自制生物变异在生产上的应用

③A组F2中的矮抗类型不能直接用作大田栽种，原因 是 后代可能会发生性状分离。 ④B组获得的矮抗类型也不能直接利用，原因是 单倍体不育，但通过 秋水仙素 处理，可以直接产 生理想的矮抗品种，其基因型是 ddTT 。
一朵花中最重要的部分是花蕊（包括雄蕊和雌蕊）
微生物育种：例如青霉菌的选育。低产青霉素20单位 /mL。经过多次X射线、紫外线照射以及综合处理， 培育成了50000～60000单位/mL青霉素高产菌株 动物育种：例如易位卵色基因到W染色体进行家蚕的 雌雄分辨
不可遗传的变异
表现型 =
（改变）
（改变）
基因型
（改变）
+
环境条件
（改变）
可遗传的变异
来 源
基因突变 染色体变异 基因重组
诱 因
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。
思考：
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 筛选出符合要求 的转基因生物
外源基因的增殖与表达
3.转基因技术育种的原理是什么？
基因重组（DNA重组技术）
论一论 转基因技术有哪些优点或缺点？ 优点
1.目的性强，定向改变生物性状 2.打破物种界限，实现种间遗传物质 的交换； 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。
多倍体特点:
优点:植株、果实、种子等粗大，营养物质含量高 缺点:生长发育延迟,结实率低。（注意与杂交种区分开）
染色体数目加倍后的草莓（上）
野生状态下的草莓（下）
案例片段五： 西瓜感染了病毒后，就会出 现病毒病。叶色黄绿斑驳， 叶面凹凸不平，果实发育不 良或形成畸形果。发病较轻 时，形成的果实较小。发病 严重时可造成田块绝收的现 象。目前市场上还缺乏对病 毒病有特效的药物，那么应 该怎么办呢？
想一想：
1、这种转基因的植物中的目的基因是什么？
2、目的基因的表达过程主要包含了哪两个过程？ 与哪些细胞器密切有关呢？
小结
名 称诱变育种来自原 理基因 突变 基因 重组
方 法
用物理或化学因 素处理生物
优 点
加速育种进程， 短时改良性状 将不同个体的 优良性状集中 于一个个体上
缺 点
有利的个体往 往不多 育种周期长， 工作量大
第二节
生物变异在生产上的应用
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，培育方型西瓜。 在日本的北海道还出现了三角型西 瓜(又称金字塔瓜)，被TBS电视台介绍 后，更是在日本引起强烈反响。为此， “三角人面瓜”已申请了专利。
番茄的某迟熟（AA）品种,那么我们有什么 好办法快速得到早熟（aa）品种？ 迟熟 幼苗 秋水仙 素处理 品种 （A） 迟熟 人工 杂合 (AA) 花药离 子 品种 体培养 诱变 (Aa) (AA) 幼苗 秋水仙 早熟 （a） 素处理 品种 (aa)
人工诱变 + 单倍体育种
案例片段四：
自古以来，西瓜都 是有种子。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？
能提高突变频率，加速育种进程，大幅度改良某些性状
诱变育种典型例题分析：
④如图所示某一红色链孢霉合成精氨酸的过程：
(1)在一次实验中，经测试只发现鸟氨酸和瓜氨酸，而没有精氨酸。
产生此现象的可能原因是（基因Ⅲ发生突变 ）， 致使（ ）。 (酶Ⅲ缺失或失去活性，不能形成精氨酸) (2)如果酶I和酶Ⅲ活性正常，酶Ⅱ活性丧失，则能否合成鸟氨酸和 精氨酸? （能合成鸟氨酸，不能合成精氨酸 ），原因是 （ 酶Ⅱ活性丧失，致使鸟氨酸不能合成瓜氨酸，因此精氨酸的 ） 合成缺乏原料）
诱变育种典型例题分析：
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，亩产高达 600kg，最高达
750kg，蛋白质含量增加了8％～20％，生长期平均缩 短了10天。请回答： （1）水稻产生这种变异的来源是（基因突变），产生 变异的原因是（ ） 各种宇宙射线和失重作用，使基因分子的结构发生改变 （2）这种育种的优点有（ ）
二倍体 秋水仙素
二倍体幼苗（2N） 秋水仙素
授粉杂交
四倍体
（母本）
二倍体
（父本）
四倍体 （4N）
卵细胞（2N）
