生物育種技術(shù)專題

1、生物育種技術(shù)專題復(fù)習(xí)生物育種技術(shù)專題復(fù)習(xí)喜看稻菽千重浪,最具風(fēng)流袁隆平.提高突變率，提高突變率，大幅改良性狀大幅改良性狀用物理、化學(xué)或是用物理、化學(xué)或是生物因素處理生物生物因素處理生物誘變誘變育種育種操作復(fù)雜，操作復(fù)雜，難度大難度大提取，結(jié)合，導(dǎo)提取，結(jié)合，導(dǎo)入，檢測(cè)與表達(dá)入，檢測(cè)與表達(dá)基因工基因工程育種程育種多倍體多倍體育種育種技術(shù)復(fù)雜技術(shù)復(fù)雜明顯縮短育明顯縮短育種年限種年限單倍體單倍體育種育種基因重組基因重組雜交雜交育種育種缺缺 點(diǎn)點(diǎn)優(yōu)優(yōu) 點(diǎn)點(diǎn)方法方法原原 理理名名 稱稱雜交雜交自交自交選選 優(yōu)優(yōu)基因突變和基因突變和染色體畸變?nèi)旧w畸變不定向性，不定向性，需處理大需處理大量的材料量的材料將

2、不同個(gè)體的優(yōu)將不同個(gè)體的優(yōu)良性狀集中于一良性狀集中于一個(gè)個(gè)體上個(gè)個(gè)體上花藥離體培養(yǎng)，花藥離體培養(yǎng)，再秋水仙素處理再秋水仙素處理使染色體加倍使染色體加倍目的性強(qiáng)，育種時(shí)目的性強(qiáng)，育種時(shí)間短，克服了遠(yuǎn)緣間短，克服了遠(yuǎn)緣雜交的障礙雜交的障礙染色體數(shù)染色體數(shù)目變異目變異基因重組基因重組育種周期長(zhǎng)，育種周期長(zhǎng)，工作量大工作量大各種育種方式的比較各種育種方式的比較細(xì)胞工細(xì)胞工程育種程育種細(xì)胞融細(xì)胞融合技術(shù)合技術(shù)去壁去壁誘融誘融組培組培克服物種間遠(yuǎn)緣克服物種間遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙雜交不親和的障礙技術(shù)復(fù)雜，技術(shù)復(fù)雜，成功率成功率染色體數(shù)染色體數(shù)目變異目變異低溫或秋水仙素低溫或秋水仙素誘導(dǎo)染色體加倍誘導(dǎo)染色體加

3、倍果實(shí)大，果實(shí)大，營(yíng)養(yǎng)豐富營(yíng)養(yǎng)豐富果實(shí)發(fā)育延果實(shí)發(fā)育延遲結(jié)實(shí)率低遲結(jié)實(shí)率低示例示例提高突變率，提高突變率，大幅改良性狀大幅改良性狀用物理、化學(xué)或是用物理、化學(xué)或是生物因素處理生物生物因素處理生物誘變誘變育種育種操作復(fù)雜，操作復(fù)雜，難度大難度大提取，結(jié)合，導(dǎo)提取，結(jié)合，導(dǎo)入，檢測(cè)與表達(dá)入，檢測(cè)與表達(dá)基因工基因工程育種程育種多倍體多倍體育種育種技術(shù)復(fù)雜技術(shù)復(fù)雜明顯縮短育明顯縮短育種年限種年限單倍體單倍體育種育種基因重組基因重組雜交雜交育種育種缺缺 點(diǎn)點(diǎn)優(yōu)優(yōu) 點(diǎn)點(diǎn)方法方法原原 理理名名 稱稱雜交雜交自交自交選選 優(yōu)優(yōu)基因突變和基因突變和染色體畸變?nèi)旧w畸變不定向性，不定向性，需處理大需處理大量的材料

