1、第二节第二节 生物变异在生产上的应用生物变异在生产上的应用案例片段一：案例片段一：日本试种出一种奇特的日本试种出一种奇特的“方形西瓜方形西瓜”。它的培育方法是：。它的培育方法是：当西瓜结果实后，使用方形的模壳把西瓜置于其中，成熟当西瓜结果实后，使用方形的模壳把西瓜置于其中，成熟后即呈正方形。它皮青翠、瓤鲜红、汁甜芳香。后即呈正方形。它皮青翠、瓤鲜红、汁甜芳香。 通过技术手段，对于生物的一些通过技术手段，对于生物的一些可遗传变异可遗传变异，人们进行有条件的选育人们进行有条件的选育新品种新品种的的生物学技术。生物学技术。育种育种breedingbreeding案例片段二：案例片段二： 黄皮西瓜质地
2、比较细，口感更加沙脆，汁多、皮薄、糖份高，比一般西瓜好吃。这种西瓜是2006年的新品种。 每公斤售价高出普通西瓜近一倍。 一、概念：一、概念： 利用利用物理、化学因素物理、化学因素诱导生物发生变异，从变诱导生物发生变异，从变异后代中选育新品种的过异后代中选育新品种的过程。程。二、原理：二、原理：基因突变和染色体畸变基因突变和染色体畸变三、方法：三、方法： 诱发突变诱发突变 人工选择人工选择四、优点：四、优点：五、缺点：五、缺点：点滴收获之点滴收获之1：诱变育种：诱变育种提高提高“变频变频”、短时间、短时间改良性状、改良性状、增强增强抗逆性抗逆性 有利个体不多（基因突变一般是有害的），有利个体不
3、多（基因突变一般是有害的），须大量处理供试材料须大量处理供试材料 ，工作量大工作量大。诱变育种诱变育种案例片段三：案例片段三：希望获得希望获得早熟抗病早熟抗病的优良品种。的优良品种。早熟不抗病早熟不抗病（AARR）晚熟抗病晚熟抗病（aarr）第第1年年第第2年年第第35年年PF1F2A_R_ A_rraaR_ aarrAArr杂交育种杂交育种早熟不抗病早熟不抗病 AARR晚熟抗病晚熟抗病 aarr早熟不抗病早熟不抗病 AaRr 需要的早熟抗病品种需要的早熟抗病品种多次一、概念：一、概念： 利用利用基因重组基因重组的原理，的原理，可以有目的地将两个或多可以有目的地将两个或多个品种的优良性状组合在
4、个品种的优良性状组合在一起，培育出更优良的新一起，培育出更优良的新品种。品种。二、原理：二、原理：基因重组基因重组三、方法：三、方法：杂交杂交 自交自交 选择选择 纯合化纯合化 四、优点：四、优点：集集“优优”、简便、简便、技术含量低技术含量低五、缺点：五、缺点：育种时间长育种时间长点滴收获之点滴收获之2：杂交育种：杂交育种第第1年年第第2年年第第35年年PF1F2A_R_ A_rraaR_ aarrAArr杂交育种杂交育种早熟不抗病早熟不抗病 AARR晚熟抗病晚熟抗病 aarr早熟不抗病早熟不抗病 AaRr 需要的早熟抗病品种需要的早熟抗病品种多次单倍体育种单倍体育种第第1年年第第2年年第第
5、35年年PF1F2A_R_ A_rraaR_ aarrAArr杂交育种杂交育种早熟不抗病早熟不抗病 AARR晚熟抗病晚熟抗病 aarr早熟不抗病早熟不抗病 AaRr 需要的早熟抗病品种需要的早熟抗病品种案例片段四：案例片段四：希望希望短时间短时间获得获得早熟抗病早熟抗病的优良品种。的优良品种。花药离体培养花药离体培养植株植株P早熟不抗病早熟不抗病 AARR晚熟抗病晚熟抗病 aarrF1早熟不抗病早熟不抗病 AaRr配子配子ARAraRarARAraRarAARR AArraaRR aarr秋水仙素秋水仙素 需要的早熟抗病品种需要的早熟抗病品种第第1年年第第2年年幼苗幼苗一、概念：一、概念：先用
