2016生物育种专题复习 课件2

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生物育种专题复习
植物育种的方式及过程
第6章 从杂交育种到基因工程
第1节 杂交育种与诱变育种
古人驯化野生动物-家禽、家畜
植 物 驯 化
原理
自然变异 人工选择
缺点
1 育种周期太长 2 可选择的范围有限
荷斯坦-弗里生牛
中国黄牛
中国荷斯坦牛 ( 泌乳期305 d,年产乳量6300 kg以上 )
玉米品种A子粒多,但不抗黑粉病,品种B子粒少, 但抗黑粉病。
(A) AABBdd
第 一 年
(B) × AAbbDD AABbDd ×
(C) aaBBDD
减数分裂
第 二 年 第 三 年 第 四 年
AaBbDd × aabbdd(种子)
配子 花药离体培养 秋水仙素 处理
abd
三 年
第 abd(单倍体幼苗)
aabbdd(植株 ) aabbdd(植株 )
多倍体育种典型例题分析: 异源多倍体育种基本过程: 问题: 为什么异源 二倍体不育 而异源四倍 体可育? 同源多倍体育种基本过程:
4n
组 织 培 养
植物细胞 工程(植 物体细胞 杂交)育 种
愈伤组织
杂种植株
核移植技术
1.克隆羊培育过程
黑面绵羊去 核卵细胞 白面绵羊乳 腺细胞核
细胞核移植
重组细胞 电脉冲刺激 早期胚胎 胚胎移植
另一头绵羊的子宫
妊娠、出生
克隆羊多利
胚胎移植技术
胚胎移植的基本程序如下(以牛胚胎移植为例)
练习1:以下是五种不同育种方法示意图,请据图回答:
DDrr
ddRR
ddrr
选取ddRR(矮抗)即为所需类 型
单倍体育种遗传图解:
杂交育种 P F1
第 1 年 第 2 年 第 3 年 第 4 年
若从播种到收获种子需要一年,则培育出能稳定 遗传的矮杆抗病的品种至少需要几年?
高杆抗病 DDTT
× 矮杆感病

ddtt
F2 F3
高杆抗病 减数分裂 DdTt ↓× D_T_ D_tt ddT_ ddtt 配子 DT 矮抗
1978 普通水稻
2000 普通水稻 &杂交水稻 单产达到 6.34
2010 杂交水稻
3.5 产量 (吨/每公顷)
13.5
中国于1996年提出超级杂交水稻培育计划。 推广应用杂交水稻所增产的稻谷每年可养活6000多万 人口。到2004年底止,杂交水稻在中国已累计推广约 3亿公顷,增产稻谷约4.5亿吨,成为中国解决粮食问 题的关键技术。
问题情境4:
问:若用亲缘关系较远的两种植 物作为育种材料,培育出具有 两者遗传特性的植物新品种, 该如何育种?请简述育种方案。
方式
杂交育种
原理
基因重组
处理方法
杂交 自交 选种 自交
主要优点
“集优”,操作简单 提高变异频率,大 幅度改良某些性状
诱变育种
单倍体育种 多倍体育种
基因突变
物理方法:激光或 辐射等 化学方法:化学药 剂处理
长立
短毛折耳 bbee 长毛立耳 BbEe
短折
F1
F2
长折 短立 Bbee BBee 长折 Bbee
长折 BBee
短折 bbee
长折 Bbee
短折 bbee
长折 Bbee
短折 bbee
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。
例2、玉米是雌雄同株的植物,正常植株的基因型为A B ,基因 型为aa的植株不能长出雌花序而成为雄株,因此雄株的基因 型为aaB ;基因型为bb的植株雄花序变成雌花序而成为雌株, 因此,雌株的基因型为A bb,基因型为aabb的植株顶端长出
1 用什么方法既把两个品种的优良性
状结合在一起,又能把双方的缺点都
去掉? 2 预计实际操作中可能会遇 到那些困难?怎样解决这些 困难?
3 规范的育种方案该如何表示? 4 你还能说出哪些杂交育种实例?
