1、 第 节 变异在育种中的应用3一轮复习变异在育种中的应用1.选择育种原理、方法、优点、缺点2.杂交育种原理、方法、优点、缺点3.单倍体育种原理、方法、优点、缺点4.多倍体育种原理、方法、优点、缺点5.诱变育种原理、方法、优点、缺点6.基因工程原理、方法、优点、缺点选择育种1.定义是指对现有品种群体中出现的自然变异进行性状鉴定、选择，培育出新品种的育种途径。2.原理及方法就是利用自然的可遗传变异，进行优中选优，连续选优，使品种不断得到改良和提高。自然变异长期人工选择原理(汰劣留良)选择育种3.优点优中选优，简单易行4.缺点不能有目的的创造变异能保持原品种对当地生态条件适应性有利变异少，选择率不高
2、，育种周期长。改进提高的潜力有限，可选择的范围小。一、杂交育种提出问题已知大麦中，高秆（D）对矮秆（d）是显性，抗病（T）对不抗病（t）是显性，现有两个不同品种的纯种大麦，一个品种矮秆不抗病，另一个品种高秆抗病，如何利用这两个品种获得矮秆抗病的大麦新品种？1.方法与过程P高杆抗病矮杆不抗病DDTTddtt高杆抗病DdTtF1F2高杆抗病9D_T_高杆不抗病3D_tt矮杆抗病3ddT_矮杆不抗病1ddtt(淘汰)(淘汰)(保留)(淘汰)多次自交选种矮杆抗病ddTT杂交自交选种多次自交选种优良性状的纯合体3.优点目的性强，通过杂交使位于不同个体上的优良性状集中于一个个体上（“集优”）4.缺点育种所
3、需时间较长。操作简单，技术要求不高。5.原理基因重组一、杂交育种只能利用已有的基因重组，不能创造新的基因。短毛折耳猫(bbeebbee)长毛立耳猫(BBEEBBEE)长毛折耳猫(BBee)思考：如何利用长毛立耳猫（BBEE）和短毛折耳猫（bbee）培育出能稳定遗传的长毛折耳猫（BBee)？短毛折耳猫bbee长毛立耳猫BBEE长毛立耳猫BbEe、互交B_E_B_eebbE_bbee与bbee测交选择后代不发生性状分离的亲本即为BBee中国荷斯坦牛：荷斯坦弗里生牛与我国黄牛杂交选育后逐渐形成的优良种。泌乳期可达305天，年产乳量可达6300kg以上。中国黄牛荷斯坦牛中国荷斯坦牛总结：植物杂交育种中
4、，优良性状的纯合子获得一般采用多次自交选种。动物杂交育种中，优良性状的纯合子获得一般采用测交，选择测交后代不发生性状分离的亲本。如果优良性状是隐性，直接在F2中选出即为纯合体。一、杂交育种杂交育种是一种最简单的一种方法二、单倍体育种单倍体育种是一种最快速的一种方法1.原理：_二、单倍体育种2.方法：花药离体培养人工诱导染色体加倍(如:秋水仙素处理)3.优点：明显缩短育种时间所得个体均为纯合体4.缺点：技术复杂三、多倍体育种1.方法：_2.原理：_3.多倍体的优点：4.多倍体的缺点：5.实例：两次传粉杂交获得三倍体种子刺激子房发育为果实三倍体西瓜无子的原因三倍体西瓜在减数分裂过程中，由于染色体联
5、会紊乱，不能产生正常配子。四、诱变育种利用（如X射线，紫外线，激光等）或化学因素（如亚硝酸等）处理生物，使生物发生基因突变。从中筛选有利变异。1.方法2.原理3.实例“黑农五号”大豆“高产”青霉菌株太空育种“黑农五号”大豆黑龙江农科院用辐射方法处理大豆，培育成“黑农五号”大豆品种，含油量比原来的品种提高了2.5%，大豆产量提高了16%。青霉菌高产菌株的选育1943年从自然界分离出来的青霉菌只能产生青霉素20单位/mL。后来人们对青霉菌多次进行X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5000060000单位/mL。太空育种太空育种即航天育种，也称空间诱变育种
6、，是将作物种子或诱变材料搭乘返回式卫星或高空气球送到太空，利用太空各种辐射、失重、宇宙粒子、弱地磁，高真空等综合作用，产生地面上难以实现的变异。再返回地面培育作物新品种的育种新技术。四、诱变育种提高基因突变频率,加速育种进程4.优点产生新基因,大幅度地改良某些性。5.缺点难以控制突变方向，具有一定的盲目性；有利个体少，需大量处理实验材料。(不定向性)(害多利少性)总结1：四种育种方法的比较类类 型型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育种理育种理育种法育种法优点优点应用应用实例实例基因突变基因突变染色体变异染色体变异基因重组基因重组染色体变异染色体变异杂交杂
