第二节生物变异在生产上的应用 ( 育种 )

根据联合国粮农组织的统计，2005年有 6 241 512人死于饥饿和因饥饿引起的疾病。2006年全球的粮食缺口达5×1011t。全球共有34个国家直接面临粮食危机，饥饿人口达8.52亿。

第二节生物变异在生产上的应用(育种)

小麦高秆(D)对矮秆(d)显性，抗锈病(T)对不抗锈病(t)显性，现有纯合高秆抗锈病小麦(DDTT)和矮秆不抗锈病小麦(ddtt)，如何得到符合人们要求的矮杆抗病的优良品种？小麦高秆(D)对矮秆(d)显性，抗锈病(T)对不抗锈病(t)显性，现有纯合高秆抗锈病小麦(DDTT)和矮秆不抗锈病小麦(ddtt)，如何得到符合人们要求的矮杆抗病的优良品种？

杂交育种 矮抗矮抗矮抗 ddTT ddTt ddTT P 高抗　矮不抗杂交 ddtt DDTT 自交 F１高抗 DdTt 选择 F２高抗高不抗矮抗矮不抗纯合化矮抗矮不抗 ddTT 连续自交，选择能稳定遗传的优良品种。 ddTt

杂交自交选择纯合化 一、杂交育种 1、概念：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。基因重组。 2、原理： 3、常用方法： 4、优点：目的性强,将不同品种的优良性状组合在一起。 5、缺点：只能利用已有的基因组，不能产生新的基因，杂交进程缓慢。

二、诱变育种 1、概念：利用物理、化学因素诱导生物发生变异，并从变异后代中选育新品种的过程。 2、原理：基因突变、染色体畸变。 3、常用方法：辐射诱变、化学诱变。优良品种选择培育变异类型物理因素化学因素生物

提高突变频率，产生多种多样新类型。加速育种过程，改良作物品质。提高突变频率，产生多种多样新类型。加速育种过程，改良作物品质。 4、优点： 5、缺点：有利变异少，需大量处理供试材料，有一定的盲目性。 6、成功的例子：早熟的籼稻种子、抗性强的“太辐一号”小麦、青霉素的高产菌株、雌雄可辨的蚕(常染色体上卵色基因片段易位到W染色体上)。

资料： 航天技术的发展，使人类利用太空资源的愿望变成了现实。自1987年以来，中国利用自己研制的返回式卫星和神舟飞船进行了11次航天育种搭载试验，试验品种达1200多种。航天诱变育种是利用太空的物理环境作为诱变因子，太空环境条件很复杂，与地球表面主要差异是微重力、宇宙射线和高真空等，这些物理条件的综合作用使生物产生基因突变或染色体畸变。

太空育种大南瓜

当神舟六号航天飞船搭载着两位英雄宇航员成功返航时，一些特殊的乘客也回到了地球。他们是一些：生物菌种、植物组培苗和作物、植物、花卉种子等。在太空周游了115小时32分钟，返回地球后，搭载单位的科研人员将继续对它们进行有关试验。回答：（1）作物种子从太空返回地面后种植，往往能出现新的变异特征。这种变异的来源主要是植物种子经太空中的辐射后，其发生变异。请预测可能产生的新的变异对人类是否有益?，你判断的理由是。（2）试举出这种育种方法的优点：宇宙射线基因或染色体不一定基因突变是多方向的提高突变频率，加速育种过程，改良作物品质。

三、多倍体育种 • 被子植物中有1/3或更多的物种是多倍体植物。 • 多倍体茎秆粗壮，叶片、果实、种子比较大，营养物质含量多。

四倍体草莓 二倍体草莓

六倍体普通小麦 四倍体马铃薯

1、多倍体产生的原因 细胞有丝分裂时纺锤体的形成受到破坏纺锤体形成受破坏不能分裂成2个子细胞 4n 2n 2n 正常的有丝分裂温度骤变等形成染色体数目加倍的组织或个体 4n 4n

A a A a A a Aa Aa Aa Aa AA aa 基因型AAaa产生的正常配子种类及比例如何？染色体加倍 1 2 3 4 配子 2 3 1 3 14 2 4 1 2 3 4 1 ：1 ： 4

体细胞 体细胞减数分裂配子合子发育个体染色体加倍受精四倍体 4n 2n 2n 4n 2n n 三倍体 3n 问:若细胞减数分裂时纺锤体的形成受到破坏,配子及合子的染色体能否加倍?

