生物变异在生产上的应用.ppt

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1、关于生物变异在生产上的应用现在学习的是第1页，共53页 20世纪90年代后期，美国布朗抛出“中国威胁论”，撰文说到下世纪30年代，中国人口将达到16亿，到时，谁来养活中国，怎样来拯救由此引发的全球性粮食短缺？除了改变环境因素提高光合作用以外，更重要的是改变作物的品种来提高农作物的产量。提高光合速率的一些方法：提高光照强度、温度和CO2浓度现在学习的是第2页，共53页 有两个不同番茄品种，一个是抗病、黄果肉的品有两个不同番茄品种，一个是抗病、黄果肉的品种（种（ssrr），另一个是易感病、红果肉的品种），另一个是易感病、红果肉的品种（SSRR）。如何才能培育出一个既抗病又是红）。如何才能培育出一个

2、既抗病又是红果肉的新品种，并且新品种的性状能稳定遗传。果肉的新品种，并且新品种的性状能稳定遗传。方法：杂交 自交 (选优 自交)若干次纯种现在学习的是第3页，共53页 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 (选优 自交)若干次纯种3、原理基因重组现在学习的是第4页，共53页4、例子农作物：袁隆平杂交水稻现在学习的是第5页，共53页 农作物：袁隆平杂交水稻2003年10月9日，30多年前颠覆了国际经典水稻理论的袁隆平再次让世界注意到了他。湖南省湘潭县泉塘子乡的超级杂交稻百亩示范片平均亩产达到80

3、746公斤，这个数字接近现在全国水稻平均亩产量的两倍，比普通杂交水稻的亩产量高出200公斤。水稻亩产从600公斤提高到800公斤是一个世界性的难题，而袁隆平从1997年提出“超级杂交稻计划”后，几乎每三年就能让杂交稻单产潜力成功提高100公斤，他的研究似乎是一株最为优良的作物多产、稳定。4、例子现在学习的是第6页，共53页中国黄牛中国荷斯坦牛荷斯坦牛家畜、家禽：中国荷斯坦牛的育种过程：优点：泌乳期可达305天，年产乳量可达6300Kg以上现在学习的是第7页，共53页试一试：动物的杂交育种方法长毛折耳猫短毛折耳猫长毛立耳猫现在学习的是第8页，共53页长毛立耳 短毛折耳BBEEbbee长毛立耳 B

4、bEe长毛立耳BbEe长立 长折 短立 短折BbeeBBeeBBeeBbeebbeebbee长折 短折长折 长折 短折杂交F1间交配选优测交F3长折 短折思考：要培育出一个能稳定遗传的动物品种至少要几年？现在学习的是第9页，共53页2、比植物杂交育种所需年限短。现在学习的是第10页，共53页杂种优势基因型不同的两个亲本个体杂交产生的杂种第一代，在生长、繁殖、抗逆性、产量等性状上优于两个亲本的现象。如骡子现在学习的是第11页，共53页优点：缺点:杂交后代会出现性状分离，进行纯化时工作量大，过程复杂,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。5、杂交育种的优缺点现在学习

5、的是第12页，共53页 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：基因突变和染色体变异现在学习的是第13页，共53页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

6、的菌株，目前产量已经可以达到50 000单位/mL60 000单位/mL。现在学习的是第14页，共53页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%。现在学习的是第15页，共53页现在学习的是第16页，共53页现在学习的是第17页，共53页6、诱变育种的优缺点、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

7、：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，为育种创造出丰富对原材料。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。现在学习的是第18页，共53页 单倍体育种1、单倍体植株特点：弱小，且高度不育 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）人工诱导染色体加倍2、概念：现在学习的是第19页，共53页AAbb宽、不抗aaBB窄、抗AaBb宽、抗花药离体培养ABAbaBab人工诱导染色体加倍AABB宽、抗AAbbaaBBaabbF1单倍体现在学习的是第20页，

