生物性狀改造的幾種常用方法

1、廣東省珠海市實(shí)驗(yàn)中學(xué)廣東省珠海市實(shí)驗(yàn)中學(xué) 周樹奇周樹奇20062006年年1212月月歡迎光臨歡迎光臨 http:/E-mail: QQ: 331944281生物性狀改造的生物性狀改造的幾種常用幾種常用方法方法 復(fù)習(xí)目標(biāo)：復(fù)習(xí)目標(biāo)： 1將分散于各章節(jié)的有關(guān)生物性狀改造方法的知將分散于各章節(jié)的有關(guān)生物性狀改造方法的知 識梳理出來形成知識體系。識梳理出來形成知識體系。 2利用基因重組、基因突變、染色體變異、基因利用基因重組、基因突變、染色體變異、基因 工程、細(xì)胞工程等遺傳學(xué)原理，設(shè)計(jì)培育具有工程、細(xì)胞工程等遺傳學(xué)原理，設(shè)計(jì)培育具有 優(yōu)良性狀的新品種的育種方法。優(yōu)良性狀的新品種的育種方法。 3通過試

2、題分析、練習(xí)提高審題解題能力。通過試題分析、練習(xí)提高審題解題能力。 知識回顧：知識回顧： 生物性狀改造的幾種常用方法或原理生物性狀改造的幾種常用方法或原理基因水平基因水平 染色體水平染色體水平 細(xì)胞水平細(xì)胞水平 基因突變基因突變 基因重組基因重組 基因拼接基因拼接 染色體組成倍減少染色體組成倍減少 染色體組成倍地增加染色體組成倍地增加 植物體細(xì)胞雜交。動物細(xì)胞原生質(zhì)體融合。植物體細(xì)胞雜交。動物細(xì)胞原生質(zhì)體融合。 核移植核移植 胚胎移植胚胎移植 DNA復(fù)制時，內(nèi)復(fù)制時，內(nèi)外因素的影響使外因素的影響使基因結(jié)構(gòu)改變基因結(jié)構(gòu)改變 基因的自由組基因的自由組合定律和連鎖合定律和連鎖互換定律互換定律不同生物

3、基因結(jié)構(gòu)不同生物基因結(jié)構(gòu)基因表達(dá)方式相同；基因表達(dá)方式相同；所有生物共用一套所有生物共用一套遺傳密碼。遺傳密碼。 人工誘變?nèi)斯ふT變 雜交雜交-自交自交-選優(yōu)選優(yōu)-自交自交 利用轉(zhuǎn)基因利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將目的技術(shù)將目的基因引入生基因引入生物體內(nèi)物體內(nèi) 優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)生新基優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)生新基因，創(chuàng)造新性狀。因，創(chuàng)造新性狀。不足：盲目性大。不足：盲目性大。 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):將不同個體將不同個體的優(yōu)良性狀集中的優(yōu)良性狀集中到新品種上。到新品種上。 不不足：育種周期長。足：育種周期長。 優(yōu)點(diǎn)：打破物種優(yōu)點(diǎn)：打破物種界限，定向改造界限，定向改造生物性狀。生物性狀。不足：導(dǎo)入的目不足：導(dǎo)入的目的基因不一定表的基因不一定表達(dá)。達(dá)

4、。青霉素青霉素高產(chǎn)菌高產(chǎn)菌株的培株的培育育粒大油粒大油多向日多向日葵的培葵的培育育抗蟲抗蟲棉的棉的培育培育基因水平基因水平: :基因突變基因突變基因重組基因重組基因拼接基因拼接途徑與方法途徑與方法 方法評價(jià)方法評價(jià) 舉例舉例 原原 理理 染色體變異染色體變異生殖細(xì)胞的全生殖細(xì)胞的全能性能性 染色體變異染色體變異外界因素抑制外界因素抑制細(xì)胞分裂，復(fù)細(xì)胞分裂，復(fù)制后的染色體制后的染色體不分離，導(dǎo)致不分離，導(dǎo)致細(xì)胞染色體加細(xì)胞染色體加倍倍花藥離體花藥離體培養(yǎng)再經(jīng)培養(yǎng)再經(jīng)人工誘導(dǎo)人工誘導(dǎo)使染色體使染色體加倍加倍 一定濃度一定濃度的秋水仙的秋水仙素處理萌素處理萌發(fā)的種子發(fā)的種子或幼苗?；蛴酌?。 優(yōu)點(diǎn)：獲