4、量的材料將不同個(gè)體的優(yōu)將不同個(gè)體的優(yōu)良性狀集中于一良性狀集中于一個(gè)個(gè)體上個(gè)個(gè)體上花藥離體培養(yǎng)，花藥離體培養(yǎng)，再秋水仙素處理再秋水仙素處理使染色體加倍使染色體加倍目的性強(qiáng)，育種時(shí)目的性強(qiáng)，育種時(shí)間短，克服了遠(yuǎn)緣間短，克服了遠(yuǎn)緣雜交的障礙雜交的障礙染色體數(shù)染色體數(shù)目變異目變異基因重組基因重組育種周期長(zhǎng)，育種周期長(zhǎng)，工作量大工作量大各種育種方式的比較各種育種方式的比較細(xì)胞工細(xì)胞工程育種程育種細(xì)胞融細(xì)胞融合技術(shù)合技術(shù)去壁去壁誘融誘融組培組培克服物種間遠(yuǎn)緣克服物種間遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙雜交不親和的障礙技術(shù)復(fù)雜，技術(shù)復(fù)雜，成功率低成功率低染色體數(shù)染色體數(shù)目變異目變異低溫或秋水仙素低溫或秋水仙素誘導(dǎo)染色體加

5、倍誘導(dǎo)染色體加倍果實(shí)大，果實(shí)大，營(yíng)養(yǎng)豐富營(yíng)養(yǎng)豐富果實(shí)發(fā)育延果實(shí)發(fā)育延遲結(jié)實(shí)率低遲結(jié)實(shí)率低示例示例 例例1 黑龍江省農(nóng)科院用輻射方法處理大豆，培育成了黑龍江省農(nóng)科院用輻射方法處理大豆，培育成了“黑農(nóng)五號(hào)黑農(nóng)五號(hào)”等大豆品種，等大豆品種，產(chǎn)量提高產(chǎn)量提高了了16，含油量含油量比比原來(lái)原來(lái)提高提高25。 例例3 從野生青霉菌提取青霉素產(chǎn)量只有從野生青霉菌提取青霉素產(chǎn)量只有20單位單位/mL。后。后來(lái)，人們對(duì)青霉菌進(jìn)行來(lái)，人們對(duì)青霉菌進(jìn)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(chǎn)量很高的菌株，目前產(chǎn)量已經(jīng)可以達(dá)到培育成了青霉素產(chǎn)量很高的菌株，目前產(chǎn)量已經(jīng)可以達(dá)到50

6、 000單位單位/mL60 000單位單位/mL。 例例2 太空辣椒平均單太空辣椒平均單個(gè)重達(dá)個(gè)重達(dá)500克克，果實(shí)中，果實(shí)中維維生素生素C的含量的含量提高了提高了10%25%； 1、2003年年1月月100粒洛陽(yáng)牡丹種子隨粒洛陽(yáng)牡丹種子隨“神舟神舟”四號(hào)飛船遨游了太空，經(jīng)太空實(shí)驗(yàn)的牡丹種四號(hào)飛船遨游了太空，經(jīng)太空實(shí)驗(yàn)的牡丹種子將發(fā)生（子將發(fā)生（ ）A花朵會(huì)更大更艷花朵會(huì)更大更艷 B花朵會(huì)變小花朵會(huì)變小 C變成另類牡丹變成另類牡丹 D均有可能均有可能D隨堂演練問(wèn)題問(wèn)題1：番茄是一種營(yíng)養(yǎng)豐富、經(jīng)濟(jì)價(jià)值很高的果蔬，深受：番茄是一種營(yíng)養(yǎng)豐富、經(jīng)濟(jì)價(jià)值很高的果蔬，深受人們的喜愛。現(xiàn)有人們的喜愛?，F(xiàn)有2

7、個(gè)番茄品種，個(gè)番茄品種，A為抗病黃果肉品種為抗病黃果肉品種,基因型基因型為為ssrr，B為易感病紅果肉品種為易感病紅果肉品種,基因型為基因型為SSRR，2對(duì)等位基因?qū)Φ任换蚍謩e位于分別位于2對(duì)同源染色體上。思考：對(duì)同源染色體上。思考： （1 1）利用以上）利用以上2 2個(gè)品種獲得基因型為個(gè)品種獲得基因型為ssRRssRR的植株的植株最簡(jiǎn)捷最簡(jiǎn)捷的方的方法是什么？如果從播種到獲得種子需要一年，獲得基因型為法是什么？如果從播種到獲得種子需要一年，獲得基因型為ssRRssRR的植株最少需要多少年？用的植株最少需要多少年？用遺傳圖解遺傳圖解表示其過(guò)程。表示其過(guò)程。P抗病、黃果肉抗病、黃果肉 ssrr