6、先用花药离体培养花药离体培养得到得到单倍体，单倍体，再再用用秋水仙素秋水仙素处理的育种方式。处理的育种方式。二、原理：二、原理：染色体畸变染色体畸变三、方法：三、方法：四、优点：四、优点：缩短育种年限、缩短育种年限、排除显隐性干扰排除显隐性干扰五、缺点：五、缺点：技术复杂、成本高技术复杂、成本高点滴收获之点滴收获之3：单倍体育种：单倍体育种花药离体培养花药离体培养aarr单倍体育种单倍体育种植株植株P早熟不抗病早熟不抗病 AARR晚熟抗病晚熟抗病 aarrF1早熟不抗病早熟不抗病 AaRr配子配子ARAraRarARAraRarAARR AArraaRR秋水仙素秋水仙素 需要的早熟抗病品种需要
7、的早熟抗病品种幼苗幼苗花药离体培养，花药离体培养，再再秋水仙素处理秋水仙素处理六、单倍体植株特点：六、单倍体植株特点：小小、弱弱、一般、一般高度不孕高度不孕案例片段五：案例片段五：自古以来，西瓜都自古以来，西瓜都是有种子。在炎热是有种子。在炎热的夏季，当人们大的夏季，当人们大嚼味甜多汁的西瓜嚼味甜多汁的西瓜以消暑解渴之际，以消暑解渴之际，却不得不频频地吐却不得不频频地吐出西瓜子，实有厌出西瓜子，实有厌烦之感。因此，人烦之感。因此，人们早就渴望获得无们早就渴望获得无子西瓜，以除美中子西瓜，以除美中不足。但是，这种不足。但是，这种奇想能够实现吗？奇想能够实现吗？ 想一想想一想:1、第、第一一年所结
8、的果实果皮、种皮、年所结的果实果皮、种皮、胚分别含几个染色体组？胚分别含几个染色体组？2、第、第二二年所结的果实果皮、种皮、年所结的果实果皮、种皮、胚分别含几个染色体组？胚分别含几个染色体组？3、三倍体西瓜为什么没有种子？、三倍体西瓜为什么没有种子？4、两次传粉的作用有什么不同？、两次传粉的作用有什么不同？第一年第一年第二年第二年案例片段三：案例片段三：一、概念：一、概念： 秋水仙素处理的对象秋水仙素处理的对象是是二倍体二倍体或者或者多倍体多倍体，获，获得得多倍体多倍体的育种方式。的育种方式。二、原理：二、原理：染色体畸变染色体畸变三、方法：三、方法： 杂交杂交 秋水仙素处理秋水仙素处理四、优
9、点（多倍体植物）：四、优点（多倍体植物）：五、缺点（多倍体植物）：五、缺点（多倍体植物）：点滴收获之点滴收获之4：多倍体育种：多倍体育种器官器官大大、产量、产量高高、营养、营养丰富丰富发育发育延迟延迟、结实率、结实率低低、只适用于植物。、只适用于植物。六、应用：六、应用：三倍体无籽西瓜的培育三倍体无籽西瓜的培育 异源八倍体小黑麦的培育异源八倍体小黑麦的培育案例片段六：案例片段六：西瓜感染了病毒后，就会出西瓜感染了病毒后，就会出现病毒病。叶色黄绿斑驳，现病毒病。叶色黄绿斑驳，叶面凹凸不平，果实发育不叶面凹凸不平，果实发育不良或形成畸形果。发病较轻良或形成畸形果。发病较轻时，形成的果实较小。发病时
10、，形成的果实较小。发病严重时可造成田块绝收的现严重时可造成田块绝收的现象。目前市场上还缺乏对病象。目前市场上还缺乏对病毒病有特效的药物，那么应毒病有特效的药物，那么应该怎么办呢？该怎么办呢？一、概念：一、概念： 基因工程育种基因工程育种，是利用分子生物，是利用分子生物学和基因工程的手段，将学和基因工程的手段，将某种生物某种生物的的基因（基因（外源基因外源基因）转移到）转移到其他生物物其他生物物种种中，使其出现原物种不具有的新性中，使其出现原物种不具有的新性状的技术。状的技术。二、原理：二、原理：基因重组基因重组三、方法：三、方法： 四、优点四、优点:五、缺点：五、缺点：点滴收获之点滴收获之5：
