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1、第第20講講生物變異在生產(chǎn)上的應用生物變異在生產(chǎn)上的應用回歸教材夯實雙基回歸教材夯實雙基一、雜交育種一、雜交育種1含義：有目的地將含義：有目的地將_的優(yōu)良性狀組合在一起，培育出更優(yōu)良的優(yōu)良性狀組合在一起，培育出更優(yōu)良的新品種。的新品種。2原理：原理：_。3方法：連續(xù)方法：連續(xù)_、不斷選種。、不斷選種。4過程：過程：_選擇選擇_。兩個或多個品種兩個或多個品種基因重組基因重組自交自交雜交雜交純合化純合化二、誘變育種二、誘變育種1含義：利用含義：利用_誘誘導生物發(fā)生變異，并從變異后代中選導生物發(fā)生變異，并從變異后代中選育新品種的過程。育新品種的過程。2原理：原理：_、染色體畸變。、染色體畸變。物理、

2、化學因素物理、化學因素基因突變基因突變輻射誘變輻射誘變突變頻率突變頻率較短時間較短時間某些性狀某些性狀抗逆性抗逆性單倍體單倍體可育純合子可育純合子染色體數(shù)目變異染色體數(shù)目變異縮短育種年限縮短育種年限4花藥離體培養(yǎng)育種程序花藥離體培養(yǎng)育種程序常規(guī)方法獲得雜種常規(guī)方法獲得雜種F1F1花藥離體培養(yǎng)形成花藥離體培養(yǎng)形成_，并，并誘導其分化成幼苗誘導其分化成幼苗用用_處理幼苗，獲得可育處理幼苗，獲得可育的純合植株的純合植株愈傷組織愈傷組織秋水仙素秋水仙素四、多倍體育種四、多倍體育種1原理：原理：_。2常用方法：用常用方法：用_處理萌處理萌發(fā)的種子、幼苗。發(fā)的種子、幼苗。3作用機理：秋水仙素能抑制細胞分作

3、用機理：秋水仙素能抑制細胞分裂時裂時_的形成，染色體復制后不的形成，染色體復制后不能分離，最終導致染色體數(shù)目加倍。能分離，最終導致染色體數(shù)目加倍。染色體數(shù)目變異染色體數(shù)目變異秋水仙素秋水仙素紡錘體紡錘體4無籽西瓜的培育過程無籽西瓜的培育過程五、轉(zhuǎn)基因技術(shù)五、轉(zhuǎn)基因技術(shù)1含義：利用含義：利用_和和_的手段，將某種生物的的手段，將某種生物的基因轉(zhuǎn)移到基因轉(zhuǎn)移到_中，使其中，使其出現(xiàn)原物種不具有的新性狀的技術(shù)。出現(xiàn)原物種不具有的新性狀的技術(shù)。2原理：原理：_。分子生物學分子生物學基因工程基因工程其他生物物種其他生物物種基因重組基因重組3過程過程用人工方法將目的基因?qū)胗萌斯し椒▽⒛康幕驅(qū)隷；目的

4、基因整合到目的基因整合到_上；上；_在受體細胞內(nèi)得以表達，并在受體細胞內(nèi)得以表達，并能穩(wěn)定遺傳。能穩(wěn)定遺傳。受體細胞受體細胞受體的染色體受體的染色體目的基因目的基因高頻考點深度剖析高頻考點深度剖析幾種育種方法的比較幾種育種方法的比較名名稱稱原原理理方法方法優(yōu)點優(yōu)點缺點缺點應用應用雜雜交交育育種種基基因因重重組組培育培育純合純合子品子品種：種：雜交雜交自自交交篩選篩選使分散使分散在同一在同一物種不物種不同品種同品種中的多中的多個優(yōu)良個優(yōu)良性狀集性狀集中于同中于同一個體一個體上上(1)育種時育種時間一般比較間一般比較長長(2)局限于局限于同種或親緣同種或親緣關(guān)系較近的關(guān)系較近的個體個體(3)需及時

