生物生物变异在生产中的应用浙科必修

生物生物变异在生产中的应用浙科必修第1页/共27页生物变异在生产上的应用第2页/共27页

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，培育方形西瓜。

第3页/共27页案例片段二：

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。

第4页/共27页第5页/共27页2、遗传学原理：基因突变或染色体畸变(结构变异)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·诱变育种特点：优点：①提高变异频率

②大幅度改良某些性状缺点：③诱变的个体中有利的不多，因此必须处理大量实验材料第6页/共27页案例片段三：自古以来，西瓜都是有种子的。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？第7页/共27页思考：三倍体植株为什么不能形成种子？三倍体无籽瓜二倍体幼苗四倍体植株秋水仙素处理染色体加倍二倍体幼苗二倍体植株发育授粉二倍体幼苗二倍体植株发育花粉诱导三倍体种子三倍体植株发育第一年第二年二倍体四倍体三倍体第8页/共27页下面是三倍体无籽西瓜育种及原理的流程图：①三倍体植株需授以二倍体的成熟花粉，这一操作的目的在于

。②四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。刺激子房发育成果实同源四倍体（4N=44）四三减数分裂时染色体联会紊乱第9页/共27页多倍体育种原理：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第10页/共27页多倍体特点: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。染色体数目加倍后的草莓（上）野生状态下的草莓（下）第11页/共27页人工诱导多倍体的方法

２．秋水仙素处理萌发种子或幼苗１．低温处理二倍体八倍体四倍体秋水仙素处理秋水仙素处理如：无籽西瓜的培育第12页/共27页案例片段四：

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简单的育种程序，并作相应的文字说明。（两对相对性状独立遗传）第13页/共27页思考：若从播种到收获果实需要一年,则培育出能稳定遗传的抗病、红果肉的品种至少需要几年?P早熟不抗病

AARR×晚熟抗病

aarrF1早熟不抗病AaRr↓第1年↓×选育出需要的早熟抗病品种F2A_R_aaR_A_

rraarr早抗杂交育种过程第2年第3年生长AArrF3第4年↓×↓×杂交自交选优自交选优杂交、自交、选择、纯化第14页/共27页遗传学原理：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：杂交自交选优自交若干次纯种第15页/共27页杂交育种优点：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,操作简单

第16页/共27页第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第17页/共27页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AARRAaRr花药离体培养ARAraRar幼苗秋水仙素处理AARRAArraaRRaarr筛选所需的品种aarr×ARAraRar特点：明显缩短育种年限;排除显隐性干扰;子代都是纯合子原理：染色体畸变(数目变异).第18页/共27页杂交育种诱变育种单倍体育种多倍体育种原理常用方法优点缺点基因重组基因突变或染色体畸变染色体变异（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长第19页/共27页转基因技术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/法新社

真正蓝玫瑰面世转基因技术造就

第20页/共27页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物技术植入青鱼的胚胎中，而产生全身发红萤光的萤光鱼。除此之外，香港也首度展现“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！

第21页/共27页2009-01-06西南大学：转基因研究，首先需要用一根极细的金属针在比米粒还小的蚕卵上打一个洞，再用用钨丝做材料的玻璃针把绿色荧光基因注射进去。这种转基因蚕所吐的蚕丝在紫外光下会发出绿色荧光。

蚕卵第22页/共27页说一说1.请你结合以上材料谈谈什么是转基因技术？2.转基因技术的实施过程如何？获取目的（外源）基因目的基因导入受体细胞外源基因的增殖与表达筛选出符合要求的转基因生物3.转基因技术育种的原理是什么？基因重组（DNA重组技术）第23页/共27页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。第24页/共27页名称原理方法优点缺点诱变育种基因突变、染色体畸变用物理或化学因素处理生物加速育种进程，大幅改良性状有利的个体往往不多杂交育种基因重组将不同个体的优良性状集中于一个个体上育种周期长，工作量大单倍体育种染色体变异花药离体培养，再秋水仙素处理使染色体加倍明显缩短育种年限需与杂交育种配合，多限于植物多倍体育种染色体变异需与杂交育种配合，多限于植物器官大，产量高，营养丰富发育延迟，结实率降低转基因育种异源DNA重组提取，结合，导入，检测与表达目的性强，育种时间短，克服了远缘杂交的障碍操作复杂，难度大杂交→自交→选优第25页/共27页1、下列有关单倍体的叙述正确的是（）

A体细胞含一个染色体组的个体

B体细胞含奇数染色体数个体

C