生物變異在生產上的應用

關于生物變異在生產上的應用第1頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五20世紀90年代后期，美國布朗拋出“中國威脅論”，撰文說到下世紀30年代，中國人口將達到16億，到時，誰來養(yǎng)活中國，怎樣來拯救由此引發(fā)的全球性糧食短缺？

除了改變環(huán)境因素提高光合作用以外，更重要的是改變作物的品種來提高農作物的產量。提高光合速率的一些方法：

提高光照強度、溫度和CO2濃度第2頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五

有兩個不同番茄品種，一個是抗病、黃果肉的品種（ssrr），另一個是易感病、紅果肉的品種（SSRR）。如何才能培育出一個既抗病又是紅果肉的新品種，并且新品種的性狀能穩(wěn)定遺傳。方法：雜交自交(選優(yōu)自交)若干次純種討論：第3頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五

雜交育種1、概念利用基因重組的原理，有目的的將兩個或多個品種的優(yōu)良性狀組合在一起，再經過選擇和培育，獲得新品種的方法。2、方法：雜交自交(選優(yōu)自交)若干次純種3、原理基因重組第4頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五4、例子農作物：袁隆平雜交水稻第5頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五

農作物：袁隆平雜交水稻

2003年10月9日，30多年前顛覆了國際經典水稻理論的袁隆平再次讓世界注意到了他。湖南省湘潭縣泉塘子鄉(xiāng)的超級雜交稻百畝示范片平均畝產達到807．46公斤，這個數字接近現在全國水稻平均畝產量的兩倍，比普通雜交水稻的畝產量高出200公斤。水稻畝產從600公斤提高到800公斤是一個世界性的難題，而袁隆平從1997年提出“超級雜交稻計劃”后，幾乎每三年就能讓雜交稻單產潛力成功提高100公斤，他的研究似乎是一株最為優(yōu)良的作物——多產、穩(wěn)定。4、例子第6頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五中國黃牛ⅹ中國荷斯坦牛荷斯坦牛家畜、家禽：中國荷斯坦牛的育種過程：優(yōu)點：泌乳期可達305天，年產乳量可達6300Kg以上第7頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五試一試：動物的雜交育種方法假設現有長毛立耳貓（BBEE）和短毛折耳貓（bbee），你能否培育出能穩(wěn)定遺傳的長毛折耳貓（BBee）？寫出育種方案（圖解）長毛折耳貓短毛折耳貓長毛立耳貓第8頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五長毛立耳短毛折耳BBEEbbee長毛立耳BbEe長毛立耳BbEe長立長折短立短折BbeeBBeeBBeeBbeebbeebbee長折短折長折長折短折雜交F1間交配選優(yōu)測交ＰＦ１Ｆ２F3長折短折思考：要培育出一個能穩(wěn)定遺傳的動物品種至少要幾年？第9頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五！注意1、動物雜交育種中純合子的獲得不用通過逐代自交，可改為測交。2、比植物雜交育種所需年限短。第10頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五雜種優(yōu)勢基因型不同的兩個親本個體雜交產生的雜種第一代，在生長、繁殖、抗逆性、產量等性狀上優(yōu)于兩個親本的現象。如騾子第11頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五優(yōu)點：缺點:雜交后代會出現性狀分離，進行純化時工作量大，過程復雜,所需時間長。育種的目的性強，使位于不同個體的優(yōu)良性狀集中于一個個體上。5、雜交育種的優(yōu)缺點第12頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五

誘變育種1、概念利用物理、化學因素誘導生物發(fā)生變異，并從變異后代中選育新品種的過程。4、意義：創(chuàng)造動植物、微生物新品種2、方法：輻射誘變、化學誘變3、原理：基因突變和染色體變異第13頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五5、例子農作物

