生物变异在生产上的应用1

短毛折耳猫
长毛立耳猫
长毛折耳猫
杂交
Ｐ
长毛立耳 BBEE
短毛折耳 bbee
Ｆ１ 长毛立耳 BbEe 长毛立耳 BbEe 思考：要培育出一个能 F1间 稳定遗传的动物品种一 交配 Ｆ２ 长立 长折 短立 短折 般需要几代？ Bbee BBee 3代 选优 长折 短折 短折 长折 bbee BBee bbee Bbee 测交 短折 长折 长折 F3
原理： 染色体变异(染色体组成倍地减少) 方法： 花药离体培养,再用秋水仙素处理。 优点： 明显缩短育种年限 缺点： 方法复杂，成活率较低。 应用: 用宽叶、不抗病和窄叶、抗病的两个烟草品种
培育出宽叶、抗病的新品种。
二.单倍体育种：
（1）原理： 染色体畸变 （2）方法： 花药离体培养，再用秋水仙素处理。 （3）过程：
二倍体
秋水仙 素处理
四倍体
秋水仙 素处理
八倍体
多倍体
如果体细胞在有丝分裂过程中，染色体完成了 复制，细胞受到外界环境条件或内部因素的干扰， 纺锤体的形成受到破坏，结果是染色体不能被拉向 两极，细胞也不能分裂成两个子细胞，于是这个细 胞中染色体数目加倍了。
人 工 诱 导 多 倍 体 的 产 生
无籽西瓜的培育过程
神舟六号
神舟三号”飞船从太空带回的试管种苗
“神舟”五号搭载育成的巨人南瓜
太空育种辣椒
甘肃种植的太空育种的蔬菜
太空青茄大过小孩头
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。
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：[ D ]
育 种 过 程
AAbb
aaBB
宽、不抗 AaBb
窄、抗
F1
宽、抗 花药离体培养 AB Ab aB ab
单倍体
人工诱导染色体加倍
AABB AAbb aaBB aabb
宽、抗
三、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
生长快、肉质好的转基因 鱼(中国)
AABB×aabb
杂交 减 数 分 裂 AB 药 Ab 离 体 aB 培 养 ab
花
AaBb
F1
秋 幼苗 水 幼苗 仙 幼苗 素
幼苗
AABB AAbb aaBB aabb
单倍体
（4）优点： 明显缩短育种年限 能排除显隐性
干扰
（5）缺陷： 技术水平要求高
例题：假设水稻抗病（R）对感病（r）为显性，高秆 （T）对矮杆（t）为显性。现有纯合的抗病高秆水稻 和感病矮秆水稻。为了在较短的年限内培育出稳定遗 传的抗病矮秆水稻，可采取以下步骤：
二倍体 植株 授粉 二倍体 秋水仙素处理 四倍体 幼苗 染色体加倍 植株 二倍体 植株 花粉
诱导
三倍体 发育 三倍体 种子 植株 三倍体 无籽瓜
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四.多倍体育种：
（1）原理：染色体数目变异 （2）方法： 用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 （3）优点： 细胞大,营养含量高.抗逆性强 （4）缺点： 三倍体不能产生种子,需年年育种
或无性繁殖
（5）应用： 三倍体无籽西瓜、八倍体小黑麦
无籽原因：同源染色体联会紊乱，无法正常完成减 数分裂，没有配子，所以就没有种子。
转基因技术
真正蓝玫瑰面世 转基因技术造就
2008-11-3 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。
ssRr
一.杂交育种
1.原理： 基因重组
2.过程：
杂交→自交→选优
自交
3.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 4.缺点： 育种所需时间较 长 5.应用： 抗病红果肉番茄的培育 矮杆抗病小麦的培育
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）
乳汁中含有人生长激素的 转基因牛(阿根廷)
转鱼抗寒基 因的番茄
转黄瓜抗青枯病基因的甜椒
与药物研制
许多药品的生产 是从生物组织中提取 的。受材料来源限制 产量有限，其价格往 往十分昂贵。
我国生产的部分基因 工程疫苗和药物
微生物生长迅速，容易控制，适于大规模 工业化生产。若将生物合成相应药物成分的基 因导入微生物细胞内，让它们产生相应的药物， 不但能解决产量问题，还能大大降低生产成本。
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。
多倍体育种
低温处理
1.方法 用秋水仙素处理 方法 原理
2.应用
帕 米 尔 高 原
＊据统计,帕米尔高原上的植物65%以 上是多倍体。
Q：秋水仙素处理法的具体做法是什么？原理又是什么？ 幼苗 。 萌发的种子 或_______ 方法：用秋水仙素处理____________ 分裂 的细胞时，能够抑 原理：当秋水仙素作用于正在______ 制________ 的形成，导致_______ _ ______， 纺锤体 染色体不能移向两极 从而引起细胞内染色体__________ 数目加倍 。染色体数目加倍 的细胞继续进行_______ 有丝 分裂，将来就可能发育成 ________ 多倍体 植株。
