第八讲生物的变异与育种

第八讲生物的变异与育种2、实例人类得镰刀型细胞贫血症DNAGAACTT突变GTACATmRNAGAA蛋白质谷氨酸GUA缬氨酸根本原因直接原因一、基因突变1、概念:DNA分子中发生碱基对得

、

与

,而引起得

得改变。

增添缺失替换基因结构(β链第6号氨基酸)相应性状得改变相应蛋白质得改变相应氨基酸得改变mRNA分子中得碱基发生变化DNA分子中得碱基对发生变化(不一定)(基因结构改变,基因得数量、位置并没有改变)(密码子改变)(不一定)(不一定)密码子得简并性4、基因突变得原因物理因素化学因素生物因素紫外线、X射线、激光等某些病毒亚硝酸与碱基类似物等自然条件下DNA复制偶尔发生差错自发突变诱发突变提高突变频率5、类型体细胞突变生殖细胞突变——一般不遗传给后代——可通过配子遗传给后代3、基因突变发生得时间主要发生在DNA分子复制时6、特点:普遍性随机性不同发育阶段、不同DNA、DAN不同部位均可发生。最常见就是发生在细胞分裂得间期自然突变低频率性多数有害性不定向性Aa1a2a3可产生一个以上得等位基因,突变方向与环境没有明确得因果关系有害或者有利常因其生存环境而不同基因突变得低频性与普遍性矛盾吗？不矛盾。不矛盾,基因突变得普遍性就是指基因突变可以发生在任何一种生物;低频率性指得就是对某一种生物而言,基因突变发生得频率比较低。基因突变得随机性与“基因突变主要发生在DNA分子复制时”就是否矛盾？不矛盾,基因突变得随机性就是指基因突变可发生在生物体生活得不同时段,不同部位,而强调它主要发生在“DNA复制时”就是对细胞而言得。7、基因突变得意义产生新基因形成新性状生物进化得原始材料生物变异得根本来源(原基因得等位基因)8、应用——诱变育种定义利用物理因素(X射线、γ射线、紫外线、激光等)或者化学因素(亚硝酸、硫酸二乙酯等)来处理生物,使生物发生基因突变。步骤植物种子微生物菌株物理因素化学因素出现多种变异筛选所需要得变异类型培育符合需要得新品种优点提高突变率,在较短时间内获得更多优良变异实例青霉素高产菌株、太空作物、高油大豆等局限诱变方向难以掌握,突变体难以集中多个理想性状10大家应该也有点累了,稍作休息大家有疑问得,可以询问与交流二、基因重组1、定义:指在生物体进行有性生殖过程中,控制不同性状得基因进行重新组合得过程。2、类型:有性生殖中得基因重组(在物种内)由非同源染色体上得非等位基因自由组合而引起由同源非姐妹染色单体上等位基因互换而引起使配子多种多样,并通过受精引起子代基因型与表现型得多样性在基因工程中,将供体生物得目得基因导入受体生物细胞中,实现不同物种间得基因重组。3、结果:产生新得基因组合——新得基因型4、意义:生物变异得来源之一,就是形成生物多样性得重要原因之一,为生物进化提供原始材料。5、应用:杂交育种定义:将两个或多个品种得优良性状通过交配集中在一起,再经过选择与培育,获得新品种得方法。实例1:小麦中高秆(D)对矮秆(d)显性,抗锈病(T)对易染锈病(t)显性。两对等位基因位于两对同源染色体上,现有高秆抗病、矮秆易染病两品种得纯合子,怎样选育出能稳定遗传得符合生产要求得新品种？(用遗传图解加文字说明表示)DdTtPDDTT×ddtt高秆抗病矮秆易染病F1