黑龍江省農科院用輻射方法處理大豆，培育成了“黑農五號”等大豆品種，產量提高了16％，含油量比原來提高2·5％。微生物

青霉菌最初從發(fā)霉的甜瓜上發(fā)現，這種野生的青霉菌分泌的青霉素很少，青霉素是抗菌素的一種，是第一種能夠治療肺炎、腦膜炎、膿腫等人類疾病的抗生素。但產量只有20單位/mL。后來，人們對青霉菌進行X射線、紫外線照射以及綜合處理，培育成了青霉素產量很高的菌株，目前產量已經可以達到50000單位/mL～60000單位/mL。第14頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五太空育種太空辣椒平均單個重達500克，果實中維生素C的含量提高了10%～25%；黃瓜1根達1米多長；“航天芝麻1號”不僅個大，而且單株蒴果達98粒以上；水稻蛋白質含量可提高8.7%～12%。第15頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五第16頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五第17頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五6、誘變育種的優(yōu)缺點討論：與雜交育種相比，誘變育種有什么優(yōu)點？聯系基因突變的特點，談談該育種的局限性。要想克服這些局限性，可以采取什么辦法？優(yōu)點：可以提高突變頻率，在短時間內獲得更多的優(yōu)良變異類型。缺點：有利變異少，需大量處理供試材料①提高變異頻率，能產生多種多樣對新類型，為育種創(chuàng)造出豐富對原材料。②能在較短的時間內有效對改良生物品種的某些性狀。③改良作物品質，增強抗逆性。第18頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五

單倍體育種1、單倍體植株特點：弱小，且高度不育

用單倍體做中間環(huán)節(jié)產生具有優(yōu)良性狀的可育純合子的育種方法。3、過程：二倍體植株（雜合子）花藥離體培養(yǎng)單倍體植株

二倍體植株（純合子）人工誘導染色體加倍2、概念：第19頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五AAbb寬、不抗aaBB窄、抗AaBb寬、抗花藥離體培養(yǎng)ABAbaBab人工誘導染色體加倍AABB寬、抗AAbbaaBBaabbF1單倍體第20頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五縮短育種年限。能排除顯隱性干擾，提高效率.染色體變異4、單倍體育種的特點：5、原理：第21頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五1.多倍體的細胞通常比二倍體的細胞大，細胞內有機物對含量高、抗逆性強。2.但發(fā)育延遲，結實率低。多倍體植株的特點染色體加倍后的草莓（上）野生草莓（下）多倍體水稻第22頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五

多倍體育種1.方法:用秋水仙素處理方法原理2.應用:第23頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五

秋水仙素處理法的具體做法是什么？原理又是什么？方法：用秋水仙素處理____________或_______。原理：當秋水仙素作用于正在______的細胞時，能夠抑制________的形成，導致_______不能_

______，從而引起細胞內染色體__________。染色體數目加倍的細胞繼續(xù)進行_______分裂，將來就可能發(fā)育成

________植株。萌發(fā)的種子幼苗分裂紡錘體染色體移向兩極數目加倍有絲多倍體二倍體八倍體四倍體秋水仙素處理秋水仙素處理第24頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五人工誘導多倍體的產生第25頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五無籽西瓜的培育過程二倍體幼苗四倍體植株秋水仙素處理染色體加倍二倍體幼苗二倍體植株發(fā)育授粉二倍體幼苗二倍體植株發(fā)育花粉誘導三倍體種子三倍體無籽瓜三倍體植株發(fā)育第26頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五雜交育種誘變育種單倍體育種多倍體育種原理常用方法優(yōu)點缺點基因重組基因突變染色體變異（成倍減少）染色體變異（成倍增加）雜交用物理或化學方法處理生物花藥離體培養(yǎng)→單倍體→秋水仙素處理→純種秋水仙素處理使位于不同個體的優(yōu)良性狀集中于一個個體上提高變異頻率，加速育種進程，有利變異少，需大量處理供試材料明顯縮短育種年限，育種時間較短。技術復雜，需與雜交育種配合各種器官大、營養(yǎng)成分高、抗性強與雜交育種配合；獲得的新品種發(fā)育延遲育種時間最長第27頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五

轉基因技術1、概念：2、例子：3、特點：4、轉基因食品的安全性結果：定向改造生物的性狀，獲得人類所需要的品種。第28頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五生長快、肉質好的轉基因魚(中國)乳汁中含有人生長激素的轉基因牛(阿根廷)第29頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五轉黃瓜抗青枯病基因的甜椒轉魚抗寒基因的番茄第30頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五與藥物研制我國生產的部分基因

工程疫苗和藥物許多藥品的生產是從生物組織中提取的。受材料來源限制產量有限，其價格往往十分昂貴。微生物生長迅速，容易控制，適于大規(guī)模工業(yè)化生產。若將生物合成相應藥物成分的基因導入微生物細胞內，讓它們產生相應的藥物，不但能解決產量問題，還能大大降低生產成本。第31頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五胰島素從豬、牛等動物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰島素，其產量之低和價格之高可想而知。將合成的胰島素基因導入大腸桿菌，每2000L培養(yǎng)液就能產生100g胰島素！使其價格降低了30%-50%!第32頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五環(huán)境保護

