生物变异在生产上的应用上课用.ppt

第二节 生物变异在生产上的应用,想一想：有两个不同西瓜品种，一个是早熟、不抗病的品种（AARR），另一个是晚熟、抗病的品种（aarr）。如何才能培育出一个既早熟又抗病的新品种，并且新品种的性状能稳定遗传？请用遗传图解表示过程，并加以文字描述。,P AARR X aarr,早熟不抗病 晚熟抗病,F1 AaRr早熟不抗病,F2 A_R_ A_rr aaR_ aarr,早熟不抗病 早熟抗病 晚熟不抗病 晚熟抗病,9：3：3：1,种植F2代，选择早熟抗病（A_rr）西瓜继续自交多代，期望获得纯合体,一、杂交育种,1概念,利用基因重组的原理，有目的的将两个或多个品种的优良性状组合在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。,2方法：,选择优良性状品种,3、原理,基因重组,为什么要自交4-5代？,4例子,农作物：袁隆平杂交水稻,杂种优势:,基因型不同的两个亲本个体杂交产生的杂种，在生长、繁殖、抗逆性、产量等性状上优于两个亲本的现象。,骡子,马,驴,优点：,缺点:,杂交后代会出现性状分离，进行纯化时工作量大,所需时间长。,育种的目的性强，使位于不同个体的优良性状集中于一个个体上、操作简便。,5、杂交育种的优缺点,杂交育种所需时间一定很长吗？,不一定，如果所需优良性状的基因型是隐性纯合子，则F2就能得到所需优良性状的纯合子。,二、诱变育种,1概念：,利用物理、化学因素诱导生物发生变异，并从变异后代中选育新品种的过程。,4意义：,创造动植物、微生物新品种,2方法：,辐射诱变、化学诱变,3原理：,基因突变和染色体畸变,5例子,农作物黑龙江省农科院用辐射方法处理大豆，培育成了“黑农五号”等大豆品种，产量提高了16，含油量比原来提高25。,微生物青霉菌最初从发霉的甜瓜上发现，这种野生的青霉菌分泌的青霉素很少，青霉素是抗菌素的一种，是第一种能够治疗肺炎、脑膜炎、脓肿等人类疾病的抗生素。但产量只有20单位/mL。后来，人们对青霉菌进行X射线、紫外线照射以及综合处理，培育成了青霉素产量很高的菌株，目前产量已经可以达到50 000单位/mL60 000单位/mL。,太空育种太空辣椒平均单个重达500克，果实中维生素C的含量提高了10%25%；黄瓜1根达1米多长；“航天芝麻1号”不仅个大，而且单株蒴果达98粒以上；水稻蛋白质含量可提高8.7%12%。,染色体畸变,6、诱变育种的优缺点,讨论：与杂交育种相比，诱变育种有什么优点？联系基因突变的特点，谈谈该育种的局限性。要想克服这些局限性，可以采取什么办法？,优点：可以提高突变频率，在短时间内获得更多的优良变异类型。,缺点：有利变异少，需大量处理供试材料,提高变异频率，能产生多种多样对新类型，为育种创造出丰富的原材料。能在较短的时间内有效对改良生物品种的某些性状。改良作物品质，增强抗逆性。,三、单倍体育种,1、单倍体植株特点：,弱小，且高度不育,2、概念：用单倍体做中间环节产生具有优良性状的可育纯合子的育种方法。,3、过程：,二倍体植株（杂合子）,花药离体培养,单倍体植株,二倍体植株（纯合子）,秋水仙素处理,4、单倍体育种的优点：,缩短育种年限。能排除显隐性干扰，提高效率.,6、原理：,染色体畸变,5、缺点：,技术要求高,自古以来西瓜都是有种子的。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，真是美中不足。因此，人们早就渴望获得无籽西瓜，你能实现这个愿望吗?,想一想：,四、多倍体育种,1.方法,低温处理,用秋水仙素处理,2.应用,无籽西瓜、无籽香蕉,人工诱导多倍体的产生,1.多倍体的细胞通常比二倍体的细胞大，细胞内有机物对含量高、抗逆性强。,2.但发育延迟，结实率低。,多倍体植株的特点,染色体加倍后的草莓（上）野生草莓（下）,六倍体小麦,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，你有办法治疗被病毒感染的西瓜吗？,想一想：,通过转基因技术把抗病毒基因导入到西瓜植株细胞内,转基因技术,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。,真正蓝玫瑰面世 转基因技术造就,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。,蚕卵,说一说,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并整合到染色体上,外源基因的增殖与表达,筛选出符合要求的转基因生物,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,缺点,1.目的性强，可以按照人们的意愿定向改造生物，从而人为增加变异的范围，实现种间遗传物质的交换；2.缩短育种年限。,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。,意义：为作物高产、优质、抗病虫害和降低农药、化肥对环境的污染做出贡献。,生长快、肉质好的转基因鱼(中国),乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷),与药物研制,我国生产的部分基因工程疫苗和药物,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。,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。,环境保护基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。,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。,基因重组,基因突变,染色体畸变（成倍减少）,染色体畸变（成倍增加）,杂交,用物理或化学方法处理生物,花药离体培养单倍体秋水仙素处理纯种,低温、秋水仙素处理,目的性强操作简便,提高突变频率，加速育种进程。,有利变异少，需大量处理供试材料,明显缩短育种年限，育种时间较短。,技术复杂，需与杂交育种配合,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,育种时间长,转基因育种,基因重组,基因工程,目的性强，可以按照人们的意愿定向改造生物,安全性问题技术难度大,Q：秋水仙素处理法的具体做法是什么？原理又是什么？,方法：用秋水仙素处理_或_。原理：当秋水仙素作用于正在_的细胞时，能够抑 制_的形成，因而_虽然复制，但不能_ _，最终导致细胞中染色体数目_。染色体数目加倍的细胞继续进行_分裂，将来就可能发育成_植株。,萌发的种子,幼苗,分裂,纺锤体,染色体,分离,数目加倍,有丝,多倍体,4个染色体,8个染色体,无纺缍体形成,染色体复制,着丝点分裂,aarr晚、抗,AARR早、感,AaRr早、感,花药离体培养,AR,Ar,aR,ar,秋水仙素处理,AARR,AArr,aaRR早、抗,aarr,F1,单倍体,二倍体纯合子,