《生物变异在生产上的应用》

生物变异在生产上的应用［问题情景］例1：小麦高秆（D）对矮秆（d）为显性，抗锈病（T）对不抗锈病（t）为显性，现有纯合的高秆抗锈病的小麦（DDTT）和矮秆不抗锈病的小麦（ddtt）两个品系，根据你前面所学的遗传变异基本规律的有关知识，你能否设计一个育种步骤怎样才能得到矮秆抗病的优良品种（ddTT）？①请你写出育种的步骤；②用遗传图解表示出育种过程。以下是杂交的育种参考方案：Ｐ高抗矮不抗Ｆ１高抗Ｆ２DDTTddttDdTtddTt高抗高不抗矮抗矮不抗ddTT矮抗矮不抗ddTtddTT杂交自交选优自交F3选优经过几次连续不断的自交和选优。试一试：动物的杂交育种方法长毛折耳猫（BBee）短毛折耳猫（BBEE）长毛立耳猫（bbee）写出育种方案（图解）长毛立耳短毛折耳BBEEbbee长立长折短立短折BbeeBBeeBBeeBbeebbeebbee长折短折长折长折短折杂交F1间交配选优测交ＰＦ１Ｆ２F3♀长毛立耳BbEe♂长毛立耳BbEe长折短折1、动物杂交育种中纯合子的获得不能通过逐代自交，而应改为测交。2、比植物杂交育种所需年限短。结合上述几个实例，请总结出杂交育种的原理、优点和缺点？你能说出植物杂交育种和动物杂交育种的区别吗？想一想？原理：基因重组方法：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：杂交育种只能利用已有基因的重组，并不能创造新的基因。杂交后代会出现分离现象，育种过程缓慢。杂交→自交→选优→自交概念：杂交育种是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，在经过选择和培育，获得新品种的方法。一、杂交育种杂交育种不能创造新的基因，并且所需时间要长，你知道在什么情况下能够产生新的基因吗？可以用什么方法处理？[知识归纳总结]易感病、红果肉（SSRR）抗病、黄果肉(ssrr)诱变育种诱变育种有哪些方法？诱变育种的方法辐射诱变化学诱变X射线、紫外线、γ射线等许多化学药剂［问题情景］

资料分析：我国运用返回式运载卫星搭载水稻种子，返回地面后种植，培育出的水稻穗长粒大，亩产达600kg，最高达750kg，蛋白质含量增加8%-20%，生长期平均缩短10天。请回答：水稻产生这种变异的来源是___________。产生变异的原因是：基因突变各种宇宙射线和失重的作用，使基因的分子结构发生改变。［思考与讨论］诱变育种的优点：能够提高突变率，产生新基因和新的性状，在较短的时间内获得更多的优良变异类型。诱变育种的局限性：诱发突变的方向难以掌握，突变体难以集中多个理想性状。2、联系基因突变的特点，谈谈诱变育种的局限性。3、要想克服这些局限性，可以采取什么办法？1、与杂交育种相比，诱变育种有什么优点？可以扩大诱变后代的群体，增加选择的机会。原理：基因突变

方法：物理方法(紫外线、α射线、失重等)或化学方法(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，能大幅度改变某些性状。缺点：应用:太空辣椒等的培育、青霉菌的选育等微生物的育种方面诱发突变的方向难以掌握，突变体难以集中多个理想性状。要想克服这些局限性，可以扩大诱变后代的群体，增加选择的机会。二、诱变育种诱变育种——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%。

用于微生物育种：例如青霉素的选育。1943年从自然界分离出来的青霉菌只能产生青霉素20单位/mL。后来人们对青霉菌多次进行X射线、紫外线照射以及综合处理，培育成了青霉素高产菌株，目前青霉素的产量已达到50000～60000单位/mL。中间为青霉菌，周围是细菌。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：[]BD当神舟六号航天飞船搭载着宇航员成功返航时，一些特殊的乘客也回到了地球。他们是一些：生物菌种、植物组培苗和作物、植物、花卉种子等。在太空周游了115小时32分钟，返回地球后，搭载单位的科研人员将继续对它们进行有关试验。回答：（1）作物种子从太空返回地面后种植，往往能出现新的变异特征。这种变异的来源主要是植物种子经太空中的

辐射后，其

发生变异。请预测可能产生的新的变异对人类是否有益?