11、转基因技术：转基因技术 可按可按人的意愿人的意愿改造生物，改造生物，目的性强目的性强克服克服远缘杂交不亲和远缘杂交不亲和的障碍的障碍六、应用：六、应用： 抗虫棉、转基因抗虫棉、转基因“向日葵豆向日葵豆”、“转基因超级绵羊转基因超级绵羊”、“转基因超级鲤转基因超级鲤鱼鱼”技术技术复杂复杂，操作要求，操作要求精细精细, ,难度难度大大。 杂交育种杂交育种诱变育种诱变育种单倍体育种单倍体育种多倍体育种多倍体育种原原理理常常用用方方法法优优点点缺缺点点基因重组基因重组基因突变基因突变染色体畸变染色体畸变染色体畸变染色体畸变杂交杂交用物理或化学用物理或化学方法处理生物方法处理生物花药离体培养花药离体培养
12、单倍体单倍体秋秋水仙素处理水仙素处理纯种纯种秋水仙素处秋水仙素处理萌发的种理萌发的种子或幼苗子或幼苗使位于不同个使位于不同个体的优良性状体的优良性状集中于一个个集中于一个个体上体上提高变异频率，提高变异频率，加速育种进程，加速育种进程，有利变异少，有利变异少，需大量处理供需大量处理供试材料试材料明显缩短育种明显缩短育种年限年限技术复杂，需与技术复杂，需与杂交育种配合，杂交育种配合，只适用植物只适用植物各种器官大、各种器官大、营养成分高、营养成分高、抗性强抗性强只适用于植只适用于植物物育种时间最长育种时间最长几种主要育种方法的比较几种主要育种方法的比较现有味甘汁多、消暑解渴、稳定遗传的绿皮（现有
13、味甘汁多、消暑解渴、稳定遗传的绿皮（G）红瓤）红瓤（R）小子（）小子（e）西瓜品种甲与白皮（）西瓜品种甲与白皮（g）黄瓤（）黄瓤（r）大子）大子（E）西瓜品种乙，三对基因自由组合。已知西瓜的染）西瓜品种乙，三对基因自由组合。已知西瓜的染色体数目（色体数目（2n=22）根据西瓜的育种流程图回答：）根据西瓜的育种流程图回答：（1）图中）图中过程所用的试剂为过程所用的试剂为 ，通过，通过途径培育无籽途径培育无籽西瓜的方法叫做西瓜的方法叫做 ，所结西瓜果实的基因型和表现型，所结西瓜果实的基因型和表现型分别为分别为 、 。（2）通过）通过培育无籽西瓜时所用的试剂为培育无籽西瓜时所用的试剂为 ，施用的时机
14、和部位是施用的时机和部位是 。 瓜农用瓜农用生产的生产的无籽西瓜比用无籽西瓜比用更受消费者青睐，原因是更受消费者青睐，原因是 。如果能解决手续繁杂的问题，瓜农们也乐意采用如果能解决手续繁杂的问题，瓜农们也乐意采用途径生产的优良途径生产的优良品种的无籽西瓜，其优点是品种的无籽西瓜，其优点是 。秋水仙素秋水仙素 多倍体育种多倍体育种 GGgRRrEee 绿皮红瓤无子绿皮红瓤无子 生长素或生长素类似物生长素或生长素类似物 未授粉的雌蕊柱头未授粉的雌蕊柱头 多倍体植物糖类和蛋白质等营多倍体植物糖类和蛋白质等营养物质和含量有所增加养物质和含量有所增加 省去制种的麻烦省去制种的麻烦 （3）种子公司用品种甲作母本、品种乙作父本，通过）种子公司用品种甲作母本、品种乙作父本，通过途径制途径制得杂交种得杂交种F1，待其播种开花后彼此相互授粉，结出的瓜比亲本个，待其播种开花后彼此相互授粉，结出的瓜比亲本个大、味甜、品位高、这是利用了大、味甜、品位高、这是利用了 的原理。将此瓜所的原理。将此瓜所结种子（即结种子（即F2）留下，来年再种的结果是产量、品质大大下降，）留下，来年再种的结果是产量、品质大大下降，这种现象在遗传学上称这种现象在遗传学上称 ，这些种子胚的基因型在理论上，这些种子胚的基因型在理论上有有 种。种。杂种优势杂种优势性状分离性状分离27
