生物變異的來源及育種

生物變異的來源及育種第1頁/共27頁討論結(jié)果1：這種說法不正確。對(duì)于生物個(gè)體而言，發(fā)生自然突變的頻率是很低的。但一個(gè)物種是由很多個(gè)體組成，且經(jīng)漫長的進(jìn)化歷程中產(chǎn)生的突變還是很多的，其中有不少突變是有利突變，對(duì)生物的進(jìn)化有重要的意義。因此，基因突變能夠?yàn)樯镞M(jìn)化提供原材料討論2:基因突變是不是一定引起生物性狀的改變呢?第2頁/共27頁人工誘變的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：大幅度提高變異頻率，使變異性狀較快穩(wěn)定，縮短育種周期。缺點(diǎn):誘發(fā)產(chǎn)生的突變,有利的個(gè)體往往不多,需處理大量的材料.第3頁/共27頁基因重組概念:是指生物體進(jìn)行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合。類型：1.減數(shù)分裂時(shí)非同源染色體上的非等位基因間的自由組合2.減數(shù)分裂四分體時(shí)，同源染色體的非姐妹染色單體間的交叉互換區(qū)別：1與2是在有性生殖（減數(shù)分裂）過程中實(shí)現(xiàn)的。

3是在對(duì)基因改造、重組后導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)通過無性繁殖，使重組基因表達(dá)，產(chǎn)生出人類需要的基因產(chǎn)物。3基因工程中的DNA拼接技術(shù)第4頁/共27頁意義：產(chǎn)生新的基因型，為生物變異提供豐富的來源?；蛑亟M生物多樣性的原因之一，對(duì)生物進(jìn)化有重要意義?；蚬こ碳夹g(shù)可定向改變生物性狀，產(chǎn)生出人類所需的生物類型。第5頁/共27頁基因突變和基因重組的區(qū)別

基因突變

基因重組本質(zhì)原因時(shí)間意義可能性產(chǎn)生新的基因產(chǎn)生新的基因型堿基對(duì)的增添、缺失或改變基因自由組合；基因交叉互換間期DNA復(fù)制時(shí)減數(shù)第一次分裂生物變異的根本來源；誘變育種培育新品種生物變異的豐富來源；雜交育種培育新品種可能性很小非常普遍第6頁/共27頁染色體變異染色體結(jié)構(gòu)的變異染色體數(shù)目的變異第7頁/共27頁缺失重復(fù)倒位易位1、染色體結(jié)構(gòu)變異第8頁/共27頁21三體綜合征2、染色體數(shù)目的變異第9頁/共27頁性腺發(fā)育不良第10頁/共27頁下列人類配子中，結(jié)合會(huì)產(chǎn)生唐氏先天愚型（21三體綜合征）的男性個(gè)體的兩種配子是①23+X②22+XX③21+Y④22+Y………（）

A、①和②B、①和③C、①和④D、③和④C第11頁/共27頁染色體組染色體組的特點(diǎn)：①全部為非同源染色體；②攜帶全部遺傳信息。在下圖所示的四個(gè)細(xì)胞中，內(nèi)含有兩個(gè)染色體組的是（）ABCDA在一個(gè)染色體組中是否存在等位基因?第12頁/共27頁單倍體、二倍體和多倍體單倍體二倍體多倍體配子發(fā)育發(fā)育受精卵（含2個(gè)染色體組）（含3個(gè)或3個(gè)以上染色體組）（含1個(gè)或幾個(gè)染色體組）六倍體小麥體細(xì)胞中有42條染色體，六個(gè)染色體組，用其花粉培育成的植株是單倍體，其體細(xì)胞有21個(gè)染色體，三個(gè)染色體組。第13頁/共27頁多倍體育種原理：染色體變異(染色體組成倍地增加)方法:用一定濃度的秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗

.優(yōu)點(diǎn)：育種周期短，能改良原有性狀，提高產(chǎn)量（莖桿粗壯，葉片、果實(shí)和種子較大，營養(yǎng)物質(zhì)含量較多。）缺點(diǎn)：一般只適合于植物，發(fā)育延遲，結(jié)實(shí)率低。應(yīng)用：四倍體水稻的培育八倍體小黑麥的培育三倍體無籽西瓜的培育

變異原理在育種上的應(yīng)用第14頁/共27頁多倍體育種萌發(fā)的種子或幼苗秋水仙素分裂周期細(xì)胞（2n）染色體正常復(fù)制，不能形成紡錘絲細(xì)胞染色體加倍（4n）多倍體組織塊第15頁/共27頁單倍體育種

