高二生物教學(xué) 育種

高二生物教學(xué)育種第一頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日生物育種

生物育種是利用遺傳學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、現(xiàn)代生物工程技術(shù)等方法原理培育生物新品種的過程。生物育種的技術(shù)和方法目前有：雜交育種、誘變育種、單倍體育種、多倍體育種、轉(zhuǎn)基因育種和細(xì)胞工程育種等。生物育種是提高農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)的主要途徑，隨著生物科學(xué)研究的進(jìn)展，育種的方法發(fā)展迅速，效果也越來越好。

第二頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日生物的變異思考？生物變異的概念變異：是指生物的親代與子代之間、以及子代個(gè)體之間在性狀的差異。同遺傳現(xiàn)象一樣，變異的現(xiàn)象在生物界也是普遍存在的。

第三頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日變異的類型思考?生物的基因型、表現(xiàn)型及環(huán)境條件之間的關(guān)系表現(xiàn)型=基因型+環(huán)境條件（改變）（改變）（改變）（改變）遺傳的變異不遺傳的變異基因突變?nèi)旧w變異基因重組來源誘因思考？遺傳的變異與不遺傳的變異的區(qū)別第四頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日你知道它們的育種方式嗎？？高產(chǎn)量的青霉菌株神奇的“太空椒”無籽西瓜無芒抗病的水稻誘變育種？上述育種方式的原理是什么？培育各種生物的新品種這些方式都適用嗎？誘變育種多倍體育種雜交育種第五頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日思考?基因突變、基因重組、染色體變異的概念、原因基因突變基因重組染色體變異概念原因DNA分子中發(fā)生堿基對(duì)的增添、缺失或改變，引起的基因結(jié)構(gòu)的改變生物體進(jìn)行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合染色體的結(jié)構(gòu)或數(shù)目的改變外因:外界環(huán)境條件（生物、物理、化學(xué)因素）；內(nèi)因:DNA復(fù)制過程中基因中脫氧核苷酸的種類、數(shù)量、排列順序發(fā)生局部改變1.減數(shù)分裂時(shí)非同源染色體上的非等位基因間自由組合；2.減數(shù)分裂四分體時(shí)，同源染色體的非姐妹染色單體間的交叉互換；3.異源基因重組[基因工程]1.染色體的結(jié)構(gòu)變異2.染色體的數(shù)目變異3.細(xì)胞工程(1)植物體細(xì)胞雜交不同植物的細(xì)胞融合，使遺傳物質(zhì)組成改變(2)動(dòng)物細(xì)胞克隆通過核移植使重組細(xì)胞中的細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)遺傳物質(zhì)組成改變第六頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日雜交育種原理：方法：優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：應(yīng)用：基因重組(基因的三大遺傳基本定律)（1）連續(xù)自交選擇（2）通過雜交使親本的優(yōu)良性狀組合在一起（3）通過雜交使親本的優(yōu)良性狀連鎖在一起使位于不同個(gè)體上的多個(gè)優(yōu)良性狀集中于一個(gè)個(gè)體上，即“集優(yōu)”,能產(chǎn)生新的基因型。育種所需時(shí)間較長(zhǎng)（自交選擇需五--六代,甚至十幾代)。難以克服遠(yuǎn)緣雜交的障礙。用純種高稈抗病小麥與純種矮稈不抗病小麥培育矮稈抗病小麥

思考？雜交育種的原理、方法、優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)、應(yīng)用第七頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日小麥高稈（D）對(duì)矮稈（d）為顯性，抗銹病（T）對(duì)不抗銹?。╰）為顯性，現(xiàn)有純合的高稈抗銹病的小麥（DDTT）和矮稈不抗銹病的小麥（ddtt），可采用哪些育種方式得到矮稈抗病的優(yōu)良品種（ddTT）？想一想：植物育種方式第八頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日以下為同學(xué)提供三組的育種方案：Ａ組Ｐ高抗矮不抗Ｐ高抗矮不抗Ｆ１高抗Ｆ２Ｂ組Ｃ組Ｆ１高抗花粉培育Ｆ２植株Ｐ高抗射線植株植株第九頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日（親本）F1F2（分離）選擇F3（分離）選擇雜交育種F4（穩(wěn)定品種）新品種單倍體植株純合二倍體純合二倍體種子長(zhǎng)出的植株（選擇與鑒定）單倍體育種花藥離體培養(yǎng)秋水仙素處理？？？第十頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日誘變育種原理：方法：優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：應(yīng)用:基因突變

