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1、第四章生物的變異,第二節(jié)生物變異在生產(chǎn)上的應(yīng)用,學習目標 1.概述雜交育種的概念和基本過程。 2.闡明人工誘變育種的概念和過程。 3.說明單倍體育種的過程及特點。 4.說明多倍體育種的過程及特點。 5.說明轉(zhuǎn)基因技術(shù)的過程及應(yīng)用。,內(nèi)容索引,新知導學,達標檢測,新知導學,一、雜交育種和誘變育種,1.雜交育種 (1)概念：利用基因重組原理，可以有目的地將 的優(yōu)良性狀組合在一起，培育出更優(yōu)良的新品種。 (2)原理： 。 (3)處理方法 培育顯性純合子 選取親本 F1 F2 ，直至后代幾乎不發(fā)生_,兩個或多個品種,基因重組,連續(xù)自交,性狀分離,培育隱性純合子 選取親本 F1 F2篩選符合要求的個體即
2、可推廣 (4)優(yōu)缺點 優(yōu)點：使位于不同個體上的多個優(yōu)良性狀集中于一個個體上，能產(chǎn)生新的 。 缺點 a.雜交后代會出現(xiàn) 現(xiàn)象，育種過程緩慢。 b.不能產(chǎn)生新基因、新性狀。,基因型,性狀分離,2.誘變育種 (1)概念：利用 因素誘導生物發(fā)生變異，并從變異后代中選育 的過程。 (2)原理： 。 (3)常用方法： 。 (4)特點 優(yōu)點 a.可提高 。 b.能在較短時間內(nèi)有效地改良生物品種的某些性狀。 c.改良作物品質(zhì)，增強 。,物理、化學,新品種,基因突變與染色體畸變,輻射誘變和化學誘變,突變頻率,抗逆性,缺點：由于突變的 性，育種具有一定的盲目性。獲得理想的個體需要處理大量的材料。 (5)應(yīng)用：用于
3、作物、微生物和 育種，其中在微生物育種方面成效極為明顯。,多方向,動物,歸納總結(jié),雜交育種和誘變育種的比較,例1有兩個純種小麥，一為高稈(D)抗銹病(T)，另一為矮稈(d)不抗銹病(t)。這兩對性狀獨立遺傳，現(xiàn)要培育矮稈抗銹病的新品種，過程如下： 高稈、抗銹病矮稈、不抗銹病 F1 F2 穩(wěn)定遺傳的矮稈抗銹病類型。 (1)這種過程叫_育種，過程a叫_，過程b叫_。 解析過程a叫做雜交，產(chǎn)生的F1基因型為DdTt，表現(xiàn)型為高稈抗銹病。過程b叫做自交，目的是獲取表現(xiàn)型為矮稈抗銹病的小麥品種(ddT_)，因為此過程所得后代會發(fā)生性狀分離，所以要想得到穩(wěn)定遺傳的矮稈抗銹病植株必須經(jīng)過過程c，即篩選和連續(xù)
4、自交，直至后代不發(fā)生性狀分離。,雜交,雜交,自交,答案,解析,(2)過程c的處理方法是_ _。 (3)F1的基因型是_，表現(xiàn)型是_，矮稈抗銹病新品種的基因型應(yīng)是_。 高稈、抗銹病矮稈、不抗銹病 F1 F2 穩(wěn)定遺傳的矮稈抗銹病類型。,答案,篩選和連續(xù)自交，直至選出能夠穩(wěn)定遺傳的矮稈,抗銹病新品種,DdTt,高稈抗銹病,ddTT,特別提醒,動、植物雜交育種的區(qū)別 實例分析：現(xiàn)有基因型為BBEE和bbee的兩個植物(非多年生)或動物品系，欲培育基因型為BBee的植物或動物品種，育種過程用遺傳圖解表示如下：,將B_ee上的種子分別 收集和種植，連續(xù)逐代 自交，直到出現(xiàn)不發(fā)生 性狀分離的BBee為止,
