生物变异在生产上的应用
2018高考浙江(选考)生物一轮复习讲义： 必修2 第8章 第20讲 生物变异在生产上的应用
第20讲 生物变异在生产上的应用
1．杂交育种
(1)含义：有目的地将两个或多个品种的优良性状组合在一起，培育出更优良的新品种。
(2)原理：基因重组。
(3)过程：杂交→选择→纯合化。
(4)方法：杂交后，再自交、不断选种。
2．诱变育种
(1)含义：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。
(2)原理：基因突变。
(3)方法⎩
⎨⎧辐射诱变
化学诱变
(4)特点⎩⎨⎧①可提高突变频率
②能在较短时间内有效地改良生物品种的
某些性状
③改良作物品质，增强抗逆性
3．单倍体育种
(1)含义：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的育种方法。
(2)原理：染色体数目变异。
(3)特点⎩⎨⎧①缩短育种年限
②排除显隐性干扰，提高效率
(4)育种程序 常规方法获得杂种F 1
↓
F 1花药离体培养形成愈伤组织，并诱导其分化成幼苗
↓
用秋水仙素处理幼苗，获得可育的纯合植株 4．多倍体育种
(1)原理：染色体数目变异。
(2)常用方法：用秋水仙素处理萌发的种子、幼苗。
(3)作用机理：秋水仙素能抑制细胞分裂时纺锤体的形成，染色体复制后不能分离，最终导致染色体数目加倍。
(4)无籽西瓜的培育过程
5．转基因技术
(1)含义：利用分子生物学和基因工程的手段，将某种生物的基因(外源基因)转移到其他生物物种中，使其出现原物种不具有的新性状的技术。
(2)原理：基因重组。
(3)过程：用人工方法将目的基因导入受体细胞
↓
目的基因整合到受体细胞的染色体上
↓。
第二节生物变异在生产上的应用
把二倍体西瓜植株的花粉授到四倍体 西瓜植株的雌蕊柱头上，所结西瓜的 果皮、种皮、胚和胚乳的细胞中的染 色体组数 ( D) A.4、2、2、4 B.4、4、3、6 C.3、3、3加工原料为转基因大豆
生长快、肉质好的转基因 鱼(中国)
乳汁中含有人生长激素的 转基因牛(阿根廷)
无籽香蕉 3n
其它多倍体植物
甘蔗是三倍体。最早的野生甘蔗就像芦苇 又细又短且开花结籽。这种野生甘蔗发生自然 加倍形成四倍体甘蔗，四倍体甘蔗与野生甘蔗 自然杂交，就形成了现在的甘蔗。 人们种植的西瓜有三种：普通西瓜为二倍 体，个小籽多，重量一般在三公斤以下； 大 西瓜为四倍体，个大籽小，重量可达五公斤以 上； 无籽西瓜为三倍体，个大无籽。 甘薯、马铃薯等以无性繁殖为主的作物及 许多花卉、水果一般都是多倍体。
得单倍体植株
思考：单倍体只有一个染色体组么？
• 玉米是二倍体，它的体细胞中含有两个染 色体组，他的单倍体植株的体细胞中含有 一个染色体组．（一倍体） • 普通小麦是六倍体，它的体细胞中含有６ 个染色体组，单倍体植株的体细胞中含有 三个染色体组．
思考：单倍体的小麦植株（体细 胞含三个染色体组）不能产生正常
第二节 生物变异在生产生产上 的应用
2011年9月18日，经农业部验收组认定，袁 隆平指导的“Y两优2号”超级杂交稻百亩 平均亩产926.6公斤。新华社称这是袁隆平 团队耗时7年首次突破900公斤大关，《湖 南日报》则称其打破了水稻大面积亩产的世 界纪录。
1、杂交育种
• 杂交育种是利用基因重组原理，可以有目 的的将两个或多个品种的优良性状组合在 一起，培育出更优良的品种。 • 注意：培养出的品种必须是纯种，才有育 种和保存价值。
人工诱变 + 单倍体育种
生物：第四章《第二节 生物变异在生产中的应用》课件8(浙科版必修2)
几种育种方法的比较
方法
比较
常用方法
杂交育种 诱变育种
多倍体 育种
单倍体 育种
转基因 技术
原理
优缺点 例子
几种育种方法的比较
转基因技术
真正蓝玫瑰面世 转基因技术造就
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
假设能诱导单倍体染色体加倍，一般能成为可育的纯合子
秋水仙素的作用原理
在细胞分裂过程中，抑制纺锤体的形成， 最终导致染色体数目加倍。
三、单倍体育种