物理方法(紫外線、α射線、激光、失重等)或化學(xué)方法(亞硝酸、硫酸二乙酯等)處理植株，再選擇符合要求的變異類型

產(chǎn)生新基因和新的性狀，能提高變異的頻率，后代變異性狀能較快穩(wěn)定，加速育種進(jìn)程。能大幅度改良某些性狀。

有利個(gè)體不多，須大量處理供試材料，工作量大。盲目性大?！昂谵r(nóng)五號(hào)”大豆、高產(chǎn)青霉菌、太空辣椒的培育

思考？誘變育種的原理、方法、優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)、應(yīng)用第十一頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日單倍體育種原理：方法：優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：應(yīng)用：染色體變異(染色體組成倍地減少)常用方法為花藥離體培養(yǎng)：(1)先將花藥離體培養(yǎng)，培養(yǎng)出單倍體植株；(2)將單倍體幼苗經(jīng)一定濃度的秋水仙素處理獲得純合體。

明顯縮短育種年限（一般為兩年），加速育種進(jìn)程。

不能從根本上改變?cè)行誀?，因而不能按人類意愿定向改變作物的的遺傳特性。用純種高稈抗病小麥與矮稈不抗病小麥雜交得F1，用F1的花藥離體培育純種矮稈抗病小麥

思考？單倍體育種的原理、方法、優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)、應(yīng)用第十二頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日多倍體育種原理：方法:優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：應(yīng)用：染色體變異(染色體組成倍地增加)用一定濃度的秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗.原理:有絲分裂秋水仙素抑制紡錘體形成細(xì)胞染色體數(shù)目加倍發(fā)育

多倍體植株育種周期短，能改良原有性狀，提高產(chǎn)量（莖桿粗壯，葉片、果實(shí)和種子較大，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量較多。）一般只適合于植物，發(fā)育延遲，結(jié)實(shí)率低。同源多倍體育種(偶數(shù)染色體組數(shù))。如：四倍體水稻的培育異源多倍體育種。如：可育性的“蘿卜—甘藍(lán)”和“八倍體小黑麥的培育”

含奇數(shù)染色體組數(shù)的多倍體的培育。如：三倍體無籽西瓜的培育

思考？多倍體育種的原理、方法、優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)、應(yīng)用第十三頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日練習(xí)題1請(qǐng)寫出下面各項(xiàng)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(shù)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(zhì)上屬于

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

。單倍體育種

誘變育種

多倍體育種

誘變育種

雜交育種

第十四頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日練習(xí)題（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(zhì)含量高的品系，這種方法是

。（7）將白菜與甘藍(lán)的體細(xì)胞用酶處理，再用聚乙二醇使其融合，通過組織培養(yǎng)獲得新的植物品種。這種方法是

。（8）將蘇云金芽孢桿菌的抗蟲基因?qū)朊藁ㄊ芫阎?，培育出抗蟲棉的方法是

。（9）生產(chǎn)“人工種子”采用的方法是

。植物組織培養(yǎng)轉(zhuǎn)基因育種植物體細(xì)胞雜交育種

多倍體育種第十五頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日練習(xí)題2現(xiàn)有兩個(gè)純種小麥,一個(gè)純種小麥性狀是高稈(D)抗銹病(T);另一個(gè)純種小麥性狀是矮稈(d)易染病(t)(兩對(duì)基因獨(dú)立遺傳)。育種專家提出了如圖所示Ⅰ、Ⅱ兩種育種方法以獲得小麥新品種，問：PDDTT（高稈抗?。┄wddtt（矮稈不抗?。ㄒ唬〧1DdTt(二）（三）

