生物變異在生產(chǎn)上的應(yīng)用yong

1、第二節(jié) 生物變異在生產(chǎn)上的應(yīng)用,什么是雜交育種？,雜交育種是將兩個或多個品種的優(yōu)良性狀通過交配集中在一起，再經(jīng)過選擇和培育，獲得新品種的方法。,小麥高稈（D）對矮稈（d）為顯性，抗銹?。═）對不抗銹?。╰）為顯性，現(xiàn)有純合的高稈抗銹病的小麥（DDTT）和矮稈不抗銹病的小麥（ddtt），如果你是育種工作者，怎樣才能得到矮稈抗病的優(yōu)良品種（ddTT）？,例如：,以下是雜交育種的參考方案：, 高抗 矮不抗, 高抗,DDTT,ddtt,DdTt,ddTt,高抗 高不抗 矮抗 矮不抗,ddTT,雜交,F3,思考：要培育出一個能穩(wěn)定遺傳的植物品種一般需要幾代？,連續(xù)自交，直至不出現(xiàn)性狀分離為止。,5-6代

2、,練習(xí)：,有兩個不同的番茄品種，一個是抗病、黃果肉的品種（ssrr），另一個是易感病、紅果肉的品種（SSRR）。 現(xiàn)目標(biāo)要培育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。,試一試：動物的雜交育種方法,假設(shè)現(xiàn)有長毛立耳貓（BBEE）和短毛折耳貓（bbee），你能否培育出能穩(wěn)定遺傳的長毛折耳貓（BBee）？寫出育種方案（圖解）,長毛折耳貓,短毛折耳貓,長毛立耳貓,長立 長折 短立 短折,Bbee,BBee,BBee,Bbee,bbee,bbee,長折,短折,長折,長折,短折,雜交,F3,長折,短折,思考：要培育出一個能穩(wěn)定遺傳的動物品種一般需要幾代？,3代,！,注意,1、動物雜交育種

3、中純合子的獲得不能通過逐代自交，而應(yīng)改為測交。 2、比植物雜交育種所需年限短。,一、雜交育種,原理：,基因重組,方法：,優(yōu)點(diǎn)：,使位于不同個體上的多個優(yōu)良性狀集中于一個個體上，即“集優(yōu)”,能產(chǎn)生新的基因型。,缺點(diǎn)：,育種所需時間較長（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,雜交育種不能創(chuàng)造新的基因，并且所需時間要長，那有沒有能出現(xiàn)意想不到的結(jié)果，并且需要時間相對要短的育種方法呢？,袁隆平培養(yǎng)雜交水稻過程中，他利用了哪一種變異的原理？,基因重組,例2：我國運(yùn)用返回式運(yùn)載衛(wèi)星搭載水稻種子，返回地面后種植，培育出的水稻穗長粒大，畝產(chǎn)達(dá)600

4、kg，最高達(dá)750kg，蛋白質(zhì)含量增加8%-20%，生長期平均縮短10天。請回答：,（1）水稻產(chǎn)生這種變異的來源是_，產(chǎn)生變異的原因是_。,基因突變,各種宇宙射線和失重及高真空的作用，使基因的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。,（2）這種方法育種的優(yōu)點(diǎn)有_。,能提高變異頻率，加速育種進(jìn)程，并能大幅度改良某些性狀,誘變育種,就是利用物理因素(如X射線、 射線、紫外線，激光等）或化學(xué)因素（如亞硝酸、硫酸二乙酯等）來處理生物，使生物發(fā)生基因突變。,醫(yī)藥工業(yè)應(yīng)用的青霉素就是利用普通青霉菌，經(jīng)過X射線的照射，產(chǎn)生的有利突變型。還有醫(yī)學(xué)上應(yīng)用的其他抗菌素如鏈霉素、地霉素、金霉素等，經(jīng)輻射處理的突變系，比原始品系抗菌素產(chǎn)量

