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1、第二節(jié)第二節(jié) 生物變異在生產上的應用生物變異在生產上的應用 討論：討論： 有兩個不同番茄品種，一個是抗病、黃果肉的品種（有兩個不同番茄品種，一個是抗病、黃果肉的品種（ssrr），另），另一個是易感病、紅果肉的品種（一個是易感病、紅果肉的品種（ SSRR）。如何才能培育出一個）。如何才能培育出一個既抗病又是紅果肉的新品種，并且新品種的性狀能穩(wěn)定遺傳。既抗病又是紅果肉的新品種，并且新品種的性狀能穩(wěn)定遺傳。方法：方法：雜交雜交 自交自交 (選優(yōu)選優(yōu) 自交自交)若干次若干次純純種種課后練習：純度達到課后練習：純度達到95%至少要自交幾次？至少要自交幾次？6次次雜交育種雜交育種1概念概念利用利用基因重組

2、基因重組的原理，有目的的將兩個或多個的原理，有目的的將兩個或多個品種的優(yōu)良性狀組合在一起，再經過選擇和培品種的優(yōu)良性狀組合在一起，再經過選擇和培育，獲得新品種的方法。育，獲得新品種的方法。2方法：方法：雜交雜交 自交自交 (選優(yōu)選優(yōu) 自交自交)若干次若干次純純種種3、原理、原理基因重組基因重組4例子例子農作物：袁隆平雜交水稻農作物：袁隆平雜交水稻農作物：袁隆平雜交水稻農作物：袁隆平雜交水稻2003年年10月月9日，日，30多年前顛覆了國際經典水稻多年前顛覆了國際經典水稻理論的袁隆平再次讓世界注意到了他。湖南省湘理論的袁隆平再次讓世界注意到了他。湖南省湘潭縣泉塘子鄉(xiāng)的超級雜交稻百畝示范片平均畝產

3、潭縣泉塘子鄉(xiāng)的超級雜交稻百畝示范片平均畝產達到達到80746公斤，這個數(shù)字接近現(xiàn)在全國水稻平公斤，這個數(shù)字接近現(xiàn)在全國水稻平均畝產量的兩倍，比普通雜交水稻的畝產量高出均畝產量的兩倍，比普通雜交水稻的畝產量高出200公斤。水稻畝產從公斤。水稻畝產從600公斤提高到公斤提高到800公斤公斤是是一個世界性的難題，而袁隆平從一個世界性的難題，而袁隆平從1997年提出年提出“超超級雜交稻計劃級雜交稻計劃”后，幾乎每三年就能讓雜交稻單后，幾乎每三年就能讓雜交稻單產潛力成功提高產潛力成功提高100公斤，他的研究似乎是一株最公斤，他的研究似乎是一株最為優(yōu)良的作物為優(yōu)良的作物多產、穩(wěn)定。多產、穩(wěn)定。 4例子例子

4、引進各純種牛純繁、馴化引進各純種牛純繁、馴化各純種牛與當?shù)攸S牛雜交各純種牛與當?shù)攸S牛雜交各雜交種互交各雜交種互交中國荷斯坦牛中國荷斯坦牛 優(yōu)點：優(yōu)點：泌乳期可達泌乳期可達305天，年產乳量可達天，年產乳量可達6300Kg以上以上家畜、家禽家畜、家禽：中國荷斯坦牛的育種過程：中國荷斯坦牛的育種過程：雜種優(yōu)勢雜種優(yōu)勢基因型不同的兩個親本個體雜交產生的雜種第基因型不同的兩個親本個體雜交產生的雜種第一代，在生長、繁殖、抗逆性、產量等性狀上一代，在生長、繁殖、抗逆性、產量等性狀上優(yōu)于兩個親本的現(xiàn)象。如優(yōu)于兩個親本的現(xiàn)象。如騾子優(yōu)點：優(yōu)點：缺點缺點: 雜交后代會出現(xiàn)性狀分離，進行純化時工雜交后代會出現(xiàn)性狀