• 原理： 染色体畸变 • 方法：花药离体培养 单倍体植株(幼苗) 秋水仙素 纯种植株
三、单倍体育种过程
育种程序:
(书本84页第2段)
P
F1
配子
宽叶、不抗病
4.2生物变异在生产上的应用
2004年十大感动中国人物
颁奖辞 他是一位真正的耕耘者。当他还是一个乡 村教师时，已具有颠覆世界权威的胆识；当他 名满天下时，却仍专注于田畴。淡薄名利，一 介农夫，播撒智慧，收获富足。他毕生的梦想， 就是让所有的人远离饥饿。喜看稻菽千重浪， 最是风流袁隆平。
小麦高秆（D）对
［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： 基因突变 （1）水稻产生这种变异的来源是_______，产生变异 的原因是________。 各种宇宙射线和失重的作用，使基因的分 子结构发生改变。 （2）这种方法育种的优点有__________。
高二生物《第四章第2节生物变异在生产上的应用》课件
干扰素是病毒侵入细胞后产生的一种糖蛋白。由 于干扰素几乎能抵抗所有病毒引起的感染，如水痘、 肝炎、狂犬病等病毒引起的感染，因此，它是一种 抗病毒的特效药。此外，干扰素对治疗乳腺癌、骨 髓癌、淋巴癌等癌症和某些白血病也有一定疗效。 传统的干扰素生产方法是从人血液中的白细胞内提 取的，每300L血液只能提取出1mg干扰素。1980～ 1982年，科学家用基因工程方法在大肠杆菌及酵母 菌细胞内获得了干扰素，从每1kg细菌培养物中可 以得到20～40mg干扰素。从1987年开始，用基因 工程方法生产的干扰素进入了工业化生产，并且大 量投放市场。
练习：
有两个不同的番茄品种，一个是抗病、黄 果肉的品种（ssrr），另一个是易感病、 红果肉的品种（SSRR）。 现目标要培育一个既抗病又是红果肉的新 品种，并且新品种的性状能稳定遗传。
试一试：动物的杂交育种方法
假设现有长毛立耳猫（BBEE） 和短毛折耳猫（bbee），你能否培育 出能稳定遗传的长毛折耳猫（BBee）？ 写出育种方案（图解）
四倍体葡萄的果实比二倍体品种的大得多， 四倍体番茄的维生素C的含量比二倍体的品种 几乎增加了一倍。
人工诱导多倍体的方法很多。目前最常 用而且最有效的方法，是用 秋水仙素 来处 理萌发的种子和幼苗。当秋水仙素作用于正 在分裂的细胞时，能够抑制纺锤体的形成，
导致染色体不分离，从而引起细胞内染 色体的加倍 。染色体数目加倍的细胞继续
能实现吗？ 让禾本科植物能够固定空气中的氮气；让微生物 生产出人的胰岛素、干扰素等药物。这样既节省 了人力，又简化了生产，同时还不会对环境造成 污染
1．转基因技术概念
是指利用分子生物学和基因工程的手段， 将某种生物的基因（外源基因）转移到其 他生物物种中，使其出现原物种不具有的 新性状的技术。
生物变异在生产上的应用
活动二 设计育种方案——单倍体育种
阅读书本P思考下列问题
1、单倍体的定义？单倍体的特点？
单倍体：直接由配子发育成的个体 植株小而弱，高度不育
2、单倍体育种的目的是什么？ 单倍体作为中间环节，产生可育的纯合子 3、如何获得单倍体？
植物组织培养
细胞全能性：一个细胞发育成一个完整个体的潜能
单倍体育种
蚕卵
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。
含有荧光水母基因的小猪， 左为荧光小猪，右为正常 小猪。
水母
五、转基因技术
概念：P86
得到新品种
方法三 诱变育种 原理： 基因突变 染色体畸变 方法：辐射诱变、化学诱变
优点： 缺点：1)突变多方向，有利个体不多
2)需大量处理供试材料，工作量大
活动四 设计育种方案
西瓜虽好吃但是籽多，希望培育出无籽西瓜 （三倍体西瓜）。
请设计一个育种方案，做相应的文字说明。
活动四 设计育种方案——多倍体育种
的植物器官大，产量高，营养丰富。
缺点：一般只适于植物，结实率低，往往发育延迟
异源多倍体：增加的染色体组来自不同物种，一般由不同 种、属间的杂交种染色体加倍而来。目前已经获得的一些 异源多倍体其原始亲本种之间大都是有一定亲缘关系的
普通小麦、棉花、烟草、油菜、甘蔗、八倍体小黑麦等 都是异源多倍体，它们是长期进化的产物
