生物变异在生产上的应用(北京市房山区)

课件40张PPT。生物变异在生产上的应用变异的来源:可遗传的变异不可遗传的变异：杂交育种，基因工程育种诱变育种单倍体育种、多倍体育种仅仅是由环境条件引起的，而遗传物质没有发生变化的变异。（由遗传物质改变而引起的变异。）选择育种古代美洲印第安人养的一种无毛狗。经过长期的遗传选育而成，这种狗全身光滑无毛，体表温度很高，被用作寝室里原始形式的热水袋。 最古老的育种方法周期长，可选择的范围有限粒大、含油少粒少、含油多粒大、含油多×BBSSbbssBBss杂交育种向日葵BbSsB-S-B-ssbbssbbS-?(1/3BBss2/3Bbss)??1/3BBss???Ｆ1Ｆ2Ｆ3P粒大、含油少粒少、含油多粒大、含油多×BBSSbbssBBss杂交育种向日葵BbSsB-S-B-ssbbssbbS-?(1/3BBss2/3Bbss)??1/3BBss???Ｆ1Ｆ2Ｆ3P基因重组杂交后代出现性状分离，育种年限长，不能创造新的基因，亲本的选择一般限制在同种生物范围内。杂交育种:利用基因重组原理,有目的地将两个或多个品种的优良性状组合在一起，培育出更优良的新品种。一般可通过杂交、选择、纯合化等手段。杂交育种的一般流程是：首先，将两个具有某一优良性将的品种杂交，得到F1，F1自交得F2 ，F2 中只有少数个体兼有两个亲本的优良性状（且一部分是杂合体，一部分是纯合体），从F2中选出兼有两个亲本的优良性状的个体连续自交，最后选择出能稳定遗传的兼有两个亲本的优良性状的品种迄今为止，常规杂交育种仍是培育新品种的有效手段，人们已应用这一方法培育出数以万记的动植物新品种诱变育种据报道，2005年10月，神舟六号飞船搭载荣昌猪的精液上太空，归来后与卵细胞在试管中结合繁殖，有关专家透露，可能至少两年后才能有明确结果。下列说法正确的是
A．上太空后的荣昌猪变异属于染色体变异，是有利变异B．搭载神舟六号的目的是使基因定向改变并得到新的荣昌　　　 猪基因
C．太空条件下变异多，用很少的材料就能获得很多的变异
D．荣昌猪的基因在太空微重力、宇宙射线、高真空影响下 可能得到不同程度的改变基因突变提高变异的频率，大幅度改良某些性状，后代变异性状较快稳定突变是不定向的，处理材料较多，突变后有利的个体少诱变育种：是利用物理、化学因素诱导生物发生变异。诱发突变可明显提高基因的突变率和染色体的畸变率人工诱变的主要方法： 辐射诱变：各种射线如Ｘ射线、紫外线、γ射线等的照射都能使生物的染色体发生断裂而产生断片，同时也增加DNA分子上碱基发生变化的几率导致基因突变 化学诱变：许多化学药剂能引起DNA分子中碱基的缺失、替换等变化，导致基因突变诱变育种的主要特点：1.可提高突变频率，人工诱发突变率可以比自发突变率提高100~1000倍，能产生多种多样的新类型，为育种创造出丰富的原材料2.能在短时间内有效地改良生物品种的某些性状3.改良作物品质，增强抗逆性粒大、含油少粒少、含油多粒大、含油多×BBSSbbssBBss单倍体育种向日葵BbSs明显缩短育种年限，后代都是纯合体BS Bs bS bsBBSS BBss bbSS bbssBS Bs bS bs符合生产要求的基因型是BBss 1.经秋水仙素处理后不是全部植物都能变为二倍体 2.二倍体纯合子中有四种表现型，只有一种表现型是符合生产要求的为什么要选择？单倍体育种的程序：1.用常规方法获得杂种F12.将F1的花药放在人工培养基上进行离体培养，花粉细胞经多次有丝分裂形成愈伤组织，诱导愈伤组织分化形成幼苗。3.用秋水仙素处理幼苗，染色体加倍后成为可育的纯合植株。单倍体育种的主要特点：１。可以明显缩短育种年限。运用常规育种方法，要育成一个稳定的纯合品种，至少需要５年。利用单倍体育种则可缩短为２年。２。能排除显隐性干扰，提高效率。当亲本杂交后，用Ｆ１直接诱导单倍体加倍产生纯合子，它的基因型和表现型一致，可直接通过表现型来判断它们基因型，其效率高于常规育种。为什么三倍 体高度不育？1．同源染色体不能正常联会2．形成具有一个完整的染色体组的配子的机率很低。四倍体植株上结的西瓜的西瓜皮、西瓜肉、西瓜种子的种皮、子叶细胞中含多少个染色体组？三倍体植株上结的西瓜的西瓜皮、西瓜肉中含多少个染色体组？西瓜皮4、西瓜肉4、西瓜种子的种皮4、子叶细胞3西瓜皮3、西瓜肉3多倍体育种例：(2002.广州综合一模）我国超级稻研究走在世界前列，得益于正确的技术路线。超高产育种的技术路线主要有两条，一是形态改良，如矮秆，少孽、大穗等；二是杂交优势利用。国外的育种家，有的单纯走形态改良的路子，有的单纯利用杂交优势，增产效果都不显著。袁隆平则采用亚种间杂交与形态改良相结合的技术路线，从而取得了历史性突破。我国从推广种植杂交水稻以来 已累计增产稻谷3500亿公斤：
（1）现有两个水稻品种：一个高杆少孽，一个矮杆多孽：（这两对相对性状分别位于两对同源 染色体上)请你运用目前常用的简便和快捷的方法培育出矮杆少孽的水稻新品种。你所使用育种方法的名称是________________________,其所涉及的遗传学规律是____________________________________，该水稻新品种属于可遗传变异的___________________________。
