第六章 从杂交育种到基因工程
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第六章从杂交育种到基因工程
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第一节杂交育种与诱变育种第二节基因工程及其应用
【考试大纲】Ⅱ( 1 )生物变异在育种上应用
( 2 )基因工程的诞生( 3 )基因工程的原理及技术( 4 )基因工程的应用
ⅠⅡⅡ
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【课程标准】1 、搜集生物变异在育种上应用的事例。 2 、简述基因工程的诞生。3 、简述基因工程的原理及技术。 4 、举例说出基因工程的应用。 5 、调查基因工程产品在社会中的应用情 况,讨论转基因生物的利与弊。 关注转基因生物和转基因食品的安全性。
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1 、杂交育种的原理?2、什么是诱变育种?原理?3、杂交育种和诱变育种各有哪些优点和不足?4、什么是基因工程?5、基因工程的原理是什么?6、基因工程有哪些应用?7、转基因食品安全吗?
【 1 、 2 小节复习知识点】
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小麦小麦高秆(高秆( DD )对矮)对矮秆(秆( dd )为显性,抗锈病)为显性,抗锈病(( TT )对不抗锈病()对不抗锈病( tt )为)为显性,现有纯合的显性,现有纯合的高秆抗锈高秆抗锈病的小麦(病的小麦( DDTTDDTT ))和和矮秆不矮秆不抗锈病的小麦(抗锈病的小麦( ddttddtt ),),可可采用采用哪些育种方式哪些育种方式得到符合得到符合人类要求人类要求的优良品种?的优良品种?
第一节杂交育种与诱变育种
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育种方案育种方案::
杂交育种杂交育种
单倍体育种单倍体育种
诱变育种诱变育种
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杂交育种的优杂交育种的优点是很明显的,但是点是很明显的,但是在实际操作中会遇到在实际操作中会遇到不少困难。请从杂交不少困难。请从杂交后代可能出现的各种后代可能出现的各种类型,以及育种时间类型,以及育种时间等方面,分析杂交育等方面,分析杂交育种方法的不足。种方法的不足。
P DDTT 高秆抗锈病 × ddtt 矮秆易染锈病
F1 DdTt 高秆抗锈病
F2 ddTt 、 ddTT 矮秆抗锈病
自 交
自 交
Fn ddTT 矮秆抗锈病
∶∶∶∶∶∶
杂交育种
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概念概念:: 杂交育种是杂交育种是将两个或多个品种的优良性状将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起通过交配集中在一起,再经过选择和培育,获,再经过选择和培育,获得新品种的方法。得新品种的方法。原理原理:: 基因重组基因重组优点优点:: 能集中位于不同品种中的优良性状能集中位于不同品种中的优良性状。。缺点缺点:: 只能利用已有的基因组,并只能利用已有的基因组,并不能产生新的不能产生新的基因。杂交进程缓慢,过程繁琐。基因。杂交进程缓慢,过程繁琐。应用应用:: 杂交水稻、中国荷斯坦牛等杂交水稻、中国荷斯坦牛等
杂交育种
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20042004 年十大感动中国人物年十大感动中国人物 颁奖辞颁奖辞
他是一位真正的耕耘者。当他还他是一位真正的耕耘者。当他还是一个乡村教师时,已具有颠覆世界权威的是一个乡村教师时,已具有颠覆世界权威的胆识;当他名满天下时,却仍专注于田畴。胆识;当他名满天下时,却仍专注于田畴。淡薄名利,一介农夫,播撒智慧,收获富足。淡薄名利,一介农夫,播撒智慧,收获富足。他毕生的梦想,就是让所有的人远离饥饿。他毕生的梦想,就是让所有的人远离饥饿。喜看稻菽千重浪,最是风流袁隆平。喜看稻菽千重浪,最是风流袁隆平。
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γγ 射线射线P P DDTTDDTT 高秆抗锈
病
ddTTddTT 矮秆抗锈病
γγ 射线射线P P ddttddtt 矮秆不抗锈病
ddTTddTT 矮秆抗锈病
或或
与杂交育种相与杂交育种相比,诱变育种有什么优比,诱变育种有什么优点?联系基因突变的特点?联系基因突变的特点,谈谈诱变育种的局点,谈谈诱变育种的局限性。要想克服这些局限性。要想克服这些局限性,可心采取什么办限性,可心采取什么办法?法?