杂交育种
板书
①杂交
P： 早熟不抗病 X 晚熟抗病
AARR
aarr
F1：
早熟抗病
AaRr
生物变异在生产上的应用
生物变异在生产上的应用引言生物变异是指生物体在遗传层面上发生的突变或变异。
这种变异可能是由于基因突变、染色体重排或基因重组引起的。
在自然界中，生物变异是漫无目的且不可预测的，然而，在生产领域中，科学家们已经学会了利用生物变异来获得期望的特征并实现特定的用途。
本文将介绍生物变异在生产上的应用，并探讨其潜在的前景和挑战。
生物农药的开发生物农药是一种利用生物变异获得的有效解决方案。
传统的化学农药在使用过程中往往会对环境和人体健康产生负面影响。
因此，科学家们开始寻找替代品，其中包括利用生物变异来生产更具有选择性和安全性的农药。
例如，利用生物变异的昆虫微生物可以产生一种名为“杀虫酶”的物质，可以通过杀死害虫来控制农作物病虫害。
这种生物农药不会对环境造成污染，并且对人体健康的影响非常有限。
育种与农作物改良利用生物变异进行育种和农作物改良是增加农作物产量和品质的有效方法。
科学家们通过选择具有期望特性的变异个体，将其用于繁殖和交配。
这样，他们可以获取到更耐病、更适应环境和更高产量的农作物品种。
例如，通过利用生物变异，人们成功培育出了抗虫害、抗病害、耐旱、耐盐和快速生长的作物品种，为解决全球食品安全问题做出了重要贡献。
药物开发与生物变异生物变异在药物开发中也有着重要的应用。
通过利用生物变异，科学家们可以研究和开发新的药物。
例如，利用生物变异的细菌和真菌可以产生具有抗生素作用的物质。
这样的发现不仅提供了治疗感染性疾病的有效手段，还为抗生素的开发提供了新的方向和可能性。
另外，许多药物也可以利用生物变异的技术进行合成和改良，以提高药物的效能和降低副作用。
生物能源的开发生物变异还可以应用于生物能源的开发。
在能源危机和环保意识日益增长的背景下，科学家们寻找替代传统能源的方法之一是利用可再生能源。
利用生物变异，科学家们能够开发出能够产生生物能源的微生物和植物。
例如，利用生物变异的酵母菌可以通过发酵产生乙醇燃料，而利用植物的生物变异则可以改良植物细胞壁结构，提高生物质能源的产量和质量。
第二节 生物变异在生产上的应用
解析:用射线处理籼稻种子培育新品种,属于诱变育种;将抗虫基因导入普 通棉的体细胞中从而培育抗虫棉属于转基因育种;多倍体草莓的培育属于 多倍体育种;抗病黄果肉番茄与感病红果肉番茄杂交培育新品种属于杂交 育种。 答案:A
考能储备 1.育种方法图解
图解中各字母表示的处理方法:A表示杂交,D表示自交,B表示花药离体培 养,C表示秋水仙素处理,E表示诱变处理,F表示秋水仙素处理,G表示转基因 技术,H表示脱分化,I表示再分化,J表示包裹人工种皮。这是识别各种育种 方法的主要依据。
知识点二 育种方法的选择
【典例精析2】 (2018·温州六校期中联考)下列关于生物变异在生产 上的应用的叙述,正确的是( ) A.杂交育种一定要通过杂交、选择、纯合化等手段培养新品种 B.单倍体育种可直接通过表现型来判断它们的基因型,提高效率 C.在单倍体与多倍体的育种中,通常用秋水仙素处理萌发的种子 D.紫外线照射能增加DNA分子上的碱基发生变化的概率导致染色体畸变
解析:杂交育种实现相同物种间的基因重组。单倍体育种最终经染色体 诱导加倍,得到的是可育的纯合子,育种过程中也会涉及杂交育种技术和 多倍体诱导技术。由于绿色是隐性性状,基因型为YyRR的黄色圆形豌豆, 一次自交就能获得稳定遗传的绿色圆形豌豆。
核心突破
知识点一 育种的类型、原理及优缺点比较
【典例精析1】 (2015·浙江10月选考)下列属于诱变育种的是( ) A.用γ 射线处理籼稻种子,培育出早熟的新品种 B.将抗虫基因转入普通棉的体细胞中,培育出抗虫棉 C.用秋水仙素处理二倍体草莓幼苗,培育出多倍体草莓 D.将抗病黄果肉番茄与感病红果肉番茄杂交,培育出新品种
素能测评
1.利用辐射的方法将蚕的常染色体上带有卵色基因的片段易位到W染色体,
生物变异在生产上的应用ppt3 优秀课件
↓ ↓ ↓ ↓
ddtt