①Dt②dt（三）（三）（三）單倍體植株（四）（四）（四）（四）DDTT③④⑤D

T

D

ttddT

ddtt

（五）⑥ddttⅠⅡ(1)要縮短育種年限，應(yīng)選擇的方法是

。方法Ⅱ依據(jù)的變異原是

。

（2）圖中①和④的基因組成為

和

。（3）過程（二）中，D和d的分離發(fā)生在

。過程（三）采用的方法是

。過程（四）最常用的化學(xué)藥劑是

。（4）過程（五）產(chǎn)生的抗倒伏抗銹病植株中的純合子占

。Ⅰ基因重組DTddTT減數(shù)第一次分裂后期花藥離體培養(yǎng)秋水仙素1/3第十六頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日練習(xí)題3下圖是用某種作物的兩個(gè)品種①和②分別培育出④、⑤、⑥品種的示意圖，試分析回答：①AABBEAb------------④

D③AaBbFAabb----------⑤②aabbGAAaaBBbb----⑥（1）用①和②培育⑤所采用的D和F步驟分別是

和

。其應(yīng)用的遺傳學(xué)原理是

。（2）用③培育⑤所采用的E和H步驟分別是

和

。其應(yīng)用的遺傳學(xué)原理是

。（3）用③培育⑥所采用的G步驟是

。其遺傳學(xué)原理是

。H雜交自交基因重組花藥離體培養(yǎng)秋水仙素處理幼苗染色體變異（單倍體育種）秋水仙素處理幼苗染色體變異（多倍體育種）第十七頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日練習(xí)題4假設(shè)水稻抗病(A)對(duì)感病(a)為顯性，高桿（T）對(duì)矮桿（t）為顯性?，F(xiàn)有純合的抗病高桿水稻和感病矮桿水稻。為了在較短的年限內(nèi)培育出穩(wěn)定遺傳的抗病矮桿水稻，可采取以下步驟：（1）將純合的抗病高桿水稻和感病矮桿水稻雜交，得到雜交種子。播種這些種子，長(zhǎng)出的植株可產(chǎn)生基因型為

的花粉。（2）采用

的方法得到單倍體幼苗。（3）用

處理單倍體幼苗，使染色體數(shù)目加倍。（4）采用

的方法，鑒定出其中的抗病植株。（5）從中選擇表現(xiàn)抗病的矮桿植株，其基因型應(yīng)是

。AT、At、aT、at花藥離體培養(yǎng)秋水仙素病原體感染AAtt第十八頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日16．圖25—4為五種不同育種方法示意圖。據(jù)圖回答：

（1）圖中A、D方向所示的途徑表示

育種方式，A→B→C的途徑表示

育種方式。這兩種育種方式相比較，后者的優(yōu)越性主要表現(xiàn)在

。（2）B常用的方法為

。（3）E方法所運(yùn)用的原理是

。（4）C、F過程中最常采用的藥劑是

。（5）由G→J的過程中涉及到的生物工程技術(shù)有

和

。雜交育種單倍體育種育種時(shí)間短，后代全為純合子花藥離體培養(yǎng)基因突變秋水仙素基因工程和組織培養(yǎng)第十九頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日【2013四川卷】5．大豆植株的體細(xì)胞含40條染色體。用放射性60Co處理大豆種子后，篩選出一株抗花葉病的植株X，取其花粉經(jīng)離體培養(yǎng)得到若干單倍體植株，其中抗病植株占50％。下列敘述正確的是（）A．用花粉離體培養(yǎng)獲得的抗病植株，其細(xì)胞仍具有全能性B．單倍體植株的細(xì)胞在有絲分裂后期，共含有20條染色體C．植株X連續(xù)自交若干代，純合抗病植株的比例逐代降低D．放射性60Co誘發(fā)的基因突變，可以決定大豆的進(jìn)化方向今年各地高考真題第二十頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日【2013江蘇卷】25．現(xiàn)有小麥種質(zhì)資源包括:①高產(chǎn)、感??；②低產(chǎn)、抗病；③高產(chǎn)、晚熟等品種。為滿足不同地區(qū)及不同環(huán)境條件下的栽培需求，育種專家要培育3類品種：a．高產(chǎn)、抗?。籦．高產(chǎn)、早熟；c．高產(chǎn)、抗旱。下述育種方法可行的是A．利用①、③品種間雜交篩選獲得aB．對(duì)品種③進(jìn)行染色體加倍處理篩選獲得bC．a(chǎn)、b和c的培育均可采用誘變育種方法D．用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將外源抗旱基因?qū)擘壑蝎@得c第二十一頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日【2013上海卷】25．研究者從冰川土樣中分離獲得了具有較高脂肪酶活性的青霉菌菌株，為了在此基礎(chǔ)上獲得脂肪酶活性更高的菌株，最可行的做法是（）A．用紫外線照射青霉菌菌株，再進(jìn)行篩選B．將青霉菌菌株與能高效水解蛋白質(zhì)的菌株混合培養(yǎng)，再進(jìn)行篩選C．將能高效水解蛋白質(zhì)的菌株的基因?qū)肭嗝咕辏龠M(jìn)行篩選D．設(shè)置培養(yǎng)基中各種營(yíng)養(yǎng)成分的濃度梯度，對(duì)青霉菌菌株分別培養(yǎng)，再進(jìn)行篩選第二十二頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日轉(zhuǎn)基因育種原理:方法:優(yōu)點(diǎn):缺點(diǎn):應(yīng)用:異源DNA(基因)重組[基因工程]“提取”“結(jié)合”“導(dǎo)入”“檢測(cè)與表達(dá)”“篩選”。即：目的基因的提取，與運(yùn)載體的結(jié)合，導(dǎo)入受體細(xì)胞，目的基因的檢測(cè)與表達(dá)，篩選出符合要求的新品種。