高秆抗病×F2D—T—D—ttddT—ddtt高秆抗病高秆易病矮秆抗病矮秆易病连续多代自交,淘汰出现性状分离得个体,保留稳定遗传得个体矮杆抗锈病得小麦新品种植物杂交育种得一般步骤:优点互补得两品种F1F2自交有多种表现型选择集中双亲优点得类型连续选育符合要求得新品种(纯合子)杂交(将优良基因集中在一个个体)现有黑色短毛兔(BBEE)与褐色长毛兔(bbee),两对等位基因位于两对同源染色体上,问怎样育成能稳定遗传得黑色长毛免。(用遗传图解加文字说明表示)实例2:PBBEE×bbee黑短褐长F1BbEe让F1代雌雄个体间杂交F2B_E_B_eebbE_bbee黑长褐长选黑色长毛兔与褐色长毛兔测交:①如果后代全为黑色长毛兔,则被检测得黑色长毛兔为纯合体,能稳定遗传,符合育种要求。②如果后代出现性状分离,则被检测得黑色长毛兔不符合育种要求,淘汰。局限:只限于现有基因得重组杂交后代会发生性状分离杂交过程复杂,耗时长三、染色体变异(用光学显微镜可直接观察到染色体得变化)1、染色体结构变异缺失重复倒位易位abcdef

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1、染色体结构变异结果:有关染色体上得基因数目或者排列顺序发生改变,从而导致性状变异。多数变异结果就是有害得实例:人类得猫叫综合症——第5号染色体短臂部分缺失2、染色体数目变异——细胞内个别染色体得增加或者减少原因:(1)非整倍数变异细胞分裂中,一对同源染色体或一对姐妹染色体没有分离,所形成得两个子细胞中,一个多了一条染色体,另一个缺失了一条染色体。实例:21三体综合征45+XY(47)或者45+XX(47)XYY综合征(47)性腺发育不良症(特纳氏综合征)44+XO(45)(2)整倍数变异——细胞中染色体数目以染色体组得形式成倍增加或减少①染色体组细胞中得一组非同源染色体,它们在形态与功能上各不相同,但就是携带着控制一种生物生长发育、遗传与变异得全部信息,这样得一组染色体就叫做一个染色体组。构成一个染色体组应具备以下几点:一个染色体组中不含同源染色体一个染色体组中所含得染色体形态、大小与功能各不相同。一个染色体组中含有控制生物性状得一整套基因。如何确定某生物体细胞中染色体组得数目？AaaBBb雄果蝇体细胞含8条染色体2Ⅱ、2Ⅲ、2Ⅳ、XY减数分裂精子含4条染色体Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或者Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y(2个染色体组)(1个染色体组)②实例人体染色体图N=22+X或N=22+YN=22+X②二倍体定义:指体细胞中含有两个染色体组得个体。来源:由受精卵发育而成由二倍体植物经无性繁殖(含组织培养)而成由二倍体得配子经单倍体育种而成生物体2N减数分裂精子卵细胞NN受精作用受精卵2N发育新个体2N二倍体生物得正常繁殖与发育:③多倍体指体细胞中含有三个或三个以上染色体组得个体。多倍体得形成:二倍体生物2N复制2N有丝分裂中染色体着丝点分裂,细胞质不分裂子细胞4N复制2N减数分裂中染色体着丝点分裂,细胞质不分裂配子2N发育受精四倍体4N自然因素(温度等)人为因素(秋水仙素)纺锤丝形成受阻多倍体得特点:多倍体植株茎秆粗壮,叶片、种子、果实都比较大,糖类与蛋白质等营养物质得含量都有所增加应用:多倍体育种实例:无子西瓜得培育2N秋水仙素处理4N2N2NN胚3N(果皮、种皮4N)×2N生长发育(果皮3N,无种子)子房发育成无子西瓜(不能形成可育配子)配子三倍体植株杂交普通小麦得进化与小黑麦得培育一粒小麦(AA)×山羊草(BB)(AB)异源二倍体,高度不育(AABB)二粒小麦异源四倍体,可育×节节草(DD)(ABD)染色体天然加倍染色体天然加倍(AABBDD)普通小麦6N=42×黑麦(RR)(ABDR)秋水仙素处理(AABBDDRR)小黑麦8N=562N=142N=142N=142N=14生物体2N减数分裂配子N未受精得卵细胞单独发育(天然)单倍体花药离体培养(人为)N4N2N2N6N3N3N④单倍体特点:一般植株弱小,高度不育。应用:单倍体育种——与杂交育种配合,以缩短育种年限DdTtddtt以高杆抗病(DDTT)水稻与矮杆易感病(ddtt)水稻杂交,培育矮杆抗病(ddTT)新品种。DDTT×ddttF1