生物育种专题

单倍体育种
讨论： 讨论： 1、若对细菌进行育种，通常采用哪些育种方式？ 、若对细菌进行育种，通常采用哪些育种方式？ 诱变育种、基因工程育种、细胞工程育种。 诱变育种、基因工程育种、细胞工程育种。 2、在生产实践中若要培育动物新品种，常采用哪些育种 、在生产实践中若要培育动物新品种， 方式？ 方式？ 杂交育种、基因工程育种、诱变育种、细胞工程育种。 杂交育种、基因工程育种、诱变育种、细胞工程育种。 3、培育转基因动物时，最好用什么细胞作目的基因的受 、培育转基因动物时， 体细胞？为什么？ 体细胞？为什么？ 受精卵。 受精卵的全能性最高。 受精卵。 受精卵的全能性最高。
过程： 过程： 将纯种高秆抗锈病和矮秆易染锈病的小麦杂交 杂交得 ①将纯种高秆抗锈病和矮秆易染锈病的小麦杂交得F1 进行花药离体培养 花药离体培养得到四种单倍体幼苗 ②将F1进行花药离体培养得到四种单倍体幼苗 ③用秋水仙素处理单倍体幼苗得到纯合植株，选出矮 秋水仙素处理单倍体幼苗得到纯合植株， 得到纯合植株 秆抗锈病小麦。 秆抗锈病小麦。 思考： 思考： 1、为什么要用秋水仙素处理单倍体的幼苗？ 为什么要用秋水仙素处理单倍体的幼苗？ 幼苗分裂能力强， 幼苗分裂能力强，秋水仙素处理后会导致染色体数目加 处理得早， 倍；处理得早，更容易使发育成熟的植株所有细胞的染色体 数目加倍。 数目加倍。 2、如果要快速得到大量的纯种矮秆抗锈病小麦，还 、如果要快速得到大量的纯种矮秆抗锈病小麦， 应采用什么技术？ 应采用什么技术？ 植物组织培育技术。 植物组织培育技术。
（A） ） 第 AABBdd
一 年 第 二 年
（B） ） × AAbbDD AABbDd × （C） ） aaBBDD
减数分裂
AaBbDd
第 三 年 第 四 年
配子 花药离体培养 秋水仙素 处理
abd
三 年
× aabbdd（种子） （种子）
第 abd（单倍体幼苗）
aabbdd（植株 ） （ aabbdd（植株 ） （
番茄
甜椒
番茄椒
思考：怎样培育出可育的番茄椒？说出育种方法及过程？
多倍体育种 番茄 × 甜椒 BB） （BB） AA） （AA） 杂交 AB 不育 秋水仙素处理 使染色体加倍 AABB 可育的番茄椒 植 物 细 胞 工 程 育 种
植 物
番茄细胞(2n) 番茄细胞 甜椒细胞(2n) 甜椒细胞
原 生 质 体 融 合
例1：番茄是一种营养丰富、经济价值很高的果蔬，深受 ：番茄是一种营养丰富、经济价值很高的果蔬， 人们的喜爱。现有3个番茄品种，A品种的基因型为 人们的喜爱。现有 个番茄品种， 品种的基因型为 个番茄品种 AABBdd，B品种的基因型为 品种的基因型为AAbbDD，C品种的基因型 ， 品种的基因型为 ， 品种的基因型 对等位基因分别位于3对同源染色体上 为aaBBDD。3对等位基因分别位于 对同源染色体上， 。 对等位基因分别位于 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： 对性状。 并且分别控制叶形、花色和果形 对性状。思考： （1）如何运用杂交育种方法利用以上 个品种获得基因 ）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， 的植株？ 型为 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？ 获得基因型为 的植株最少需要多少年？ 的植株最少需要多少年 （用文字简要描述获得过程即可） 用文字简要描述获得过程即可） 植株的时间， （2） 如果要缩短获得 ） 如果要缩短获得aabbdd植株的时间，可采用什么 植株的时间 方法？简述其过程？ 方法？简述其过程？
提高变异频率， 使同一物种不同品种 提高变异频率，加速 育种过程， 的多个优良性状集中 育种过程，可大幅度 改良某些性状 于 同一个体上 (1)育种时间长； (1)育种时间长； 育种时间长 (2)局限于同种或亲 (2)局限于同种或亲 缘关系较近的个体 矮秆抗病的小麦 有利变异少， 有利变异少，工作量 大，需大量的供试材 料 青霉素高产菌株的培 育、太空椒