高杆抗病 F1 DdTt ↓× F2 D_T_ D_tt ddT_ ddtt
矮抗
第 1 年
F1
配子
花药离体培养→
秋水仙素→
高杆抗病 DdTt DT DT Dt dT dt
第 2 年
第 3 6 年
↓ ↓
×
Dt
↓ ↓
dT
↓ ↓
dt
~
ddTT
↑ 需要的矮抗品种
纯合体 DDTT DDtt ddTT ddtt
3.单倍体育种
P F1 花药（配子） 单倍体 DR DR
图示：
ddrr杂交 减数分裂 dr 离体培养 dr 秋水仙素诱导染色体加倍
DDRR × ↓ DdRr Dr Dr dR dR
纯合子
DDRR
DDrr
ddRR
ddrr
选取ddRR（矮抗）即为所需类型
3.单倍体育种
染色体变异(染色体组成倍地减少) 原理： 方法： 常用方法为花药离体培养
基础题:请写出下面各项培育方法：
（1）通过花药离体培养再用秋水仙素加倍得 到烟草新品种的方法是 单倍体育种 。 （2）用60Co 辐射谷氨酸棒状杆菌，选育出合 成谷氨酸的新菌种，所用方法是 诱变育种 。 （3）用小麦和黑麦培育八倍体黑小麦的方法 是 多倍体育种。 （4）将青椒的种子搭载人造卫星，在太空中 飞行数周后返回地面，获得了果大、肉厚和维 生素含量高的青椒新品种，这种育种原理本质 上属于 诱变育种 。
基础练习一：
（01· 上海）单倍体育种可以明显地缩 短育种年限，这是由于（ C ） A．育种技术操作简单
B．单倍体植物生长迅速
生物变异在生产上的应用
限制性内切酶 DNA连接酶 质粒（运载体）
• 基因的剪刀——限制性内切酶（简称限制酶）
特异性（专一性）一种限制酶只能识别一种特定的核
苷酸序列，并且能在特定的切点上切割DNA分子。
二倍体
秋水仙
素处理
四倍体
秋水仙
素处理
八倍体
帕 米 尔 高 原
＊据统计,帕米尔高原上的植物65%以上 是多倍体。
人 工 诱 导 多 倍 体 的 产 生
• 胰岛素是治疗糖尿病的特效药。以往胰岛素 都是从猪、牛羊体内的胰腺中获得的。但 100kg的胰腺中只能获得4-5g胰岛素。 • 那么，有没有办法能大量生产胰岛素呢？
第二节 生物变异在生产上的应用
第二课时
动物养殖品种改良
野猪
家猪
瓯柑
现有三个瓯柑品种，A品种基因型为AABBdd, B品 种为AAbbDD,C品种为aaBBDD，3种性状独立遗传。 请利用已学知识，尽可能多地想出办法来获得 aabbdd的瓯柑，并用遗传图解画出其培育过程。
单倍体育种
F1
配子
AaBbDd ABD ABD ABd ABd abd abd abD…. abD….
大肠杆菌
DNA双螺旋结构相同；共用 一套遗传密码
目的基因
请大胆地设想如何将目的基因嫁接到大肠杆菌 体内的质粒中，并使大肠杆菌能分泌胰岛素？
目的基因的提取 剪
接 重组DNA(重组质粒) 导入到受体细胞中 基因的表达（转录和翻译）、 目的基因产物的检测
基因工程操作的基本步骤 • 四个基本步骤：
变异原理的应用实例是什么
变异原理的应用实例是什么1. 简介变异原理是指生物在繁殖过程中产生的基因突变，通过自然选择和适应来推动物种的进化。
变异原理在进化生物学和遗传学中有着重要的作用。
近年来，科学家们开始将变异原理应用到其他领域，以解决一些实际问题。
本文将介绍几个变异原理的应用实例。
2. 变异原理在农业领域的应用2.1. 变异物种选育通过引入外来基因或诱发自身突变，农业科学家可以增加农作物的耐病性、抗虫性和适应性。
例如，通过诱导突变，科学家成功地培育出耐盐碱、耐干燥的新品种，以适应不同的土壤环境。
2.2. 食物改良变异原理在食品工业中也有广泛的应用。
通过基因编辑技术，科学家可以改良农作物的品质，使其更加营养丰富或具有特定的口感。
例如，通过引入特定基因，科学家们已经成功地培育出了高纤维、富含维生素的蔬菜品种。
3. 变异原理在医学领域的应用3.1. 药物研发变异原理在药物研发中扮演着重要的角色。
科学家们可以通过模拟生物分子的突变，设计出更有效的药物分子。
例如，通过变异原理的应用，科学家成功地改良了抗生素，提高了其抗菌能力并降低了副作用。
3.2. 疾病诊断变异原理也在疾病诊断中发挥着不可忽视的作用。
