课件22张PPT。第一节 杂交育种与诱变育种［问题情景］
例1：小麦高秆（D）对矮秆（d）为显性，抗锈病（T）对不抗锈病（t）为显性，现有纯合的高秆抗锈病的小麦（DDTT）和矮秆不抗锈病的小麦（ddtt）两个品系，根据你前面所学的遗传变异基本规律的有关知识，你能否设计一个育种步骤怎样才能得到矮秆抗病的优良品种（ddTT）？①请你写出育种的步骤；②用遗传图解表示出育种过程。
以下是杂交的育种参考方案： Ｐ 高抗 矮不抗Ｆ１ 高抗Ｆ２DDTTddttDdTtddTt高抗 高不抗 矮抗 矮不抗ddTT矮抗 矮不抗ddTtddTT杂交F3以下是育种的参考步骤：育种步骤①让纯种的高秆抗锈病和矮秆易染锈病小麦杂交得F1 ； ②让F1自交得F2 ； ③选F2中矮秆抗锈病小麦自交得F3； ④淘汰F3中的矮秆不抗病个体，选出F3中的
矮秆抗锈病小麦再进行自交，再选优，经过
几次连续不断的自交和选优。
试一试：动物的杂交育种方法 假设现有长毛立耳猫（BBEE）和短毛折耳猫（bbee），你能否培育出能稳定遗传的长毛折耳猫（BBee）？写出育种方案（图解）长毛折耳猫短毛折耳猫长毛立耳猫长毛立耳 短毛折耳BBEEbbee长立 长折 短立 短折BbeeBBeeBBeeBbeebbeebbee长折 短折长折 长折 短折杂交 ＰＦ１ Ｆ２F3长折 短折1、动物杂交育种中纯合子的获得不能通过逐代自交，而应改为测交。
2、比植物杂交育种所需年限短。结合上述几个实例，请总结出杂交育种的的原理、优点和缺点？原理： 基因重组方法： 优点：使位于不同个体上的多个优良性状集中于一个个体上，即“集优”,能产生新的基因型。缺点：杂交育种只能利用已有基因的重组，按需选择，并不能创造新的基因。杂交后代会出现分离现象，育种过程缓慢，过程复杂。杂交→自交→选优→ 自交概念：杂交育种是将两个或多个品种的优良性状通过
交配集中在一起，在经过选择和培育，获得新
品种的方法。2、有没有更好的育种方法可以弥补
杂交育种的这些缺陷呢？一、杂交育种1、杂交育种不能创造新的基因，并且所需时间要长，你知道在什么情况下能够产生新的基因吗？可以用什么方法处理？[知识归纳总结]［问题情景］
资料分析：我国运用返回式运载卫星搭载水稻种子，返回地面后种植，培育出的水稻穗长粒大，亩产达600kg，最高达750kg，蛋白质含量增加8%-20%，生长期平均缩短10天。请回答：
（1）水稻产生这种变异的来源是_______，产生变异的原因是________。 基因突变 各种宇宙射线和失重的作用，使基因的分子结构发生改变。 （2）这种方法育种的优点有__________。
能提高突变频率，加速育种进程，并能大幅度改良某些性状 ［思考与讨论］与杂交育种相比，诱变育种有什么优点？联系基因突变的特点，谈谈诱变育种的局限性。要想克服这些局限性，可以采取什么办法？
诱变育种的优点：是能够提高突变率，在较短的时间内获得更多的优良变异类型。是诱发突变的方向难以掌握，突变体难以集中多个理想性状。要想克服这些局限性，可以扩大诱变后代的群体，增加选择的机会。诱变育种的局限性：二、诱变育种原理： 基因突变 方法： 物理方法(紫外线、α射线、失重等)或化学方法(亚硝酸、硫酸二乙酯等)处理植株，再选择符合要求的变异类型 优点：产生新基因和新的性状，能提高变异的频率，后代变异性状能较快稳定，加速育种进程。缺点：应用:太空辣椒的培育 、青霉菌的选育等微生物的育种方面诱变育种的局限性是诱发突变的方向难以掌握，突变体难以集中多个理想性状。要想克服这些局限性，可以扩大诱变后代的群体，增加选择的机会。[知识归纳总结]用于微生物育种：例如青霉素的选育。1943年从自然界分离出来的青霉菌只能产生青霉素20单位/mL。后来人们对青霉菌多次进行X射线、紫外线照射以及综合处理，培育成了青霉素高产菌株，目
前青霉素的产量