5、分離，進行純化時工作量大，過程復雜作量大，過程復雜,所需時間長。所需時間長。育種的目的性強，使位于不同個體的優(yōu)育種的目的性強，使位于不同個體的優(yōu)良性狀集中于一個個體上良性狀集中于一個個體上 。5、雜交育種的優(yōu)缺點、雜交育種的優(yōu)缺點討論：雜交育種的優(yōu)點是很明顯的，但在實際操討論：雜交育種的優(yōu)點是很明顯的，但在實際操作中會遇到不少困難。請從雜交后代可能出現(xiàn)的作中會遇到不少困難。請從雜交后代可能出現(xiàn)的各種類型，及育種的時間等方面，分析雜交育種各種類型，及育種的時間等方面，分析雜交育種方法對不足。方法對不足?；蛐臀换蛐臀籄aBb的水稻自交，自交后代中兩對基因的水稻自交，自交后代中兩對基因都是純合的

6、個體占總數(shù)的（都是純合的個體占總數(shù)的（ ）A2/16 B4/16 C6/16 D8/16B作業(yè)本：作業(yè)本：44頁頁T4誘變育種誘變育種1概念概念利用物理、化學因素誘導生物發(fā)生變異，并從變利用物理、化學因素誘導生物發(fā)生變異，并從變異后代中選育新品種的過程。異后代中選育新品種的過程。4意義：意義：創(chuàng)造動植物、微生物創(chuàng)造動植物、微生物新品種新品種2方法：方法：輻射誘變、化學誘變輻射誘變、化學誘變3、原理：、原理：基因突變和染色體變異基因突變和染色體變異5例子例子農作物農作物黑龍江省農科院用輻射方法處理大豆，培育成了黑龍江省農科院用輻射方法處理大豆，培育成了“黑農五號黑農五號”等大豆品種等大豆品種，產

7、量提高了，產量提高了16，含，含油量比原來提高油量比原來提高25。微生物微生物青霉菌青霉菌最初從發(fā)霉的甜瓜上發(fā)現(xiàn)，這種野生的青最初從發(fā)霉的甜瓜上發(fā)現(xiàn)，這種野生的青霉菌分泌的青霉素很少，青霉素是抗菌素的一種，霉菌分泌的青霉素很少，青霉素是抗菌素的一種，是第一種能夠治療肺炎、腦膜炎、膿腫等人類疾是第一種能夠治療肺炎、腦膜炎、膿腫等人類疾病的抗生素。但產量只有病的抗生素。但產量只有20單位單位/mL。后來，人們。后來，人們對青霉菌進行對青霉菌進行X射線、紫外線照射以及綜合處理，射線、紫外線照射以及綜合處理，培育成了青霉素產量很高的菌株，目前產量已經培育成了青霉素產量很高的菌株，目前產量已經可以達到可

8、以達到50 000單位單位/mL60 000單位單位/mL。 太空育種太空育種太空辣椒平均單個重達太空辣椒平均單個重達500克，果實中維生素克，果實中維生素C的含量提高了的含量提高了10%25%；黃瓜；黃瓜1根達根達1米多長；米多長；“航天芝麻航天芝麻1號號”不僅個大，而且單株蒴果達不僅個大，而且單株蒴果達98粒以上；水稻蛋白質含量可提高粒以上；水稻蛋白質含量可提高8.7%12%。 6、誘變育種的優(yōu)缺點誘變育種的優(yōu)缺點討論：與雜交育種相比，誘變育種有什么優(yōu)點？討論：與雜交育種相比，誘變育種有什么優(yōu)點？聯(lián)系基因突變的特點，談談該育種的局限性。要聯(lián)系基因突變的特點，談談該育種的局限性。要想克服這些

9、局限性，可以采取什么辦法？想克服這些局限性，可以采取什么辦法？優(yōu)點：可以提高突變頻率，在短時間內獲得更優(yōu)點：可以提高突變頻率，在短時間內獲得更多的優(yōu)良變異類型。多的優(yōu)良變異類型。缺點：有利變異少，需大量處理供試材料缺點：有利變異少，需大量處理供試材料提高變異頻率，能產生多種多樣對新類型，為育種提高變異頻率，能產生多種多樣對新類型，為育種創(chuàng)造出豐富對原材料。創(chuàng)造出豐富對原材料。能在較短的時間內有效對改良生物品種的某些性狀。能在較短的時間內有效對改良生物品種的某些性狀。改良作物品質，增強抗逆性。改良作物品質，增強抗逆性。單倍體育種單倍體育種1 1、單倍體植株特點：、單倍體植株特點： 弱小，且高度不

