福建省中学高考生物复习课件：生物的变异与育种.ppt

1、生物的变异与育种生物的变异与育种变变异异可可可可遗遗遗遗传传传传变变变变异异异异不不不不可可可可遗遗遗遗传传传传的的的的变变变变异异异异基因突变基因突变基因突变基因突变基因重组基因重组基因重组基因重组染色体变异染色体变异染色体变异染色体变异染色体结构变异染色体结构变异染色体结构变异染色体结构变异染色体数目变异染色体数目变异染色体数目变异染色体数目变异重复重复重复重复缺失缺失缺失缺失倒位倒位倒位倒位易位易位易位易位个别染色体个别染色体个别染色体个别染色体的增加减少的增加减少的增加减少的增加减少染色体组染色体组染色体组染色体组增加减少增加减少增加减少增加减少中中国国荷荷斯斯坦坦牛牛镰刀型红细胞镰刀

2、型红细胞后代毛色各不相同后代毛色各不相同比野生草莓大的变异类型比野生草莓大的变异类型 白化症状白化症状罕罕见见的的白白皮皮毛毛牛牛犊犊基因突变基因突变基因突变基因突变基因重组基因重组基因重组基因重组染色体结构变异染色体结构变异染色体结构变异染色体结构变异染色体数目变异染色体数目变异染色体数目变异染色体数目变异缺缺失失重复重复复习目标：复习目标：1、了解生物变异在育种上应用的实例；尝、了解生物变异在育种上应用的实例；尝试将生物学原理用于生产和生活实际。试将生物学原理用于生产和生活实际。2、归纳整理比较多种育种方法、归纳整理比较多种育种方法(杂交育种、杂交育种、诱变育种、单倍体育种、多倍体育种、基

3、因诱变育种、单倍体育种、多倍体育种、基因工程育种工程育种）的原理、常用方法、优缺点及意）的原理、常用方法、优缺点及意义。义。例题背景例题背景：中国的荔枝主要分布在南方广东、中国的荔枝主要分布在南方广东、广西、福建、台湾等地。尤其是广西、福建、台湾等地。尤其是广东地区，栽培面积占全国的广东地区，栽培面积占全国的7070。其中，增城。其中，增城“西园挂绿西园挂绿”至至为珍贵，被称为为珍贵，被称为“荔枝之王荔枝之王”。“西园挂绿西园挂绿”外壳红中带绿，四外壳红中带绿，四分微绿六分红，每个荔枝都环绕分微绿六分红，每个荔枝都环绕有一圈有一圈绿绿线，果肉洁白晶莹，清线，果肉洁白晶莹，清甜甜爽口，挂齿留香，

4、风味独特。爽口，挂齿留香，风味独特。植物育种的方法植物育种的方法 已知在荔枝的性状控制中，已知在荔枝的性状控制中，D D（无绿（无绿线）对线）对d d（有绿线）显性，（有绿线）显性，T T（有甜味）（有甜味）对对t（无甜味）显性。现有两株普通荔枝，（无甜味）显性。现有两株普通荔枝，一株的基因型是一株的基因型是DDTTDDTT，另一株的基因型，另一株的基因型是是ddttddtt。据题回答：。据题回答：（一）、假如你是育种专家，能否利用（一）、假如你是育种专家，能否利用普通荔枝得到普通荔枝得到“西园挂绿西园挂绿”（ddTTddTT）？）？请简要介绍你的育种方案。请简要介绍你的育种方案。典型例题讲解

5、典型例题讲解 无绿有甜味无绿有甜味 有绿无甜味有绿无甜味DDTTddtt 无绿有甜味无绿有甜味 DdTt无绿甜无绿甜 无绿无甜无绿无甜 绿甜绿甜 绿无甜绿无甜ddTT绿甜绿甜ddTtddTTddTt绿甜绿甜ddTT绿甜绿甜绿甜绿甜 绿无甜绿无甜ddTtddTT杂交杂交自交自交选优选优自交自交F3选优选优思考：要培育出思考：要培育出一个能稳定遗传一个能稳定遗传的植物品种至少的植物品种至少要几年？要几年？方案一：杂交育种方案一：杂交育种假设现有长毛立耳猫（假设现有长毛立耳猫（假设现有长毛立耳猫（假设现有长毛立耳猫（BBEEBBEEBBEEBBEE）和短毛）和短毛）和短毛）和短毛折耳猫（折耳猫（折耳