8、易感病、紅果肉易感病、紅果肉 SSRRF1易感病、紅果肉易感病、紅果肉 SsRr 第第1年年F29S_R_3S_rr3ssR_ 1ssrr第第2年年 ssRR抗病、紅果肉抗病、紅果肉抗紅抗紅連續(xù)自交F3F6第第36年年問(wèn)題問(wèn)題1：番茄是一種營(yíng)養(yǎng)豐富、經(jīng)濟(jì)價(jià)值很高的果蔬，深受：番茄是一種營(yíng)養(yǎng)豐富、經(jīng)濟(jì)價(jià)值很高的果蔬，深受人們的喜愛。現(xiàn)有人們的喜愛。現(xiàn)有2個(gè)番茄品種，個(gè)番茄品種，A為抗病黃果肉品種為抗病黃果肉品種,基因型基因型為為ssrr，B為易感病紅果肉品種為易感病紅果肉品種,基因型為基因型為SSRR，2對(duì)等位基因?qū)Φ任换蚍謩e位于分別位于2對(duì)同源染色體上。思考：對(duì)同源染色體上。思考： (2)(

9、2)如果要如果要縮短育種時(shí)間縮短育種時(shí)間, ,可采用什么辦法可采用什么辦法? ?簡(jiǎn)述其過(guò)程。簡(jiǎn)述其過(guò)程。（1 1）如何運(yùn)用雜交育種方法利用以上）如何運(yùn)用雜交育種方法利用以上2 2個(gè)品種獲得基因型為個(gè)品種獲得基因型為ssRRssRR的植株？如果從播種到獲得種子需要一年，獲得基因型的植株？如果從播種到獲得種子需要一年，獲得基因型為為ssRRssRR的植株最少需要多少年？用的植株最少需要多少年？用遺傳圖解遺傳圖解表示其過(guò)程。表示其過(guò)程。P抗病、黃果肉抗病、黃果肉 ssrr易感病、紅果肉易感病、紅果肉 SSRRF1易感病、紅果肉易感病、紅果肉 SsRr 單倍體單倍體 SR Sr sR srSSrrss

10、RRssrr純合子純合子SSRR抗病、抗病、紅果肉紅果肉第第1年年第第2年年第第1年年第第2年年第第36年年秋水仙素誘導(dǎo)染色體加倍秋水仙素誘導(dǎo)染色體加倍花藥花藥離體離體培養(yǎng)培養(yǎng)F23ssR_F3F6 ssRR抗病、紅果肉抗病、紅果肉抗紅抗紅連續(xù)自交連續(xù)自交三倍體無(wú)籽西瓜培育過(guò)程：三倍體無(wú)籽西瓜培育過(guò)程： 用秋水仙素處理二倍體用秋水仙素處理二倍體西瓜幼苗得到四倍體西瓜；西瓜幼苗得到四倍體西瓜；用二倍體西瓜與四倍用二倍體西瓜與四倍體西瓜雜交，得到三倍體體西瓜雜交，得到三倍體的西瓜種子。的西瓜種子。三倍體西瓜聯(lián)會(huì)紊亂，三倍體西瓜聯(lián)會(huì)紊亂，不能產(chǎn)生正常的配子。但不能產(chǎn)生正常的配子。但三倍體西瓜的雌蕊授

11、以二三倍體西瓜的雌蕊授以二倍體西瓜的花粉后子房能倍體西瓜的花粉后子房能發(fā)育成西瓜，但其中的胚發(fā)育成西瓜，但其中的胚珠因沒(méi)有正常的卵細(xì)胞而珠因沒(méi)有正常的卵細(xì)胞而不能發(fā)育成種子。不能發(fā)育成種子。利用多倍體育種得到的個(gè)體都不育嗎利用多倍體育種得到的個(gè)體都不育嗎？1、可育：偶數(shù)個(gè)染色體組且同源（四倍體草莓）同源（四倍體草莓）2、不可育：奇數(shù)個(gè)染色體組、不可育：奇數(shù)個(gè)染色體組 （三倍體西瓜）（三倍體西瓜） 偶數(shù)個(gè)染色體組但不同源（如六倍體普通小同源（如六倍體普通小麥和二倍體小麥雜交的后代麥和二倍體小麥雜交的后代,3N+N=4N)問(wèn)題2：番茄營(yíng)養(yǎng)豐富但不耐儲(chǔ)藏。番茄營(yíng)養(yǎng)豐富但不耐儲(chǔ)藏。(即番茄不具有決即番