已达到50000～
60000单位/mL。中间为青霉菌，周围是细菌。育种的方法有多种，各有各的优点，我们要合理的有机结合各种方法，高效的达到各种目的。如果水稻的某迟熟（AA)品种,那么我们有什么好办法快速的得到早熟（aa）品种？四、灵活创新、实际应用人工诱变 + 单倍体育种早熟品种(aa) 当年就可以培育出优良新品种！迟熟品种
(AA)杂合子
(Aa) 幼苗 （A）幼苗
（a）迟熟品种(AA)时间：你还记得杂交育种的步骤吗？高杆抗病矮杆不抗病F1F2杂交育种原理：基因重组诱变育种原理：基因突变多倍体育种ABDR不育杂种原理：染色体变异单倍体育种XF1幼苗DDTTddttDdTtddTTDdTt原理：染色体变异秋水仙素处
理萌发的种
子或幼苗花药离体培养后，人工诱变染色体加倍基因重组基因突变染色体变异可以集中两个亲本的优良性状可以提高变异的频率，改良某些性状，育种年限缩短，茎秆粗，果实和种子大，营养物丰富明显缩短
育种的年限不能产生新基因；杂交后代会出现分离现象，育种进程慢。是诱发突变的方向难以掌握，突变体难以集中多个理想性状。发育迟，结实率低高度不育，弱小三、比较各种育种的方法杂交自交筛选自交【例３】、现有两个小麦品种，一个纯种小麦性状是高杆(D)，抗锈病(T)；另一个纯种小麦的性状是矮杆(d)，易染锈病(t)。两对基因独立遗传。育种专家提出了如图所示的Ⅰ、Ⅱ两种育种方法以获得小麦新品种。问：
(1)要缩短育种年限，应选择的方法是_____________，依据的变异原理_________；另一种方法的育种原理是：
__________________。
(2)图中①和④基因组成分别为
____________和___________。
(3)(二)过程中，D和d的分离
发生在____________；
（三）过程采用的方法称
为______________； （四）过程最常用的化学药剂是______________________,
这种育种方法的优点是 。Ⅰ 染色体变异 基因重组 DT ddTT 减数分裂第一次分裂 花药离体培养 秋水仙素 可以明显的缩短育种年限 【例１】小麦抗锈病(T)对易染病(t)为显性，易倒伏(D)
对抗倒伏(d)为显性。Tt位于一对同源染色体上，Dd位于
另一对同源染色体上。现用抗病但易倒伏纯种和易染病
抗倒伏的纯种品种杂交，来培育既抗病又抗倒伏的高产
品种。请回答：
(1)F2代中，选种的数量大约占F2的（ ）
A.9/16 B.3/16 C.1/16 D.4/16
(2)抗病又抗倒伏个体中，理想基因型是（ ）
A.DT B．Dt C．ddTT D．Ddtt
(3)F2代中理想基因型应占（ ）
A.1/3 B.2/3 C.1/16 D.2/16
(4)F2代选种后，下一步应（ ）
A．杂交 B.测交 C．自交 D．回交
B CCC【例２】．右图纵轴表示青霉菌的菌株数，横轴表示青霉菌产生的青霉素产量，曲线a表示使用诱变剂前菌株数与产量之间的变化，曲线b、c、d表示使用不同剂量的诱变剂后菌株数与产量之间的变化。请根据图回答：
(1)从曲线a可以看出青霉菌中存在不同变异类型的个体，有的产生青霉素多，有的产生青霉素少。引起这种变异的主要来源是 。(2)曲线b和a相比，说明了 。
(3)b、c、d 3条曲线比较，说明了 。
(4)比较b、c、d 3条曲线的变化，最符合人们的菌株是 ，
从中我们可得到什么启示?
基因突变 诱变剂可以引起青霉菌发生基因突变，使青霉素的产量提高
基因突变具有不定向性 d曲线对应的青霉菌株 人们可以通过反复诱变，不断地从诱变产生的突变中
筛选出高产菌株，从而提高青霉素的产量。 【例４】、以下分别表示几种不同的育种方法。请分析回答： （1）A所示过程称“克隆”技术，新个体丙的基因型应与亲本中的_____________个体相同.
