育种

杂交→自交→选

优

将不同个体的优良性状集中于一个个体上

育种周期___，工作量___

单倍体育种____________，再用____________处理使染色体加倍需与杂交育种配合，多限于植物转基因育种提取，结合，导入，检测与表达_______强，育种时间短，克服________________操作复杂，难度大细胞工程育种

植物体细胞杂交，细胞核移植和胚胎移植培育优良品种，保存濒危物种(动物)操作复杂，难度大激素育种

用一定浓度的______或_____________处理未授粉的雌蕊柱头生长素______改变植物的基因型不需要制备无籽植物的种子，节约成本。该方法只适用于植物基因突变染色体变异基因重组

染色体变异基因重组细胞的全能性不可遗传的变异秋水仙素萌发的种子或幼苗花药离体培养秋水仙素生长素生长素类似物明显缩短育种年限目的性克服远源杂交的障碍不会长大名称原理方法优点缺点诱变育种用物理或221、现有味甘汁多、消暑解渴、稳定遗传的红瓤（R）小子（e）西瓜品种甲与黄瓤（r）大子（E）西瓜品种乙，两对基因自由组合。已知西瓜的染色体数目（2n=22）根据西瓜的育种流程图回答：1、现有味甘汁多、消暑解渴、稳定遗传的红瓤（R）小子（e）西23（1）图中①过程所用的试剂为

，通过②途径培育无籽西瓜的方法叫做

，所结西瓜果实的基因型和表现型分别为

、

。秋水仙素

多倍体育种

RRrEee

红瓤无子

（1）图中①过程所用的试剂为24（2）通过③培育无籽西瓜时所用的试剂为_____________________，施用的时机和部位是

。瓜农用②生产的无籽西瓜比用③更受消费者青睐，原因是________________________________________________。如果能解决手续繁杂的问题，瓜农们也乐意采用③途径生产的优良品种的无籽西瓜，其优点是

。生长素或生长素类似物

未授粉的雌蕊柱头

多倍体植物糖类和蛋白质等营养物质和含量有所增加

省去制种的麻烦

（2）通过③培育无籽西瓜时所用的试剂为___________25（3）种子公司用品种甲作母本、品种乙作父本，通过⑤途径制得杂交种F1，待其播种开花后彼此相互授粉，结出的瓜比亲本个大、味甜、品位高、这是利用了

的原理。将此瓜所结种子（即F2）留下，来年再种的结果是产量、品质大大下降，这种现象在遗传学上称

，这些种子胚的基因型在理论上有

种。杂种优势性状分离9（3）种子公司用品种甲作母本、品种乙作父本，通过杂种优势性状26（4）通过④细胞融合途径形成杂种体细胞时，要使用

和

两种化学物质。由该杂种细胞形成杂种植株利用了

原理，使用了_______________技术。

若由杂种植株去获得单倍体植株，需使用的方法是进行

培养。纤维素酶聚乙二醇植物组织培养花药离体

植物细胞全能性（4）通过④细胞融合途径形成杂种体细胞时，要使纤维素酶聚乙二27（5）为确认上述植株是否是单倍体，应在显微镜下检查根尖分生区细胞的细胞核，辨明染色体数目。此时应该准备的试剂是________和________________________,观察的最佳时期为

，看到的染色体数目是______条。10%盐酸龙胆紫溶液或醋酸洋红液有丝分裂中期33（5）为确认上述植株是否是单倍体，应在显微镜下检查根尖分生区28在生产上的应用

生物变异在生产上的应用

生物变异29在日本的北海道还出现了三角型西瓜(又称金字塔瓜)，被TBS电视台介绍后，更是在日本引起强烈反响。为此，“三角人面瓜”已申请了专利。案例片段一：一般西瓜都是圆的,圆西瓜给储运带来许多不便。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。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。

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。

在日本的北海道还出现了三角型西瓜(又称金字30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表现型=基因型+环境条件（31案例片段：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７天，每亩比原来增产２０％，瓜瓤口感好，投放市场后很受消费者欢迎。案例片段：32诱变育种原理：

基因突变或染色体变异

方法：

物理方法(紫外线、α射线、宇宙射线、失重等)或化学方法(秋水仙素、亚硝酸、硫酸二乙酯等)处理植株，再选择符合要求的变异类型。

优点：产生新基因和新的性状，能提高变异的频率，后代变异性状能较快稳定，加速育种进程。能大幅度改良某些性状，增强抗逆性。缺点：有利个体不多，须大量处理供试材料，工作量大。

诱变育种原理：基因突变或染色体变异方法：物理方法(紫外33诱变育种诱变育种34案例片段二：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？案例片段二：35想一想:1、为什么用秋水仙素处理二倍体西瓜的幼苗？2、两次传粉的作用有什么不同？3、三倍体西瓜为什么没有种子？想一想:36想一想：现有味甘汁多、消暑解渴、稳定遗传的红瓤（R）小子（e）西瓜品种甲做母本，黄瓤（r）大子（E）西瓜品种乙做父本，那么通过多倍体育种所结的无子西瓜果实基因型