5、選異性隱性純合子測交， 以檢測親本基因型，不發(fā) 生性狀分離的為所選品種,例2家兔的黑色對白色為顯性，短毛對長毛為顯性。這兩對基因分別位于一對同源染色體上。下列關(guān)于利用黑色短毛純種兔和白色長毛純種兔培育出黑色長毛純種兔的做法，錯誤的是 A.黑色短毛純種兔白色長毛純種兔，得F1 B.選取健壯的F1個體自交，得F2 C.從F2中選取健壯的黑色長毛兔與白色長毛兔測交 D.根據(jù)測交結(jié)果，選取F2中穩(wěn)定遺傳的黑色長毛雌、雄兔 解析家兔屬于雌雄異體生物，不能進行自交。,答案,解析,例3下列關(guān)于誘變育種的說法中，不正確的是 A.能夠在較短的時間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類型 B.一次誘變處理供實驗的生物定能獲得所需
6、的變異類型 C.青霉素產(chǎn)量很高的菌株的選育依據(jù)的原理是基因突變 D.誘變育種過程能創(chuàng)造新的基因而雜交育種過程則不能 解析誘變育種依據(jù)的原理是基因突變，能創(chuàng)造新的基因，因此能夠在較短的時間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類型，但是基因突變具有多方向性，一次誘變處理供實驗的生物不一定能獲得所需的變異類型。,答案,解析,二、單倍體育種、多倍體育種和轉(zhuǎn)基因技術(shù),1.單倍體育種 (1)單倍體植株特點：植株小而弱，且 。 (2)單倍體育種 原材料： 。 概念：利用 作為中間環(huán)節(jié)產(chǎn)生具有優(yōu)良性狀的 的育種方法。 主要特點 a. 育種年限。 b.能排除 干擾，提高效率。,高度不育,單倍體,單倍體,可育純合子,縮短,顯隱性
7、,原理： 。 育種程序：P F1 幼苗 染色體加倍的 植株 優(yōu)良新品種。,染色體數(shù)目變異,花藥離體培養(yǎng),單倍體,可育純合,2.多倍體育種 (1)多倍體特點 其細胞通常比二倍體的細胞 ，細胞內(nèi) 的含量高、 強，在生產(chǎn)上具有很好的經(jīng)濟價值。 (2)人工誘導多倍體 原理： 。 方法：目前效果較好的方法是用 處理萌發(fā)的種子、 等，使它們的染色體加倍。 機理：秋水仙素能抑制細胞分裂時 的形成，因此染色體雖已復制，但不能分離，最終導致 。 應(yīng)用：培育作物新品種的另一條重要途徑。,大,有機物,抗逆性,染色體數(shù)目變異,秋水仙素,幼苗,紡錘體,染色體數(shù)目加倍,舉例：三倍體無籽西瓜的培育(過程圖解),四倍體,三倍
8、體,二倍體,秋水仙素,3.轉(zhuǎn)基因技術(shù) (1)概念：利用 和 的手段，將某種生物的基因( )轉(zhuǎn)移到其他生物物種中，使其出現(xiàn)原物種不具有的新性狀的技術(shù)。 (2)處理方法：用人工方法將人類所需要的目的基因?qū)胧荏w細胞內(nèi)，使其整合到受體的染色體上。 (3)原理： 。,分子生物學,基因工程,外源基因,基因重組,(4)特點 人為地增加了 的范圍，實現(xiàn) 遺傳物質(zhì)的交換。 從采用的多種方法看，這種技術(shù)的針對性更 ，效率更 ， 經(jīng)濟效益更明顯。 (5)應(yīng)用：各種轉(zhuǎn)基因動植物的培育，如抗蟲棉。,生物變異,種間,強,高,例4水稻是湛江主要的糧食作物，改善水稻的遺傳性狀是育種工作者不斷努力的目標。下圖表示培育優(yōu)質(zhì)水稻
