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第六章 从杂交育种到基因工程. 第一节 育种. 生物的育种. 育种目的 培育出满足人们生活生产需要的优良品种. 原始育种的方法 —— 选择育种 在自然状态下选育优良性状的方法. 缺点: 周期长,可选择范围有限. 一、选择育种. 不同的奶牛控制产奶量的基因组成不同,通过 人工选择 可以将产量高的奶牛选择出来,这种奶牛含有控制高产奶量的遗传物质,经过繁殖,再从下一代中选择产奶量多的奶牛,最终可以得到高产奶牛。. 2004 年十大感动中国人物 颁奖辞
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第六章 从杂交育种到基因工程 第一节 育种
生物的育种 • 育种目的 • 培育出满足人们生活生产需要的优良品种 • 原始育种的方法——选择育种 • 在自然状态下选育优良性状的方法 • 缺点: • 周期长,可选择范围有限
一、选择育种 • 不同的奶牛控制产奶量的基因组成不同,通过人工选择可以将产量高的奶牛选择出来,这种奶牛含有控制高产奶量的遗传物质,经过繁殖,再从下一代中选择产奶量多的奶牛,最终可以得到高产奶牛。
2004年十大感动中国人物 颁奖辞 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。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。
二、杂交育种 • 原理 • 基因重组 • 方法: • 通过多个具有优良性状的个体进行杂交 • 在子代中选育出同时具有多种优良性状的个体
DDTT 高秆抗病 ddtt 矮秆不抗病 × P 【问题】利用纯合的高秆抗病和矮秆不抗病的亲本,培育出符合生产要求的品种,最少需要多少年?
高秆抗病 × 矮秆不抗病 DDTT ddtt P F1 高秆抗病 DdTt 高秆 抗病 D_T_ 高秆 不抗病 D_tt 矮秆 抗病 ddT_ 矮秆 不抗病 ddtt F2 × × × 矮秆 抗病 矮秆 抗病 矮秆 不抗病 : F3 • 杂交育种的方法 第一年获得F1的种子 第二年获得F2的种子 第四年: 从F3的植株中选育无性状分离植株结的种子 第三年获得F3的种子
亲本 杂交 自交 F1自交 F2选种 F3选种 • 杂交育种的过程 • 优点 • 较简便能根据人的预见把位于两个生物体上的优良性状集于一身 • 缺点 • 耗时长,杂交过程复杂 • 不能创造新的基因
马 驴 骡
马(2N=64)和驴(2N=62)杂交形成的骡子是高度不育的,原因是:马(2N=64)和驴(2N=62)杂交形成的骡子是高度不育的,原因是: A、马和驴的染色体不能共存 B、染色体结构发生了变化 C、减数分裂中同源染色体联会紊乱 D、马和驴的遗传物质有本质区别 C
【问题】我国科学家利用“神州三号”等太空船搭载一批大豆种子、番茄种子上太空。后来这些种子在一般条件下栽种。科学家发现,有些植株长得比同种普通植株茎壮,果实大。 你能说出原因吗? 【问题】我国科学家利用“神州三号”等太空船搭载一批大豆种子、番茄种子上太空。后来这些种子在一般条件下栽种。科学家发现,有些植株长得比同种普通植株茎壮,果实大。 你能说出原因吗? • 太空椒是在太空的条件下,引起基因发生改变而培育成的新品种。
太空水稻搭载前后株系对比 太空青茄大过小孩头
三、诱变育种 • 原理 • 基因突变 • 方法 • 利用物理因素/化学因素处理生物,使生物发生基因突变 • 例子 • 青霉菌的选育 • “黑农五号”等大豆品种的选育
P100 思考与讨论: • 人工诱变育种的优点 • 提高突变频率,能产生新的基因 • 缺点 • 变异不定向,有利基因可能性低 • 样本大,成功率低
花药离 体培养 秋水仙素 处理幼苗 单倍体 (N) 2N 植株 • 四、单倍体育种 • 原理 • 染色体数目变异 • 育种过程 二倍体 植株
DDTT×ddtt P F1 DdTt DTDtdTdt 单倍体 幼苗 DTDtdTdt DDTT DDtt ddTT ddtt 四、单倍体育种 • 单倍体育种的方法 第一年获得杂交F1的种子 F1配子 1.花药离体培养 第二年:选育表现型符合要求的品种 2.秋水仙素处理
单倍体植物育种的优点 • 明显缩短育种年限 • 缺点 • 幼苗成活率低 • 操作技术较复杂
观赏或用材植物 非种子农作物 某些水果 多倍体育种 多倍体植物有生长旺盛,各器官粗壮,种子少或不产生种子的特性。凡是不以种子为收获目标的植物都可以考虑进行多倍体育种。
2N种子 2N种子 秋水仙素 4N植株 2N植株 2N雌配子 N雄配子 刺激 N雄配子 2N植株 无子果实 • 无子西瓜的培育 3N种子 3N植株
野生芭蕉2n 有籽香蕉4n 野生芭蕉2n 加倍 无籽香蕉3n 例2、香蕉的培育 香蕉的祖先为野生芭蕉,个小而多种子,无法食用。香蕉的培育过程如下:
五、多倍体育种 • 原理 • 染色体数目变异 • 主要是抑制细胞分裂时纺锤体的形成 • 方法:人工诱导多倍体 • 利用物理因素或化学因素,使生物体的染色体数目成倍增加 • 常用方法 • 用低温或秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
多倍体植物育种的优点 • 茎粗,叶大,果实大. • 缺点 • 发育延迟 • 结实率较低
四种育种方法的比较: 物理、化学等方法处理生物 人工诱导基因突变,产生新性状 提高突变频率,改良性状;突变方向难掌握 培育高产青霉菌、太空育种
反馈练习: 下图表示利用某二倍体农作物①、②两个品种培育④、⑤、⑥、⑦四个新品种的过程,两对基因独立遗传,分析回答: Ⅵ ⑦ Aabb
杂交 基因重组 杂交 自交 (1)由图中 Ⅰ→Ⅱ获得④称为()育种,其育种原理是(),其中过程Ⅰ是(),过程Ⅱ是() (2)由图中Ⅰ→Ⅲ→Ⅳ 获得④过程称为()育种,其育种原理是(),其中Ⅲ表示() 技术。该育种方法优点是()。 (3)由图中Ⅰ→Ⅱ获得④时,AAbb所占比例为(),由图中Ⅰ→Ⅲ→ Ⅳ 获得④时,AAbb所占比例为()。 4)图中Ⅳ、Ⅴ过程常用的方法()。 (5)品种⑥为()倍体,它接受④花粉后结(有、无)籽果实。 (6)由②培育出⑦的方法Ⅵ()。 单倍体 花药离体培养 染色体变异 明显缩短育种年限 1/16 1/4 秋水仙素处理萌发的幼苗 四 诱变育种
蜜蜂的孤雌生殖 一雌蜂和一雄蜂交配产生F1代,在F1代雌雄个体交配产生的F2代中,雄蜂基因型共有AB、Ab、aB、ab四种,雌蜂的基因型共有AaBB、AaBb、aaBB、aaBb四种,则亲本的基因型是 A.aabb×AB B.AaBb×Ab C.aaBB×Ab D.AABB×ab 答案:C