5、需及時發(fā)現(xiàn)優(yōu)良品發(fā)現(xiàn)優(yōu)良品種種用純種用純種高稈抗高稈抗病小麥病小麥與矮稈與矮稈不抗病不抗病小麥培小麥培育矮稈育矮稈抗病小抗病小麥麥名名稱稱原原理理方法方法優(yōu)點優(yōu)點缺點缺點應用應用雜雜交交育育種種基基因因重重組組培育雜合培育雜合子品種：子品種：一般是選一般是選取純合雙取純合雙親親 子子一代一代使分散在使分散在同一物種同一物種不同品種不同品種中的多個中的多個優(yōu)良性狀優(yōu)良性狀集中于同集中于同一個體上一個體上年年年年制種制種雜交水雜交水稻、雜稻、雜交玉米交玉米等等名名稱稱原原理理方法方法優(yōu)點優(yōu)點缺點缺點應應用用誘誘變變育育種種基基因因突突變變誘變誘變因素因素處理處理后篩后篩選選提高變異提高變異頻率，加

6、頻率，加快育種進快育種進程，大幅程，大幅度改良某度改良某些性狀些性狀盲目性大，盲目性大，有利變異少，有利變異少，工作量大，工作量大，需要大量的需要大量的供試材料供試材料高高產(chǎn)產(chǎn)青青霉霉菌菌名稱名稱 原理原理方法方法優(yōu)點優(yōu)點缺點缺點應用應用單倍單倍體育體育種種染色染色體畸體畸變變雜交雜交F1花藥離體花藥離體培養(yǎng)培養(yǎng)幼苗幼苗秋水仙素秋水仙素處理處理選育選育明顯縮短育明顯縮短育種年限，子種年限，子代均為純合代均為純合子，加速育子，加速育種進程種進程技術(shù)技術(shù)復雜復雜用純種高用純種高稈抗病小稈抗病小麥與矮稈麥與矮稈不抗病小不抗病小麥快速培麥快速培育矮稈抗育矮稈抗病小麥病小麥名名稱稱原原理理方法方法優(yōu)點優(yōu)

7、點缺點缺點應用應用多多倍倍體體育育種種染染色色體體畸畸變變用一定用一定濃度的濃度的秋水仙秋水仙素處理素處理萌發(fā)的萌發(fā)的種子或種子或幼苗幼苗操作簡操作簡單，能單，能較快獲較快獲得所需得所需品種品種所獲品所獲品種發(fā)育種發(fā)育延遲，延遲，結(jié)實率結(jié)實率低，一低，一般只適般只適用于植用于植物物三倍體三倍體無籽西無籽西瓜、八瓜、八倍體小倍體小黑麥黑麥名稱名稱原原理理方法方法優(yōu)點優(yōu)點缺點缺點應用應用基因基因工程工程育種育種基基因因重重組組提取目的基提取目的基因因目的基目的基因與載體結(jié)因與載體結(jié)合合將目的將目的基因?qū)胧芑驅(qū)胧荏w細胞體細胞目目的基因的檢的基因的檢測與鑒定測與鑒定篩選獲得優(yōu)篩選獲得優(yōu)良個體良個

8、體(1)目的性目的性強，育種強，育種周期短；周期短；(2)克服了克服了遠緣雜交遠緣雜交不親和的不親和的障礙障礙技術(shù)復技術(shù)復雜，安雜，安全性問全性問題多，題多，有可能有可能引起生引起生態(tài)危機態(tài)危機轉(zhuǎn)基轉(zhuǎn)基因因“向向日葵日葵豆豆”、轉(zhuǎn)基轉(zhuǎn)基因抗因抗蟲棉蟲棉易誤警示易誤警示雜種優(yōu)勢不同于雜交育種，雜種優(yōu)勢雜種優(yōu)勢不同于雜交育種，雜種優(yōu)勢是雜交子一代所表現(xiàn)的優(yōu)良性狀。是雜交子一代所表現(xiàn)的優(yōu)良性狀。即時應用即時應用1以下培育原理相同的一組是以下培育原理相同的一組是()A太空椒和抗蟲棉太空椒和抗蟲棉B無籽番茄和無籽番茄和“番茄番茄馬鈴薯馬鈴薯”C高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)雜交水稻和青霉素高產(chǎn)菌株高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)雜交水稻和青霉素高產(chǎn)