5、增長幾十倍到幾百倍，促進(jìn)和提高了抗菌素的生產(chǎn)。,誘變育種的應(yīng)用,在作物方面，應(yīng)用誘變育種我國已培育出100多種水稻、小麥、玉米、大豆等優(yōu)良品種。例如用射線處理秈稻干種子，選出提早成熟15天的新品種，豐產(chǎn)等性狀仍舊保持下來，而且米粒中的蛋白質(zhì)的含量提高很多。又如用射線和其他誘變劑處理大豆，培育出一種新品種。這品種含有改變了的酶系，在同樣的施肥和管理條件下可提高產(chǎn)量50%。,“神舟”五號搭載育成的巨人南瓜,甘肅種植的太空育種的蔬菜,太空水稻搭載前后株系對比,太空育種辣椒,二、誘變育種,原理：,基因突變,方法：,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。,

6、缺點(diǎn)：,有利個體不多，須大量處理供試材料 ，工作量大 。,應(yīng)用:,太空辣椒的培育 、青霉菌的選育等,利用物理因素（如x 射線，射線、紫外線，激光等）或化學(xué)因素（如亞硝酸、硫酸二乙酯等）處理生物，使生物發(fā)生基因突變。,例題2 假設(shè)水稻抗病（R）對感?。╮）為顯性，高稈 （T）對矮桿（t）為顯性?，F(xiàn)有純合的抗病高稈水稻 和感病矮稈水稻。為了在較短的年限內(nèi)培育出穩(wěn)定遺 傳的抗病矮稈水稻，可采取以下步驟：, 將純合的抗病高稈水稻和感病矮稈水稻雜交，得到雜交 種子。播種這些種子，長出的植株可產(chǎn)生基因型為_ _的花粉。, 采用_的方法得到單倍體幼苗。, 用_處理單倍體幼苗，使染色體加倍。, 采用_的方法，

7、鑒定出其中的抗病植株。, 從中選擇表現(xiàn)抗病的矮稈植株，其基因型應(yīng)是_。,RT, Rt, rT, r t,花藥離體培養(yǎng),秋水仙素,病原體感染,RRtt,如果體細(xì)胞在有絲分裂過程中，染色體完成了復(fù)制，細(xì)胞受到外界環(huán)境條件或內(nèi)部因素的干擾，紡錘體的形成受到破壞，結(jié)果是染色體不能被拉向兩極，細(xì)胞也不能分裂成兩個子細(xì)胞，于是這個細(xì)胞中染色體數(shù)目加倍了。,如果這個細(xì)胞繼續(xù)進(jìn)行正常的有絲分裂，將會怎樣呢？,請思考,如果,多倍體,多倍體的體細(xì)胞通常比二倍體的細(xì)胞大，其中所含染色體組多了，遺傳物質(zhì)也比正常多，會有什么變化呢？,多倍體草莓（上）和野生狀態(tài)下的草莓（下）的比較,資料5,正常的水稻具有兩個染色體組。具

8、有三個染色體組的水稻苗長得特別旺盛，很遲開花，所結(jié)果實也全是空殼；具有四個染色體組的水稻長得特別茂盛，雖說也能開花結(jié)果實，但生長期特別長，甚至要幾年才能成熟！ 四倍體水稻（48條染色體）比二倍體水稻（24條染色體）蛋白質(zhì)含量提高5%15%，千粒重增加1倍，單位面積增產(chǎn)達(dá)50%以上。,資料6,四倍體葡萄的果實比二倍體品種的大得多，四倍體番茄的維生素C的含量比二倍體的品種幾乎增加了一倍。,人工誘導(dǎo)多倍體的方法很多。目前最常用而且最有效的方法，是用秋水仙素來處理萌發(fā)的種子和幼苗。當(dāng)秋水仙素作用于正在分裂的細(xì)胞時，能夠抑制紡錘體的形成，導(dǎo)致染色體不分離，從而引起細(xì)胞內(nèi)染色體的加倍。染色體數(shù)目加倍的細(xì)胞

