如何提高农作物产量
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2、不足：诱变育种的方向难以掌握，有利变异少
基因突变具有不定向性， 多害少利
3、解决方案：可以扩大诱变后代的群体（大 量处理实验材料），增加选择的机会。
一、提高作物产量——使优良遗传物质组合
育种 方法
原理
诱变育种 基因突变
过程
物理、化学方法诱变→ 选育
杂交育种
基因重组
杂交：得杂合子 F1自交 筛选出符合要求的个体不 断自交，直到不发生性状 分离
器官较 大、产 量高； 得到新 物种
克服远缘 杂交不亲 和的障碍 得到新物 种
一、提高作物产量——使优良遗传物质组合
育种 方法
原理
诱变育种 基因突变
杂交育种 基因重组
过程
物理、化学方法诱变→ 选育
优点
提高突变率，在短时间 内获得更多的优良性状
1、处理部位：萌发种子、幼苗
有丝分裂旺盛，DNA复制频繁
目的基因的获取 基因表达载体的构建
基因工程的核心
将目的基因导入受体细胞
目的基因的检测与鉴定
目的基因的获取
基因表达载体的构建 导入植物细胞的常用方式：
农杆菌转化法 将目的基因导入受体细胞 导入的植物细胞类型：
目的基因的检测与鉴定
任意植物细胞
目的基因的获取
基因表达载体的构建
将目的基因导入受体细胞 是否插入目的基因：DNA分子杂交
⑴上述培育抗病高杆玉米的实验运用了 诱变育种、 单倍体育种和杂交育种技术，其中杂交育种技术 依据的原理是 基因重组 。
⑵请用遗传图解表示乙与丙植株杂交得到Ｆ1 的过 程。
⑶取乙丙植株的叶肉细胞制成原生质体，并将两者相
混，使之融合，诱导产生细胞团并最终发育成植株。 在植物细胞融合技术中，常用__纤__维__素_ 酶和果胶酶__ 除去 细胞壁 , 促使其融合，细胞融合后诱导产 生的细胞团叫 愈伤组织 。如果只考虑2个原生质
酶解法去除细胞壁 物理化学方法诱融原生 质体融合 杂种细胞进行植物组织 培养得到杂种植株
优点
克服远缘杂交不亲和的 障碍，定向改变生物的 遗传性状
克服远缘杂交不亲和的障 碍 得到新物种
例题1：为获得纯合高蔓抗病番茄植株，采用了下
图所示的方法：图中两对相对性状独立遗传。据图分 析，不正ຫໍສະໝຸດ Baidu的是
A、过程①的自交代数越多，纯合高蔓抗病植株的比 例越高
B、过程②可以取任一植株的适宜花药作培养材料 C、过程③包括脱分化和再分化两个过程 D、过程①②③最后育出纯合高蔓抗病植株，说明变
异是定向的
例题2：玉米的抗病和不抗病（基因为Ａ、ａ）、
高杆和矮杆（基因为Ｂ、ｂ）是两对独立遗传的相对 性状。现有不抗病矮杆玉米种子（甲），研究人员欲 培育抗病高杆玉米，进行以下实验：取适量的甲，用 合适剂量的γ射线照射后种植，在后代中观察到白化 苗4株、抗病矮杆1株（乙）和不抗病高杆1株（丙）。 将乙与丙杂交，Ｆ１中出现抗病高杆、抗病矮杆、不抗 病高杆、不抗病矮杆。选Ｆ1中的抗病高杆植株上的花 药进行离体培养获得幼苗，经秋水仙素处理后选出纯 合二倍体的抗病高杆植株（丁）。请回答：
目的基因的检测与鉴定 目的基因是否转录：核酸分子杂交 目的基因是否翻译：抗原抗体 杂交 个体生物学水平鉴定：性状检测
一、提高作物产量——使优良遗传物质组合
育种 方法
原理
基因工程育种 基因重组
目的基因的获取 过程 基因表达载体的构建
将目的基因导入受体细胞 目的基因的检测与鉴定
植物体细胞杂交
细胞膜的流动性 细胞的全能性
2、秋水仙素的作用时期：分裂前期
一、提高作物产量——使优良遗传物质组合
育种 方法
原理
基因工程育种 基因重组
目的基因的获取 过程 基因表达载体的构建
将目的基因导入受体细胞 目的基因的检测与鉴定
植物体细胞杂交
细胞膜的流动性 细胞的全能性
优点
克服远缘杂交不亲和的 障碍，定向改变生物的 遗传性状
克服远缘杂交不亲和的障 碍 得到新物种
全球 40个国家 粮食短缺
一、提高作物产量——使优良遗传物质组合
育种 方法 原理 过程
优点
诱变 育种
基因 突变
杂交 单倍体 多倍体 基因工 植物体细 育种 育种 育种 程育种 胞杂交
基因 重组
染色体 染色体 基因 变异 变异 重组
细胞膜的流 动性、细胞 的全能性