诱变育种
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概念概念:: 利用物理因素(如利用物理因素(如 x x 射线,射线, γγ 射线、射线、紫外线,激光等)或化学因素(如亚硝酸、硫紫外线,激光等)或化学因素(如亚硝酸、硫酸二乙酯等)处理生物,使生物发生酸二乙酯等)处理生物,使生物发生基因突变基因突变。。原理原理:: 基因突变基因突变
诱变育种
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优点优点:: 提高变异的频率,加速育种进程。 提高变异的频率,加速育种进程。 大幅度地改良某些性状。大幅度地改良某些性状。缺点缺点:: 难以控制突变方向,多数变异有害难以控制突变方向,多数变异有害应用应用: : 农作物育种——农作物育种——黑农五号大豆黑农五号大豆 ((产量提高产量提高 16%16% 、含油量提高、含油量提高 2.5%)2.5%)
微生物育种——青霉素微生物育种——青霉素 (20(20单位单位 /ml→50000/ml→50000 单位单位 /ml)/ml)
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利用太空环境研究植物生长发育和遗传变异的研究始于上世纪 60年代初期,迄今已有 40多年的历史。前苏联 (俄罗斯 )、美国空间植物学研究的主要目标,定位在以探索空间条件下植物生长发育规律,改善空间人类生存的小环境,解决宇航员的食品供给及生存安全等,这是为了将来“太空里的人类”。因而美国航空航天局于 1995 年建立了引力生物学中心,重点研究植物对引力的感受和反应,但其最终目标仍是开发出更加适于太空旅行的植物。 而我国的太空育种则把更多的注意力投向如何利用空间环境资源,开辟选育植物优良品种的新途径,这是为了现在“地球上的人类”。因为目的的不同,导致现在有“中国已经走上太空育种的最前沿”一说。
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““神舟”三号飞船上搭载的神舟”三号飞船上搭载的 3838种共计种共计 200200克克
神舟三号”飞船从太空带回的试管种苗 神舟三号”飞船从太空带回的试管种苗
““神舟”五号搭载育成的巨人南瓜神舟”五号搭载育成的巨人南瓜 甘肃种植的太空育种的蔬菜甘肃种植的太空育种的蔬菜
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DDTT 高秆抗锈病 × ddtt 矮秆易染锈病
DdTt 高秆抗锈病
DT 、 dT 、 Dt 、dt
花药离 体培养
ddTT 矮秆抗锈病
DT 、 dT 、 Dt 、dt
秋水仙 素处理
单倍体 幼苗
花粉
纯合体 植株
F1
P
单倍体育种
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一、基因工程 一、基因工程 (( 原理原理 :: 基因重组基因重组 ))11 、概念:、概念:
就是按照人们的意愿,把一种生物的某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另一种生物的细胞里,定向地改造生物的遗传性状。传性状。
基因工程的别名 基因拼接技术或 DNA 重组技术操作环境 生物体外操作对象 基 因操作水平 DNA 分子水平基本过程 剪切→拼接→导入→表达结果 人类需要的基因产物
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2 、 基因的“剪刀”
——限制性内切酶 识别特定核苷酸序列,切割特定 DNA 切点,具特异性。
并裂解磷酸二酯键。
例:大肠杆菌的一种限制酶 (EcoRⅠ) 能识别 GAATTC 序列,并在 G和 A之间切开。
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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。
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C
T
T
A
A
G
G
C
AA
T
T
例: EcoRI
酶切位点
限制酶:从特殊的酶切位点将 DNA 分子切开
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3 、基因的“针线” ——DNA连接酶
连接酶的作用: 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。
