江西省南昌市高中生物 第六章 從雜交育種到基因工程課件 新人教版必修2

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1、6.1 雜交育種雜交育種與與誘變育誘變育種種雜交育種只能雜交育種只能把優(yōu)良性狀集中在一把優(yōu)良性狀集中在一起起 而誘變育種可產(chǎn)生而誘變育種可產(chǎn)生全新的優(yōu)良性全新的優(yōu)良性狀狀傳統(tǒng)的選擇育種自然變異頻率低后代種類少人工選擇雜交育種的概念育種前育種前的的 親親本本優(yōu)良性優(yōu)良性狀狀 未集未集中中可雜可雜交交 自自交交 或測或測交交基因重基因重組組 使配使配子子 以及子以及子代代 多樣多樣化化一一般般 獲得純獲得純種種才才可可 穩(wěn)定遺穩(wěn)定遺傳傳雜交育種的過程親本一般親本一般是是 半優(yōu)半劣半優(yōu)半劣的的 純純種種子一代一子一代一般般 是完全雜是完全雜合合子二代一子二代一般般 表現(xiàn)型極表現(xiàn)型極多多選選擇擇 從子

2、二從子二代代開開始始選擇兼優(yōu)品選擇兼優(yōu)品種種 連續(xù)自交連續(xù)自交至至不再發(fā)生性狀分不再發(fā)生性狀分離離兼優(yōu)純種雜交育種的圖解半優(yōu)半劣純種半劣半優(yōu)純種完全雜種兼優(yōu)半優(yōu)另半優(yōu)兼劣完全隱性時不需自交基因重基因重組組 所所得得連續(xù)自交并選育年年制種年年制種或無性生殖無性生殖雜交育種的缺點1.只產(chǎn)新性狀組新性狀組合合不能產(chǎn)新基因、新性狀2.雜種后代會性狀分離 純化緩慢緩慢，過程繁繁瑣瑣3.限于有性生殖種內(nèi)雜交限于有性生殖種內(nèi)雜交。 種間極難雜交誘變育種的概念和過程連續(xù)連續(xù)分分裂裂 或或繁殖繁殖的的 生物材生物材料料物理或化學誘變處理待待選選 生物材生物材料料優(yōu)良品優(yōu)良品種種人工選擇需處需處理理 大量材大量材

3、料料萌發(fā)種子萌發(fā)種子 或幼苗或幼苗不定向不定向低頻性低頻性雜交育雜交育種種誘變育誘變育種種單倍體育單倍體育種種多倍體育多倍體育種種原原理理基因重組基因突變?nèi)旧w變異一一般般 過過程程雜交、自交、 選擇、自交選材、誘變、 選育花藥、培養(yǎng)、 加倍、選擇秋水仙素 處理種苗生生物物植物動物各種生物植物植物優(yōu)優(yōu)點點優(yōu)勢集中改良性狀縮短年限大而營養(yǎng)缺缺點點進程緩慢處理大量材 料、盲目技術復雜晚熟、果少舉舉例例2018-8-矮抗小麥高產(chǎn)青霉菌矮抗小麥盧徐斌原創(chuàng)無子西瓜雜交水稻17黑農(nóng)大豆南昌縣蓮塘一中生物組八倍小黑麥在植物雜交育種的過程中運用單倍體育種的在植物雜交育種的過程中運用單倍體育種的方方法可以法可以

4、明顯縮短育種年明顯縮短育種年限限P高桿抗高桿抗病病 矮桿感矮桿感病病ddttDdTtDDTT高桿抗高桿抗病病第第1年年 選育出需要的矮抗品選育出需要的矮抗品種種F1F2D_T_矮抗矮抗雜交育種2第第年年第第3年年ddTT 生長生長F3減數(shù)分裂減數(shù)分裂D_tt ddT_ ddtt 配配子子DTDtdTdt單倍單倍體體 DT 花藥離體培養(yǎng)花藥離體培養(yǎng)DtdTdt 秋水仙素秋水仙素第第1年年第第2年年4第第年年單倍體育種單倍體育種DDtt純合純合體體 DDTTddTTddtt 矮抗矮抗 下圖是用某種作物的兩個品種和分別培育出、品種的 示意圖，試分析回答： AABBDAaBbaabbEAb - FG（