提高突 变率， 在短时 间内获 得更多 的优良 性状
育种 方法
单倍体育种
多倍体育种
原理
染色体变异
染色体变异
过程
杂交：得F1，取F1花粉 花药离体培养 人工诱导染色体加倍
一定浓度的秋水仙素处 理萌发的种子或幼苗
优点
明显缩短育种年限，自 交后代不会发生性状分 离
器官较大、产量高；得到 新物种
1、秋水仙素的作用原理：作用于正在分裂的细胞， 能抑制纺锤体的形成，以致染色体不能移向细胞 两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。
放大
放大
参与的化学反应： 生物大分子的水解， ATP的水解，光合作 用，呼吸作用
产生水的细胞器： 核糖体，高尔基体， 线粒体，叶绿体
吸水部位：根尖成熟区
吸收原理：渗透作用
跨膜运输方式： 自由扩散
二、提高农作物产量——改善细胞代谢条件
㈣科学施肥 1、农家肥含有机物较多，经微
生物分解释放较多二氧化碳 和NO3-、HPO4-等无机盐； 2、改善通气等理化条件。
体的相互融合，由该细胞团分化发育成的植株，其 基因型是 AaaaBbbb ，其体细胞的染色体组数可 能为 4、8 。
二、提高农作物产量——改善细胞代谢条件
㈠改变外界条件，提高光合作用强度
光照
强度、时间、面积
二氧化碳浓度
温度
酶 酶
二、提高农作物产量——改善细胞代谢条件
㈠改变外界条件，提高光合作用强度 强度
光照 时间 面积
二氧化碳浓度 “正其行通其风”，使 用二氧化碳发生器，施 用农家肥
温度 白天利用大棚薄膜保温
二、提高农作物产量——改善细胞代谢条件
㈡改变呼吸作用条件 1、夜间适当降低大棚温度； 2、适当剪去下部不见光枝条，
减少呼吸作用消耗；
二、提高农作物产量——改善细胞代谢条件
㈢合理灌溉 1、吸收部位： 根尖成熟区 2、吸收原理： 渗透作用
优点
提高突变率，在短时间 内获得更多的优良性状
操作简便；使不同个体多 个优良性状组合在一起
思考：基因重组的类型有哪些？发生的时间 分别是什么？
减数第一分裂前期，同源染色体上 非姐妹染色体单体交叉互换。
减数第一次分裂后期，随着非同源 染色体的自由组合，非等位基因也 自由组合
一、提高作物产量——使优良遗传物质组合
基因突变具有不定向性， 多害少利
3、解决方案：可以扩大诱变后代的群体（大 量处理实验材料），增加选择的机会。
一、提高作物产量——使优良遗传物质组合
育种 方法
原理
诱变育种 基因突变
过程
物理、化学方法诱变→ 选育
杂交育种
基因重组
杂交：得杂合子 F1自交 筛选出符合要求的个体不 断自交，直到不发生性状 分离
器官较 大、产 量高； 得到新 物种
克服远缘 杂交不亲 和的障碍 得到新物 种
一、提高作物产量——使优良遗传物质组合
育种 方法
原理
诱变育种 基因突变
杂交育种 基因重组
过程
物理、化学方法诱变→ 选育
优点
提高突变率，在短时间 内获得更多的优良性状
1、处理部位：萌发种子、幼苗
有丝分裂旺盛，DNA复制频繁
目的基因的获取 基因表达载体的构建
基因工程的核心
将目的基因导入受体细胞
目的基因的检测与鉴定
目的基因的获取
基因表达载体的构建 导入植物细胞的常用方式：
农杆菌转化法 将目的基因导入受体细胞 导入的植物细胞类型：
目的基因的检测与鉴定
任意植物细胞
目的基因的获取
基因表达载体的构建
将目的基因导入受体细胞 是否插入目的基因：DNA分子杂交
⑴上述培育抗病高杆玉米的实验运用了 诱变育种、 单倍体育种和杂交育种技术，其中杂交育种技术 依据的原理是 基因重组 。
⑵请用遗传图解表示乙与丙植株杂交得到Ｆ1 的过 程。
⑶取乙丙植株的叶肉细胞制成原生质体，并将两者相
混，使之融合，诱导产生细胞团并最终发育成植株。 在植物细胞融合技术中，常用__纤__维__素_ 酶和果胶酶__ 除去 细胞壁 , 促使其融合，细胞融合后诱导产 生的细胞团叫 愈伤组织 。如果只考虑2个原生质
酶解法去除细胞壁 物理化学方法诱融原生 质体融合 杂种细胞进行植物组织 培养得到杂种植株
优点
克服远缘杂交不亲和的 障碍，定向改变生物的 遗传性状
克服远缘杂交不亲和的障 碍 得到新物种
例题1：为获得纯合高蔓抗病番茄植株，采用了下