连接的部位: 生成 3-5磷酸二酯键 (与限制酶作用位点相同 )
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4 、基因的运载体 ——质粒或病毒作用: 将外源基因送入受体细胞。条件: A 能在宿主细胞内复制并稳定地保存。
B 具有多个限制酶切点。 C 具有某些标记基因。
种类: 质粒、噬菌体和动植物病毒。
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质 粒
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①① 从细胞中分从细胞中分离出离出 DNADNA
①①
②②
③③
④④
⑤⑤
⑥⑥
②② 限制酶截取限制酶截取DNADNA 片断片断
③③ 分离大肠杆分离大肠杆菌中的质粒菌中的质粒
④ ④ DNADNA 重组重组
⑤⑤ 用重组质粒用重组质粒转化大肠杆菌转化大肠杆菌
⑥⑥ 培养大肠杆菌培养大肠杆菌克隆大量基因克隆大量基因
基因工程过程示意图
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基因工程的操作步骤基因工程的操作步骤
AA 提取目的基因提取目的基因
BB 目的基因与运载体 目的基因与运载体 结合 结合
CC 目的基因导入受体 目的基因导入受体 细胞 细胞
DD 目的基因的表达和目的基因的表达和检测 检测
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二、基因工程的应用:二、基因工程的应用:11 、基因工程与作物育种、基因工程与作物育种
22 、基因工程与药物研制:、基因工程与药物研制:
三、转基因生物和转基因食品的三、转基因生物和转基因食品的安全性:安全性:
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转基因马铃薯转基因烟草
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抗虫棉 抗 CMV 甜椒
抗虫原理?抗虫结果?抗虫原理?抗虫结果?
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玉米起源于美洲大陆, 15 世纪传入欧洲, 16 世纪经葡萄牙传入中国,现在遍布全世界。远在古代,美洲的印第安人就选择和培育了许多穗大粒饱的玉米。原来他们把玉米奉为神灵,用作祭祀的玉米是在隔离条件下种植的,经过精心管理和认真选育,不仅果穗硕大、颗粒饱满,而且品质优良,无任何杂粒,这样就选育出了具有优良性状的玉米品种。
印第安人培育玉米造福全人类
育种方式总结 :
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古印第安人是最早选择和培育玉米的,最突出的贡献是选育了果穗硕大、淀粉含量高的玉米。请分析古印第安人培育玉米的方法所隐含的遗传学原理及其优缺点。
( 1 )古印第安人培育玉米的方法称为 。( 2 )这里的“选择”的含义是 。( 3 )“用作祭的玉米是在隔离条件下种植的”其中“隔离”作
用是 。
选择育种汰劣留良
防止劣质玉米与选择的具有优良性状的玉米杂交,使优良性状得到不断的积累。
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( 5 )现代育种工作是否运用选择育种的“汰劣留良”这一措施?
( 4 )选择育种的优是 缺点是 选择范围有限,育种周期长。
技术简单、容易操作。
其他育种方式也有这一步骤的选择。
强调—— 选择育种的局限性是:只能利用生物在自然环境条件下产生的有限变异,在已有的性状组合中选育优良品种(缺点)。
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1 、想让许多优良性状集中在一个个体上?2 、想要自然界没有的更优良的性状?3 、尽快获得优良纯合体?4 、获得多倍体的优良性状?5 、定向改良生物某性状(或使其具备另一物种的某种性状)?6 、获得两个物种的特性?
我们的问题
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下图分别表示了哪几种育种方法?A—F 具体表示了什么过程?
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1 、该图解表示哪种育种方法?
2 、 A 和 D 过程叫什么?
3 、依据的原理是什么?