杂交育种
过程： 过程： 将纯种高秆抗锈病和矮秆易染锈病小麦杂交得F ① 将纯种高秆抗锈病和矮秆易染锈病小麦杂交得 1 自交得到F ② 将F1自交得到 2，选出矮秆抗锈病的小麦品种 ③将矮秆抗锈病小麦逐代自交并进行人工筛选，最 将矮秆抗锈病小麦逐代自交并进行人工筛选， 后得到能稳定遗传的矮秆抗锈病小麦新品种。 后得到能稳定遗传的矮秆抗锈病小麦新品种。 思考： 思考： 为什么杂交育种一般从F 开始选种？ 为什么杂交育种一般从 2开始选种？ 通常从F 才开始出现性状分离， 通常从 2才开始出现性状分离，在F2中才开始出现所需 要的类型。 要的类型。
Fra Baidu bibliotek
缺点 举例
单倍体育种 原 理 途径与 方法 优点 缺点 染色体数目变异 花药离体培养再人工 诱导使染色体加倍 大大缩短育种年限； 子代均为纯合体。 技术较复杂，需与杂 交育种结合 矮秆抗病小麦
多倍体育种 染色体数目变异 一定浓度的秋水仙素处 理萌发的种子或幼苗 植株茎秆粗壮，果实、 种 子 都比较 大 ， 营养 物质含量提高。 技术复杂；发育延迟， 结实率低，一般只适合 于植物 三倍体无子西瓜 八倍体小黑麦
思路二：假设在某种植物体内有一种耐贮藏基因。你还能运 用什么育种方法，简要说明过程？
提取耐贮藏基因 耐贮藏基因与运载体结合 重组DNA分子导入农杆菌 该农杆菌去感染番茄体细胞 组织培养 选择所需植株
练习： 练习： 1、下列技术能有效地打破物种界限，定向地改造生物的 、下列技术能有效地打破物种界限， 遗传性状，培育新的农作物优良品种的是（ 遗传性状，培育新的农作物优良品种的是（ B ） ①诱变育种②基因工程育种③杂交育种④细胞工程育种⑤ 诱变育种②基因工程育种③杂交育种④细胞工程育种⑤ 多倍体育种⑥ 多倍体育种⑥单倍体育种 A ． ①②③ B ． ②④ C ． ④⑤ D ． ④⑥ 2、能够使植物体表达动物蛋白的育种方法是（ C ） 、能够使植物体表达动物蛋白的育种方法是（ A．单倍体育种 B．杂交育种 ． ． C．基因工程育种 D．多倍体育种 ． ． 3、在动物育种中，用一定剂量的 射线处理精巢，可 射线处理精巢， 、在动物育种中，用一定剂量的X射线处理精巢 得到大量的变异个体，这是因为（ 得到大量的变异个体，这是因为（ B ） A ．合子都是纯合体 B ．诱发了雄配子发生高频率的基因突变 C ．诱导发生了大量的染色体变异 D ．提高了基因的互换率
4、下面为六种不同的育种方法。据图回答： 、下面为六种不同的育种方法。据图回答： 种子或 亲本（ ） 亲本（X） 种子或 幼苗 幼苗 B A 单倍体 F1 植株 D E F F2 C 纯合体 具有新 染色体 Fn 选择稳定 基因的 加倍的 纯合二倍 品种 种子或 种子或 体种子长 幼苗 幼苗 出的植株
例2：番茄与甜椒自然杂交后形成的多年生草本植物番茄椒既像辣椒 又像番茄，故称番茄椒，它同时具有番茄和甜椒的特点， 又像番茄，故称番茄椒，它同时具有番茄和甜椒的特点，番茄椒的叶 茎干和株型酷似甜椒，而果实外型与番茄相似， 片、茎干和株型酷似甜椒，而果实外型与番茄相似，其内部结构又与 甜椒相似。果实色泽鲜红，表皮光滑有蜡质。果皮比较厚实，耐储运， 甜椒相似。果实色泽鲜红，表皮光滑有蜡质。果皮比较厚实，耐储运， 货架期长，具有加热后对营养和颜色毫无影响的特性。 货架期长，具有加热后对营养和颜色毫无影响的特性。但是番茄椒不 能产生后代。 能产生后代。
杂交育种 原 理 途径与 方法 优点
基因重组 杂交-自交杂交-自交-选 优-自交
诱变育种
基因突变 物理、 物理、化学因素诱变 筛选→ →筛选→培育符合要 求的品种
基因工程育种
基因重组 利用转基因技术将 目的基因引入生物 体内 目的性强；育种周 目的性强； 期短； 期短；克服远缘杂 交不亲和的障碍 技术复杂； 技术复杂；存在 生态安全问题 产生人胰岛素的大 肠杆菌、 肠杆菌、抗虫棉