图所示的方法：图中两对相对性状独立遗传。据图分 析，不正ຫໍສະໝຸດ Baidu的是
A、过程①的自交代数越多，纯合高蔓抗病植株的比 例越高
B、过程②可以取任一植株的适宜花药作培养材料 C、过程③包括脱分化和再分化两个过程 D、过程①②③最后育出纯合高蔓抗病植株，说明变
异是定向的
例题2：玉米的抗病和不抗病（基因为Ａ、ａ）、
高杆和矮杆（基因为Ｂ、ｂ）是两对独立遗传的相对 性状。现有不抗病矮杆玉米种子（甲），研究人员欲 培育抗病高杆玉米，进行以下实验：取适量的甲，用 合适剂量的γ射线照射后种植，在后代中观察到白化 苗4株、抗病矮杆1株（乙）和不抗病高杆1株（丙）。 将乙与丙杂交，Ｆ１中出现抗病高杆、抗病矮杆、不抗 病高杆、不抗病矮杆。选Ｆ1中的抗病高杆植株上的花 药进行离体培养获得幼苗，经秋水仙素处理后选出纯 合二倍体的抗病高杆植株（丁）。请回答：
目的基因的检测与鉴定 目的基因是否转录：核酸分子杂交 目的基因是否翻译：抗原抗体 杂交 个体生物学水平鉴定：性状检测
一、提高作物产量——使优良遗传物质组合
育种 方法
原理
基因工程育种 基因重组
目的基因的获取 过程 基因表达载体的构建
将目的基因导入受体细胞 目的基因的检测与鉴定
植物体细胞杂交
细胞膜的流动性 细胞的全能性
2、秋水仙素的作用时期：分裂前期
一、提高作物产量——使优良遗传物质组合
育种 方法
原理
基因工程育种 基因重组
目的基因的获取 过程 基因表达载体的构建
将目的基因导入受体细胞 目的基因的检测与鉴定
植物体细胞杂交
细胞膜的流动性 细胞的全能性
优点
克服远缘杂交不亲和的 障碍，定向改变生物的 遗传性状
克服远缘杂交不亲和的障 碍 得到新物种
全球 40个国家 粮食短缺
一、提高作物产量——使优良遗传物质组合
育种 方法 原理 过程
优点
诱变 育种
基因 突变
杂交 单倍体 多倍体 基因工 植物体细 育种 育种 育种 程育种 胞杂交
基因 重组
染色体 染色体 基因 变异 变异 重组
细胞膜的流 动性、细胞 的全能性
提高突 变率， 在短时 间内获 得更多 的优良 性状
育种 方法
单倍体育种
多倍体育种
原理
染色体变异
染色体变异
过程
杂交：得F1，取F1花粉 花药离体培养 人工诱导染色体加倍
一定浓度的秋水仙素处 理萌发的种子或幼苗
优点
明显缩短育种年限，自 交后代不会发生性状分 离
器官较大、产量高；得到 新物种
1、秋水仙素的作用原理：作用于正在分裂的细胞， 能抑制纺锤体的形成，以致染色体不能移向细胞 两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。
放大
放大
参与的化学反应： 生物大分子的水解， ATP的水解，光合作 用，呼吸作用
产生水的细胞器： 核糖体，高尔基体， 线粒体，叶绿体
吸水部位：根尖成熟区
吸收原理：渗透作用
跨膜运输方式： 自由扩散
二、提高农作物产量——改善细胞代谢条件
㈣科学施肥 1、农家肥含有机物较多，经微
生物分解释放较多二氧化碳 和NO3-、HPO4-等无机盐； 2、改善通气等理化条件。
体的相互融合，由该细胞团分化发育成的植株，其 基因型是 AaaaBbbb ，其体细胞的染色体组数可 能为 4、8 。
二、提高农作物产量——改善细胞代谢条件
㈠改变外界条件，提高光合作用强度
光照
强度、时间、面积
二氧化碳浓度
温度
酶 酶
二、提高农作物产量——改善细胞代谢条件
㈠改变外界条件，提高光合作用强度 强度
光照 时间 面积
二氧化碳浓度 “正其行通其风”，使 用二氧化碳发生器，施 用农家肥
温度 白天利用大棚薄膜保温
二、提高农作物产量——改善细胞代谢条件
㈡改变呼吸作用条件 1、夜间适当降低大棚温度； 2、适当剪去下部不见光枝条，
减少呼吸作用消耗；
二、提高农作物产量——改善细胞代谢条件
㈢合理灌溉 1、吸收部位： 根尖成熟区 2、吸收原理： 渗透作用
优点
提高突变率，在短时间 内获得更多的优良性状
操作简便；使不同个体多 个优良性状组合在一起
思考：基因重组的类型有哪些？发生的时间 分别是什么？
减数第一分裂前期，同源染色体上 非姐妹染色体单体交叉互换。
减数第一次分裂后期，随着非同源 染色体的自由组合，非等位基因也 自由组合
一、提高作物产量——使优良遗传物质组合