生物变异在生产上的应用上课用

第 二 节 生 物 变 异 在 生 产 上 的 应 用 想 一 想 ： 有 两 个 不 同 西 瓜 品 种 ， 一 个 是 早 熟 、 不抗 病 的 品 种 （ AARR） ， 另 一 个 是 晚 熟 、抗 病 的 品 种 （ aarr） 。 如 何 才 能 培 育 出一 个 既 早 熟 又 抗 病 的 新 品 种 ， 并 且 新 品种 的 性 状 能 稳 定 遗 传 ？ 请 用 遗 传 图 解 表示 过 程 ， 并 加 以 文 字 描 述 。 P AARR X aarr早 熟 不 抗 病 晚 熟 抗 病F1 AaRr早 熟 不 抗 病F2 A_R_ A_rr aaR_ aarr早 熟 不 抗 病 早 熟 抗 病 晚 熟 不 抗 病 晚 熟 抗 病9 ： 3 ： 3 ： 1 种 植 F 2代 ， 选 择 早 熟 抗 病 （ A_rr） 西 瓜继 续 自 交 多 代 ， 期 望 获 得 纯 合 体 一 、 杂 交 育 种1概 念利 用 基 因 重 组 的 原 理 ， 有 目 的 的 将 两 个 或 多 个品 种 的 优 良 性 状 组 合 在 一 起 ， 再 经 过 选 择 和 培育 ， 获 得 新 品 种 的 方 法 。2方 法 ：杂 交 自 交 选 择 优 良 性 状 品 种 自 交（ 4-5次 ） 选 择 优 良 性 状 品 种3、 原 理基 因 重 组 为 什 么 要 自 交 4-5代 ？ 4例 子农 作 物 ： 袁 隆 平 杂 交 水 稻杂 种 优 势 : 基 因 型 不 同 的 两 个 亲 本 个 体 杂 交 产 生 的 杂 种 ， 在 生 长 、繁 殖 、 抗 逆 性 、 产 量 等 性 状 上 优 于 两 个 亲 本 的 现 象 。骡 子马驴 优 点 ：缺 点 : 杂 交 后 代 会 出 现 性 状 分 离 ， 进 行 纯 化 时 工作 量 大 ,所 需 时 间 长 。育 种 的 目 的 性 强 ， 使 位 于 不 同 个 体 的 优良 性 状 集 中 于 一 个 个 体 上 、 操 作 简 便 。5、 杂 交 育 种 的 优 缺 点杂 交 育 种 所 需 时 间 一 定 很 长 吗 ？不 一 定 ， 如 果 所 需 优 良 性 状 的 基 因 型 是 隐 性 纯 合子 ， 则 F2就 能 得 到 所 需 优 良 性 状 的 纯 合 子 。 二 、 诱 变 育 种1概 念 ：利 用 物 理 、 化 学 因 素 诱 导 生 物 发 生 变 异 ， 并 从 变异 后 代 中 选 育 新 品 种 的 过 程 。4意 义 ： 创 造 动 植 物 、 微 生 物 新 品 种2方 法 ： 辐 射 诱 变 、 化 学 诱 变3原 理 ： 基 因 突 变 和 染 色 体 畸 变 5例 子农 作 物黑 龙 江 省 农 科 院 用 辐 射 方 法 处 理 大 豆 ， 培 育 成 了 “ 黑农 五 号 ” 等 大 豆 品 种 ， 产 量 提 高 了 16 ， 含 油 量 比 原来 提 高 25 。微 生 物青 霉 菌 最 初 从 发 霉 的 甜 瓜 上 发 现 ， 这 种 野 生 的 青 霉 菌 分 泌的 青 霉 素 很 少 ， 青 霉 素 是 抗 菌 素 的 一 种 ， 是 第 一 种 能 够 治疗 肺 炎 、 脑 膜 炎 、 脓 肿 等 人 类 疾 病 的 抗 生 素 。 但 产 量 只 有20单 位 /mL。 后 来 ， 人 们 对 青 霉 菌 进 行 X射 线 、 紫 外 线 照射 以 及 综 合 处 理 ， 培 育 成 了 青 霉 素 产 量 很 高 的 菌 株 ， 目 前产 量 已 经 可 以 达 到 50 000单 位 /mL 60 000单 位 /mL。 太 空 育 种太 空 辣 椒 平 均 单 个 重 达 500克 ， 果 实 中 维 生 素 C的 含 量提 高 了 10% 25%； 黄 瓜 1根 达 1米 多 长 ； “ 航 天 芝 麻 1号 ” 不 仅 个 大 ， 而 且 单 株 蒴 果 达 98粒 以 上 ； 水 稻 蛋 白 质含 量 可 提 高 8.7% 12%。 染 色 体 畸 变 6、 诱 变 育 种 的 优 缺 点讨 论 ： 与 杂 交 育 种 相 比 ， 诱 变 育 种 有 什 么 优 点 ？