9、菌株D無籽西瓜和八倍體小黑麥無籽西瓜和八倍體小黑麥解析：選解析：選D。太空椒、青霉素高產(chǎn)菌株屬。太空椒、青霉素高產(chǎn)菌株屬于人工誘變育種，原理是基因突變；于人工誘變育種，原理是基因突變；番茄番茄馬鈴薯利用了植物體細胞雜交馬鈴薯利用了植物體細胞雜交的方法；高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)雜交水稻利用了雜的方法；高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)雜交水稻利用了雜交育種方法，原理是基因重組；抗蟲交育種方法，原理是基因重組；抗蟲棉屬于基因工程，原理是基因重組；棉屬于基因工程，原理是基因重組；無籽番茄利用了生長素促進果實發(fā)育無籽番茄利用了生長素促進果實發(fā)育的原理；八倍體小黑麥和無籽西瓜的的原理；八倍體小黑麥和無籽西瓜的原理都是染色體畸變，屬于多倍體育原理

10、都是染色體畸變，屬于多倍體育種。種。2如圖表示某種農(nóng)作物品種如圖表示某種農(nóng)作物品種和和培培育出育出的幾種方法，有關(guān)說法錯誤的的幾種方法，有關(guān)說法錯誤的是是()A經(jīng)過經(jīng)過培育形成培育形成常用的方法是花常用的方法是花藥離體培養(yǎng)藥離體培養(yǎng)B過程過程常用一定濃度的秋水仙素處常用一定濃度的秋水仙素處理理的幼苗的幼苗C由品種由品種直接形成直接形成的過程必須經(jīng)的過程必須經(jīng)過基因突變過基因突變D由品種由品種和和培育能穩(wěn)定遺傳的品培育能穩(wěn)定遺傳的品種種的最快途徑是的最快途徑是V解析：選解析：選D。品種。品種的基因型為的基因型為AABB，品種品種的基因型為的基因型為aabb，要培育出基因，要培育出基因型為型為AA

11、bb的品種的品種最快的途徑應為單最快的途徑應為單倍體育種，所以應為途徑倍體育種，所以應為途徑，而而途徑獲得的子代中既有純合子途徑獲得的子代中既有純合子又有雜合子，還需要不斷的連續(xù)自交進又有雜合子，還需要不斷的連續(xù)自交進行篩選才能獲得需要的品種行篩選才能獲得需要的品種。不同需求的育種方法的選擇不同需求的育種方法的選擇與分析與分析1育種的目的：育種的根本目的是培育種的目的：育種的根本目的是培育具有優(yōu)良性狀育具有優(yōu)良性狀(抗逆性好、生活力強、抗逆性好、生活力強、產(chǎn)量高、品質(zhì)優(yōu)良產(chǎn)量高、品質(zhì)優(yōu)良)的新品種，以便更的新品種，以便更好地為人類服務。從基因組成上看，目好地為人類服務。從基因組成上看，目標品種

12、可能是純合子，可防止后代發(fā)生標品種可能是純合子，可防止后代發(fā)生性狀分離，便于制種和推廣；性狀分離，便于制種和推廣；也有可能是雜合子，即利用雜種優(yōu)勢也有可能是雜合子，即利用雜種優(yōu)勢的原理，如雜交水稻的培育、玉米的的原理，如雜交水稻的培育、玉米的制種等。制種等。2幾種常用育種方式的步驟幾種常用育種方式的步驟(1)利用雜交育種培育寬葉抗病植株利用雜交育種培育寬葉抗病植株(2)利用單倍體育種培育寬葉抗病植株利用單倍體育種培育寬葉抗病植株(3)利用多倍體育種培育無籽西瓜利用多倍體育種培育無籽西瓜即時應用即時應用3下列有關(guān)育種的敘述中，錯誤的是下列有關(guān)育種的敘述中，錯誤的是()A用于大田生產(chǎn)的優(yōu)良品種不一