，你判断的理由是_____________________。（2）试举出这种育种方法的优点：。

宇宙射线等基因不一定基因突变是不定向的

变异频率高，大幅度改良某些性状小试身手！易感病、红果肉（DDRR）抗病、黄果肉(ddrr)有位农场主，他有这样两个大棚果园。如何能够得到既抗病的又是红果肉的番茄呢，请问：你们有什么方法帮他解决这个问题？还有其它更佳的方案吗？DDRR易感、红ddrr抗病、黄DdRr易感、红花药离体培养DRDrdRdr秋水仙素诱导染色体加倍DDRRDDrrddRR抗病、黄ddrrF1配子单倍体植株单倍体育种原理：染色体变异(染色体组成倍地减少)优点：明显缩短育种年限方法：花药离体培养，再用秋水仙素处理二倍体植株花药离体培养单倍体植株人工诱导染色体加倍恢复成二倍体植株（纯合体）自交纯合体三、单倍体育种花药离体培养→P高杆抗病DDTT×矮杆感病ddttF1高杆抗病DdTt配子DTDtdTdtDTDtdTdtDDTTDDttddTTddtt↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓纯合体秋水仙素→↑需要的矮抗品种㈡单倍体育种第1年第2年P高杆抗病DDTT×矮杆感病ddttF1高杆抗病DdTt↓F2D_T_D_ttddT_ddttddTT㈠杂交育种↓第1年第2年第3~6年××↑需要的矮抗品种矮抗育种的方法有多种，各有各的优点，我们要合理的有机结合各种方法，高效的达到各种目的。如果水稻的某迟熟（AA)品种,那么我们有什么好办法快速的得到早熟（aa）品种？四、灵活创新、实际应用人工诱变+单倍体育种早熟品种(aa)花药离体培养当年就可以培育出优良新品种！迟熟品种(AA)杂合子(Aa)人工诱变幼苗（A）幼苗（a）秋水仙素处理迟熟品种(AA)秋水仙素处理时间：【例３】、现有两个小麦品种，一个纯种小麦性状是高杆(D)，抗锈病(T)；另一个纯种小麦的性状是矮杆(d)，易染锈病(t)。两对基因独立遗传。育种专家提出了如图所示的Ⅰ、Ⅱ两种育种方法以获得小麦新品种。问：(1)要缩短育种年限，应选择的方法_____________，依据的变异原理_________；另一种方法的育种原理是：___________。(2)图中①和④基因组成分别为____________和___________。(3)(二)过程中，D和d的分离发生在____________________；（三）过程采用的方法称为______________；（四）过程最常用的化学药剂是______________________,这种育种方法的优点是________________。Ⅰ

染色体变异

基因重组

DT

ddTT

减数分裂第一次分裂

花药离体培养秋水仙素

可以明显的缩短育种年限

二倍体有籽西瓜三倍体无籽西瓜？母本父本无籽西瓜的培育去雄授粉母本（四倍体）父本（二倍体）有籽西瓜普通西瓜植株种下去三倍体植株无籽西瓜花粉刺激（提供生长素）写出三倍体无子西瓜的培育过程遗传图解(用A表示一个染色组)。三倍体西瓜为什么没有种子?三倍体西瓜在减数分裂过程中，同源染色体联会紊乱，不能产生正常的配子，所以没有种子。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：茎杆粗壮，叶片、果实和种子较大，营养物质含量较多。应用：三倍体无籽西瓜的培育四倍体水稻的培育八倍体小黑麦的培育五、多倍体育种低温处理。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。真正蓝玫瑰面世2009-01-06西南大学：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！

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并整合到染色体上外源基因的增殖与表达筛选出符合要求的转基因生物3.转基因技术育种有哪些优点或缺点？基因重组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技术复杂，操作要求精细,难度大。

原理:方法:优点:缺点:应用:提取目的基因→将目的基因导入受体细胞→基因表达→筛选出符合要求的新品种。

能分泌人类胰岛素的大肠杆菌菌株的获得，抗虫棉，转基因动物等六、基因工程育种生长快、肉质好的转基因鱼(中国)乳汁中含有人生长激素的转基