6、猫（折耳猫（bbeebbeebbeebbee），你能否培育出能稳定遗），你能否培育出能稳定遗），你能否培育出能稳定遗），你能否培育出能稳定遗传的长毛折耳猫（传的长毛折耳猫（传的长毛折耳猫（传的长毛折耳猫（BBeeBBeeBBeeBBee）？写出育种方案）？写出育种方案）？写出育种方案）？写出育种方案（图解）（图解）（图解）（图解）长毛折耳猫长毛折耳猫短毛折耳猫短毛折耳猫长毛立耳猫长毛立耳猫试一试：动物育种的方法试一试：动物育种的方法Bbee 长毛立耳长毛立耳 短毛折耳短毛折耳BBEEbbee长毛立耳长毛立耳 BbEe长毛立耳长毛立耳BbEe长立长立 长折长折 短立短立 短折短折BBeeBBee

7、Bbeebbeebbee长折长折 短折短折长折长折 长折长折 短折短折杂交杂交F1间间交配交配选优选优测交测交F3长折长折 短折短折1 1、动物应为雌雄个体间相互交配，植物为自交。、动物应为雌雄个体间相互交配，植物为自交。2 2、选优以后动物进行的是测交，植物为连续自、选优以后动物进行的是测交，植物为连续自交。交。3 3、最后在选种上，动物选择的是后代不发生性、最后在选种上，动物选择的是后代不发生性状分离的亲代，植物选择的是不发生性状分离状分离的亲代，植物选择的是不发生性状分离的后代。的后代。(亲代已经用于制种）亲代已经用于制种）4 4、比植物杂交育种所需年限短。比植物杂交育种所需年限短。注意

8、注意概念：概念：将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，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，获得新品种的方法再经过选择和培育，获得新品种的方法。依据原理：依据原理：基因重组基因重组常用方法常用方法：优点：优点：操作简单，目的性强，能操作简单，目的性强，能使同种生物的不同使同种生物的不同优良性状集中于同一个体，具有预见性。优良性状集中于同一个体，具有预见性。缺点：缺点：育育种种年年限限长长，杂杂交交后后代代会会出出现现性性状状分分离离，需需连连续续自自交交才才能能选选育育出出所所需需要要的的优优良良性性状状。而而且且 只只适适用用于于有有性性生生殖殖的的生生物物

9、，存存在远缘杂交不亲和的障碍。在远缘杂交不亲和的障碍。杂交育种杂交育种结合上述几个实例，小结如下：结合上述几个实例，小结如下：杂交杂交 自交自交 选优选优 自交自交 杂交育种是利用基因重组的原理，一般发杂交育种是利用基因重组的原理，一般发生在有性生殖的减数分裂过程中。微生物生在有性生殖的减数分裂过程中。微生物一般不能进行减数分裂，因此一般不用杂一般不能进行减数分裂，因此一般不用杂交育种的方法对微生物进行育种交育种的方法对微生物进行育种思考：思考：杂交育种能否用于微生物育种？杂交育种能否用于微生物育种？射线射线DDTTDDTT无绿甜无绿甜 ddTTddTT 绿甜绿甜射线射线ddttddtt绿无甜

10、绿无甜ddTTddTT绿甜绿甜或或方案二：诱变育种方案二：诱变育种概念：概念：利用物理因素（如利用物理因素（如射线、射线、射线、紫外线、激光等）或射线、紫外线、激光等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）来处理生物，使生物发化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）来处理生物，使生物发生基因突变生基因突变,从中选育出具有优良性状个体从中选育出具有优良性状个体的育种方法。的育种方法。依据原理：依据原理：基因突变基因突变常用方法：常用方法：用物理因素用物理因素(如如X X射线、射线、射线、紫外线、中子、射线、紫外线、中子、激光、电离辐射等激光、电离辐射等)或化学因素或化学因素(如亚硝酸、碱如亚硝酸、碱基类

11、似物、硫酸二乙酯等各种化学药剂基类似物、硫酸二乙酯等各种化学药剂)或空或空间诱变育种间诱变育种(用宇宙强辐射、微重力等条件用宇宙强辐射、微重力等条件)来来处理生物。处理生物。优点：优点：可以提高突变率，加速育种进程，大幅度可以提高突变率，加速育种进程，大幅度地改良某些品种地改良某些品种,产生前所未有的性状。产生前所未有的性状。缺点缺点：有利变异少，须大量处理实验材料有利变异少，须大量处理实验材料诱变育种诱变育种应用应用应用：应用：农作物新品种的培育农作物新品种的培育 新品种具有抗病力强、产量高、品质好等优点。如新品种具有抗病力强、产量高、品质好等优点。如“黑黑农五号农五号”大豆，产量提高了大豆