13、定是純合用于大田生產(chǎn)的優(yōu)良品種不一定是純合子子B通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)培育脫毒苗，篩通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)培育脫毒苗，篩選培育抗病毒新品種選培育抗病毒新品種C誘變育種可提高突變頻率，加速新基因誘變育種可提高突變頻率，加速新基因的產(chǎn)生，從而加速育種進程的產(chǎn)生，從而加速育種進程D為了避免對三倍體無籽西瓜年年為了避免對三倍體無籽西瓜年年制種，可利用植物組織培養(yǎng)快速繁殖制種，可利用植物組織培養(yǎng)快速繁殖解析：選解析：選B。通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)培。通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)培育的脫毒苗沒有病毒，但不一定能抗育的脫毒苗沒有病毒，但不一定能抗病毒。病毒。4已知小麥的高稈對矮稈為顯性已知小麥的高稈對矮稈為顯性(用用A、a

14、 表示表示)，矮稈具有抗倒伏特性，抗銹，矮稈具有抗倒伏特性，抗銹病對易染銹病為顯性病對易染銹病為顯性(用用B、b表示表示)?，F(xiàn)有基因型為現(xiàn)有基因型為AABB、AAbb、aabb三個純系品種，請設計實驗培育出能三個純系品種，請設計實驗培育出能穩(wěn)定遺傳的雙抗小麥新品種。穩(wěn)定遺傳的雙抗小麥新品種。.采用雜交育種采用雜交育種(1)依據(jù)依據(jù)_原理。原理。(2)所采用親本的基因型為所采用親本的基因型為_，理由是理由是_。(3)基本育種過程為：基本育種過程為：_；_；_；_。.采用單倍體育種采用單倍體育種(1)依據(jù)原理是依據(jù)原理是_。(2)請用流程圖形式寫出育種過程請用流程圖形式寫出育種過程(要有要有簡單文

15、字描述簡單文字描述)。答案：答案：.(1)基因重組基因重組(2)AABB、aabb兩品種各含一個不同的優(yōu)良性兩品種各含一個不同的優(yōu)良性狀狀(3)讓讓AABB和和aabb兩親本雜交兩親本雜交得到得到F1(AaBb)讓讓F1自交得自交得F2選選出出F2中矮稈抗銹病小麥自交得中矮稈抗銹病小麥自交得F3保留保留F3中未出現(xiàn)性狀分離的個體，再中未出現(xiàn)性狀分離的個體，再重復重復過程過程.(1)染色體畸變?nèi)旧w畸變1審題流程：審題流程：在題干中尋找供選品種在題干中尋找供選品種在設問中挖掘在設問中挖掘育種條件育種條件(如最短時間、抗病毒感染如最短時間、抗病毒感染等等)明確目的品種。明確目的品種。2反推流程：反

16、推流程：根據(jù)目的品種的表現(xiàn)型寫出相應的基根據(jù)目的品種的表現(xiàn)型寫出相應的基因型因型反思是否存在更好的育種方法反思是否存在更好的育種方法確定育種的親本及育種方法。確定育種的親本及育種方法。如圖所示，科研小組用如圖所示，科研小組用60Co照射棉照射棉花種子，誘變當代獲得棕色花種子，誘變當代獲得棕色(纖維顏色纖維顏色)新新性狀，誘變性狀，誘變代獲得低酚代獲得低酚(棉酚含量棉酚含量)新性新性狀。已知棉花的纖維顏色由一對基因狀。已知棉花的纖維顏色由一對基因(A、a)控制，棉酚含量由另一對基因控制，棉酚含量由另一對基因(B、b)控控制，兩對基因獨立遺傳。制，兩對基因獨立遺傳。(1)兩個新性狀中，棕色是兩個新

17、性狀中，棕色是_性狀，性狀，低酚是低酚是_性狀。性狀。(2)誘變當代中，棕色、高酚的棉花植株誘變當代中，棕色、高酚的棉花植株基因型是基因型是_，白色、高酚的棉花，白色、高酚的棉花植株基因型是植株基因型是_。(3)棕色棉抗蟲能力強，低酚棉產(chǎn)量高。棕色棉抗蟲能力強，低酚棉產(chǎn)量高。為獲得抗蟲高產(chǎn)棉花新品種，為獲得抗蟲高產(chǎn)棉花新品種，研究人員將誘變研究人員將誘變1代中棕色、高酚植株代中棕色、高酚植株自自交，每株自交后代種植在一個單獨的區(qū)交，每株自交后代種植在一個單獨的區(qū)域，從域，從_的區(qū)域中得到純合棕的區(qū)域中得到純合棕色、高酚植株。請你利用該純合子作為色、高酚植株。請你利用該純合子作為一個親本，再從誘