5、1）用和培育所采用的）用和培育所采用的D和和F步驟分別步驟分別是是雜雜交交和和自自交交。其其應用的遺傳學原理是應用的遺傳學原理是 基因重基因重組組?；ㄋ幓ㄋ庪x離秋水仙秋水仙素素2用培育所采用的用培育所采用的E和和H步驟分別步驟分別是是體培體培養(yǎng)養(yǎng)和和 處理幼處理幼苗苗 。 其應用的遺傳學原理是其應用的遺傳學原理是 染色體變?nèi)旧w變異異。3用培育所采用的用培育所采用的G步驟是步驟是 秋水仙素處理秋水仙素處理幼幼。苗苗 其遺傳學原理是其遺傳學原理是_染色體變?nèi)旧w變異異。HAAbb-AAaaBBbb-請寫出下面各項育種方法：1通過花藥離體培養(yǎng)再用秋水仙素加倍得到煙草新品種的方通過花藥離體培養(yǎng)再用秋

6、水仙素加倍得到煙草新品種的方法法 是是 單單倍體育倍體育種種。2用用60Co 輻射谷氨酸棒狀桿菌，選育出合成谷氨酸的新菌種輻射谷氨酸棒狀桿菌，選育出合成谷氨酸的新菌種， 所所用方法是用方法是 誘變誘變育育。種種3用小麥和黑麥培育八倍體黑小麥的方法用小麥和黑麥培育八倍體黑小麥的方法是是多倍體育多倍體育種種。4將青椒的種子搭載人造衛(wèi)星，在太空中飛行數(shù)周后返回地面將青椒的種子搭載人造衛(wèi)星，在太空中飛行數(shù)周后返回地面， 獲獲得了果大、肉厚和維生素含量高的青椒新品種，這種育種本質(zhì)得了果大、肉厚和維生素含量高的青椒新品種，這種育種本質(zhì)上上 屬屬于于 誘變誘變育育 。 種種5用抗倒伏、不抗銹病和不抗倒伏、抗

7、銹病的兩個小麥品種用抗倒伏、不抗銹病和不抗倒伏、抗銹病的兩個小麥品種， 培育培育出抗倒伏、抗銹病的品種，簡單方法是出抗倒伏、抗銹病的品種，簡單方法是 雜交育雜交育種種。6用秋水仙素或硫酸二乙酯處理番茄、水稻種子，獲得成熟用秋水仙素或硫酸二乙酯處理番茄、水稻種子，獲得成熟期期 早、早、蛋白質(zhì)含量高的品系，這種方法是蛋白質(zhì)含量高的品系，這種方法是 誘變育誘變育種種。6.2基因工程及其應用生物的遺傳物質(zhì)大都是生物的遺傳物質(zhì)大都是DNA，DNA基本結(jié)構(gòu)相同基本結(jié)構(gòu)相同；生；生物物 界界共用同一套遺傳密碼共用同一套遺傳密碼，轉(zhuǎn)移的基因也能表達出相同性，轉(zhuǎn)移的基因也能表達出相同性狀狀基因工程的基因工程的目

8、的目的和和概概念念目的性強，跨物目的性強，跨物種種 定向改造生物性定向改造生物性狀狀基因工程的三種工具1識別識別雙鏈雙鏈DNA特定序特定序列列 切割序列中特定位點切割序列中特定位點的的 磷酸二酯磷酸二酯鍵鍵可重新連可重新連接接 可與其他相可與其他相同同 黏性末端相黏性末端相連連末端較長的鏈末端較長的鏈多出的多出的 部分部分基因工程的三種工具2氫鍵自然連接磷酸二酯磷酸二酯鍵鍵 必需酶才能必需酶才能連連基因工程的三種工具3便于篩便于篩選選利于在宿主細胞內(nèi)利于在宿主細胞內(nèi)穩(wěn)定存在穩(wěn)定存在基因工程四步曲供體細供體細胞胞目的基目的基因因最好最好用用 同種限制同種限制酶酶運載體 保證目的基 因能正常導 入