通过对病人DNA序列的变异进行分析，医生可以更准确地诊断和预测一些遗传性疾病。
例如，某些突变的基因与癌症的发生有关，通过检测这些突变可以早期发现癌症风险，并采取相应的治疗措施。
4. 变异原理在环境保护中的应用4.1. 生物修复生物修复是一种利用生物体的变异原理来修复受损环境的方法。
通过引入具有特定功能的微生物，可以加速自然环境的修复过程。
例如，一些具有降解污染物能力的微生物可以被引入到污染区域中，以减少环境污染。
4.2. 物种保护变异原理在物种保护中也有重要的应用。
通过对濒危物种的基因进行分析，科学家可以更好地了解其遗传变异情况，并制定有效的保护策略。
例如，在保护大熊猫的过程中，科学家们通过分析大熊猫的基因，确定了不同个体的遗传变异情况，并采取相应的保护措施，增加物种的存活几率。
高考一轮复习 专题15 生物变异在生产上的应用(课件)
解析 (1)由题干信息“某自花且闭花授粉植物”可推知自然状态下该植物一般都是纯合 子。(2)诱变育种时需要处理大量种子的主要原因在于基因突变具有多方向性、稀有性(低频 性)和有害性。(3)因为育种目的是培育纯合的抗病矮茎品种,因此可在F2等分离世代中选择抗 病矮茎个体,经过连续自交等纯合化育种手段,最后得到稳定遗传的抗病矮茎品种。一般情况 下,杂交育种需要连续自交选育,因此控制性状的基因数越多,使每对基因都达到纯合的自交代 数越多,所需的年限越长。茎的高度由两对独立遗传的基因控制,同时含有D和E表现为矮茎, 只含有D或E表现为中茎,其他表现为高茎,若只考虑茎的高度,亲本基因型为DDEE和ddee,F1自 交得到的F2代中,D_E_∶(D_ee+ddE_)∶ddee=9∶6∶1。(4)遗传图解见答案。
生物 (浙江选考专用)
专题15 生物变异在生产上的应用
五年高考
A组 自主命题·浙江卷题组
考点 生物育种的原理和方法
1.(2018浙江4月选考,3,2分)将某种海鱼的抗冻基因导入西红柿细胞中,培育成耐低温的西红柿 新品种。这种导入外源基因的方法属于 ( ) A.杂交育种 B.转基因技术 C.单倍体育种 D.多倍体育种 答案 B 考查转基因技术的应用。将某种海鱼的抗冻基因导入西红柿细胞中培育出耐低温 的西红柿新品种,突破了物种间生殖隔离的障碍,属于转基因技术。 素养解读 本题通过转基因西红柿的培育,考查了生命观念。
3.(2018天津理综,2,6分)芦笋是雌雄异株植物,雄株性染色体为XY,雌株为XX;其幼茎可食用, 雄株产量高。以下为两种培育雄株的技术路线。有关叙述错误的是 ( )
A.形成愈伤组织可通过添加植物生长调节剂进行诱导 B.幼苗乙和丙的形成均经过脱分化和再分化过程 C.雄株丁的亲本的性染色体组成分别为XY、XX D.与雄株甲不同,雄株丁培育过程中发生了基因重组
高三生物——生物变异在生产上的应用
高三生物——生物变异在生产上的应用知识梳理1．杂交育种(1)含义：有目的地将两个或多个品种的优良性状组合在一起，培育出更优良的新品种的方法。
一般可以通过杂交、选择、纯合化等手段培养出新品种。
(2)育种原理：基因重组。
(3)方法：杂交→自交→选种→自交。
2．诱变育种(1)含义：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。
(2)育种原理：基因突变和染色体畸变。
(3)方法：辐射诱变、化学诱变。
(4)特点①诱发突变可明显提高基因的突变率和染色体的畸变率，即可提高突变频率。
②能在较短时间内有效地改良生物品种的某些性状。
③改良作物品质，增强抗逆性。
3．单倍体育种(1)含义：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的育种方法。
(2)原理：染色体数目变异。
(3)优点⎩⎪⎨⎪⎧缩短育种年限能排除显隐性干扰，提高效率 (4)单倍体育种程序：用常规方法获得杂种F 1→F 1花药离体培养形成愈伤组织，并诱导其分化成幼苗→用秋水仙素处理幼苗，获得可育的纯合植株。
4．多倍体育种(1)方法：用秋水仙素处理萌发的种子、幼苗等，使它们的染色体加倍。
(2)诱导剂作用机理：抑制细胞分裂时纺锤体的形成，因此染色体虽已复制，但不能分离，最终导致染色体数目加倍。