不受生物親緣關(guān)系的限制，可按人的意愿改造生物，目的性強(qiáng)，科技含量高，可以培育出高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)或具有特殊用途的動(dòng)植物品種

技術(shù)復(fù)雜，操作要求精細(xì),難度大。

抗蟲棉、轉(zhuǎn)基因“向日葵豆”“轉(zhuǎn)基因超級(jí)綿羊”“轉(zhuǎn)基因超級(jí)鯉魚”等。思考？轉(zhuǎn)基因育種的原理、方法、優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)、應(yīng)用第二十三頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日細(xì)胞工程育種一、植物體細(xì)胞雜交育種理論基礎(chǔ)：方法：優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：應(yīng)用：細(xì)胞的全能性“去壁”“誘融”“組培”。即：去細(xì)胞壁，誘導(dǎo)細(xì)胞融合，進(jìn)行組織培養(yǎng)獲得雜種植株?？朔煌N生物間的生殖隔離和遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，可按人類意愿定向改變生物性狀，培育作物新品種。技術(shù)復(fù)雜，操作要求精細(xì),難度大?！鞍撞?-甘藍(lán)”“番茄—馬鈴薯”的培育。思考？植物體細(xì)胞育種的理論基礎(chǔ)、方法、優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)、應(yīng)用第二十四頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日細(xì)胞工程育種二、動(dòng)物細(xì)胞克隆育種理論基礎(chǔ)：方法：優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：應(yīng)用：

細(xì)胞的全能性核移植和胚胎移植

培育繁殖優(yōu)良生物品種，用于保存頻危物種，有選擇地繁殖某性別動(dòng)物

技術(shù)復(fù)雜，操作要求精細(xì),難度大。鯉鯽移核魚、克隆羊——“多莉”的培育

思考？動(dòng)物細(xì)胞克隆育種的理論基礎(chǔ)、方法、優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)、應(yīng)用第二十五頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日方法雜交育種誘變育種多倍體育種單倍體育種轉(zhuǎn)基因育種植物體細(xì)胞雜交育種動(dòng)物細(xì)胞克隆育種原理基因重組基因突變?nèi)旧w變異染色體變異異源基因重組細(xì)胞的全能性細(xì)胞的全能性處理方法先不同個(gè)體間雜交得F1,F1自交在后代中經(jīng)篩選得純種物理方法:激光或輻射等;化學(xué)方法:秋水仙素或硫酸二乙酯處理先用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗,使之成為多倍體,后從中選育花藥離體培養(yǎng),使花粉直接發(fā)育成單倍體,再經(jīng)人工誘導(dǎo)染色體加倍提取、結(jié)合、導(dǎo)入、檢測(cè)與表達(dá)、篩選去壁、誘融、組培核移植和胚胎移植特點(diǎn)使位于不同個(gè)體上的優(yōu)良性狀集中于一個(gè)個(gè)體上;育種年限較長(zhǎng)(自交選擇5—6代)提高突變頻率,后代變異性狀能較快穩(wěn)定,加速育進(jìn)程;能大幅度改良某些性狀植物莖桿粗壯,葉片果實(shí)種子較大,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量較高,但發(fā)育延遲,結(jié)實(shí)率低明顯縮短育種年限,一般只需2年;后代均為純合體不受生物親緣關(guān)系的限制，可定向改變生物性狀,培育新品種克服生物間的生殖隔離和遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，可定向改變生物性狀培育新品種。培育繁殖優(yōu)良生物品種，保存頻危物種，選擇繁殖某性別動(dòng)物第二十六頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日練習(xí)題2[2004年新課程高大綜合試題]良種對(duì)于提高農(nóng)作物產(chǎn)量、品質(zhì)、和抗病性等具有重要作用。目前培養(yǎng)良種有多種途徑。其一是具有不同優(yōu)點(diǎn)的親本雜交，從其后代中選擇理想的變異類型，變異來源于