(2)超级稻培育成功后。其它水稻品种是否就可以淘汰了?请从遗传和生态的角度分析原因。杂交育种和单倍体育种基因的分离定律和基因的自由组合定律基因重组和染色体变异不能淘汰。因为保留其他水稻品种，能为遗传育种提供更多的选择材料，也能维持水稻品种的多样性。基因工程育种 胰岛素是治疗糖尿病的特效药，以往临床上给病人注射用的胰岛素主要从猪、牛等家畜的胰腺中提取，每100kg胰腺只能提取4~5g胰岛素。用这种方法生产的胰岛素产量低，价格昂贵，远不能满足需求。1979年，科学家培育出能生产人胰岛素的细菌，用2000L的大肠杆菌的培养液就可以提取100g胰岛素，相当于从2t猪胰腺中提取的量科学家如何培育能生产人胰岛素的细菌？基因工程操 作步骤基因工程最基本的工具基因工程最基本的工具基因的剪刀----限制酶一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切割点上将DNA 分子切断。目前已发现的限制酶有4000多种。限制酶EcoR1的识别序列及切割点分别是什么？GAATTC序列，G与A之间基因工程最基本的工具基因的针线──DNA连接酶基因工程最基本的工具基因的运输工具——运载体常用的运载体:质粒、噬菌体、动植物病毒目的基因的检测和表达已导入未导入未导入未导入目的基因的检测和表达重组DNA分子进入受体细胞后，是否一定能表达？基因工程基因重组不同物种间的不同基因定向改造生物的遗传性状基因工程的概念 标准概念：基因工程又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。这种技术是在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类所需要的基因产物。通俗概念：基因工程就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。列表分析总结基因工程的概念 基因拼接技术或DNA重组技术生物体外基因DNA分子水平剪切→拼接→导入→表达产生人类需要的基因产物例：下列有关育种的优缺点的途述，不正确的是
A．只有基因工程育种能定向改造生物的遗传性状
B．诱变育种能提高变异的频率，大幅度改良某些 性状，但突变是不定向的，处理材料较多，突 变后有利的个体少。
C．单倍体育种，方法复杂，但能明显缩短育种年 限，多倍体育种的原理是染色体变异。
D．杂交育种，后代往往出现性状分离，育种过程 繁杂而缓慢，亲本的选择一般限制在两种生物 范围内。例:下列有关基因工程技术的叙述,正确的是
A.重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、连接　　　　　 酶和运载体
B.所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸 序列
C.选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌 繁殖快
D.只要目的基因进入受体细胞就能成功实现表达最基本工具例题1：以下有关基因工程的叙述，正确的是
A.基因工程是细胞水平上的生物工程
B.基因工程的产物对人类都是有益的
C.基因工程产生的变异属于人工诱变
D.基因工程育种的优点之一是目的性强分子水平基因重组有的有害例．如图是将人的生长素基因导入细菌Ｂ细胞内制造“工程菌”示意图，所用运载体为质粒Ａ。已知细菌Ｂ细胞内不含质粒Ａ，也不含质粒Ａ上的基因，质粒Ａ导入细菌Ｂ后，其上的基因能得到表达。将目的基因连接到质粒Ａ上，常用的酶有①蛋白酶②限制性核酸内切酶③RNA聚合酶④DNA连接酶
Ａ．①②　　Ｂ．④　　Ｃ．①③　　Ｄ．②④
例：用烟草的花药离体培育成烟草新品种；用抗倒伏易染锈病的小麦与易倒伏抗锈病的小麦培育成抗倒伏抗锈病的小麦；培育无籽西瓜；用60C0辐射稻种，育成水稻优良品种；培育抗虫棉。以上育种方法依次属于 　　①诱变育种 ②杂交育种 ③单倍体育种　④多倍体育种　 ⑤ 基因工程育种
Ａ．①②③④⑤ Ｂ． ⑤ ④ ③ ② ①
Ｃ．③④⑤ ② ① Ｄ．③ ② ④ ① ⑤1.基因突变 2.基因重组 3.染色体变异　 4.提高变异频率,后代变异性状较快稳定 5.能将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起,改良品种 6. 定向改造生物的遗传性状 7.器官大，营养物质含量高 8.明显缩短育种年限 　10.处理材料较多，突变后有利个体少 11.可能引发生态危机 　12.育种年限长 13.发育延迟，结实率低，在动物中难以开展 14.方法复杂，成活率较低，需与杂交育种配合547861210131411例：下列关于质粒的叙述，正确的是
Ａ.质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状 细胞器
B.质粒是细菌细胞质中能自主复制的小型环状 DNA分子
C.质粒只存在于细菌细胞内
D.细菌质粒的复制过程一定是在宿主细胞外独 立进行的选择育种杂交育种诱变育种基因工程育种单倍体育种多倍体育种谢谢