9、繼續(xù)進(jìn)行正常的有絲分裂，將來就可以發(fā)育成多倍體植株。,三、比較各種育種的方法,雜交,輻射、射線 化學(xué)藥劑,秋水仙素,花藥離體培養(yǎng),基因重組,基因突變,染色體變異,可以集中兩個親體的優(yōu)良性狀,育種年限縮短，改良某些性狀,果大，莖稈粗，營養(yǎng)物豐富,年限短，易穩(wěn)定,時間長,有利不多，需大量處理,發(fā)育遲，結(jié)實低,高度不育，弱小,學(xué)生練習(xí)：,1作業(yè)本P50 23 2學(xué)案P112 9 P110考題6,對于大多數(shù)生物而言， DNA是主要的遺傳物質(zhì)，有遺傳效應(yīng)的DNA片段叫基因，生物之所以體現(xiàn)出各種形態(tài)是基因表達(dá)的結(jié)果 .,幾種生物的不同性狀： 1青霉菌能產(chǎn)生對人類有用的抗生素青霉素。 2豆科植物的根瘤菌能夠

10、固定空氣中的氮?dú)狻?3人的胰島B細(xì)胞能分泌胰島素調(diào)節(jié)血糖的濃度。,讓禾本科植物能夠固定空氣中的氮?dú)?；讓微生物生產(chǎn)出人的胰島素、干擾素等藥物。這樣既節(jié)省了人力，又簡化了生產(chǎn)，同時還不會對環(huán)境造成污染,能實現(xiàn)嗎？,1轉(zhuǎn)基因技術(shù)概念,是指利用分子生物學(xué)和基因工程的手段，將某種生物的基因（外源基因）轉(zhuǎn)移到其他生物物種中，使其出現(xiàn)原物種不具有的新性狀的技術(shù)。,設(shè)想: 把抗蟲的基因從某種生物(如蘇云金芽孢桿菌)中提取出來,放入棉的細(xì)胞中,與棉細(xì)胞中的DNA結(jié)合起來,在棉中發(fā)揮作用 。,關(guān)鍵步驟： 1.抗蟲基因從蘇云金芽孢桿菌細(xì)胞內(nèi)提??； 2.抗蟲基因與棉的DNA“縫合”連接； 3.抗蟲基因進(jìn)入棉細(xì)胞。,如

11、果這些問題得以解決，那么外源基因（抗蟲基因） 隨棉細(xì)胞的分裂而增殖，并在棉細(xì)胞得以表達(dá)，還能 將所獲得的新性狀穩(wěn)定地遺傳給后代。,這樣獲得的由于外源基因的導(dǎo)入而引起原有遺傳物質(zhì) 組成改變的生物稱為轉(zhuǎn)基因生物。,資料：轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用,將北極深海魚的抗凍基因?qū)胛骷t柿，使西紅柿在冬天也能長期保存。,胰島素是治療糖尿病的特效藥。一般臨床上給病人注射的胰島素主要從豬、牛等家畜的胰腺中提取，每100kg胰腺只能提取45g胰島素。所以用這種方法生產(chǎn)的胰島素產(chǎn)量低，價格昂貴，且遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足社會的需要。1979年，科學(xué)家將動物體內(nèi)能夠產(chǎn)生胰島素的基因與大腸桿菌的DNA分子重組，并且在大腸桿菌內(nèi)表達(dá)成功。這樣，用2000L大腸桿菌培養(yǎng)液就可以提取100g胰島素，相當(dāng)于從2t豬胰腺中提取的量。1982年，美國一家基因公司用基因工程方法生產(chǎn)的胰島素開始投入市場，其售價比用傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的胰島素的售價降低了3050。,干擾素是病毒侵入細(xì)胞后產(chǎn)生的一種糖蛋白。由于干擾素幾乎能抵抗所有病毒引起的感染，如水痘、肝炎、狂犬病等病毒引起的感染，因此，它是一種抗病毒的特效藥。此外，干擾素對治療乳腺癌、骨髓癌