5、得純合優(yōu)點(diǎn)：獲得純合體植株體植株,明顯縮短明顯縮短育種年限。育種年限。不足：單倍體育不足：單倍體育種一般適用于植種一般適用于植物。物。 優(yōu)點(diǎn)：器官巨大，優(yōu)點(diǎn)：器官巨大，提高產(chǎn)量和營養(yǎng)提高產(chǎn)量和營養(yǎng)成分。成分。不足：發(fā)育延遲，不足：發(fā)育延遲，結(jié)實(shí)率降低。結(jié)實(shí)率降低。 單倍體單倍體育種培育種培育矮稈育矮稈抗銹病抗銹病小麥小麥多倍體多倍體育種培育種培育無子育無子西瓜西瓜染色體水平染色體水平: :染色體組染色體組成倍減少成倍減少 染色體組染色體組成倍增加成倍增加 途徑與方法途徑與方法 方法評價(jià)方法評價(jià) 舉例舉例 原原 理理 細(xì)胞膜的流細(xì)胞膜的流動性、細(xì)胞動性、細(xì)胞的全能性。的全能性。 動物體細(xì)動物體細(xì)

6、胞核的全胞核的全能性能性 早期胚胎的早期胚胎的分裂、分化分裂、分化潛能潛能 細(xì)胞去壁細(xì)胞去壁原生質(zhì)體融原生質(zhì)體融合組織培合組織培養(yǎng)養(yǎng)將具備所需性將具備所需性狀的體細(xì)胞核狀的體細(xì)胞核移植到去核卵移植到去核卵細(xì)胞中。細(xì)胞中。 將獲得的早將獲得的早期胚胎植入期胚胎植入經(jīng)激素處理經(jīng)激素處理的雌性動物的雌性動物體的子宮。體的子宮。 優(yōu)點(diǎn)：克服了遠(yuǎn)緣雜交優(yōu)點(diǎn)：克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，擴(kuò)展了不親和的障礙，擴(kuò)展了可用于雜交的親本組合可用于雜交的親本組合范圍。范圍。不足：雜種細(xì)胞同時表不足：雜種細(xì)胞同時表現(xiàn)出兩種親本的性狀還現(xiàn)出兩種親本的性狀還有技術(shù)上的困難。有技術(shù)上的困難。 優(yōu)點(diǎn)：改良動物品優(yōu)點(diǎn)：改良動物

7、品種，拯救瀕危動物種，拯救瀕危動物不足：難度大成活率低。不足：難度大成活率低。 優(yōu)點(diǎn)：短時間內(nèi)獲得大優(yōu)點(diǎn)：短時間內(nèi)獲得大量具有某種優(yōu)良性狀的量具有某種優(yōu)良性狀的動物個體。動物個體。不足：成活率低。不足：成活率低。 番茄番茄-馬鈴薯馬鈴薯的培育的培育克克隆隆羊羊試管試管嬰兒嬰兒或動或動物物細(xì)胞水平細(xì)胞水平: :體細(xì)胞雜交體細(xì)胞雜交 核移植核移植 胚胎移植胚胎移植 途徑與方法途徑與方法 方法評價(jià)方法評價(jià) 舉例舉例 原原 理理 知識運(yùn)用知識運(yùn)用 例例1：下面為六種不同的育種方法。據(jù)圖回答：下面為六種不同的育種方法。據(jù)圖回答： (1)圖中圖中A至至D方向所示的途徑表示方向所示的途徑表示 育種方式，這育

8、種方式，這 種方法屬常規(guī)育種，一般從種方法屬常規(guī)育種，一般從F2代開始選種，這是因?yàn)榇_始選種，這是因?yàn)椤?。(2) B 常用的方法為常用的方法為 。(3) E方法所用的原理是方法所用的原理是 ，所用的方法如，所用的方法如 、 、 、 。育種時所需處理的種子。育種時所需處理的種子 應(yīng)當(dāng)是萌發(fā)的（而非休眠的）的種子，試闡述原因應(yīng)當(dāng)是萌發(fā)的（而非休眠的）的種子，試闡述原因 、 、 、 。雜交雜交 從從F2F2開始發(fā)生性狀分離開始發(fā)生性狀分離 花藥離體培養(yǎng)花藥離體培養(yǎng) 基因突變基因突變激光誘變激光誘變輻射誘變輻射誘變化學(xué)試劑誘變化學(xué)試劑誘變發(fā)后進(jìn)行細(xì)胞分裂，發(fā)后進(jìn)行細(xì)胞分裂，DNADNA在復(fù)制過程中