× 二倍体（2N）
精子（N）
第一年 第二年 三倍体植株
三倍体 花粉刺激果 实生长
受精卵（3N） 花粉刺激 三倍体植株（3N）
联会紊乱？
无籽西瓜
·多倍体育种
方法
１．低温处理
２．秋水仙素处理萌发种子或幼苗
2、是否有年限更 短的培育方法？
易感病、早熟
SsRr
↓× S_R_ S_rr ssR_ ssrr
抗早
↓×
ssRR
生长 选育出需要的抗病、早熟品种
选 优 自 交
选 优
F3
第 4 年
↓×
·单倍体育种
1、单倍体：体细胞中含有本物种配子染色体数目的 个体；特点为弱小、高度不孕 2、单倍体染色体加倍：
秋水仙素原理：细胞分裂时，在不影响细胞活力的条
诱变育种的原理：
基因突变
染色体畸变
基因工程育种
提取（结合）
导入
增殖、表达
筛选
海南文昌的西瓜种子成为有幸搭 上“神舟六号”飞船的全国唯一的西 瓜种子。经过太空育种的西瓜病虫害 少，收获期提前７天，每亩比原来增 产２０％，瓜瓤口感好，投放市场后 很受消费者欢迎。
·诱变育种
1、诱变育种——用人工诱变的方法可以提高 突变频率，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。 2、遗传学原理：基因突变（染色体变异） 3、意义： 创造动植物、微生物新品种 4、诱变育种特点： ①提高突变频率
②短时间内改良某些性状
③诱发个体产生有利的不多，须处理大量实验材料
案例片段三： 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（R）易感病 （S）的西瓜品种甲和晚熟（r） 抗病（s）的西瓜品种乙，希望获 得早熟抗病的优良品种。请思考 可行的育种程序。（两对相对性 状独立遗传）
件下抑制纺锤体生成或破坏纺锤体
单倍体育种过程
普通植株
减数 分裂
SSRR
× ssrr
SsRr
SR Sr sR sr
原理：植物组织培养 花药离体培养 SR Sr sR sr 幼苗
秋水仙素处理
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
SSRR SSrr ssRR ssrr 筛选所需的品种
染色体组数的判断
1、细胞内任选一条染色体，与其形态相同的染色 体共有几条，则该细胞含有几个染色体组，为几 倍体。 每组染色体组含有几条染色体，可数不同形态的 染色体有几条，或染色体总数/染色体组数
Aaaa BBbb
2、给出细胞或生物体的基因型，控制同一性状的 基因出现几次，则有几个染色体组，如AaaaBBbb 为四倍体
·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.遗传学原理：基因重组 3.方法： 杂交 自交 (选优 自交)若干次
纯 种
4.特点
优点：使位于不同个体的优良性状
集中于一个个体上 例如杂种优势：基因型不同的两个亲本 个体杂交产生的杂种第一代，在生长、 繁殖、抗逆性、产量等性状上优于两个 亲本的现象。如骡子
·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
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！
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。
杂交育种过程 P F1 F2
第 1 年 第 2 年 第 3 年 抗病、晚熟
ssrr
↓
× 易感病、早熟 SSRR
杂 交
自 交
思考：1、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、 早熟品种至少需要 几年?
③四倍体母本上结出的果实，其果肉细胞为 四 倍 体，种子中的胚为 三 倍体。三倍体植株不能进行减 数分裂的原因是 减数分裂时染色体联会紊乱，由此而 获得三倍体无籽西瓜。
有两组纯种小麦品种，一个是高秆抗锈病(DDTT)，一个是矮 秆不抗锈病(ddtt)。现将这两个品种排行下列3组实验：
假如以上3组实验都有矮秆抗锈病出现，分析以下问题： ①A组所得矮抗类型的基因型是 ddTT、ddTt；B组所 得矮抗类型的基因型是 dT 。 ②C组获得矮抗是由于发生了基因突变。但一般说 来，这种情况不容易发生，因为 变异是不定向的 。