生物育种专题复习
复习目标： 复习目标： 1．将分散于各章节的有关生物性状改造方法的知 识梳理出来形成知识体系。 识梳理出来形成知识体系。 2．利用基因重组、基因突变、染色体变异、基因 利用基因重组、基因突变、染色体变异、 工程、细胞工程等遗传学原理， 工程、细胞工程等遗传学原理，设计培育具有 优良性状的新品种的育种方法。 优良性状的新品种的育种方法。 3．通过试题分析、练习提高审题解题能力。 通过试题分析、练习提高审题解题能力。
一、生物育种的成果与采用的方式 矮杆抗病的水稻 杂交育种 单倍体育种 神奇的“ 神奇的“太空椒 诱变育种 ” 三倍体无籽西瓜 多倍体育种 抗虫棉 番茄 –马铃薯 马铃薯 体细胞杂交） （体细胞杂交） 克隆羊 核移植） （核移植） 基因工程育种
细胞工程育种
例：已知小麦的高秆（D）对矮秆（d）为显性、抗 已知小麦的高秆（ ）对矮秆（ ）为显性、 锈病（ ）对易染锈病（ ）为显性（ 锈病（T）对易染锈病（t）为显性（基因自由组 ），现有纯合的高秆抗锈病小麦和矮秆易染锈病 合），现有纯合的高秆抗锈病小麦和矮秆易染锈病 小麦。请回答下列有关问题： 小麦。请回答下列有关问题： （1）可用哪些育种方式培育得到优良品种？ ）可用哪些育种方式培育得到优良品种？ 杂交育种、单倍体育种、诱变育种、 杂交育种、单倍体育种、诱变育种、 基因工程育种、 基因工程育种、细胞工程育种 （2）请写出杂交育种和单倍体育种的步骤。 ）请写出杂交育种和单倍体育种的步骤。 可用简单的遗传图解表示） （可用简单的遗传图解表示）
原生质体
细胞
4n
植 物 组 织 培 养
例3：番茄营养丰富但不耐贮藏。为了解决番茄贮藏问题，研 番茄营养丰富但不耐贮藏。为了解决番茄贮藏问题， 究者发现，一种耐贮藏基因能使果实长期贮藏。 究者发现，一种耐贮藏基因能使果实长期贮藏。如果你是育 种专家，你将如何育种？ 种专家，你将如何育种？
思路一：通过是神州号宇宙飞船搭载种子进入太空。 思路一：通过是神州号宇宙飞船搭载种子进入太空。 飞船搭载的种子应当选刚萌发的种子，而非休眠的种子的原因是什么? （1）飞船搭载的种子应当选刚萌发的种子，而非休眠的种子的原因是什么? 种子萌发后进入细胞分裂， 种子萌发后进入细胞分裂，DNA在复制过程中容易受到外界 在复制过程中容易受到外界 因素的影响而发生基因突变 这些番茄返回地面后，是否均可产生耐储藏变异？为什么？ （2）这些番茄返回地面后，是否均可产生耐储藏变异？为什么？ 不会。 不会。 变异是不定向的 将植物经太空返回地面后种植，发现该植物不耐贮存的性状（ （3）将植物经太空返回地面后种植，发现该植物不耐贮存的性状（假设 为隐性性状）突变为耐贮存性状（假设为显性性状）。 为隐性性状）突变为耐贮存性状（假设为显性性状）。 表现为耐贮存性状的种子能否大面积推广？说明理由。 ①表现为耐贮存性状的种子能否大面积推广？说明理由。 不能。因为显性杂合体的杂交后代会发生性状分离。 不能。因为显性杂合体的杂交后代会发生性状分离。 ②简要叙述获得该显性耐贮存优良品种的步骤 方案一： 、 种植后对花粉进行离体培养，得单倍体； 、 方案一：a、 种植后对花粉进行离体培养，得单倍体；b、单倍体幼苗用秋 水仙素处理，获得纯合体； 、从纯合体中选取显性性状即为优良品种。 水仙素处理，获得纯合体；c、从纯合体中选取显性性状即为优良品种。 方案二： 、 将变异后的显性个体自交培养； 、 方案二：a、 将变异后的显性个体自交培养；b、选择后代中的显性个体连 续自交； 、 续自交；c、选择不再发生性状分离的显性个体的种子作优良品种
举例
植物： 原 理 基因重组
细胞工程育种 动物克隆： 细胞核的全能性与基因重组 核移植→胚胎移植
去细胞壁→原生质体 途径与 融合→杂种细胞→组 方法 织培养 能克服远缘杂交的不 亲和性，有目的地培 育优良品种
优点 缺点 举例
保存濒危物种 保持优良品种
技术复杂，难度大 番茄-马铃薯 白菜-甘蓝 克隆羊 鲤鲫核移植