将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起,再经过选择和培育,获得新品种的方法。
杂交;自交
基因重组
杂交育种
一、杂交育种
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4 、杂交育种有哪些优点和不足?
不同个体的优良性状集中到新品种上,方法简单、技术要求不高。
杂交出现性状分离,育种时间长,不产生新基因等。
5、我国在杂交育种方面取得了哪些重大成果?
杂交稻、荷斯坦牛等
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植物杂交的育种参考方案:植物杂交的育种参考方案: P 高抗 矮不抗P 高抗 矮不抗
FF1 1 高抗 高抗
FF22
DDTT ddtt
DdTt
ddTt
高抗 高不抗 矮抗 矮不抗
ddTT矮抗ddTT
ddTt矮抗
ddTT矮抗 矮抗 矮不抗
ddTt
ddTT
杂交
自交
选优
自交
F3选优
思考:要培育出一个能稳定遗传的植物品种至少要几年?
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动物的杂交育种
中国荷斯坦牛:荷斯坦—弗里生
牛与我国黄牛杂交选育后逐渐形
成的优良种。泌乳期可达 305天,
年产乳量可达 6300kg以上。
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试一试:动物的杂交育种方法
假设现有长毛立耳猫(假设现有长毛立耳猫( BBEBBEEE)和短毛折耳猫()和短毛折耳猫( bbeebbee),你能),你能否培育出能稳定遗传的长毛折耳猫否培育出能稳定遗传的长毛折耳猫(( BBeeBBee)?写出育种方案(图解))?写出育种方案(图解)
长毛折耳猫
短毛折耳猫
长毛立耳猫
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长毛立耳 短毛折耳BBEE bbee
长毛立耳 BbEe 长毛立耳BbEe
长立 长折 短立 短折BbeeBBee
BBee Bbee bbeebbee长折 短折
长折 长折 短折
杂交
F1间交配
选优
测交
PP
FF1 1
FF22
F3
长折 短折
思考:要培育出一个能稳定遗传的动物品种至少要几年?
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11 、动物杂交育种中纯合子的获得不能通过逐代自交,、动物杂交育种中纯合子的获得不能通过逐代自交,而应改为同种基因型个体间杂交。而应改为同种基因型个体间杂交。22、比植物杂交育种所需年限短。、比植物杂交育种所需年限短。
小结: 杂交育种的概念: 原理:基因重组 方法:
植物:杂交 自交 选优 自交动物: (相互交配) (测交)
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思考与讨论 杂交育种的优点是很明显的,但是在实际操作中会遇到不少困难。请从杂交后代可能出现的各种类型,以及育种时间等方面,分析比较杂交育种方法的不足。
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。杂交后代会出现性状分离现象,育种进程缓慢,过程繁琐。
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诱变育种
1 、该图解表示哪种育种方法?依据的原理是什么?
2、这种育种方法常用的诱变因素是什么?
基因突变
太空(辐射、失重)
二、诱变育种
物理因素 (紫外线、 α射线、失重等 )或化学因素 (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
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4、举例说明这种育种方法培育的优良品种。
3 、该育种方法有哪些优势与不足?
有利变异少,须大量处理材料
提高变异频率,加速育种过程,可大幅度改良某些性状 ;变异范围广
高产青霉菌、太空椒等。
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思考: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:
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。
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诱变育种应用 :
①农作物新品种的培育② 用于微生物育种,新品种具有抗病力强、产量高、品质好等优点。如“黑农五号”大豆,产量提高了 16% ,含油量比原来提高了 2.5% 。
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诱变育种除了采用常规的诱变育种方法外,还采用太空育种。
太空育种主要是利用返回式卫星和高空气球能达到的高空环境,通过强辐射、微重力和高真空等条件使植物种子的基因发生基因
突变的作物育种新技术。
我国已培育成功许多太空作物:
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空间生命科学:高真空 (10—8pa)微重力 (10—4g)强辐射 (尤其是危害性极大的 HZE )
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② 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。
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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?