(3)实例：三倍体无籽西瓜的培育5．转基因技术(1)含义：指利用分子生物学和基因工程的手段，将某种生物的基因(外源基因)转移到其他生物物种中，使其出现原物种不具有的新性状的技术。
(2)原理：基因重组。
(3)过程：用人工方法将人们所需要的目的基因导入受体细胞→目的基因整合到受体细胞的染色体上→目的基因在受体细胞内得以表达，并能稳定遗传。
(4)特点：定向改变生物性状。
(1)Aa自交，因基因重组导致子代发生性状分离(×)(2)抗虫小麦与矮秆小麦杂交，通过基因重组可获得抗虫矮秆小麦(√)(3)诱变育种和杂交育种均可形成新基因(×)(4)抗病植株连续自交若干代，纯合抗病植株的比例逐代降低(×)(5)单倍体育种和多倍体育种都要用到植物的组织培养技术(×)(6)单倍体育种过程中常用秋水仙素对单倍体的幼苗或萌发的种子进行处理以诱导染色体加倍(×)(7)转基因育种是一种定向的育种方法(√)(8)单倍体育种中，通过花药离体培养所得到的植株均为纯合的二倍体(×)1．育种的类型、原理及优缺点比较2.育种实验设计举例(1)利用杂交育种培育宽叶抗病植株(2)利用单倍体育种培育宽叶抗病植株(3)利用多倍体育种培育无籽西瓜图中甲、乙表示水稻两个品种，A、a和B、b分别表示位于两对同源染色体上的两对等位基因，①～⑥表示培育水稻新品种的过程，请分析：(1)图中哪个过程为单倍体育种(用序号表示)？其为什么能缩短育种年限？提示图中①③⑤过程表示单倍体育种。
第二节 生物变异在生产上的应用
二、诱变育种 物理 1．概念：利用________、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。 基因突变 2．原理：____________。 诱发 3．手段：_________突变和人工选择。 4．方法：(1)辐射诱变：如X射线、紫外线、γ射线 。 化学诱变 (2)___________ ：如亚硝酸、硫酸二乙酯。 突变频率 5．特点：(1)提高____________，为育种创造出丰 富的原材料。 较短 (2)能在______时间内有效地改良生物品种的某些性状 (3)改良作物品质，增强抗逆性
【解析】过程a叫做杂交。产生的F1 基因型为 DdTt，表现型为高秆抗锈病。过程b叫做自交， 目的是获取表现型为矮秆抗锈病的小麦品种 (ddT_)，因为此过程所得后代会发生性状分离， 所以要想得到稳定遗传的矮秆抗锈病植株必须经 过c，即筛选和连续自交，直至后代无性状分离。
【探规寻律】 杂交育种常用方法： (1)杂交→自交→选优→自交(选纯合子)。 选择 (2)杂交 ――→ 新需杂交品种(杂种优势)。
第二节
生物变异在生产上的应用
课标领航
第 二 节 生物变异 在生产上 的应用
基础自主梳理
核心要点突破
知能过关演练
课标领航
通过本节的学习，我能够 1．理解杂交育种、诱变育种原理，掌握其方 法、步骤及优、缺点。 2．理解单倍体、多倍体育种原理，掌握其方 法、步骤及优、缺点。 3．了解转基因技术原理，优点及转基因食品 潜在问题。 【重点】育种的原理、方法及步骤。 【难点】育种在实践中的应用。
【提示】诱变的原理主 要是基因突变，杂交育 种的原理是基因重组。
基础自主梳理
一、杂交育种 两个或多个 1．概念：有目的地将___________品种的优良性状 组合在一起，培育出更优良的新品种。 2．原理：_________。 基因重组 纯合化 3．手段：杂交、选择、_______。 4．目的：培育动、植物优良品种。 5．特点 新基因 (1)只能利用已有的基因进行重组、不能创造_______。 缓慢 (2)杂交后代会出现性状分离现象、育种进程______、 过程复杂。
生物：第四章《第二节 生物变异在生产中的应用》课件10(浙科版必修2)