，選育過程中性狀的遺傳遵循

、

和連鎖互換等規(guī)律。其二是通過射線處理，改變已有品種的個(gè)別重要性狀，變異來源于

，實(shí)質(zhì)上是細(xì)胞中DNA分子上的堿基發(fā)生改變。其三是改變?nèi)旧w數(shù)目，例如用秋水仙素處理植物的分生組織，經(jīng)過培育和選擇能得到

植株?；蛑亟M

基因分離規(guī)律

基因自由組合規(guī)律

基因突變

多倍體

第二十七頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日練習(xí)題5下圖為“白菜—甘藍(lán)”的雜交過程示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答：白菜細(xì)胞原生質(zhì)A

甘藍(lán)細(xì)胞原生質(zhì)B正在融合的原生質(zhì)③②①①雜種細(xì)胞愈傷組織白菜—甘藍(lán)植株④（1）培育“白菜—甘藍(lán)”植株的育種方法是

。（2）培育過程中所采用的①②③④步驟分別是

、

。

。整個(gè)培育過程中運(yùn)用的生物手段分別是

和

。（3）通常情況下，白菜和甘藍(lán)雜交是不能成功的，原因是

。通過上述育種方法獲得的“白菜—甘藍(lán)”所結(jié)種子，其育性從理論上分析，是的，理由是

。該育種方法的主要優(yōu)點(diǎn)是

。植物細(xì)胞工程育種去除細(xì)胞壁誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合植物組織培養(yǎng)去分化再分化存在生殖隔離可育細(xì)胞中存在著同源染色體克服生物間的生殖隔離和遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，可按人類意愿定向改變生物性狀培育新品種第二十八頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日練習(xí)題6

[1998年上海高考題]下列敘述中，正確的是()

A．培育無籽西瓜是利用生長(zhǎng)素促進(jìn)果實(shí)發(fā)育原理

B．培育八倍體小黑麥?zhǔn)抢萌旧w變異的原理

C．培育無籽番茄是利用基因重組的原理

D．培育青霉素高產(chǎn)菌株是利用基因突變的原理B、D

第二十九頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日[2002年上海高考題]為了培育節(jié)水高產(chǎn)品種，科學(xué)家將大麥中與抗旱節(jié)水有關(guān)的基因?qū)胄←?，得到轉(zhuǎn)基因小麥；其水分利用率提高了20％。這項(xiàng)技術(shù)的遺傳學(xué)原理是()A基因突變

B．基因重組C．基因復(fù)制

D．基因分離B練習(xí)題7第三十頁(yè)，共三十三頁(yè)，2022年，8月28日練習(xí)題8現(xiàn)有兩個(gè)純種小麥,一個(gè)純種小麥性狀是高稈(D)抗銹病(T);另一個(gè)純種小麥性狀是矮稈(d)易染病(t)(兩對(duì)基因獨(dú)立遺傳)。育種專家提出了如圖所示Ⅰ、Ⅱ兩種育種方法以獲得小麥新品種，問：PDDTT（高稈抗?。┄wddtt（矮稈不抗?。ㄒ唬〧1DdTt(二）（三）

①Dt②dt（三）（三）（三）單倍體植株（四）（四）（四）（四）DDTT③④⑤D

T

D

ttddT

ddtt

（五）⑥ddttⅠⅡ(1)要縮短育種年限，應(yīng)選擇的方法是

。方法Ⅱ依據(jù)的變異原是

。

（2）圖中①和④的基因組成為

和

。（3）過