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。
不足:诱变育种的方向难以掌握,多数有害
克服: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。
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单倍体育
种
1 、该图解表示哪种育种方法?
2、 A、 B、 C 分别表示什么过程?
3、该育种方法依据的原理是什么?
杂交、花药离体培养、秋水仙素处理幼苗
染色体变异
技术难度最大是哪一步?
三、单倍体育种
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4、该育种方法有哪些优势与不足?
获得纯合体植株 ,明显缩短育种年限
技术较复杂,需与杂交育种结合。多限于植物。
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多倍体育
种1 、此图解表示那种育种方法? 依据的原理是什么?
2、 F表示什么过程?
3、该育种方法有哪些优点和缺点?
染色体变异
植物器官大,产量高,营养丰富
发育延迟,结实率降低。只适于植物
秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
四、多倍体育种
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多倍体育种
番茄( AA)
甜椒( BB
)
AB
AABB
×
杂交
不育 异源二倍体
秋水仙素处理 使染色体加倍
可育的番茄椒(异源四倍体)
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以上我们复习了多少种育种的方法?
杂交育种
单倍体育
种
诱变育种
多倍体育
种
除了以上复习的四种育种方法,你知道还有哪些其他育种方法吗?
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这是什么育种方法?它还要结合什么方法才能完成?
基因工程育
种
植物组织培
养
这种育种方法依据什么原理?有什么优点和缺点?
基因重组
打破物种界限,定向改造生物性状
可能会引起生态危机,技术难度大
五、基因工程
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这又是什么育种方法?它也要结合什么方法才能完成?
细胞工程育种
植物组织培
养
这种育种方法所依据的原理又是什么?有何优点和缺点?
细胞的全能性
想一想:植物细胞 A和植物细胞 B要如何处理才能进一步融合?
能克服远缘杂交的不亲和性,有目的地培育优良品种。
技术复杂,难度大。
六、细胞工程
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杂种细胞
杂种植株
番茄细胞 (2n)
甜椒细胞 (2n)
原生质体
正在融合的原生质体
愈伤组织
4n
原生质体融合
组织培养
植物细胞工程(植物体细胞杂交)育种
去壁
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现在我们一共复习了 多少种育种方法?
杂交育种
单倍体育
种诱变育种
多倍体育
种
基因工程育
种
细胞工程育
种
需要植物组织培养技术的支持
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杂交 -自交 -选优 -自交
基因工程的步骤
青霉素高产菌株的培育
太空椒
矮秆抗锈病的小麦
产生人胰岛素的大肠杆菌
抗虫棉
基因水平 :
途径与
方法
举例
原 理 基因突变 基因重组 基因重组
诱变育种 杂交育种 基因工程育种
辐射诱变、激光诱变、化学诱变 –选择
优点
缺点
提高变异频率,加速育种过程,可大幅度改良某些性状;变异范围广
有利变异少,须大量处理材料
将不同个体的优良性状集中到新品种上
时间长,需及时发现优良性状
打破物种界限,定向改造生物性状
可能会引起生态危机
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染色体变异
花药离体培养再经人工诱导使染色体加倍
一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
获得纯合体植株 , 明显缩短育种年限
植物器官大,产量高,营养丰富
单倍体育种培育矮秆抗锈病小麦
三倍体无子西瓜八倍体小黑麦
染色体水平 :
途径与
方法