9、由于某種因素在復(fù)制過程中由于某種因素種子萌種子萌的影響可發(fā)生基因突變的影響可發(fā)生基因突變 。（4）C、F過程最常用的藥劑是過程最常用的藥劑是 ，其作用的原理，其作用的原理 是是 。秋水仙素秋水仙素 （5）由）由G到到H過程中涉及的生物技術(shù)有過程中涉及的生物技術(shù)有 、 和和 。（6）KLM這種育種方法的優(yōu)越性表現(xiàn)這種育種方法的優(yōu)越性表現(xiàn)在在 、 。 抑制紡錘體的形成，引起染色體加倍抑制紡錘體的形成，引起染色體加倍 基因工程（基因工程（DNA DNA 重組技術(shù)）重組技術(shù)） 植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng) 克服遠(yuǎn)緣雜交克服遠(yuǎn)緣雜交 不親和的障礙，大大擴(kuò)展了可用于雜交的親本組合范圍不親和的障礙，大大擴(kuò)展了可

10、用于雜交的親本組合范圍 例例2、玉米是雌雄同株的植物，正常植株的基因型為、玉米是雌雄同株的植物，正常植株的基因型為A B ，基因基因 型為型為aa的植株不能長出雌花序而成為雄株，因此雄株的基因的植株不能長出雌花序而成為雄株，因此雄株的基因 型為型為aaB ；基因型為基因型為bb的植株雄花序變成雌花序而成為雌株，的植株雄花序變成雌花序而成為雌株， 因此，雌株的基因型為因此，雌株的基因型為A bb，基因型為基因型為aabb的植株頂端長出的植株頂端長出 的也是雌花序成為雌株。請分析回答下列問題：的也是雌花序成為雌株。請分析回答下列問題： 正常株正常株(A B )雄株雄株(aaB )雌株雌株(A bb

11、 )雌株雌株(aabb )（1）育種工作者選用上述材料做親本，雜交后）育種工作者選用上述材料做親本，雜交后 得到下表中結(jié)果：得到下表中結(jié)果： 類型類型數(shù)目數(shù)目正常株正常株雄雄 株株雌雌 株株99810011999請你寫出親本的基因請你寫出親本的基因型：型： 、 。 AaBb aabb 或或 Aabb aaBb (2)玉米的純合體雄株和雌株在育種中有重要應(yīng)用價(jià)玉米的純合體雄株和雌株在育種中有重要應(yīng)用價(jià) 值，可免除雌雄同株時雜交育種必須去雄的麻煩。值，可免除雌雄同株時雜交育種必須去雄的麻煩。 選育的純合子雄株和雌株，應(yīng)確保其雜交后代都選育的純合子雄株和雌株，應(yīng)確保其雜交后代都 是正常株，以符合生產(chǎn)

12、要求。那么，選育的純合是正常株，以符合生產(chǎn)要求。那么，選育的純合 子雄株的基因型應(yīng)為子雄株的基因型應(yīng)為 ，純合子雌株的基純合子雌株的基 因型應(yīng)為因型應(yīng)為 。 aaBBaaBB AAbbAAbb (3) 已知大田中正常植株都是雜合子，請你利用這種正常已知大田中正常植株都是雜合子，請你利用這種正常 植株設(shè)計(jì)一個育種程序，選育出符合生產(chǎn)要求的純合子植株設(shè)計(jì)一個育種程序，選育出符合生產(chǎn)要求的純合子 雄株和雌株。（提示：常規(guī)的雜交育種方法很難選出雄株和雌株。（提示：常規(guī)的雜交育種方法很難選出 符合要求的植株，用單倍體育種與雜交育種相結(jié)合的符合要求的植株，用單倍體育種與雜交育種相結(jié)合的 方法，容易達(dá)到育種