你知道我国在杂交育种方面的哪些伟大成就? 水稻之父
“三系杂交稻”
“二系杂交稻”
“超级杂交稻”
袁隆平
年份 种类
基因工程育种
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
P
F1
花药(配子) 单倍体 DR DR
DDRR × ↓ DdRr Dr Dr dR dRwk.baidu.com
ddrr杂交 减数分裂 dr 离体培养 dr 秋水仙素诱导染色体加倍
纯合子
DDRR
亲本: 配子(花粉粒) AB
AaBb Ab
正常株
减数分裂 aB ab 花药离体培养
单倍体幼苗
AB
Ab
aB
ab 秋水仙素处理 aabb 雌株
二倍体植株 AABB AAbb aaBB 正常株 雌株 雄株
太空番茄
太空南瓜
太空椒
二、诱变育种
1、概念:
利用物理因素(如X射线,紫外线,激光等)或化学 因素(如亚硝酸等)处理生物,使生物发生基因突变。
(3)图中 G →J过程中涉 及到的生物技 术有 ,该育 种方法与前面 几种育种方法 相比较,具有 的优点是 。
问题情境1:
现有一种西瓜个大,但甜味不够, 基因型是AaBb。你能用哪些方 法培育出既大又甜的优良纯种西 瓜(AAbb)?你选用的育种方 法是 ,育种原理为 。
杂交育种遗传图解:
花药离体培养,后 人工诱导加倍 用秋水仙素处理萌 发的种子或幼苗 去细胞壁 诱导融 合 组织培养 基因工程操作
染色体变 异 染色体变 异 细胞的全 能性 基因重组
缩短育种年限 器官大,营养物质含 量高 目的性强,克服远缘 杂交不亲和的障碍 目的性强,克服远缘 杂交不亲和的障碍
黑短 F1
褐长 BbEe 让F1代雌雄个体间杂交
F2
B_E_
B_ee
bbE_
bbee
黑长 褐长 选黑色长毛兔和褐色长毛兔测交: ①如果后代全为黑色长毛兔,则被检测的黑色长毛兔为纯
合体,能稳定遗传,符合育种要求。
②如果后代出现性状分离,则被检测的黑色长毛兔不符合
杂交 P F1间 交配 选优 测交
长毛立耳 BBEE 长毛立耳 BbEe
2.利用基因重组、基因突变、染色体变异、基因
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。
3.通过试题分析、练习提高审题解题能力。
想一想:植物杂交育种的方法
小麦高秆(D)对矮秆(d)为显性,抗锈病(T) 对不抗锈病(t)为显性,现有纯合的高秆抗锈病的小
麦(DDTT)和矮秆不抗锈病的小麦(ddtt),如果你是
贡献
如今,我国大江南北的农田普遍种 上了袁隆平研制的杂交水稻。杂交水稻 的大面积推广应用,为我国粮食增产发 挥了重要作用。杂交水稻被世界誉为中 华民族的“第五大发明” 。 袁隆平的杂交水稻引起了世界的关注, 许多国家的专家到中国来取经,印度、 越南等20多个国家和地区还引种了杂交 水稻。袁隆平的努力,也为解决世界粮 食短缺问题作出了贡献。
第 1 年
单倍体育种
Dt
dT dT
秋水仙素
矮抗
dt dt
ddTT
生长
×
单倍体 DT
↓ 花药离体培养
第 2 年

Dt
纯合体 DDTT DDtt ddTT ddtt
选育出需要的矮抗品种 ↓×
人工诱变 + 单倍体育种
幼苗 秋水仙 (A) 素处理 早熟 品种 (AA) 早熟 品种 (aa)
迟熟 人工 品种 (AA)
袁隆平,怎样才能得到矮秆抗病的优良品种(ddTT)?