10、育弱小，且高度不育2、概念：用單倍體做中間環(huán)節(jié)產生具有優(yōu)良、概念：用單倍體做中間環(huán)節(jié)產生具有優(yōu)良性狀的可育純合子的育種方法。性狀的可育純合子的育種方法。3、過程過程：二倍體植株二倍體植株（雜合子）（雜合子）花藥離體培養(yǎng)花藥離體培養(yǎng)單倍體植株單倍體植株 二倍體植株二倍體植株 （純合子）（純合子）人工誘導染色體加倍人工誘導染色體加倍AAbbAAbb寬、不抗寬、不抗aaBBaaBB窄、抗窄、抗AaBbAaBb寬、抗寬、抗花藥離體培養(yǎng)花藥離體培養(yǎng)ABABAbAbaBaBabab人工誘導染色體加倍人工誘導染色體加倍AABBAABB寬、抗寬、抗AAbbAAbbaaBBaaBBaabbaabbF1單倍體單倍

11、體4、單倍體育種的特點：、單倍體育種的特點：縮短育種年限。縮短育種年限。能排除顯隱性干擾，提高效率能排除顯隱性干擾，提高效率.5、原理：染色體變異、原理：染色體變異1. 1. 多倍體對細胞通常壁二倍體對細胞大，細多倍體對細胞通常壁二倍體對細胞大，細胞內有機物對含量高、抗逆性強。胞內有機物對含量高、抗逆性強。2.2.但發(fā)育延遲，結實率低。但發(fā)育延遲，結實率低。多倍體植株的特點多倍體植株的特點染色體加倍后的草莓（上）染色體加倍后的草莓（上）野生草莓（下）野生草莓（下）多倍體水稻多倍體水稻多倍體育種多倍體育種1.1.方法方法低溫處理低溫處理用用秋水仙素秋水仙素處理處理方法方法原理原理2.2.應用應用

12、 帕帕 米米 爾爾 高高 原原 據(jù)統(tǒng)計據(jù)統(tǒng)計, ,帕米爾高原上的植物帕米爾高原上的植物65%65%以以上是多倍體。上是多倍體。Q Q：秋水仙素處理法的具體做法是什么？原理又是什么？：秋水仙素處理法的具體做法是什么？原理又是什么？方法：方法：用秋水仙素處理用秋水仙素處理_或或_。原理：原理：當秋水仙素作用于正在當秋水仙素作用于正在_的細胞時，能夠抑的細胞時，能夠抑 制制_的形成，導致的形成，導致_不能不能_ _ _， 從而引起細胞內染色體從而引起細胞內染色體_。染色體數(shù)目加。染色體數(shù)目加倍的細胞繼續(xù)進行倍的細胞繼續(xù)進行_分裂，將來就可能發(fā)育成分裂，將來就可能發(fā)育成 _植株。植株。萌發(fā)的種子萌發(fā)的

13、種子幼苗幼苗分裂分裂紡錘體紡錘體染色體染色體移向兩極移向兩極數(shù)目加倍數(shù)目加倍有絲有絲多倍體多倍體二倍體二倍體八倍體八倍體四倍體四倍體秋水仙秋水仙素處理素處理秋水仙秋水仙素處理素處理單擊返回無籽西瓜的培育過程無籽西瓜的培育過程二倍體二倍體幼苗幼苗四倍體四倍體植株植株秋水仙素處理秋水仙素處理染色體加倍染色體加倍二倍體二倍體幼苗幼苗二倍體二倍體植株植株發(fā)育發(fā)育授粉授粉二倍體二倍體幼苗幼苗二倍體二倍體植株植株發(fā)育發(fā)育花粉花粉誘導誘導三倍體三倍體種子種子三倍體三倍體無籽瓜無籽瓜三倍體三倍體植株植株發(fā)育發(fā)育單擊返回轉基因技術轉基因技術1、概念：、概念：2、例子：、例子：3、特點：、特點：4、轉基因食品的安