举例
原 理
单倍体育种 多倍体育种
染色体变异
优点
缺点
技术较复杂,需与杂交育种结合。多限于植物
发育延迟,结实率降低。只适于植物
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克隆羊鲤鲫核移植
细胞水平 :
途径与
方法
举例
原 理
细胞工程育种
去细胞壁→原生质体融合→杂种细胞→组织培养
核移植→胚胎移植
优点
缺点
保存濒危物种保持优良品种
技术复杂,难度大
能克服远缘杂交的不亲和性,有目的地培育优良品种
番茄 -马铃薯白菜 -甘蓝
植物: 动物克隆:
细胞的全能性
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归纳总结
最简易(常规)的育种方法是:
最快速的育种方法是:
种间育种方法是:
能创造新性状的育种方法是:
杂交育种
单倍体育种
基因工程育种、细胞工程育种
诱变育种
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请写出下面各项培育方法:( 1 )通过花药离体培养再用秋水仙素加倍得到烟草新品种的方法是 。
( 2)用 60Co 辐射谷氨酸棒状杆菌,选育出合成谷氨酸的新菌种,所用方法是 。
( 3)用小麦和黑麦培育八倍体黑小麦的方法是 。
( 4)将青椒的种子搭载人造卫星,在太空中飞行数周后返回地面,获得了果大、肉厚和维生素含量高的青椒新品种,这种育种原理本质上属于 。
( 5)用抗倒伏、不抗锈病和不抗倒伏、抗锈病的两个小麦品种,培育出抗倒伏、抗锈病的品种,所用方法是 。
单倍体育种
诱变育种
多倍体育种
诱变育种
杂交育种
![Page 64: 第六章 从杂交育种到基因工程](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020918/56814f0a550346895dbc9ec9/html5/thumbnails/64.jpg)
( 6 )用秋水仙素或硫酸二乙酯处理蕃茄、水稻种子,获得成熟期早、蛋白质含量高的品系,这种方法是 。
( 7 )将白菜与甘蓝的体细胞用酶处理,再用聚乙二醇使其融合,通过组织培养获得新的植物品种。这种方法是 。
( 8 )将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花受精卵中,培育出抗虫棉的方法是 。
( 9 )生产“人工种子”采用的方法是 。
多倍体育种
细胞工程育种
基因工程育种 植物组织培养
![Page 65: 第六章 从杂交育种到基因工程](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020918/56814f0a550346895dbc9ec9/html5/thumbnails/65.jpg)
想一想: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?
灵活创新、实际应用
![Page 66: 第六章 从杂交育种到基因工程](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020918/56814f0a550346895dbc9ec9/html5/thumbnails/66.jpg)
人工诱变 + 单倍体育种
早熟品种 (aa)早熟品种 (aa)
花药离体培养花药离体培养
当年就可以培育出优良新品种!
迟熟品种
(AA)
杂合子
(Aa)
人工
诱变
幼苗 ( A )
幼苗( a )
秋水仙素处理
迟熟品种 (AA)迟熟品种 (AA)秋水仙
素处理
√
![Page 67: 第六章 从杂交育种到基因工程](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020918/56814f0a550346895dbc9ec9/html5/thumbnails/67.jpg)
运用知识解决问题: [问题 1]:番茄是一种营养丰富、经济价值很高的果蔬,深受人们的喜爱。现有 3 个番茄品种, A品种的基因型为 AABBdd, B品种的基因型为 AAbbDD, C 品种的基因型为 aaBBDD。 3 对等位基因分别位于 3 对同源染色体上,并且分别控制叶形、花色和果形 3对性状。思考:( 1 )如何运用杂交育种方法利用以上 3 个品种获得基因型为 aabbdd的植株?如果从播种到获得种子需要一年,获得基因型为 aabbdd的植株最少需要多少年?(用文字简要描述获得过程即可)
(2) 如果要缩短获得 aabbdd 植株的时间,可采用什么方法?简述其过程?