18、變一個親本，再從誘變1代中選擇另一個代中選擇另一個親親本，設計一方案，盡快選育出抗蟲高產(chǎn)本，設計一方案，盡快選育出抗蟲高產(chǎn)(棕色、低酚棕色、低酚)的純合棉花新品種的純合棉花新品種(用遺傳用遺傳圖解和必要的文字表示圖解和必要的文字表示)?！窘馕鼋馕觥?1)由誘變當代自交，誘變由誘變當代自交，誘變1代發(fā)生性狀分離可確定棕色為顯性性狀，代發(fā)生性狀分離可確定棕色為顯性性狀，低酚是隱性性狀。低酚是隱性性狀。(2)由誘變當代棕色、由誘變當代棕色、高酚自交結(jié)果，顏色發(fā)生性狀分離，高高酚自交結(jié)果，顏色發(fā)生性狀分離，高酚穩(wěn)定遺傳，可確定棕色高酚植株的基酚穩(wěn)定遺傳，可確定棕色高酚植株的基因型為因型為AaBB，同理

19、可確定白色高酚植株，同理可確定白色高酚植株的基因型為的基因型為aaBb。(3)誘變誘變1代中棕色高酚植株有純合的代中棕色高酚植株有純合的AABB和雜合的和雜合的AaBB，自交不發(fā)生性狀，自交不發(fā)生性狀分離的為純合子分離的為純合子AABB。要培育棕色低。要培育棕色低酚的純合植株酚的純合植株AAbb，需用，需用AABB植株與植株與誘變誘變1代的白色低酚代的白色低酚aabb植株雜交，因植株雜交，因要求盡快選育則需用可明顯縮短育種年要求盡快選育則需用可明顯縮短育種年限的單倍體育種方法育種。限的單倍體育種方法育種。【答案答案】(1)顯性顯性隱性隱性(2)AaBBaaBb(3)不發(fā)生性狀分離不發(fā)生性狀分離

20、(或全為棕或全為棕色色棉，或沒有出現(xiàn)白色棉棉，或沒有出現(xiàn)白色棉)育種方法的選擇不恰當育種方法的選擇不恰當傳統(tǒng)的農(nóng)作物育種方法一般是雜傳統(tǒng)的農(nóng)作物育種方法一般是雜交育種，如圖為抗旱小麥的幾種不同交育種，如圖為抗旱小麥的幾種不同育種方法示意圖。據(jù)圖回答下列問題：育種方法示意圖。據(jù)圖回答下列問題：(1)圖中圖中A至至D方向所示的途徑表示方向所示的途徑表示_育種方式，其育種原理是育種方式，其育種原理是_。(2)若改良缺乏抗旱性狀的小麥品種，若改良缺乏抗旱性狀的小麥品種，不宜直接采用不宜直接采用_的方法進行育種。的方法進行育種。(3)由由G、HJ過程涉及的生物工程技過程涉及的生物工程技術(shù)有術(shù)有_。【解析

21、解析】(1)雜交育種的原理是基因雜交育種的原理是基因重組，通過雜交使不同親本的優(yōu)良性重組，通過雜交使不同親本的優(yōu)良性狀集于一體，對于顯性基因控制的性狀集于一體，對于顯性基因控制的性狀，再通過連續(xù)自交，直到不發(fā)生性狀，再通過連續(xù)自交，直到不發(fā)生性狀分離才能獲得生產(chǎn)需要的新品種。狀分離才能獲得生產(chǎn)需要的新品種。(2)因為缺乏抗旱性狀的小麥品種沒有因為缺乏抗旱性狀的小麥品種沒有抗旱基因，植株通過減數(shù)分裂產(chǎn)生的抗旱基因，植株通過減數(shù)分裂產(chǎn)生的雄配子中不存在抗旱基因，因此用花雄配子中不存在抗旱基因，因此用花藥離體培養(yǎng)方法直接處理沒有抗旱基藥離體培養(yǎng)方法直接處理沒有抗旱基因的親本不會達到目的。因的親本不會