14、全性、轉基因食品的安全性結結 果：果：定向定向改造生物的性狀，獲得人類所改造生物的性狀，獲得人類所需要的品種。需要的品種。生長快、肉質好的轉基因生長快、肉質好的轉基因魚魚( (中國中國) )乳汁中含有人生長激素的乳汁中含有人生長激素的轉基因牛轉基因牛( (阿根廷阿根廷) )轉黃瓜抗青枯病基因的甜椒轉黃瓜抗青枯病基因的甜椒轉魚抗寒基轉魚抗寒基因的番茄因的番茄與藥物研制與藥物研制我國生產的部分基因我國生產的部分基因工程疫苗和藥物工程疫苗和藥物許多藥品的生產許多藥品的生產是從生物組織中提取是從生物組織中提取的。受材料來源限制的。受材料來源限制產量有限，其價格往產量有限，其價格往往十分昂貴。往十分昂貴

15、。微生物生長迅速，容易控制，適于大規(guī)模微生物生長迅速，容易控制，適于大規(guī)模工業(yè)化生產。若將生物合成相應藥物成分的基工業(yè)化生產。若將生物合成相應藥物成分的基因導入微生物細胞內，讓它們產生相應的藥物，因導入微生物細胞內，讓它們產生相應的藥物，不但能解決產量問題，還能大大降低生產成本。不但能解決產量問題，還能大大降低生產成本。胰島素從豬、牛等動物的胰胰島素從豬、牛等動物的胰腺中提取，腺中提取，100Kg100Kg胰腺只能提取胰腺只能提取4-5g4-5g的胰島素，其產量之低和價的胰島素，其產量之低和價格之高可想而知。格之高可想而知。將合成的胰島將合成的胰島素基因導入大腸桿素基因導入大腸桿菌，每菌，每2

16、000L2000L培養(yǎng)液培養(yǎng)液就能產生就能產生100g100g胰島胰島素！使其價格降低素！使其價格降低了了30%-50%!30%-50%!環(huán)境保護環(huán)境保護基因工程做成的基因工程做成的“超級細菌超級細菌”能吞食和分解多種污染環(huán)境的物質。能吞食和分解多種污染環(huán)境的物質。通常一種細菌只能分解石油中的一種烴類，用基因通常一種細菌只能分解石油中的一種烴類，用基因工程培育成功的工程培育成功的“超級細菌超級細菌”卻能分解石油中的多種烴卻能分解石油中的多種烴類化合物。有的還能吞食轉化汞、鎘等重金屬，分解類化合物。有的還能吞食轉化汞、鎘等重金屬，分解DDTDDT等毒害物質。等毒害物質。雜交育種雜交育種誘變育種誘

17、變育種單倍體育種單倍體育種多倍體育種多倍體育種原原理理常常用用方方法法優(yōu)優(yōu)點點缺缺點點基因重組基因重組基因突變基因突變染色體變異染色體變異（成倍減少）（成倍減少）染色體變異染色體變異（成倍增加（成倍增加）雜交雜交用物理或化學用物理或化學方法處理生物方法處理生物花藥離體培養(yǎng)花藥離體培養(yǎng)單倍體單倍體秋秋水仙素處理水仙素處理純種純種秋水仙素秋水仙素處理處理使位于不同使位于不同個體的優(yōu)良個體的優(yōu)良性狀集中于性狀集中于一個個體上一個個體上提高變異頻率，提高變異頻率，加速育種進程，加速育種進程，有利變異少，有利變異少，需大量處理供需大量處理供試材料試材料明顯縮短育種明顯縮短育種年限，育種時年限，育種時間較短。間較短。技術復雜，需技術復雜，需與雜交育種配與雜交育種配合合各種器官大、各種器官大、營養(yǎng)成分高、營養(yǎng)成分高、抗性強抗性強與雜交育種與雜交育種配合；獲得配合；獲得的新品種發(fā)的新品種發(fā)育延遲育延遲育種時間最長育種時間最長