表现型

。（两对基因自由组合）RRrEee

红瓤无子

想一想：RRrEee红瓤无子37多倍体育种原理：染色体变异(染色体组成倍地增加)方法:用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。优点：能改良原有性状，提高产量（茎杆粗壮，叶片、果实和种子较大，营养物质含量较多。）缺点：一般只适合于植物，发育延迟，结实率低。多倍体育种原理：染色体变异(染色体组成倍地增加)方法:用一定38案例片段三：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（A）不抗病（R）的西瓜品种甲和晚熟（a）抗病（r）的西瓜品种乙，希望获得早熟抗病的优良品种。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）案例片段三：39第1年第2年第3~6年P×F1↓F2A_R_A_rraaR_aarrAArr杂交育种↓××早熟不抗病

AARR晚熟抗病

aarr早熟不抗病

AaRr

↑

需要的早熟抗病品种花药离体培养→纯合体P早熟不抗病

AARR×晚熟抗病

aarrF1早熟不抗病

AaRr配子ARAraRarARAraRarAARRAArraaRRaarr↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓秋水仙素→

↑

需要的早熟抗病品种单倍体育种第1年第2年aR第1年第2年第3~6年P×F1↓F2A_R_A_rraaR_40单倍体育种

原理：

染色体变异(染色体组成倍地减少)方法：(1)先将花药离体培养，培养出单倍体植株(2)将单倍体幼苗经一定浓度的秋水仙素处理获得纯合体。

优点：

明显缩短育种年限（一般为两年），加速育种进程。

缺点：不能从根本上改变原有性状，因而不能按人类意愿定向改变作物的的遗传特性。

单倍体育种原理：染色体变异(染色体组成倍地减少)方法：41杂交育种原理：

基因重组方法：

（2）连续自交选择能稳定遗传的纯合子（1）通过杂交使亲本的优良性状组合在一起优点：使位于不同个体上的多个优良性状集中于一个个体上，即“集优”,能产生新的基因型。缺点：育种所需时间较长（自交选择需五--六代,甚至十几代)。

杂交育种原理：基因重组方法：（2）连续自交选择能稳定遗传42案例片段四：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？案例片段四：43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提取目的基因（抗病毒基因）土壤农杆菌的质粒基因工程育种44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。

母乳中有一种成分叫“乳铁蛋白”，它具有广谱抗45基因工程育种原理:基因重组方法:目的基因的提取，与运载体结合，导入受体细胞，目的基因的检测与表达，筛选出符合要求的新品种。

优点:不受生物亲缘关系的限制，可按人的意愿改造生物，目的性强，科技含量高，可以培育出高产、优质或具有特殊用途的动植物品种

缺点:技术复杂，操作要求精细,难度大。

基因工程育种原理:基因重组方法:目的基因的提取，与运载体结合46想一想：除了用多倍体育种的方法来获得无子西瓜，还有什么方法也可以获得无子西瓜呢？1、试剂：2、处理的时机和部位：生长素或生长素类似物未授粉的雌蕊柱头想一想：除了用多倍体育种的方法来获得无子西瓜，还有什么方法也47细胞工程育种4n白菜–甘蓝纤维素酶、果胶酶离心、振动、电刺激聚乙二醇细胞壁的形成高尔基体甘蓝细胞(2n)杂种细胞杂种植株白菜细胞(2n)原生质体正在融合的原生质体愈伤组织脱分化再分化植物激素密切有关细胞分裂素/生长素细胞工程育种4n白菜–甘蓝纤维素酶、果胶酶离心、振动、电刺48诱变育种杂交育种单倍体育种多倍体育种基因工程育种细胞工程育种

生物育种激素育种诱变育种杂交育种单倍体育种多倍体育种基因工程育种细胞工程育种49名称原理方法优点缺点诱变育种用物理或化学因素处理生物加速育种进程，大幅改良性状有利个体往往不多多倍体育种用一定浓度的___________处理___________________器官大，产量高，营养丰富发育延迟，结实率降低杂交育种

杂交→自交→选

优

将不同个体的优良性状集中于一个个体上

育种周期___，工作量___

单倍体育种____________，再用____________处理使染色体加倍需与杂交育种配合，多限于植物转基因育种提取，结合，导入，检测与表达_______强，育种时间短，克服________________操作复杂，难度大细胞工程育种

植物体细胞杂交，细胞核移植和胚胎移植培育优良品种，保存濒危物种(动物)操作复杂，难度大激素育种

用一定浓度的______或_____________处理未授粉的雌蕊柱头生长素______改变植物的基因型不需要制备无籽植物的种子，节约成本。该方法只适用于植物基因突变染色体变异基因重组

染色体变异基因重组细胞的全能性不可遗传的变异秋水仙素萌发的种子或幼苗花药离体培养秋水仙素生长素生长素类似物明显缩短育种年限目的性克服远源杂交的障碍不会长大名称原理方法优点缺点诱变育种用物理或501、现有味甘汁多、消暑解渴、稳定遗传的红瓤（R）小子（e）西瓜品种甲与黄瓤（r）大子（E）西瓜品种乙，两对基因自由组合。已知西瓜的染色体数目（2n=22）根据西瓜的育种流程图回答：1、现有味甘汁多、消暑解渴、稳定遗传的红瓤（R）小子（e）西51（1）图中①过程所用的试剂为

，通过②途径培育无籽西瓜的方法叫做

，所结西瓜果实的基因型和表现型分别为

、

。秋水仙素

多倍体育种

RRrEee

红瓤无子

（1）图中①过程所用的试剂为52（2）通过③培育