12、茄不具有決定耐儲(chǔ)藏性狀的基因定耐儲(chǔ)藏性狀的基因.)我們可以用什么方法使番茄具有耐我們可以用什么方法使番茄具有耐儲(chǔ)藏的性狀呢儲(chǔ)藏的性狀呢?思路一：通過(guò)神州號(hào)宇宙飛船搭載種子進(jìn)入太空。思路一：通過(guò)神州號(hào)宇宙飛船搭載種子進(jìn)入太空。（1）飛船搭載的種子應(yīng)當(dāng)選擇剛萌發(fā)的種子，而非休眠的種子的原）飛船搭載的種子應(yīng)當(dāng)選擇剛萌發(fā)的種子，而非休眠的種子的原因是什么因是什么? （2）這些番茄返回地面后，是否均可產(chǎn)生耐儲(chǔ)藏變異？為什么？）這些番茄返回地面后，是否均可產(chǎn)生耐儲(chǔ)藏變異？為什么？ 種子萌發(fā)后進(jìn)入細(xì)胞分裂，種子萌發(fā)后進(jìn)入細(xì)胞分裂，DNA在復(fù)制過(guò)程中容易受到外界因素的影響在復(fù)制過(guò)程中容易受到外界因素的影響而發(fā)

13、生基因突變而發(fā)生基因突變不一定。不一定。 變異是不定向的變異是不定向的 （3）將植物經(jīng)太空返回地面后種植，發(fā)現(xiàn)該植物不耐儲(chǔ)藏的性狀（假設(shè)為隱性）將植物經(jīng)太空返回地面后種植，發(fā)現(xiàn)該植物不耐儲(chǔ)藏的性狀（假設(shè)為隱性性狀）突變?yōu)槟蛢?chǔ)藏性狀（假設(shè)為顯性性狀）。性狀）突變?yōu)槟蛢?chǔ)藏性狀（假設(shè)為顯性性狀）。表現(xiàn)為耐儲(chǔ)藏性狀的種子能否大面積推廣？說(shuō)明理由。表現(xiàn)為耐儲(chǔ)藏性狀的種子能否大面積推廣？說(shuō)明理由。 簡(jiǎn)要敘述獲得該顯性耐儲(chǔ)藏優(yōu)良品種純合子的步驟簡(jiǎn)要敘述獲得該顯性耐儲(chǔ)藏優(yōu)良品種純合子的步驟 不能。因?yàn)轱@性雜合體的雜交后代會(huì)發(fā)生性狀分離。不能。因?yàn)轱@性雜合體的雜交后代會(huì)發(fā)生性狀分離。 方案一：方案一：a、 種植

14、后對(duì)花粉進(jìn)行離體培養(yǎng)，得單倍體；種植后對(duì)花粉進(jìn)行離體培養(yǎng)，得單倍體； b、單倍體幼苗用秋水仙素處理，獲得純合體；、單倍體幼苗用秋水仙素處理，獲得純合體； c、從純合體中選取顯性性狀即為優(yōu)良品種。、從純合體中選取顯性性狀即為優(yōu)良品種。方案二：方案二：a、 將變異后的顯性個(gè)體自交培養(yǎng)；將變異后的顯性個(gè)體自交培養(yǎng)； b、選擇后代中的顯性個(gè)體連續(xù)自交；、選擇后代中的顯性個(gè)體連續(xù)自交； c、選擇不再發(fā)生性狀分離的顯性個(gè)體的種子作優(yōu)良品種、選擇不再發(fā)生性狀分離的顯性個(gè)體的種子作優(yōu)良品種 思路二：假設(shè)在番薯植物體內(nèi)有一種耐貯藏基因。你還能運(yùn)用什么育種方法來(lái)培育耐儲(chǔ)藏番茄耐儲(chǔ)藏番茄，簡(jiǎn)要說(shuō)明過(guò)程？ 思路二：運(yùn)