12、，产量提高了16%16%，含油量比原来提高了，含油量比原来提高了2.5%2.5%。在作物方面，应用诱变育种我国已培育出在作物方面，应用诱变育种我国已培育出100多种水稻、小多种水稻、小麦、玉米、大豆等优良品种。麦、玉米、大豆等优良品种。资料：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。航天技术的发展，使人类利用太空资源的愿望变成了现实。自自19871987年以来，中国利用自己研制的返回式卫星和神舟号飞船进年以来，中国利用自己研制的返回式卫星和神舟号飞船进行了行了1111次航天育种搭载试验，试验品种达次航天育种搭载试验，试验品种达12001200多种。多种。航天诱变育种是利用太空的

13、物理环境作为诱变因子，太空环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（境条件很复杂，与地球表面主要差异是微重力（10103 3克克10106 6克）克）、宇宙射线、重粒子、变化磁场和高真空等，这些物理条件的综、宇宙射线、重粒子、变化磁场和高真空等，这些物理条件的综合作用使生物产生基因突变。合作用使生物产生基因突变。据统计，航天育种变异率达据统计，航天育种变异率达4 4以上，株高变异为以上，株高变异为4040cmcm30cm30cm，果重变异达果重变异达7070100100（蔬菜），生育期变异为（蔬菜），生育期变异为3 3天天1010天。天。太

14、太空空船船把把20002000颗颗南南瓜瓜种种子子带带上上了了太太空空，这这些些种种子子在在宇宇宙宙里里经经过过了了综综合合射射线线的的作作用用，回回到到地地面面后后，经经培培育育只只有有很很少少一一部部分分能能够够发发育育成成我我们们需需要要的的优优良良性性状状，而而大大部部分分种种子子没没有有发发育育或或并并不不是是我我们们希希望望得得到到的的优优良良性性状状。科科研研人人员员经经过过3 3个月的种植，长出个月的种植，长出150150公斤各种颜色的大南瓜公斤各种颜色的大南瓜。用于微生物育种用于微生物育种 例如青霉素的选育。例如青霉素的选育。19431943年从自然界分离出来的青霉年从自然界

15、分离出来的青霉菌只能产生青霉素菌只能产生青霉素2020单位单位/mLmL。后来人们对青霉菌多次进行后来人们对青霉菌多次进行X X射线、紫外线照射以及综合处理，培育成了青霉素高产菌射线、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株，目前青霉素的产量已达到50000500006000060000单位单位/mLmL。诱变育种的优点是能够提高突变率，在较短的时间内获诱变育种的优点是能够提高突变率，在较短的时间内获得更多的优良变异类型。得更多的优良变异类型。诱变育种的局限性是诱发突变的方向难以掌握，突变体难诱变育种的局限性是诱发突变的方向难以掌握，突变体难以集中多个理想性状。

16、以集中多个理想性状。要想克服这些局限性，可以扩大诱变后代的群体，增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。加选择的机会。第一年第一年第一年第一年第二年第二年第二年第二年方案三：单倍体育种方案三：单倍体育种选取选取绿甜绿甜（ddTTddTT ）即为所需）即为所需类型类型 绿甜绿甜无绿有甜味无绿有甜味无绿有甜味无绿有甜味 有绿无甜味有绿无甜味有绿无甜味有绿无甜味DDTTddtt 无绿有甜味无绿有甜味 DdTt花药离体培养花药离体培养DT Dt dT dt单倍体单倍体秋秋水水仙仙素素诱诱导导染色体加倍染色体加倍纯合体纯合体 DDTT DDttddTT ddtt3、单单倍倍体体育育种种明显缩短育种年限，加速育种进程明显缩短育种年限，加速育种进程。利用利用单倍体作中间环节培育可育的纯合子单倍体作中间环节培育可育的纯合子只需只需两年时间两年时间可可完成，而常规的育种方法获得完成，而常规的育种方法获得一个纯系一般需一个纯系一般需5 58 8年时间年时间原理原理优点优点方法方法染色体染色体数目数目变异变异选选择择亲亲本本有有性性杂杂交交F F1 1产产生生的的花花粉粉离离体体培培养