联 系 基 因 突 变 的 特 点 ， 谈 谈 该 育 种 的 局 限 性 。 要想 克 服 这 些 局 限 性 ， 可 以 采 取 什 么 办 法 ？优 点 ： 可 以 提 高 突 变 频 率 ， 在 短 时 间 内 获 得 更多 的 优 良 变 异 类 型 。缺 点 ： 有 利 变 异 少 ， 需 大 量 处 理 供 试 材 料 提 高 变 异 频 率 ， 能 产 生 多 种 多 样 对 新 类 型 ， 为 育 种创 造 出 丰 富 的 原 材 料 。 能 在 较 短 的 时 间 内 有 效 对 改 良 生 物 品 种 的 某 些 性 状 。 改 良 作 物 品 质 ， 增 强 抗 逆 性 。 三 、 单 倍 体 育 种1、 单 倍 体 植 株 特 点 ： 弱 小 ， 且 高 度 不 育2、 概 念 ： 用 单 倍 体 做 中 间 环 节 产 生 具 有 优 良 性 状 的可 育 纯 合 子 的 育 种 方 法 。3、 过 程 ： 二 倍 体 植 株（ 杂 合 子 ） 花 药 离 体 培 养 单 倍 体 植 株 二 倍 体 植 株 （ 纯 合 子 ）秋 水 仙 素 处 理4、 单 倍 体 育 种 的 优 点 ：缩 短 育 种 年 限 。能 排 除 显 隐 性 干 扰 ， 提 高 效 率 .6、 原 理 ： 染 色 体 畸 变5、 缺 点 ： 技 术 要 求 高 自 古 以 来 西 瓜 都 是 有 种 子 的 。 在 炎 热 的 夏 季 ， 当 人们 大 嚼 味 甜 多 汁 的 西 瓜 以 消 暑 解 渴 之 际 ， 却 不 得 不频 频 地 吐 出 西 瓜 子 ， 实 有 厌 烦 之 感 ， 真 是 美 中 不 足。 因 此 ， 人 们 早 就 渴 望 获 得 无 籽 西 瓜 ， 你 能 实 现 这个 愿 望 吗 ? 想 一 想 ： 四 、 多 倍 体 育 种1.方 法 低 温 处 理用 秋 水 仙 素 处 理2.应 用 无 籽 西 瓜 、 无 籽 香 蕉 1. 多 倍 体 的 细 胞 通 常 比 二 倍 体 的 细 胞 大 ， 细胞 内 有 机 物 对 含 量 高 、 抗 逆 性 强 。2.但 发 育 延 迟 ， 结 实 率 低 。多 倍 体 植 株 的 特 点染 色 体 加 倍 后 的 草 莓 （ 上 ）野 生 草 莓 （ 下 ） 六 倍 体 小 麦 西 瓜 感 染 了 病 毒 后 ， 就 会 出 现 病 毒 病 。 叶 色 黄 绿 斑驳 ， 叶 面 凹 凸 不 平 ， 果 实 发 育 不 良 或 形 成 畸 形 果 。发 病 较 轻 时 ， 形 成 的 果 实 较 小 。 发 病 严 重 时 可 造 成田 块 绝 收 的 现 象 。 目 前 市 场 上 还 缺 乏 对 病 毒 病 有 特效 的 药 物 ， 你 有 办 法 治 疗 被 病 毒 感 染 的 西 瓜 吗 ？想 一 想 ：通 过 转 基 因 技 术 把 抗 病 毒 基 因 导 入 到西 瓜 植 株 细 胞 内 转 基 因 技 术 2008-11-3 转 基 因 蓝 玫 瑰 亮 相 日 本东 京 国 际 花 卉 博 览 会 。 这 种 蓝 玫 瑰是 转 基 因 玫 瑰 ， 被 植 入 三 色 紫 罗 兰所 含 一 种 能 刺 激 蓝 色 素 产 生 的 基 因 ， 花 瓣 因 而 自 然 呈 现 蓝 色 。 真 正 蓝 玫 瑰 面 世 转 基 因 技 术 造 就 2009-01-06西 南 大 学 ： 转 基 因 研 究 ， 首 先 需 要 用 一 根 极 细 的金 属 针 在 比 米 粒 还 小 的 蚕 卵 上 打 一 个 洞 ， 再 用 用 钨 丝 做 材 料的 玻 璃 针 把 绿 色 荧 光 基 因 注 射 进 去 。 这 种 转 基 因 蚕 所 吐 的 蚕丝 在 紫 外 光 下 会 发 出 绿 色 荧 光 。 蚕 卵 说 一说 1.请 你 结 合 以 上 材 料 谈 谈 什 么 是 转 基 因 技 术 ？2.转 基 因 技 术 的 实 施 过 程 如 何 ？获 取 目 的 （ 外 源 ） 基 因 目 的 基 因 导 入 受 体 细胞 并 整 合 到 染 色 体 上外 源 基 因 的 增 殖 与 表 达 筛 选 出 符 合 要 求的 转 基 因 生 物3.