下列表示某种农作物①和②两种品种分别培育出④⑤⑥三 种品种,根据上述过程,回答下列问题: ④ Ab ①AABB Ⅴ Ⅲ Ⅰ ③ AaBb Ⅱ ⑤ AAbb ② aabb Ⅳ ⑥ AAaaBBbb 杂交 ⑴ 用①和②培育⑤所采用的方法Ⅰ称为_______,方法Ⅱ称为 基因重组 自交 _________,由Ⅰ和 Ⅱ培育⑤所依据的原理是________. 花药离体培养 ⑵ 用③培育出④的常用方法Ⅲ是_____________,由④培育成 秋水仙素 ⑤的过程中用化学药剂_________处理④的幼苗,方法Ⅲ和Ⅴ合 单倍体 明显缩短育种年限 称为_______育种.其优点是___________________. 用秋水仙素处理 ⑶ 由③培育出⑥的常用方法是_______________,形成的⑥ 叫____________。依据的原理是____________。 多倍体 染色体变异
（2008理综全国卷II）某植物块根的颜色由两对自由组合的 基因共同决定，只要基因R存在，块根必为红色，rrYY或 rrYy为黄色，rryy为白色；在基因M存在时果实为复果型， mm为单果型。现要获得白色块根、单果型的三倍体种子。 （2）如果原始材料为二倍体红色块根复果型的植株，你能否 通过杂交育种方法获得白色块根、单果型的三倍体种子？为 什么？
a．二倍体植株（rrYyMm）自交，得到种子 b．从自交后代中选择白色块根、单果型的二倍植株，并收获 其种子（甲） c．播种种子甲，长出的植株经秋水仙素处理得到白色块根、单 果型四倍体植株，并收获其种子（乙） d．播种甲、乙两种种子，长出植株后，进行杂交，得到白色 块根、单果型三倍体种子 （若用遗传图解答题，合理也给分）
探讨四： 固氮细菌（如与大豆共生的根瘤菌）能自 行固氮，而西瓜不能自行固氮，你能否设 计一实验方案，培育出能自行固氮的早熟 抗病的西瓜品种
生物变异有什么好处
生物变异有什么好处
基因突变在生物进化中具有重要意义。
它是生物变异的根本来源，为生物进化提供了最初的原材料。
变异在生物进化上的意义生物在繁衍过程中，不断地产生各种有利变异，这对于生物的进化具有重要的意义，那么生物变异有什么好处是什么？
生物变异小知识：
变异在农业生产上的应用在农作物、家禽、家畜中，有时会出现对人有益的变异。
例如，牛群中可能出现肉质较佳的牛，也可能出现产奶较多的牛。
人们挑选这样的牛进行大量繁殖，经过不断地选育，就能得到肉质好或产奶多的亲品种.。
有一些小麦品种在高水肥的条件下产量很高，但是由于植株高，抗倒伏能力差，大风一来，就会大片大片地倒伏，既影响产量，又不容易收割。
怎样才能得到既高产又抗倒伏的品种呢？科学工作者利用一种普通的矮秆小麦抗倒伏能力强的特性，将这种小麦与高产的高秆小麦杂交，在后代植株中再挑选秆较矮、抗倒伏、产量较高的植株进行繁殖。
经过若干代的选育以后，就得到了高产、矮秆、抗倒伏
的小麦新品种。
为了得到优良的新品种，人们还采用射线照射和药物处理等手段，使种子里的遗传物质发生改变
在这些种子发育成的植株或它们的后代中，就会出现各种各样的变异。
从中选出对人有益的变异类型进行定向选育，就有可能得到农作物的新品种。
提醒您：变异有好处有坏处，然而引起生物变异的原因是什么这个问题受到了很多人的关注，其实环境是导致变异的一大原因，为了防止这种情况发生，我们一定要学习一些生态破坏知识和环境污染知识来帮助自己。
最后要了解更多环境污染小知识和生态破坏小知识可关注本网站查询。
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思考2：当细胞分裂时，如何才能使细胞的染 色体数目加倍？
细胞分裂后期，染色体的着丝粒一分为 二，染色体数目加倍，细胞就此停止分裂， 细胞中的染色体就会加倍。
思考3：怎样才能使细胞分裂在后期停止呢？
秋水仙素处理 抑制纺锤体的形成，使复制的染色体不能分 到两个细胞中，因而加倍。
想一想：秋水仙素作用时期？ 用秋水仙素处理的材料有何要求？
萌发的种子或幼苗（？） （因为该材料的细胞分裂旺盛）
单倍体育种程序 矮秆抗锈病
水稻
P 高秆抗锈病
× 矮秆不抗锈病 ddTT
DDTT
ddtt
第一年
Ｆ1
DdTt 高秆抗锈病
减数分裂
花粉 DT Dt dT dt
花药离体培养
单倍体幼苗 DT Dt dT dt
秋水仙素处理
二倍体纯合子 DDTT DDtt ddTT ddtt
方法：
P
DDTT × 高秆抗锈病
ddtt 矮秆不抗锈病
Ｆ1
DdTt 高秆抗锈病
×