例1：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）。如何才能培育出一个 既抗病又是红果肉（ssRR）的新品 种，并且新品种的性状能稳定遗传。
以下是杂交育种的参考方案： 杂交 自交 选优 自交 Ｐ 抗病黄果肉 ssrr Ｆ１ Ｆ２抗病 黄果肉
中间为青霉菌，周围是细菌。
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： 1、提高突变率2、在较短时间内获有 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 缺点： 难以控制突变方向，有利变异少，需大 量处理材料
单倍体育种
单倍体：
由配子直接发育而来的，含有本物种配 子中染色体数目的个体 植株特点： 弱小，高度不育，本身无价值
(淘汰)
抗病 红果肉
思考：要培育出一 易感病红果肉 SSRR个能稳定遗传的植
抗病黄果肉 SsRr
易感病 黄果肉 (淘汰)
物品种一般需要几 代？
5-6代
抗病 红果肉
易感病 红果肉 (淘汰)
抗病 红果肉
ssRR
ssRR
ssRR ssRr
ssRr
选优
F3
抗病 红果肉
抗病 抗病 红果肉 黄果肉 ssRR ssrr (淘汰)
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。
ⅹ
中国黄牛 中 国 荷 斯 坦 牛 荷斯坦牛
பைடு நூலகம்
• 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？
“神舟”三号飞船上搭载的38种共计200克
胰岛素从猪、牛等动物的胰 腺中提取，100Kg胰腺只能提取 4-5g的胰岛素，其产量之低和价 格之高可想而知。 将合成的胰岛 素基因导入大肠杆 菌，每2000L培养液 就能产生100g胰岛 素！使其价格降低 了30%-50%!
基因工程做成的“超级细菌” 能吞食和分解多种污染环境的物质。
环境保护
通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类，用基因 工程培育成功的“超级细菌”却能分解石油中的多种烃 类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解 DDT等毒害物质。
这些题你会做吗？
1、杂交育种所依据的主要遗传学原理是：
A.基因突变； C.染色体交叉互换： B.基因自由组合； 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：[ B ]
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：
第二节
生物变异在生产上的应用
学习目标 ★1.杂交育种的原理、过程、优点和缺点 ★2.诱变育种的原理、优点和缺点 ★3.单倍体育种的原理、过程和优点 ★4多倍体育种的原理、过程、优点和缺点 ★5.转基因技术的原理和优点
易感病、红果肉（SSRR）
抗病、黄果肉(ssrr)
［问题情景］
• 有位农场主，他有这样两个大棚果园，一个里面 种的番茄是黄果肉的，另一个是红果肉的品种。 红果肉的番茄呢，比较受消费者的喜爱，但是它 很容易感染疾病；黄果肉的虽然具有较强的抗病 能力，但是一般人们还是比较喜欢红番茄。如何 能够得到既抗病的又是红果肉的番茄呢，请问： 你们有哪些方法帮他解决这个问题？
五、转基因技术
1.原理：基因重组
2.优点：针对性强，效率更高,经济效 益更明显. 3.缺点：可能会引起生态危机，技术难 度大。 4.应用：
杂交育种 原 理
常 用 方 法 基因重组
杂交→自 交→选优 →自交→ 选优
诱变育种 基因突变
单倍体育种 染色体变异
多倍体育种 染色体变异
花药离体培养 用物理或化学 →单倍体→秋 方法处理生物 水仙素处理→ 纯种 提高变异频率，明显缩短育种 加速育种进程， 年限，育种时 间较短。 有利变异少， 技术复杂，需 需大量处理供 与杂交育种配 试材料 合
秋水仙素 处理
优 使位于不同 点 个体的优良 性状集中于 一个个体上 缺 点 育种时间最长
各种器官大、 营养成分高、 抗性强 与杂交育种 配合；获得 的新品种发 育延迟
无籽西瓜的培育过程
⑴ 将纯合的抗病高秆水稻和感病矮秆水稻杂交，得到杂交 种子。播种这些种子，长出的植株可产生基因型为___ RT, Rt, rT, r t ___________________ 的花粉。
花药离体培养 的方法得到单倍体幼苗。 ⑵ 采用_______________
秋水仙素 ⑶ 用______________ 处理单倍体幼苗，使染色体加倍。 RRtt 。 ⑷从中选择表现抗病的矮秆植株，其基因型应是______
多倍体植株的特点
染色体加倍后的草莓（上） 野生草莓（下）
多倍体水稻
1. 多倍体对细胞通常比二倍体对细胞大，细 胞内有机物对含量高、抗逆性强。 2.但发育延迟，结实率低。
资料6
正常的水稻具有两个染色体 组。 四倍体水稻（48条染色体）比二 倍体水稻（24条染色体）蛋白质 含量提高5%—15%，千粒重增加1 倍，单位面积增产达50%以上。