9、的一些途徑。請回答下列問題：,(1)以矮稈易感病(ddrr)和高稈抗病(DDRR)水稻為親本進行雜交，得到F1， F1自交產(chǎn)生F2，F(xiàn)2中不能穩(wěn)定遺傳的個體占_，選F2中的矮稈抗病的水稻植株讓其進行自交，子代中ddRRddRr_。,答案,解析,32,解析題圖中途徑表示誘變育種，途徑表示基因工程育種，途徑表示雜交育種，途徑表示單倍體育種，途徑表示多倍體育種。,(2)若要在較短時間內(nèi)獲得矮稈抗病水稻，可選圖中_(用圖中序號和箭頭表示)途徑所用的方法。其中途徑的常用方法是_。,解析要盡快獲得矮稈抗病類型新品種，應(yīng)該采用單倍體育種的方式，即圖中途徑。將F1的花藥經(jīng)過離體培養(yǎng)后，便可以得到單倍體植株。,
10、花藥離體培養(yǎng),答案,解析,(3)科學工作者欲培育能產(chǎn)生人體蛋白的水稻新品種，應(yīng)該選擇圖中_(用圖中序號和箭頭表示)途徑最為合理可行，該育種方式所利用的原理為_。,解析培育能產(chǎn)生人體蛋白的水稻新品種，應(yīng)該用基因工程育種的方式即圖中途徑，所利用的原理是基因重組。,答案,解析,基因重組,(4)圖中_(用圖中序號和箭頭表示)途徑具有多方向性。,解析誘變育種的原理是基因突變，基因突變具有多方向性，因此圖中途徑具有多方向性。,答案,解析,特別提醒,依據(jù)不同需求，選擇適宜的育種方法 (1)將兩親本的兩個不同優(yōu)良性狀集中于同一生物體上，可利用雜交育種，亦可利用單倍體育種。 (2)要求快速育種，則運用單倍體育種
11、。 (3)要求大幅度改良某一品種，使之出現(xiàn)前所未有的性狀，可利用誘變育種和雜交育種相結(jié)合的方法。 (4)要求提高品種產(chǎn)量，提高營養(yǎng)物質(zhì)含量，可運用多倍體育種。 (5)若要將特殊性狀組合到一起，可考慮轉(zhuǎn)基因技術(shù)，如抗蟲棉的培育。,答案,解析,例5下列有關(guān)育種的敘述正確的是 A.誘變育種可以定向地改變生物的性狀 B.通過雜交育種獲得新品種均需要從F3開始選取 C.多倍體育種中，秋水仙素處理的作用機理是抑制紡錘體的形成， 使染色體不能移向細胞兩極 D.通過花藥離體培養(yǎng)獲得的新個體即為純合子,解析由于基因突變具有多方向性，所以誘變育種不能定向改變生物的性狀；通過雜交育種獲得新品種可以從F2就開始選?。?/p>
12、在多倍體育種中，秋水仙素處理的作用機理是能抑制紡錘體的形成，使染色體不能移向細胞兩極，從而引起細胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍；在單倍體育種的過程中，通過花藥離體培養(yǎng)獲得的新個體是單倍體，高度不育，需通過人工誘導染色體加倍后，才可能得到純種個體。,學習小結(jié),基因重組,基因突變,染色體畸變,單倍體,縮短育種,秋水仙素,目的基因,表達,能定向改造生物的遺傳性狀,達標檢測,1.育種專家用高稈抗銹病水稻與矮稈不抗銹病水稻雜交，培育出了矮稈抗銹病水稻，這種水稻出現(xiàn)的原理是 A.基因突變 B.基因重組 C.染色體畸變 D.環(huán)境條件的改變 解析矮稈抗銹病水稻是經(jīng)雜交育種得到的，其原理是基因重組。,1,2,3,4,5,答
13、案,解析,2.(2018臺州高一測試)通過單倍體育種將寬葉不抗病(AAbb)和窄葉抗病(aaBB)兩個煙草品種培育成寬葉抗病(AABB)新品種。下列關(guān)于育種過程的敘述正確的是 A.將AAbb和aaBB雜交得到AaBb的過程實現(xiàn)了基因重組 B.對F1的花藥進行離體培養(yǎng)，利用了細胞的全能性 C.需要用秋水仙素處理萌發(fā)的F1種子，使染色體加倍 D.育種過程中淘汰了雜合個體，明顯縮短了育種年限,答案,1,2,3,4,5,解析,1,2,3,4,5,解析將AAbb和aaBB雜交，由于AAbb和aaBB都是純合子，所以得到AaBb的過程沒有發(fā)生基因重組，A錯誤； 對F1的花藥進行離體培養(yǎng)，獲得單倍體植株，利