15、用基因工程育種思路二：運(yùn)用基因工程育種 提取耐貯藏基因提取耐貯藏基因 ( (獲取目的基因獲取目的基因） 耐貯藏基因與運(yùn)載體結(jié)合耐貯藏基因與運(yùn)載體結(jié)合 （構(gòu)建基因表達(dá)載體構(gòu)建基因表達(dá)載體） 重組重組DNADNA分子導(dǎo)入番茄體細(xì)胞分子導(dǎo)入番茄體細(xì)胞 （目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞） 篩選出含有耐貯藏基因的番茄體細(xì)胞篩選出含有耐貯藏基因的番茄體細(xì)胞 組組 織織 培培 養(yǎng)養(yǎng) 選擇所需植株選擇所需植株 （目的基因的檢測(cè)和鑒定）（目的基因的檢測(cè)和鑒定）練一練：練一練：下圖列舉了五種育種方法，下圖列舉了五種育種方法，請(qǐng)回答相關(guān)問(wèn)題：請(qǐng)回答相關(guān)問(wèn)題：(1)(1)第種方法屬于常規(guī)育種，第種方法屬于常

16、規(guī)育種，一般從一般從F F2 2開始選種，這是因?yàn)殚_始選種，這是因?yàn)開。 (2)(2)在第種方法中，我們?cè)诘诜N方法中，我們?nèi)糁豢紤]若只考慮F F1 1分別位于分別位于n n對(duì)同源染色對(duì)同源染色體上的體上的n n對(duì)等位基因，則利用其對(duì)等位基因，則利用其花藥離體培育成的幼苗應(yīng)有花藥離體培育成的幼苗應(yīng)有_種類型。種類型。( (理論數(shù)據(jù)理論數(shù)據(jù)) ) (3) (3)第種育種方法中使用第種育種方法中使用秋水仙素的作用是促使染色體加秋水仙素的作用是促使染色體加倍，其作用機(jī)理是倍，其作用機(jī)理是 _。 (4)第種方法中發(fā)生的變異一第種方法中發(fā)生的變異一般是基因突變，衛(wèi)星搭載的種子般是基因突變，衛(wèi)星搭載的種子應(yīng)

17、當(dāng)選用萌動(dòng)的應(yīng)當(dāng)選用萌動(dòng)的(而非休眠的而非休眠的)種種子，原因是子，原因是_。 2.（2014全國(guó)課標(biāo)全國(guó)課標(biāo)，32）現(xiàn)有兩個(gè)純合的某作物品種：抗病高稈（易倒伏）和感病現(xiàn)有兩個(gè)純合的某作物品種：抗病高稈（易倒伏）和感病矮稈（抗倒伏）品種。已知抗病對(duì)感病為顯性，高稈對(duì)矮稈為顯性，但對(duì)于控制這矮稈（抗倒伏）品種。已知抗病對(duì)感病為顯性，高稈對(duì)矮稈為顯性，但對(duì)于控制這兩對(duì)相對(duì)性狀的基因所知甚少?；卮鹣铝袉?wèn)題。兩對(duì)相對(duì)性狀的基因所知甚少?；卮鹣铝袉?wèn)題。（1）在育種實(shí)踐中，若利用這兩個(gè)品種進(jìn)行雜交育種，一般來(lái)說(shuō)，育種目的是獲）在育種實(shí)踐中，若利用這兩個(gè)品種進(jìn)行雜交育種，一般來(lái)說(shuō)，育種目的是獲得具有得具有優(yōu)

18、良性狀的新品種。優(yōu)良性狀的新品種。（2）雜交育種前，為了確定）雜交育種前，為了確定F2代的種植規(guī)模，需要正確預(yù)測(cè)雜交結(jié)果。若按照孟代的種植規(guī)模，需要正確預(yù)測(cè)雜交結(jié)果。若按照孟德爾遺傳定律來(lái)預(yù)測(cè)雜交結(jié)果，需要滿足德爾遺傳定律來(lái)預(yù)測(cè)雜交結(jié)果，需要滿足3個(gè)條件：條件之一是抗病與感病這對(duì)相個(gè)條件：條件之一是抗病與感病這對(duì)相對(duì)性狀受一對(duì)等位基因控制，且符合分離定律；其余兩個(gè)條件是對(duì)性狀受一對(duì)等位基因控制，且符合分離定律；其余兩個(gè)條件是_。答案答案（1）抗病矮稈（）抗病矮稈（2）高稈與矮稈這對(duì)相對(duì)性狀受一對(duì)等位基因控制，且符合）高稈與矮稈這對(duì)相對(duì)性狀受一對(duì)等位基因控制，且符合分離定律；控制這兩對(duì)相對(duì)性狀的基因位于非同源染色體上（分離定律；控制這兩