7、交自自交交选优选优自交自交物理或化物理或化学的方法学的方法处理生物处理生物花药离体培花药离体培养后再用秋养后再用秋水仙素加倍水仙素加倍使不同亲本使不同亲本的优良性状的优良性状集中于同一集中于同一个体上个体上提高变异提高变异频率加速频率加速育种进程育种进程明显缩短明显缩短育种年限育种年限器官大型，器官大型，营养含量高营养含量高培育矮培育矮抗小麦抗小麦培育青培育青霉素高霉素高产菌株产菌株培育矮培育矮抗小麦抗小麦三倍体无子三倍体无子西瓜的培育西瓜的培育用秋水仙素用秋水仙素处理萌发的处理萌发的种子或幼苗种子或幼苗“可遗传”与“可育”。总结2：概念辨析可遗传可育。三倍体无子西瓜、骡子、二倍体的单倍体等均
8、表现为“不育”，但它们均属于可遗传变异。“最简便”与“最快速”最简便着重于技术含量应为易操作，如杂交育种，虽然年限长，但农民自己可简单操作。但最快速则未必简便，如单倍体育种可明显缩短育种年限，但其技术含量却较高。“单倍体育种”与“花药离体培养”单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理等过程；花药离体培养只是单倍体育种的一个操作步骤。五、基因工程1.概念：基因工程又叫_或_，指按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，_生物的遗传特性。基因拼接技术DNA 重组技术定向改造(1)原理：_(2)理论基础：DNA是遗传物质的证明是遗传物质的证明DNA双螺旋
9、结构和中心法则的确立双螺旋结构和中心法则的确立基因是遗传的结构和功能单位基因是遗传的结构和功能单位基因重组基因重组遗传密码的破译遗传密码的破译(一切生物几乎共用一套遗传密码一切生物几乎共用一套遗传密码)五、基因工程1.概念：基因工程又叫_或_，指按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，_生物的遗传特性。基因拼接技术DNA 重组技术定向改造(4)(4)缺点：打破了远缘亲本杂交不亲和的障碍打破了远缘亲本杂交不亲和的障碍技术复杂技术复杂(3)(3)缺点：2基因工程的工具：限制性核酸内切酶(1)基因的剪刀：_(2)基因的针线：_DNA 连接酶(3)基因的
10、载体：_、_和_质粒噬菌体动植物病毒基因工程的基本工具工具酶载体限制性核酸内切酶(限制酶)DNA连接酶2基因工程的工具：提取目的基因目的基因与运载体的结合将目的基因导入受体细胞目的基因的检测与鉴定12343.基因工程的步骤4.基因工程的应用高产稳产优良品质基因工程与作物育种：人们利用基因工程的方法，获得了_、_、具有_的农作物，培育出具有各种_的作物新品种。抗逆性基因工程与药物研制：用基因工程的方法能够高效地生产出各种高质量、低成本的药物。如：_、_、_。胰岛素干扰素乙肝疫苗水稻中高杆(A)与矮杆(a),抗病(B)与染病(b)为两对相对性状，独立遗传。C为外源抗病基因。1.图中杂交水稻过程为：
11、_2.图中单倍体育种过程为：_3.图中多倍体育种过程为：_4.图中诱变育种过程为：_5.图中基因工程过程为：_水稻中高杆(A)与矮杆(a),抗病(B)与染病(b)为两对相对性状，独立遗传。C为外源抗病基因。6.过程的操作为：_选种后连续自交选种7.过程的操作为：_花药离体培养8.和过程的操作为：_，过程处理的对象为_，过程处理的对象为_。秋水仙素处理幼苗幼苗或萌发的种子水稻中高杆(A)与矮杆(a),抗病(B)与染病(b)为两对相对性状，独立遗传。C为外源抗病基因。7.过程的操作为：_，需要处理大量的材料，才可能获得有利变异，这是因为_。射线处理基因突变具有不定向性，而且往往是有害的。8.过程需