14、用了植物細胞的全能性，B正確； 單倍體育種過程中，F(xiàn)1的花藥進行離體培養(yǎng)獲得單倍體植株，然后需要用秋水仙素處理單倍體幼苗，使染色體加倍，C錯誤； 單倍體育種過程中，獲得的都是純合子，不需要進行淘汰雜合子個體，所以明顯縮短了育種年限，D錯誤。,3.下列關(guān)于育種方法的敘述，正確的是 A.用雜交的方法進行育種，從F1自交后代中可篩選出符合人類需要的 優(yōu)良品種 B.用輻射的方法進行誘變育種，誘變后的植株一定比誘變前的植株具 備更多優(yōu)良性狀 C.用基因型為DdTt的植株進行單倍體育種，所有的新品種自交后代中 約有1/4為純合子 D.用基因型為DdTt的植株進行多倍體育種，所育的新品種和原品種雜 交一定能
15、產(chǎn)生可育后代,答案,解析,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,解析誘變育種的生物學原理為基因突變，基因突變具有多害少利和多方向性的特點，故誘變后的植株不一定比誘變前的植株具備更多優(yōu)良性狀，故B錯誤； 用基因型為DdTt的植株進行單倍體育種，產(chǎn)生的新品種全為純合子，其自交后代也全為純合子，故C錯誤； 二倍體植株染色體加倍后成為四倍體植株，四倍體植株和原二倍體植株雜交得到的三倍體植株是高度不育的，故D錯誤。,4.下列關(guān)于育種的敘述中，錯誤的是 A.用物理因素誘變處理萌發(fā)的種子可提高突變率 B.誘變育種和雜交育種均可形成新的基因 C.三倍體植物可以由受精卵發(fā)育而來 D.單倍體育種最大的優(yōu)點是能明
16、顯縮短育種年限,答案,解析,1,2,3,4,5,解析基因突變的頻率是很低的，物理因素、化學因素處理生物可以提高基因的突變率，A正確； 誘變育種的原理是基因突變，可以產(chǎn)生新基因，雜交育種的原理是基因重組，不能產(chǎn)生新基因，B錯誤； 二倍體生物與四倍體生物雜交可以獲得三倍體生物，三倍體生物可以由受精卵發(fā)育而來，C正確； 單倍體育種最大的優(yōu)點是能明顯縮短育種年限，D正確。,1,2,3,4,5,5.普通小麥中有高稈抗病(TTRR)和矮稈易感病(ttrr)兩個品種，控制兩對性狀的基因分別位于兩對同源染色體上。實驗小組利用不同的方法進行了如下三組實驗：,請分析回答下列問題： (1)A組由F1獲得F2的方法是
17、_，F(xiàn)2矮稈抗病植株中不能穩(wěn)定遺傳的 占_。,自交,1,2,3,4,5,答案,解析,1,2,3,4,5,解析A組為雜交育種，由F1獲得F2的方法為自交，F(xiàn)2中矮稈抗病植株(ttR_)中不能穩(wěn)定遺傳的占 。,(2)、三類矮稈抗病植株中，最可能產(chǎn)生不育配子的是_。,1,2,3,4,5,答案,解析,解析、三類矮稈抗病植株中，最可能產(chǎn)生不育配子的是矮稈抗病，因其為單倍體植株，往往表現(xiàn)為高度不育。,矮稈抗病,(3)A、B、C三組方法中，最不容易獲得矮稈抗病小麥品種的是_組，原因是_。,1,2,3,4,5,答案,解析,解析由于基因突變具有多方向性，故誘變育種最具盲目性。,C,基因突變頻率低，且具有多方向性,(4)通過矮稈抗病獲得矮稈抗病新品種的常用方法是_ _。獲得的矮稈抗病植株中能穩(wěn)定遺傳的占_。,解析矮稈抗病需經(jīng)人工誘導染色體加倍，方可獲得新品種，且一經(jīng)加倍，一定為純合子。,1,2,3,4,5,答案,解析,秋水仙素誘導染,色體加倍,100%,
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