基因工程做成的“超級細菌”能吞食和分解多種污染環(huán)境的物質。通常一種細菌只能分解石油中的一種烴類，用基因工程培育成功的“超級細菌”卻能分解石油中的多種烴類化合物。有的還能吞食轉化汞、鎘等重金屬，分解DDT等毒害物質。第33頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五第34頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五第35頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五你知道什么是真正的碩果累累嗎?第36頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五最新款的摩托車你想過嗎?第37頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五你見過樹會走路嗎?第38頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五

這些題你會做嗎？1、雜交育種所依據的主要遺傳學原理是：

A.基因突變；B.基因自由組合；

C.染色體交叉互換：D.染色體變異。

答[]B第39頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五

2.在下列幾種育種方法中，可以改變原有基因分子結構的育種方法是：

A、雜交育種B、誘變育種

C、單倍體育種D、多倍體育種答案：[]3.現代農業(yè)育種專家采用誘變育種的方法改良某些農作物的原有性狀，其原因是：

A、提高了后代的出苗率

B、產生的突變全部是有利的

C、提高了后代的穩(wěn)定性

D、能提高突變率以供育種選擇答案：[]BD第40頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五4.60Co是典型的γ放射源，可用于作物誘變育種。我國運用這種方法培育出了許多農作物新品種，如棉花高產品種“魯棉1號”，在我國自己培養(yǎng)的棉花品種中栽培面積最大。γ射線處理后主要引起__________，從而產生可遺傳的變異。除γ射線外，用于誘變育種的其他物理誘變因素還有_________、_________和_________。基因突變x射線紫外線激光第41頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五5.請寫出下面各項培育方法：（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法是

。（2）用60Co輻射谷氨酸棒狀桿菌，選育出合成谷氨酸的新菌種，所用方法是

。（3）用小麥和黑麥培育八倍體黑小麥的方法是

。（4）將青椒的種子搭載人造衛(wèi)星，在太空中飛行數周后返回地面，獲得了果大、肉厚和維生素含量高的青椒新品種，這種育種原理本質上屬于

。（5）用抗倒伏、不抗銹病和不抗倒伏、抗銹病的兩個小麥品種，培育出抗倒伏、抗銹病的品種，所用方法是

。（6）用秋水仙素或硫酸二乙酯處理蕃茄、水稻種子，獲得成熟期早、蛋白質含量高的品系，這種方法是

。單倍體育種

誘變育種多倍體育種誘變育種雜交育種誘變育種第42頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五3、（2003理綜高考題）小麥品種是純合體，生產上用種子繁殖，現要選育矮桿（aa)、抗?。˙B）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），生產上通常用塊莖繁殖，現要選育黃肉（Yy)、抗病(Rr)的馬鈴薯新品種。請分別設計小麥品種間雜交育種程序，以及馬鈴薯品種間雜交育種程序。要求用遺傳圖解表示并加以簡要說明。（寫出包括親本在內的前三代即可）第43頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五

馬鈴薯第一代yyRrⅹYyrr親本雜交第二代YyRr,yyRr,Yyrr,yyrr種植，選黃肉、抗病（YyRr）第三代YyRr用塊莖繁殖

第44頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五第三代F2A_B_,A_bb,aaB_,aabb

種植F2代，選矮桿、抗?。╝aB_），繼續(xù)自交，期望下代獲得純合體

小麥第一代PAABBⅹaabb親本雜交第二代F1AaBb種植F1代，自交第45頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五

九十年代后期，美國學者布朗拋出“中國威脅論”，撰文說到下世紀３０年代，中國人口將達到１６億，到時誰來養(yǎng)活中國，誰來拯救由此引發(fā)的全球性糧食短缺和動蕩危機？第46頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五袁隆平培養(yǎng)雜交水稻過程中，他利用了哪一種變異的原理？第47頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五

袁隆平

一個屬于中國也屬于世界的名字他發(fā)起的“第二次綠色革命”給整個人類帶來了福音。袁隆平:農學家、雜交水稻育種專家。1995年當選為中國工程院院士。第48頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五事跡袁隆平長期從事雜交水稻育種理論研究和制種技術實踐。1964年首先提出培育“不育系、保持系、恢復系”三系