![Page 68: 第六章 从杂交育种到基因工程](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020918/56814f0a550346895dbc9ec9/html5/thumbnails/68.jpg)
AABBdd × AAbbDD( A ) ( B )
AABbDd × aaBBDD
AaBbDd
aabbdd (种子)
aabbdd (植株 )
配子 abd
abd(单倍体幼苗)
aabbdd (植株 )
减数分裂
秋水仙素 处理
花药离体培养
第一年 第
二年
第三年
第四年
第三年
( C )
×
![Page 69: 第六章 从杂交育种到基因工程](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020918/56814f0a550346895dbc9ec9/html5/thumbnails/69.jpg)
[问题 2] :番茄营养丰富但不耐贮藏。为了解决番茄贮藏问题,研究者发现,一种耐贮藏基因能使果实长期贮藏。如果你是育种专家,你将如何育种? 思路一:通过是神州号宇宙飞船搭载种子进入太空。( 1 )飞船搭载的种子应当选刚萌发的种子,而非休眠的种子的原因是什么 ?
( 2 )这些番茄返回地面后,是否均可产生耐储藏变异?为什么?
种子萌发后进入细胞分裂, DNA 在复制过程中容易受到外界因素的影响而发生基因突变
不会。 变异是不定向的、随机的 ( 3 )将植物经太空返回地面后种植,发现该植物不耐贮存的性状(假设为隐性性状)突变为耐贮存性状(假设为显性性状)。①表现为耐贮存性状的种子能否大面积推广?说明理由。
② 简要叙述获得该显性耐贮存优良品种的步骤
不能。因为显性杂合体的杂交后代会发生性状分离。
方案一: a 、 种植后对花粉进行离体培养,得单倍体; b 、单倍体幼苗用秋水仙素处理,获得纯合体; c 、从纯合体中选取显性性状即为优良品种。方案二: a 、 将变异后的显性个体自交培养; b 、选择后代中的显性个体连续自交; c 、选择不再发生性状分离的显性个体的种子作优良品种
![Page 70: 第六章 从杂交育种到基因工程](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020918/56814f0a550346895dbc9ec9/html5/thumbnails/70.jpg)
思路二:假设在某种植物体内有一种耐贮藏基因。你还能运用什么育种方法,简要说明过程?
提取耐贮藏基因
耐贮藏基因与运载体结合
重组 DNA分子导入农杆菌
该农杆菌去感染番茄体细胞
植物组织培养
选择所需植株 (转基因植物)
(转基因细胞)
![Page 71: 第六章 从杂交育种到基因工程](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020918/56814f0a550346895dbc9ec9/html5/thumbnails/71.jpg)
巩 固 练 习1 、下列技术能有效地打破物种界限,定向地改造生物的遗传性状,培育新的农作物优良品种的是( ) ① 诱变育种②基因工程育种③杂交育种④细胞工程育种⑤多倍体育种⑥单倍体育种A、①②③ B、②④ C 、④⑤ D、④⑥ 2、能够使植物体表达动物蛋白的育种方法是( )A.单倍体育种 B.杂交育种 C.基因工程育种 D.多倍体育种
3、在动物育种中,用一定剂量的 X射线处理精巢,可得到大量的变异个体,这是因为( ) A.合子都是纯合体 B.诱发了雄配子发生高频率的基因突变 C.诱导发生了大量的染色体变异 D.提高了基因的互换率4、两个亲本的基因型分别为 AAbb和 aaBB,这两对基因按自由组合定律遗传 ,要培育出基因型为 aabb的新品种,最简单的方法是( )A.单倍体育种 B.杂交育种 C.人工诱变育种 D.细胞工程育种
B
C
B
B
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5 、番茄与甜椒自然杂交后形成的多年生草本植物番茄椒既像辣椒又像番茄,故称番茄椒,它同时具有番茄和甜椒的特点,番茄椒的叶片、茎干和株型酷似甜椒,而果实外型与番茄相似,其内部结构又与甜椒相似。果实色泽鲜红,表皮光滑有蜡质。果皮比较厚实,耐储运,货架期长,具有加热后对营养和颜色毫无影响的特性。但是番茄椒不能产生后代。
思考:怎样培育出可育的番茄椒?说出育种方法及过程?
番茄甜椒 番茄椒