转 基 因 技 术 育 种 的 原 理 是 什 么 ？基 因 重 组 （ DNA重 组 技 术 ） 论 一 论转 基 因 技 术 有 哪 些 优 点 或 缺 点 ？优 点缺 点 1.目 的 性 强 ， 可 以 按 照 人 们 的 意 愿 定向 改 造 生 物 ， 从 而 人 为 增 加 变 异 的 范围 ， 实 现 种 间 遗 传 物 质 的 交 换 ；2.缩 短 育 种 年 限 。1.转 基 因 生 物 的 安 全 性 问 题 ： 可 能引 起 生 态 危 机 ， 威 胁 人 类 健 康 ；2.技 术 难 度 大 。意 义 ： 为 作 物 高 产 、 优 质 、 抗 病 虫 害 和 降 低 农药 、 化 肥 对 环 境 的 污 染 做 出 贡 献 。 生 长 快 、 肉 质 好 的 转 基 因鱼 (中 国 ) 乳 汁 中 含 有 人 生 长 激 素 的转 基 因 牛 (阿 根 廷 ) 与 药 物 研 制 我 国 生 产 的 部 分 基 因工 程 疫 苗 和 药 物 许 多 药 品 的 生 产是 从 生 物 组 织 中 提 取的 。 受 材 料 来 源 限 制产 量 有 限 ， 其 价 格 往往 十 分 昂 贵 。 微 生 物 生 长 迅 速 ， 容 易 控 制 ， 适 于 大 规 模工 业 化 生 产 。 若 将 生 物 合 成 相 应 药 物 成 分 的 基因 导 入 微 生 物 细 胞 内 ， 让 它 们 产 生 相 应 的 药 物 ，不 但 能 解 决 产 量 问 题 ， 还 能 大 大 降 低 生 产 成 本 。 环 境 保 护 基 因 工 程 做 成 的 “ 超 级 细 菌 ”能 吞 食 和 分 解 多 种 污 染 环 境 的 物 质 。 通 常 一 种 细 菌 只 能 分 解 石 油 中 的 一 种 烃 类 ， 用 基 因工 程 培 育 成 功 的 “ 超 级 细 菌 ” 却 能 分 解 石 油 中 的 多 种 烃类 化 合 物 。 有 的 还 能 吞 食 转 化 汞 、 镉 等 重 金 属 ， 分 解DDT等 毒 害 物 质 。 杂 交 育 种 诱 变 育 种 单 倍 体 育 种 多 倍 体 育 种原理常用方法优点缺点 基 因 重 组 基 因 突 变 染 色 体 畸 变（ 成 倍 减 少 ） 染 色 体 畸 变（ 成 倍 增 加 ）杂 交 用 物 理或 化 学方 法 处理 生 物 花 药 离 体 培 养单 倍 体 秋水 仙 素 处 理 纯 种 低 温 、 秋水 仙 素 处理目 的 性 强操 作 简 便 提 高 突 变频 率 ， 加速 育 种 进程 。有 利 变 异少 ， 需 大 量 处 理 供试 材 料 明 显 缩 短 育 种年 限 ， 育 种 时间 较 短 。技 术 复 杂 ， 需与 杂 交 育 种 配合 各 种 器 官 大 、营 养 成 分 高 、抗 性 强与 杂 交 育 种配 合 ； 获 得的 新 品 种 发育 延 迟育 种 时间 长 转 基 因 育 种基 因 重 组基 因 工 程目 的 性 强 ，可 以 按 照 人们 的 意 愿 定向 改 造 生 物安 全 性 问 题技 术 难 度 大 Q： 秋 水 仙 素 处 理 法 的 具 体 做 法 是 什 么 ？ 原 理 又 是 什 么 ？方 法 ： 用 秋 水 仙 素 处 理 _或 _。原 理 ： 当 秋 水 仙 素 作 用 于 正 在 _的 细 胞 时 ， 能 够 抑 制 _的 形 成 ， 因 而 _虽 然 复 制 ， 但 不 能 _ _， 最 终 导 致 细 胞 中 染 色 体 数 目 _。 染 色体 数 目 加 倍 的 细 胞 继 续 进 行 _分 裂 ， 将 来 就 可 能 发育 成 _植 株 。 萌 发 的 种 子 幼 苗分 裂纺 锤 体 染 色 体分 离 数 目 加 倍有 丝多 倍 体 4个 染 色 体 8个 染 色 体无 纺 缍 体 形 成染 色 体 复 制 着 丝 点 分 裂 aarr晚 、 抗AARR早 、 感 AaRr早 、 感花 药 离 体 培 养AR Ar aR ar秋 水 仙 素 处 理AARR AArr aaRR早 、 抗 aarrF1单 倍 体二 倍 体纯 合 子