杂交 P 自交 F1
高抗 DDTT
矮不抗 ddtt 高抗 DdTt
选优 F 高抗 2 自交 选优 F3
高不抗 矮抗 矮不抗 ddTT ddTt 矮抗 ddTt 矮抗 ddTT 矮抗 ddTT
矮抗 矮不抗 ddTT ddTt
3.现有黑色短毛免(BBEE)和褐色长毛免(bbee),两对等位基 因位于两对同源染色体上,问怎样育成能稳定遗传的黑色长毛免。 P BBEE × bbee 亲本杂交


(2)玉米的纯合体雄株和雌株在育种中有重要应用价
值,可免除雌雄同株时杂交育种必须去雄的麻烦。
选育的纯合子雄株和雌株,应确保其杂交后代都
是正常株,以符合生产要求。那么,选育的纯合 子雄株的基因型应为 因型应为 AAbb 。
aaBB ,纯合子雌株的基
(3) 已知大田中正常植株都是杂合子,请你利用这种正常 植株设计一个育种程序,选育出符合生产要求的纯合子 雄株和雌株。(提示:常规的杂交育种方法很难选出 符合要求的植株,用单倍体育种与杂交育种相结合的 方法,容易达到育种 的目的。)
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
番茄细胞(2n)
甜椒细胞(2n)
去壁
原生质体
正在融合的 原生质体 杂种细胞
原 生 质 体 融 合 合
玉米之父
选育的紧凑型玉米新品种 掖单13号在2004年2月20日荣获 国家科技进步一等奖
李登海
06年度国家最高科学技术奖--李振声院士
陕西有句民谣“要吃面,种小偃”,小偃 是种抗病强、 产量高的小麦
生物性状改造的几种常用方法
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。
单倍体育种——缩短育种年限 杂交育种——操作简单
下面我们分别用杂交育种和单 倍体育种的方法来培育所需的 西瓜品种,请同学们用遗传图 解写出育种程序。
问题情境2:
问:若在此基础上要进 一步培育得到无籽西瓜 (AAAbbb),还需培育 年?
问题情境3:
问:获得该无籽西瓜后,若欲 大量栽培,应该采用怎样的 培育方法?
[问题3]:番茄营养丰富但不耐贮藏。为了解决番茄贮藏问题,研 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?
思路一:通过是神州号宇宙飞船搭载种子进入太空。 (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,DNA在复制过程中容易受到外界因素的影 响而发生基因突变 (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。 变异是不定向的 (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)。 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。 ②简要叙述获得该显性耐贮存优良品种的步骤 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;c、从纯合体中选取显性性状即为优良品种。 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;c、选择不再发生性状分离的显性个体的种子作优良品种
基因突变 2、原理:
物理、化学方法处理生物,再选择符合要求 3、方法: 的变异类型
4、优点:
能提高突变率,产生新基因和新的性状,加速 育种进程。在较短时间内获得更多的符合人类 需要的优良变异类型。
基因突变的应用:
①农作物新品种的培育 ②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。
的也是雌花序成为雌株。请分析回答下列问题:
正常株(A B
)
雄株(aaB
)
雌株(A bb )
雌株(aabb )
(1)育种工作者选用上述材料做亲本,杂交后 得到下表中结果:
类型 数目 正常株 998 雄 株 1001 雌 株 1999
请你写出亲本的基因
型:1♂ AaBb × ♀ aabb
或 ♀ Aabb × ♂ aaBb 2
诱变
杂合 花药离 子 (Aa)
体培养
幼苗 秋水仙 (a) 素处理
运用知识解决问题:
[问题1]:番茄是一种营养丰富、经济价值很高的果蔬,深受 人们的喜爱。现有3个番茄品种,A品种的基因型为AABBdd, B品种的基因型为AAbbDD,C品种的基因型为aaBBDD。3对 等位基因分别位于3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: (1)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,获得基因 型为aabbdd的植株最少需要多少年? (用文字简要描述获得过程即可) (2) 如果要缩短获得aabbdd植株的时间,可采用什么方法?简 述其过程?
(1)图中A →D表 示的育种方法称 为 ,其依据 的原理是 ; A →B →C表示的 育种方法称为 与A → D的相比较, 其优越性在于
(2)图中E过程对种 子或幼苗进行相关处 理的最佳作用时期 是 ,请列举一种 能引起E过程变化的 物理因素 ;F过程 最常用的一种化学试 剂的作用原理 是 。
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