13、方法，容易達(dá)到育種 的目的。）的目的。） 親本：親本： AaBb正常株正常株減數(shù)分裂減數(shù)分裂二倍體植株二倍體植株 AABB AAbb aaBB aabb 正常株正常株 雌株雌株 雄株雄株 雌株雌株配子（花粉粒）配子（花粉粒） AB Ab aB ab花藥離體培養(yǎng)花藥離體培養(yǎng)單倍體幼苗單倍體幼苗 AB Ab aB ab 秋水仙素處理秋水仙素處理在獲得的二倍體植株中，雄株即為符合要求的類型（在獲得的二倍體植株中，雄株即為符合要求的類型（aaBB）既長出了雌花序，雄花序也轉(zhuǎn)變?yōu)榇苹ㄐ虻拇浦暌矠榉弦乳L出了雌花序，雄花序也轉(zhuǎn)變?yōu)榇苹ㄐ虻拇浦暌矠榉弦蟮拇浦昵蟮拇浦瓴荒荛L出雌花序，僅是雄花序轉(zhuǎn)變?yōu)榇苹?/p>

14、序的雌株（不能長出雌花序，僅是雄花序轉(zhuǎn)變?yōu)榇苹ㄐ虻拇浦辏╝abb）不符合生產(chǎn)要求，淘汰。不符合生產(chǎn)要求，淘汰。雄株雄株(aaBB )雌株雌株(AAbb )正常株正常株(AaBb )雌株雌株(aabb )鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)：1下列關(guān)于育種原理的幾種說法，不正確的是下列關(guān)于育種原理的幾種說法，不正確的是 （ ）A育種的過程是一個選擇的過程，選擇方向與自然選擇有所不同育種的過程是一個選擇的過程，選擇方向與自然選擇有所不同B育種的過程是一個選擇的過程，選擇方向與自然選擇相同育種的過程是一個選擇的過程，選擇方向與自然選擇相同C能夠創(chuàng)造出新品種甚至新類型的重要方法是誘變能夠創(chuàng)造出新品種甚至新類型的重要方法是

15、誘變 D育種是對變異人工進(jìn)行定向選擇的過程育種是對變異人工進(jìn)行定向選擇的過程 B2用生長素處理獲得無籽番茄和用多倍體育種獲得無籽西瓜，用生長素處理獲得無籽番茄和用多倍體育種獲得無籽西瓜， 下列有關(guān)的敘述正確的是下列有關(guān)的敘述正確的是 （ ）A生長素處理獲得番茄無籽的變異屬于不能遺傳的變異生長素處理獲得番茄無籽的變異屬于不能遺傳的變異B無籽番茄植株扦插后長出的植株仍結(jié)無籽果實(shí)無籽番茄植株扦插后長出的植株仍結(jié)無籽果實(shí)C三倍體西瓜無籽的變異屬于不能遺傳的變異三倍體西瓜無籽的變異屬于不能遺傳的變異D無籽番茄屬于單倍體植物無籽番茄屬于單倍體植物A3現(xiàn)有黑色短毛免（現(xiàn)有黑色短毛免（BBEE）和褐色長毛免（

16、和褐色長毛免（bbee），），兩對等位基兩對等位基 因位于兩對同源染色體上，問怎樣育成能穩(wěn)定遺傳的黑色長毛免。因位于兩對同源染色體上，問怎樣育成能穩(wěn)定遺傳的黑色長毛免。 P BBEE bbee 親本雜交親本雜交 黑短黑短 褐長褐長F1 BbEe 讓讓F1代雌雄個體間雜交代雌雄個體間雜交F2 B_E_ B_ee bbE_ bbee 黑黑長長 褐長褐長 選黑色長毛兔和褐色長毛兔測交：選黑色長毛兔和褐色長毛兔測交：如果后代全為黑色長毛兔，則被檢測的黑色長毛兔為純?nèi)绻蟠珵楹谏L毛兔，則被檢測的黑色長毛兔為純 合體，能穩(wěn)定遺傳，符合育種要求。合體，能穩(wěn)定遺傳，符合育種要求。如果后代出現(xiàn)性狀分離，則被檢測的黑色長毛兔不符合如果后代出現(xiàn)性狀分離，則被檢測的黑色長毛兔不符合 育種要求，淘汰。育種要求，淘汰。 4小麥品種是純合體，生產(chǎn)上用種子繁殖，現(xiàn)要選育矮桿小麥品種是純合體，生產(chǎn)上用種子繁殖，現(xiàn)要選育矮桿 （aa）、）、抗病（抗病（BB）的小麥新品種馬鈴薯品種是雜合體的小麥新品種馬鈴薯品種是雜合體 （有一對基因雜合即可稱為雜合體），生產(chǎn)上通常用塊（有一對