生物变异在生产上的应用

第二节生物变异在生产上的应用杂交水稻无子西瓜第二节生物变异在生产上的应用必考要求1.杂交育种、诱变育种、单倍体育种和多倍体育种a2.杂交育种和诱变育种在农业生产中的应用b3.转基因技术a育种方法比较育种方法原理育种程序优缺点实例杂交育种单倍体育种多倍体育种诱变育种基因工程育种•思考：•1、两个不同的小麦品种，一个是高秆抗病品种（DDTT），另一个是矮秆易感病的品种（ddtt)，请用杂交育种的方法培育出一个矮秆抗病（ddTT)小麦的新品种？•2、如何在短时间内培育出一个矮秆抗病（ddTT)小麦的新品种？•3、现有矮秆抗病（ddTT)小麦，如何培育出（ddddTTTT)小麦？（dddTTT)小麦？•4、若只有高秆抗病品种（DDTT）小麦，如何培育出矮秆抗病（ddTT)小麦？•5、现有ddTT的小麦和AAbb的水稻，如何培育出AAddTT的小麦？P高秆抗病DDTT×矮秆感病ddttF1高秆抗病DdTt↓第1年↓×F29D_T_高秆抗病：3D_tt：3ddT_：1ddtt矮抗杂交育种第2年从中选出矮秆抗病的小麦，进行连续自交，不断淘汰不符合要求的品种，直至不发生性状分离为止。高秆感病矮秆感病F2矮秆抗病小麦中纯合子占到几分之几？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培育出更优良的品种,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，按需选择，并不能创造新的基因。育种时间长。杂交→自交→选择→纯合化（连续自交等）概念：一、杂交育种实例用纯种高秆抗病小麦与纯种矮秆不抗病小麦培育矮秆抗病小麦；P高秆抗病DDTT×矮秆感病ddttF1高秆抗病DdTt↓二、单倍体育种高秆感病矮秆感病花药离体培养DTDtdTdt单倍体幼苗二倍体植株DDTT秋水仙素处理，染色体加倍DDttddTTddtt高秆抗病矮秆抗病1：1：1：1（1）什么是单倍体、二倍体、多倍体？（2）单倍体植株特点二、单倍体育种（3）如何单倍体植株？•思考：两个不同的小麦品种，一个是高秆抗病品种（DDTT），另一个是矮秆易感病的品种（ddtt)，如何在短时间内培育出一个矮秆抗病（ddTT)小麦的新品种，请写出具体的过程。染色体畸变（染色体数目变异）杂交→花药离体培养→秋水仙素处理幼苗1）明显缩短育种年限（一般为两年），加速育种进程；2）能排除显隐性干扰，提高效率。技术较复杂，多限于植物。原理：方法：优点：缺点：应用：矮秆抗病小麦的培育二、单倍体育种概念：利用单倍体作为中间环节产生具有优良性状的可育纯合子1.多倍体的优点：（1）细胞大、个体大（2）细胞内有机物含量高、抗逆性强。多倍体的缺点：结实率降低。三、多倍体育种2.人工诱变（诱导）多倍体的方法：物理（低温）、化学因素。3.目前效果较好的方法是：用秋水仙素处理萌发的种子、幼苗等。4.秋水仙素作用机理：5.实例：三倍体西瓜的培育6.缺点：适用于植物，在动物方面难以开展三、多倍体育种（二）原理：（三）人工诱导染色体方法及机理（四）优点：可通过简单的操作，培育所需要的多倍体缺点：（一）多倍体的优点和缺点（五）实例：适用于植物，在动物方面难以开展三倍体无籽西瓜的培育染色体畸变（染色体数目变异）利用物理、化学因素诱导生物发生变异，并从变异后代中选育新品种的过程。突变方向多方向，不确定，有利个体不多，须大量处理供试材料，工作量大。四、诱变育种概念：原理：基因突变、染色体畸变优点：P83缺点：方法：人工诱变的方法主要有辐射诱变、化学诱变微生物方面的成效极为显著：青霉素高产菌株的获得；动物方面的成绩：家蚕的选择植物方面的成绩：“太幅一号小麦”、太空椒等；实例：五、转基因技术——基因工程育种基因重组实现种间物质交换，定向变异，针对性强。技术复杂，难度大；可能会引起生态危机。原理:方法:优点:缺点:应用:提取目的基因→目的基因与运载体结合→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，转基因动物等杂交-自交-选优-自交利用转基因技术将目的基因引入生物体内青霉素高产菌株的培育太空椒矮秆抗锈病的小麦产生人胰岛素的大肠杆菌抗虫棉途径与方法举例原理基因突变和染色体畸变基因重组基因重组诱变育种杂交育种基因工程育种辐射诱变、激光诱变、化学诱变优点缺点提高变异频率，加速育种过程，可大幅度改良某些性状有利变异少，须大量处理材料将不同个体的优良性状集中到新品种上时间长，需及时发现优良性状打破物种界限，定向改造生物性状可能会引起生态危机染色体畸变花药离体培养再经人工诱导使染色体加倍一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗获得纯合体植株,明显缩短育种年限植物器官大，产量高，营养丰富单倍体育种培育矮秆抗锈病小麦三倍体无子西瓜八倍体小黑麦途径与方法举例原理单倍体育种多倍体育种染色体畸变优点缺点技术较复杂，需与杂交育种结合，只适用植物发育延迟，结实率降低;只适用植物1.在玉米中，控制某种除草剂抗性（简称抗性，T）与除草剂敏感（简称非抗，t），非糯性（G）与糯性（g）的基因分别位于两对同源染色体上。有人以纯合的非抗非糯性玉米（甲）为材料，经过EMS诱变处理获得抗性非糯性个体（乙）；甲的花粉经EMS诱变处理并培养等，获得可育的非抗糯性个体（丙）。（1）若要培育抗性糯性的新品种，采用乙与丙杂交，F1只出现抗性非糯性和非抗非糯性的个体；从F1中选择表现为____的个体自交，F2中有抗性糯性个体，其比例是_____。（2）采用自交法鉴定F2中抗性糯性个体是否为纯合子。若自交后代中没有表现型为_______的个体，则被鉴定个体为纯合子；反之则为杂合子。请用遗传图解表示杂合子的鉴定过程。育种方法比较育种方法原理育种程序优缺点杂交育种基因重组诱变育种基因突变和染色体畸变单倍体育种染色体畸变多倍体育种染色体畸变基因工程育种基因重组运用知识解决问题：[问题1]：番茄是一种营养丰富、经济价值很高的果蔬，深受人们的喜爱。现有3个番茄品种，A品种的基因型为AABBdd，B品种的基因型为AAbbDD，C品种的基因型为aaBBDD。3对等位基因分别位于3对同源染色体上，并且分别控制叶形、花色和果形3对性状。思考：（1）如何运用杂交育种方法利用以上3个品种获得基因型为aabbdd的植株？如果从播种到获得种子需要一年，获得基因型为aabbdd的植株最少需要多少年？（用文字简要描述获得过程即可）(2)如果要缩短获得aabbdd植株的时间，可采用什么方法？简述其过程？思考：现有宽叶、不抗病（AAbb）和窄叶、抗病(aaBB)两个烟草品种，如何在短时间内培育能出稳定遗传的宽叶、抗病（AABB)烟草？请写出具体的过程。