Ｆ2 D-T- ddT_(1/3ddTT 2/3ddTt) D_tdTT 1/3ddTt 1/6ddtt
×
×
×
……
连续自交
Ｆn
ddTT
一、杂交育种
1.方法（手段）： 杂交、选择、纯合化 2.原理：基因重组
产籽？
二倍体
（父本） 减数分裂产生配子时，同
花粉 刺激
源染色体配对紊乱，不能
产生正常的配子，因而高
度不育。
四、多倍体育种
1.原理：染色体畸变（数目变异）
2.手段：用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种
子或幼苗
3.优点： 器官增大，营养物质含量高,抗逆性
强或特殊要求的品种
4.缺点：发育延迟，结实率低 。一般只适合
于植物。
自然产生多倍体的原因：
主要原因是体细胞在有丝分裂的过程中，染色体 完成了复制，但是受到外界环境条件（如温度骤 变）的影响，纺锤体的形成受到破坏，以致染色 体不能被拉向两极分到两个子细胞中，于是就形 成染色体数目加倍的细胞。这样的细胞再进行正 常的有丝分裂，就可以发育成染色体数目加倍的 组织或个体。 高原多倍体植物特别多。
是否还有其他方法？
思考1：F1高秆抗锈病植株（DdTt），经减数 分裂后，形成的花粉有哪几种？
DT、Dt、dT、dt
如果刺激花粉使其有丝分裂形成植株，此植 株是几倍体？ 单倍体 植株的基因型有哪几种？
DT、Dt、dT、dt
如果诱导该植株的染色体数加倍，其基因型 如何？称之为几倍体？
DDTT、DDtt、ddTT、ddtt
第二节 生物变异在生产上的应用
为了解决我国的粮食问题，一大批科学家投
身于水稻研究，希望研究出具有多对优良性状的 高产的水稻……
高秆水稻的倒伏现象
水稻的锈病现象
活动一： 现有矮秆不抗锈病（ddtt）水稻和高秆抗锈病
（DDTT）水稻。 如何利用遗传学相关知识，培育出能稳定遗传
的矮杆抗锈病水稻？
一、杂交育种
多倍体的优势
西北农林科技大学培育
的个四倍体体大陕桑，40有2单机株 物含
多倍体有哪些特点？ 量高，抗逆性强。
二倍体有 籽西瓜
烦人的有籽西瓜！
令人喜爱的无籽西瓜！
三倍体无籽西瓜的培育过程
问题1、四倍体植株所结西瓜 有种子吗？ 有 其种子的胚有几个染色体组？
3
四倍体 （母本）
三倍体
问题2、三倍体西瓜为什么不
3.主要优点： 提高变异频率；获得新性状；改良 品质、增强抗逆性。
4.主要缺点： 盲目性；变异个体少，需处理大量材 料。
诱变育种实例
由于雄蚕比雌蚕的出丝率要高20%~30%，人 们更愿意多养雄蚕。
利用辐射的方法，诱发常染色体上带有卵色基 因的片段易位到W染色体，使ZW卵和不带卵色基 因的ZZ卵有所区别。
3.主要优点：将不同个体的多个优良性状集中 于同一个体，操作简单
4.主要缺点： 育种年限长
活动一：现有矮秆不抗锈病（ddtt）水稻和高秆 抗锈病（DDTT）水稻。如何利用遗传学相关知识， 培育出能稳定遗传的矮杆抗锈病水稻？
是否有其他方法？
二、诱变育种
1.原理： 基因突变
2.手段： 人工施加诱变因素（理、化）
第二年
最大优点： 缩短育种年限
花药离体培养
二、单倍体育种
1.原理：染色体畸变（数目变异） 2.手段：常规方法（杂交）获得杂种F1；F1的花药离
体培养成单倍体幼苗；秋水仙素处理单倍体 幼苗获得可育的纯合植株。
3.主要优点：缩短育种年限；排除显隐性干扰，
提高育种效率。
4.主要缺点： 技术要求高，难以普及。
这样，在家蚕卵还未孵化时就能区分出雌雄了， 以便于人们及早淘汰雌蚕，提高蚕丝的产量和质量。
诱变育种原理： 基因突变 或染色体畸变
诱变育种实例
浙江农科院用γ射线处理籼稻种子，在保 持原品种各种丰产性状的基础上，选育出提早 15天成熟的新品种。
活动一：现有矮秆不抗锈病（ddtt）水稻和高秆 抗锈病（DDTT）水稻。如何利用遗传学相关知识， 培育出能稳定遗传的矮杆抗锈病水稻？
转鱼抗寒基 因的番茄
荧光猫
转黄瓜抗青枯病基因的甜椒
五、转基因技术育种
转基因技术：P86
1.原理： 基因重组
2.手段： 分子生物学和基因工程的手段 3.优点： 目的性强（定向改造）,实现了种间遗传物
质的交流
4.缺点：技术要求高