原理：

染色體變異(染色體組成倍地減少)方法：常用方法為花藥離體培養(yǎng)：

(1)先將花藥離體培養(yǎng)，培養(yǎng)出單倍體植株；(2)將單倍體幼苗經(jīng)一定濃度的秋水仙素處理獲得純合體。

優(yōu)點(diǎn)：

明顯縮短育種年限（一般為兩年），加速育種進(jìn)程。

應(yīng)用：用純種高稈抗病小麥與矮稈不抗病小麥雜交得F1，用F1的花藥離體培育純種矮稈抗病小麥

第16頁/共27頁雜交育種原理：

基因重組方法：

雜交,連續(xù)自交,選擇優(yōu)點(diǎn)：使位于不同個(gè)體上的多個(gè)優(yōu)良性狀集中于一個(gè)個(gè)體上，能產(chǎn)生新的基因型。缺點(diǎn)：育種所需時(shí)間較長（自交選擇需五--六代,甚至十幾代)。應(yīng)用：用純種高稈抗病小麥與純種矮稈不抗病小麥培育矮稈抗病小麥

第17頁/共27頁誘變育種原理：

基因突變

方法：

物理方法(紫外線、α射線、失重等)或化學(xué)方法(秋水仙素、硫酸二乙酯等)處理植株，再選擇符合要求的變異類型

優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)生新基因和新的性狀，能提高變異的頻率，后代變異性狀能較快穩(wěn)定，加速育種進(jìn)程。能大幅度改良某些性狀。

缺點(diǎn)：有利個(gè)體不多，須大量處理供試材料，工作量大。應(yīng)用:太空辣椒的培育

第18頁/共27頁雜交育種誘變育種多倍體育種單倍體育種處理原理優(yōu)缺點(diǎn)雜交用射線、激光、化學(xué)藥品處理生物用秋水仙素處理種子或幼苗花藥離體培養(yǎng)基因重組基因突變?nèi)旧w變異染色體變異方法較簡便，年限較長加速育種進(jìn)程，突變后有利個(gè)體不多器官較大，營養(yǎng)物質(zhì)高，發(fā)育延遲，結(jié)實(shí)率低縮短育種年限，方法復(fù)雜，成活率低第19頁/共27頁小麥的高稈性狀（D）對(duì)矮稈性狀（d）為顯性，抗銹病性狀（T）對(duì)易染病性狀（t）為顯性，兩對(duì)基因分別位于兩對(duì)同源染色體上，現(xiàn)有純合的高稈抗銹病和矮稈易染銹病兩個(gè)品種，如果你是一位育種專家，請(qǐng)用不同的育種方法，設(shè)計(jì)出兩套育種方案，培育出矮稈抗銹病的理想類型。方案一：（1）所用的育種方法為

。（2）步驟：_____方案二：（1）所用的育種方法為

。（2）步驟：_____總結(jié)：兩種方法相比較，哪種方法育種較快

，為什么？

。第20頁/共27頁P(yáng)高桿抗銹病x矮桿不抗病F1高莖抗銹病F2

高莖抗病高莖不抗病矮莖抗病矮莖不抗病xDDTTddttDdTt

9D_T_3D_tt3ddT_

1ddtt雜交育種將F2矮莖抗病品種連續(xù)自交，分離淘汰提純至基本不分離為止。第21頁/共27頁單倍體育種高桿抗銹病x矮桿染銹病F1花藥離體培養(yǎng)單倍體植株幼苗正常植株選擇符合要求的品種秋水仙素處理DDTTddttDdTt1DT:1Dt:1dT:1dtDDTT；DDtt；ddTT；ddttddTT第22頁/共27頁轉(zhuǎn)基因育種原理:DNA(基因)重組

[基因工程]方法:目的基因的提取，裝入運(yùn)載體，導(dǎo)入受體細(xì)胞，目的基因的檢測(cè)與表達(dá)，篩選出符合要求的新品種。

優(yōu)點(diǎn):不受生物親緣關(guān)系的限制，可按人的意愿改造生物，目的性強(qiáng)，科技含量高，可以培育出高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)或具有特殊用途的動(dòng)植物品種

缺點(diǎn):技術(shù)復(fù)雜，操作要求精細(xì),難度大。

應(yīng)用:抗蟲棉、轉(zhuǎn)基因“向日葵豆”“轉(zhuǎn)基因超級(jí)綿羊”“轉(zhuǎn)基因超級(jí)鯉魚”等。第23頁/共27頁細(xì)胞工程育種一、植物體細(xì)胞雜交育種理論基礎(chǔ)：細(xì)胞的全能性方法：“去壁”“誘融”“組培”。即：去細(xì)胞壁，誘導(dǎo)細(xì)胞融合，進(jìn)行組織培養(yǎng)獲得雜種植株。優(yōu)點(diǎn)：克服不同種生物間的生殖隔離和遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，可按人類意愿定向改變生物性狀，培育作物新品種。缺點(diǎn)：技術(shù)復(fù)雜，操作要求精細(xì),難度大。應(yīng)用：“白菜--甘藍(lán)”“番茄—馬鈴薯”的培育。第24頁/共27頁細(xì)胞工程育種二、動(dòng)物細(xì)胞克隆育