22、達到目的。(3)G表示轉(zhuǎn)基因技術(shù)，表示轉(zhuǎn)基因技術(shù)，HJ表示植物表示植物組織培養(yǎng)技術(shù)。組織培養(yǎng)技術(shù)?！敬鸢复鸢浮?1)雜交雜交基因重組基因重組(2)單單倍體育種倍體育種(3)基因工程基因工程(或基因拼接或基因拼接技術(shù)或技術(shù)或DNA重組技術(shù)或轉(zhuǎn)基因技術(shù)重組技術(shù)或轉(zhuǎn)基因技術(shù))和和植物組織培養(yǎng)技術(shù)植物組織培養(yǎng)技術(shù)糾錯筆記糾錯筆記育種方法的選擇育種方法的選擇目目標標集中集中雙親雙親優(yōu)良優(yōu)良性狀性狀誘發(fā)原誘發(fā)原品種產(chǎn)品種產(chǎn)生新性生新性狀狀縮短縮短育種育種年限年限對原品對原品種性狀種性狀“增大增大”或或“加加強強”對原品對原品種實施種實施“定向定向”改造改造方方法法雜交雜交育種育種誘變育誘變育種種單倍單倍體

23、育體育種種多倍體多倍體育種育種基因工基因工程育種程育種育種原理分析不到位育種原理分析不到位彩色小麥是河南著名的育種專家周彩色小麥是河南著名的育種專家周中普帶領(lǐng)的科研小組，經(jīng)過中普帶領(lǐng)的科研小組，經(jīng)過10多年的努多年的努力，采用力，采用“化學誘變化學誘變”、“物理誘變物理誘變”和和“遠遠緣雜交緣雜交”三結(jié)合的育種方法培育而成的。三結(jié)合的育種方法培育而成的。其蛋白質(zhì)、鋅、鐵、鈣的含量均超過普其蛋白質(zhì)、鋅、鐵、鈣的含量均超過普通小麥，并含有普通小麥沒有的微量元通小麥，并含有普通小麥沒有的微量元素，種皮上呈現(xiàn)出不同的色彩，故被素，種皮上呈現(xiàn)出不同的色彩，故被稱為彩色小麥。目前，彩色小麥已經(jīng)稱為彩色小麥

24、。目前，彩色小麥已經(jīng)被列入我國太空育種計劃，以創(chuàng)造出被列入我國太空育種計劃，以創(chuàng)造出更優(yōu)質(zhì)的小麥新品種。更優(yōu)質(zhì)的小麥新品種。(1)“化學誘變化學誘變”和和“物理誘變物理誘變”的育種方的育種方法是法是_育種，其原理是育種，其原理是_和和_，“化學誘變化學誘變”和和“物理誘物理誘變變”可以提高可以提高_，創(chuàng)造出人類，創(chuàng)造出人類需要的需要的_。(2)“遠緣雜交遠緣雜交”育種方法的原理是育種方法的原理是_，“遠緣雜交遠緣雜交”由于親由于親本間的遺傳物質(zhì)相差較大，因此本間的遺傳物質(zhì)相差較大，因此_的可能性較大。的可能性較大?！境Ｒ婂e誤常見錯誤】第第(2)問誤答為染色體問誤答為染色體畸變?；?。【錯因分析錯因分析】誤認為遠緣雜交的基本原誤認為遠緣雜交的基本原理是染色體畸變。遠緣雜交的基本方法是理是染色體畸變。遠緣雜交的基本方法是通過雜交手段將兩個不同親本的優(yōu)良性狀通過雜交手段將兩個不同親本的優(yōu)良性狀集中在一起，其原理是基因重組，而不是集中在一起，其原理是基因重組，而不是染色體畸變。染色體畸變?！菊_答案正確答案】(1)誘變誘變基因突變基因突變?nèi)旧w畸變?nèi)旧w畸變突變率突變率變異類型變異類型(2)基因重組基因重組優(yōu)良性狀集中優(yōu)良性狀集中