（2）B过程中，由物种P突变为物种P1。在指导蛋白质合成时，③处的氨基酸由物种P的_______ 改变成了_________。（缬氨酸GUC；谷氨酰胺CAG；天门冬氨酸GAC）
（3）C过程所示的育种方法叫做_____________，该方法最常用的做法是在①处_____________ （4）D表示的育种方法是______________，若要在F2中选出最符合要求的新品种，最简便的方法是_________________________________________________________________。
（5）E过程中，②常用的方法是________________________，与D过程相比，E方法的突出优点是_________________________________________________。
甲 天门冬氨酸 缬氨酸 多倍体育种 用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 杂交育种 从F2中选出符合要求的个体连续自交，直到得到不发生性状
分离的个体 花药离体培养 明显缩短育种年限课件29张PPT。 基因工程及其应用 (1)青霉菌能产生对人类有用的抗生素＿青霉素
(2)豆科植物的根瘤菌能够固定空气中的氮气
(3)人的胰岛素细胞能分泌胰岛素调节血糖的浓度．
抗虫害的玉米 转基因超级鼠 水母 转基因西红柿转基因鲑鱼 (1)为什么能把一种生物的基因“嫁接”到另一种生物上？
(2)推测这种“嫁接”怎样才能实现？
(3)这种“嫁接”对品种的改良有什么意义？ 基因工程：又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。通俗的说，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。原理：基因重组操作水平：DNA分子水平结 果：定向地改造生物的遗传性状，获得人类所需要的品种。一、 基因工程目的基因 二、 基因操作的工具专一性 被同一种限制酶切断的几个DNA是否具有相同的黏性末端？ 基因的针线：DNA连接酶 ２、基因的针线──DNA连接酶 连接酶的作用是：将互补配对的两个黏性末端连接起来，使之成为一个完整的DNA分子。重播 3、基因的运输工具——运载体常用的运载体：质粒、噬菌体和动植物病毒标记基因，便于进行检测。 运载体必须同时满足三个要求：①能与目的基因结合；②能进入受体生物细胞并在受体生物细胞内复制并表达；③比较容易得到。 第一步：获取目的基因：
三、基因工程基本步骤 第二步、目的基因与运载体结合 用与提取目的基因相同的限制酶切割质粒使之出现一个切口，将目的基因插入切口处，让目的基因的黏性末端与切口上的黏性末端互补配对后，在连接酶的作用下连接形成重组DNA分子。 第三步：将目的基因导入受体细胞常用的受体细胞：菌类和动植物细胞 第四步、目的基因的表达和检测 大量的受体细胞接受不多的目的基因。处理的受体细胞中真正摄入了目的基因的很少，必须将它从中检测出来。
将每个受体细胞单独培养形成菌落，检测菌落中是否有目的基因的表达产物。淘汰无表达产物的菌落，保留有表达产物的进一步培养、研究。 四、 基因工程的应用一、基因工程与作物育种 生长快、肉质好的转基因鱼(中国)乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷) 转黄瓜抗青枯病基因的甜椒获得高产、稳产和具有优良品质的农作物和具有抗逆性的作物新品种。 2、基因工程与药物研制我国生产的部分基因 工程疫苗和药物 许多药品的生产是从生物组织中提取的。受材料来源限制产量有限，其价格往往十分昂贵。 微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化生产。若将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内，让它们产生相应的药物，不但能解决产量问题，还能大大降低生产成本。 胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。 将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每2000L培养液就能产生100g胰岛素！使其价格降低了30%-50%! 3、 环境保护 基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。 通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类，用基因工程培育成功的“超级细菌”却能分解石油中的多种烃类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解DDT等毒害物质。 利用基因工程培育的“指示生物”能十分灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境污染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染物。 转基因生物和转基因食品的安全性你认为应该如何对待转基因生物和转基因食品的安全性问题？ 练习：⒈要使目的基因与对应的载体重组，所需的两种酶是（ ）
①限制酶 ②连接酶 ③解旋酶 ④还原酶 Ａ．①② Ｂ．③④ Ｃ．①④ Ｄ．②③
⒉实施基因工程的第一步的一种方法是把所需的基因从供体细胞内分离出来，这要利用限制性内切酶。一种限制性内切酶能识别ＤＮＡ分子的ＧＡＡＴＴＣ顺序，切点在Ｇ和Ａ之间，这是利用了酶的（ ）
Ａ．高效性 Ｂ．专一性
Ｃ．多样性 Ｄ．催化活性易受外界影响ＡＢ ⒊基因工程的正确操作步骤是（ ） ①使目的基因与运载体结合 ②将目的基因导入受体细胞 ③检测目的基因的表达是否符合特定性状要求 ④提取目的基因 Ａ． ③② ④ ① Ｂ． ② ④① ③ Ｃ． ④① ② ③ Ｄ． ③ ④ ① ② ⒋采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因的作法正确的是（ ）（２００３理综第７题） ①将毒素蛋白注射到棉受精卵中 ② 将编码毒素蛋白的ＤＮＡ序列，注射到棉受精卵中 ③将编码毒素蛋白的ＤＮＡ序列，与质粒重组，导入细菌，用该细菌感染棉的体细胞，在进行组织培养 ④将编码毒素蛋白的ＤＮＡ序列，与细菌质粒重组，注射到棉的子房并进入受精卵中 Ａ．① ② Ｂ． ② ③ Ｃ． ③ ④ Ｄ．④ ① ＣＣ 谢谢指导