12、要用到_工具。限制酶、DNA链接酶和载体据不同育种目标选择不同育种方案：育种目标育种方案集中双亲优良性状集中双亲优良性状对原品系实施对原品系实施“定向定向”改造改造让原品系产生新性状让原品系产生新性状使原品系营养器官使原品系营养器官“增大增大”或或“加强加强”单倍体育种杂交育种基因工程及植物细胞工程育诱变育种多倍体育种请分析回答：请分析回答：（1 1）A A组由组由F F1 1获得获得F F2 2的方法是的方法是 ，F F2 2矮杆抗病植株中不能稳定遗传的占矮杆抗病植株中不能稳定遗传的占 。自交2/31.普通小麦中有高杆抗病(TTRR)和矮杆易感病(ttrr)两个品种，控制两对相对性状的基因分
13、别位于两对同源染色体上。实验小组利用不同的方法进行了如下三组实验：请分析回答：请分析回答：（2）、三类矮杆抗病植株中，最可能产生不育配子的是_ 类。1.普通小麦中有高杆抗病(TTRR)和矮杆易感病(ttrr)两个品种，控制两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上。实验小组利用不同的方法进行了如下三组实验：请分析回答：请分析回答：（3）A、B、C三组方法中，最不容易获得矮杆抗病小麦新品种的方法是 组，原因是 。C1.普通小麦中有高杆抗病(TTRR)和矮杆易感病(ttrr)两个品种，控制两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上。实验小组利用不同的方法进行了如下三组实验：基因突变具有不定向性请分
14、析回答：请分析回答：（4）通过矮杆抗病获得矮杆抗病小麦新品种的方法是 。获得的矮杆抗病植株中能稳定遗传的占 。秋水仙素处理其幼苗1.普通小麦中有高杆抗病(TTRR)和矮杆易感病(ttrr)两个品种，控制两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上。实验小组利用不同的方法进行了如下三组实验：100%2.下列有关生物变异和育种的叙述，正确的是()A.单倍体育种的目的是获得茎秆粗壮、营养丰富的植株B.杂交育种可将优良性状从一个物种转移到另一个物种C.诱变育种能定向改变生物的性状，获得人们所需的品种D.秋水仙素在单倍体育种和多倍体育种过程中的作用相同D3.如图是利用野生猕猴桃种子(aa,2n58)为材料
15、培育无子猕猴桃新品种(AAA)的过程，下列叙述错误的是()A.和都可用秋水仙素处理来实现B.若是自交，则产生AAAA的概率为 1/16C.AA植株和AAAA植株是不同的物种D.若是杂交，产生的AAA植株的体细胞中染色体数目为87B4.玉米(2n20)是我国种植面积最大的作物。在遗传学及农作物育种上具有极大的研究价值。在生产中使用的玉米品种，都是具有优良性状的杂合子，现有长果穗白粒和短果穗黄粒品种，请设计快速的育种方案以实现长期培育长果穗黄粒品种的目的，(长果穗对短果穗是显性，用H/h表示相关基因。黄粒对白粒是显性，用F/f表示相关基因)分別种植长果穗白粒(Hhff)、短果穗黄粒(hhFf)玉米
16、，性成熟后，分別取其花药离体培养至单倍体幼苗，然后用秋水仙素处理得到二倍体纯合子，分別自交，选择长果穗白粒(HHff)、短果穗黄粒(hhFF)玉米分別留种。4.玉米(2n20)是我国种植面积最大的作物。在遗传学及农作物育种上具有极大的研究价值。在生产中使用的玉米品种，都是具有优良性状的杂合子，现有长果穗白粒和短果穗黄粒品种，请设计快速的育种方案以实现长期培育长果穗黄粒品种的目的，(长果穗对短果穗是显性，用H/h表示相关基因。黄粒对白粒是显性，用F/f表示相关基因)分別种植长果穗白粒(HHff)、短果穗黄粒(hhFF)玉米，选择一部分玉米进行杂交，获得长果穗黄粒(HhFf)的杂合子品种。其余另一部分玉米进行自交，获得长果穗白粒(HHff)、短果穗黄粒(hhFF)玉米分別留种。