2、多倍体育种 （1）原理染色体数目变异用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗等。 • 秋水仙素的作用机理当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能抑制纺锤体的形成，导致着丝粒能分裂,而染色体不分离，从而引起细胞内染色体数目加倍。（2）常用方法（3）实例：三倍体西瓜、异源八倍体小黑麦

请尝试设计培育三倍体西瓜。 • 提供：二倍体西瓜种子，秋水仙素试剂

母本授粉果实(四倍体) 四倍体三倍体秋水仙素二倍体二倍体三倍体果实父本父本种子(三倍体) 母本三倍体无籽西瓜的培育二倍体第一年花粉刺激第二年联会紊乱

异源八倍体小黑麦的培育 • 六倍体小麦的形成 • 黑麦的染色体组成为RR (2n＝14)，它与六倍体普通小麦杂交,后代几倍体? 是否可育？八倍体的小黑麦是怎样得到的? 是否可育？某生物体细胞中含有偶数个染色体，该生物一定可育？某生物体细胞中含有偶数个染色体组，该生物一定可育？

四、单倍体育种 单倍体植株特点弱小、一般高度不育。人工获得单倍体的方法花药离体培养：花粉粒→→单倍体植株

1、概念 利用单倍体作为中间环节产生具有优良性状的可育纯合子的育种方法。染色体数目变异 2、原理 3、过程 4、优点缩短育种年限；排除显隐性干扰，提高效率。

× × 杂交育种单倍体育种矮杆感病 ddtt 高杆抗病 DDTT × P 第1年 ↓ 第1年高杆抗病 DdTt F1 减数分裂第2年 ↓ D_tt ddtt D_T_ ddT_ F2 dT dt Dt DT 花粉第2年矮抗 ↓ 花药离体培养第3年 DT dT dt Dt 单倍体 F3 ddTT ↓ 秋水仙素 DDtt ddTT ddtt DDTT 纯合体生长第4年矮抗选育出需要的矮抗品种

五、转基因技术 （基因工程育种）指利用分子生物学和基因工程的手段，将某种生物的基因(外源基因)转移到某种生物物种中，使其出现原物种不具有的新性状的技术。转基因技术能实现种间遗传物质的交换，针对性强，效率更高，还可利用转基因动物作为生物反应器生产医用蛋白和多肽。原理：基因重组

转基因抗虫棉 抗虫棉普通棉

基因突变、染色体畸变 基因重组染色体畸变染色体畸变秋水仙素处理萌发种子或幼苗花药离体培养→单倍体→秋水仙素处理→纯合子用物理或化学方法处理生物杂交细胞大、含糖量高、抗性强提高变异频率,加速育种进程,改良作物品质目的性强，集合优良性状缩短育种年限有利变异少，一定盲目性发育延迟，结实率低育种时间较长技术复杂

　　现有白色短毛兔（BBEE）和褐色长毛兔（bbee），你能否培育出能稳定遗传的白色长毛兔（BBee）？写出育种方案（遗传图解）　　现有白色短毛兔（BBEE）和褐色长毛兔（bbee），你能否培育出能稳定遗传的白色长毛兔（BBee）？写出育种方案（遗传图解）

注意！ 1、动物育种一般采用杂交育种、诱变育种、基因工程育种。 2、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。

想一想： 1、微生物（如细菌等）可采用哪些育种的方式？为什么？？诱变育种、基因工程育种

D 1、某水稻植株的基因型为AaBbCc,用它的花粉培育出许多单倍体植株,其中基因型为aabbcc的占总数的 ( ) A.1/4 B.1/8 C.1/64 D. 0 2.秋水仙素能使细胞中染色体数目加倍,它主要作用于细胞有丝分裂的 ( ) A.前期 B.中期 C.后期 D.间期 A

C 3. 从理论上分析,下列各项错误的是 ( ) A.二倍体×四倍体→三倍体 B.二倍体×二倍体→二倍体 C.三倍体×三倍体→三倍体 D.二倍体×六倍体→四倍体

4.(03江苏)某地区一些玉米植株比一般玉米植株早熟、生长整齐而健壮，果穗大、籽粒多，因此这些植株可能是 4.(03江苏)某地区一些玉米植株比一般玉米植株早熟、生长整齐而健壮，果穗大、籽粒多，因此这些植株可能是 A.单倍体 B.三倍体 C.四倍体 D.杂交种

5.两个小麦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，最简捷的方法是5.两个小麦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，最简捷的方法是 A.单倍体育种 B.杂交育种 C.人工诱变育种 D.多倍体育种

6.萝卜和甘蓝杂交，能得到种子，一般是不育的，但偶然发现有个别种子种下去后，可产生能育的后代。出现这种现象的原因是6.萝卜和甘蓝杂交，能得到种子，一般是不育的，但偶然发现有个别种子种下去后，可产生能育的后代。出现这种现象的原因是 A．基因自由组合 B．染色体结构变异 C．基因突变 D．染色体加倍

联会紊乱 染色体数目不平衡的异常配子正常的配子

单倍体育种 P DDTT ddtt 高秆抗锈病 ×矮秆易染锈病亲本杂交 DdTt高秆抗锈病 F1 F1植株花粉 DT、dT、Dt、dt 减数分裂花药离体培养 F1花粉单倍体幼苗 DT、dT、Dt、dt 花药离体培养秋水仙素处理单倍体幼苗 ddTT矮秆抗锈 DDtt高秆易染病 ddtt矮秆易染病 DDTT高秆抗锈纯合体秋水仙素处理染色体加倍纯系正常植株选择矮抗进行培育

第二节 生物变异在生产上的应用 ( 育种 )