9、并穩(wěn)定存 在和表達基因工基因工程程 核心步核心步驟驟需要檢需要檢測測 和鑒和鑒定定基因工程的應用1. 育種育種抗蟲棉轉(zhuǎn)基因奶牛，超級綿羊2. 制藥制藥將人蛋白基因轉(zhuǎn)移至細菌等微生物 生產(chǎn)人的藥用蛋白，如胰島素3. 環(huán)保環(huán)保轉(zhuǎn)基因超級細菌，分解凈化污染物4. 爭議爭議轉(zhuǎn)基因生物及食品的安全性7現(xiàn)代生物進化理現(xiàn)代生物進化理論論變異是不定向的，但留下來的都是適應環(huán)境變異是不定向的，但留下來的都是適應環(huán)境的的 適應環(huán)境的方式各有不適應環(huán)境的方式各有不同同拉馬克的拉馬克的進化進化學學說說被現(xiàn)代生物 進化論否定達爾文自然選擇學說過度繁殖前前提提生存斗爭動動力力遺傳變異適者生存基基礎礎結(jié)結(jié)果果擇自然選自然選

10、擇學說的優(yōu)越性自然選擇學說的局限性自然選擇學說以后的理論發(fā)展微觀發(fā)展宏觀發(fā)展宏觀發(fā)展現(xiàn)代生物進化論的基本內(nèi)容1. 種群是生物進化的基本單位個體種群2. 突變和基因重組產(chǎn)生進化的原料性狀分子3. 自然選擇決定生物進化的方向4. 隔離導致物種形成微觀發(fā)展微觀發(fā)展宏觀發(fā)展宏觀發(fā)展“自私”的基因有利于生存有利于生存 和和繁殖的基因繁殖的基因在在群體群體中比例高中比例高種群有利變異基因組成的變化根本作用對象根本作用對象種群基因頻率種群基因頻率種群是生物進化的基本單位無地理隔無地理隔離離無生殖隔無生殖隔離離雌雄老雌雄老幼幼 均均有有一對一對等位基因等位基因的頻率和等于的頻率和等于1伴伴X基因頻率不能計算基

11、因頻率不能計算Y的數(shù)的數(shù)量量A%=A數(shù)數(shù)A與與a總總數(shù)數(shù)=AA%+1/2Aa%復等位基因的頻率總和等于復等位基因的頻率總和等于1。遺傳平衡狀態(tài)的基因頻率世代不變30%30%30%10%36%16%48%60%40%配子交叉配子交叉法法A%2+2 A%a%+a%2=AA%+A a%+ aa%=1可遺傳的變異是生物進化的原料？每代基因突變量每代基因突變量=基因總數(shù)基因總數(shù)突變率突變率種群個體總種群個體總數(shù)數(shù)變異是不定向的，不決定進化方向變異發(fā)生在環(huán)變異發(fā)生在環(huán)境境 自然選擇之自然選擇之前前自然選擇決定基因頻率變化方向13%27%60%27%73%有利變異有利變異 基因頻率基因頻率 上升上升作用于作

12、用于表現(xiàn)型表現(xiàn)型基因型基因型最終影響最終影響基因頻基因頻率率生物進化的本質(zhì)：基因頻率改變適應當時環(huán)適應當時環(huán)境境 的方的方向向可遺傳的變異發(fā)生可遺傳的變異發(fā)生在在 先，是不定向先，是不定向的的自然選擇、基因自然選擇、基因頻頻 率變化、進化發(fā)率變化、進化發(fā)生生 在后，都是定向在后，都是定向的的“退化退化”是特是特殊殊 的進的進化化物種、種群、生殖隔離和地理隔離物種物種A物種物種B種 群 A1種 群 A2種 群 B1種 群 B2隔離在物種形成中的作用人工的轉(zhuǎn)基人工的轉(zhuǎn)基因因可打破生殖隔可打破生殖隔離離地理隔離生殖隔離物種形成種群分配可有差異變異方向可有差異自然選擇可有差異基因庫差異越來越大漫長 漸變式漸變式 不一定 成功高山植物 可不經(jīng) 地理隔離 爆爆發(fā)式發(fā)式進化與物種形成的區(qū)別種群基因頻率 改變種群間 產(chǎn)生生殖隔離量變量變質(zhì)變質(zhì)變物種形物種形成成 是進化是進化的的最高表現(xiàn)形最高表現(xiàn)形式式引起進化的原因總結(jié)遺傳平衡狀態(tài)遺傳平衡狀態(tài) 種群不進化種群不進化1. 種群小2. 交配不自由3. 遷入遷出4. 自然選擇自然選擇最主要最直接的原因最主要最直接的原因5. 突變等