8、共53页缩短育种年限。能排除显隐性干扰，提高效率.染色体变异4、单倍体育种的特点：5、原理：现在学习的是第21页，共53页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）多倍体水稻现在学习的是第22页，共53页 多倍体育种1.方法:用秋水仙素处理方法原理2.应用:现在学习的是第23页，共53页 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，导致_不能_ _，从而引起细胞内染色体_。染色体数目加倍的细胞继续进行

9、_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移向两极数目加倍有丝多倍体二倍体八倍体四倍体秋水仙素处理秋水仙素处理现在学习的是第24页，共53页现在学习的是第25页，共53页无籽西瓜的培育过程无籽西瓜的培育过程二倍体幼苗四倍体植株秋水仙素处理染色体加倍二倍体幼苗二倍体植株发育授粉二倍体幼苗二倍体植株发育花粉诱导三倍体种子三倍体无籽瓜三倍体植株发育现在学习的是第26页，共53页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变异（成倍减少）染色体变异（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秋水仙素处理使位于不同个体

10、的优良性状集中于一个个体上提高变异频率，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最长现在学习的是第27页，共53页 转基因技术1、概念：2、例子：3、特点：4、转基因食品的安全性结 果：定向改造生物的性状，获得人类所需要的品种。现在学习的是第28页，共53页生长快、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)现在学习的是第29页，共53页转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转鱼抗寒基因的番茄现在学习的是第30页，共53页与药物研制我国生产的部分基因工程

11、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。现在学习的是第31页，共53页胰岛素从猪、牛等动物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每2000L培养液就能产生100g胰岛素！使其价格降低了30%-50%!现在学习的是第32页，共53页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

12、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。现在学习的是第33页，共53页现在学习的是第34页，共53页现在学习的是第35页，共53页现在学习的是第36页，共53页最新款的摩托车现在学习的是第37页，共53页你见过树会走路吗?现在学习的是第38页，共53页 这些题你会做吗？1、杂交育种所依据的主要遗传学原理是：A.基因突变；B.基因自由组合；C.染色体交叉互换：D.染色体变异。答 B现在学习的是第39页，共53页 2.在下列几种育种方法中，可以改变原有基因分子结构的育种方法是：A、杂交育种 B、诱变

13、育种 C、单倍体育种 D、多倍体育种 答案：3.现代农业育种专家采用诱变育种的方法改良某些农作物的原有性状，其原因是：A、提高了后代的出苗率 B、产生的突变全部是有利的 C、提高了后代的稳定性 D、能提高突变率以供育种选择 答案：BD现在学习的是第40页，共53页4.60Co是典型的放射源，可用于作物诱变育种。我国运用这种方法培育出了许多农作物新品种，如棉花高产品种“鲁棉1号”，在我国自己培养的棉花品种中栽培面积最大。射线处理后主要引起_，从而产生可遗传的变异。除射线外，用于诱变育种的其他物理诱变因素还有_、_和_。基因突变x射线紫外线激光现在学习的是第41页，共53页5.请写出下面各项培育方

14、法：（1）通过花药离体培养再用秋水仙素加倍得到烟草新品种的方法是 。（2）用60Co 辐射谷氨酸棒状杆菌，选育出合成谷氨酸的新菌种，所用方法是 。（3）用小麦和黑麦培育八倍体黑小麦的方法是 。（4）将青椒的种子搭载人造卫星，在太空中飞行数周后返回地面，获得了果大、肉厚和维生素含量高的青椒新品种，这种育种原理本质上属于 。（5）用抗倒伏、不抗锈病和不抗倒伏、抗锈病的两个小麦品种，培育出抗倒伏、抗锈病的品种，所用方法是 。（6）用秋水仙素或硫酸二乙酯处理蕃茄、水稻种子，获得成熟期早、蛋白质含量高的品系，这种方法是 。单倍体育种 诱变育种 多倍体育种 诱变育种 杂交育种 诱变育种现在学习的是第42页

15、，共53页3、（2003理综高考题）小麦品种是纯合体，生产上用种子繁殖，现要选育矮杆（aa)、抗病（BB）的小麦新品种；马铃薯品种是杂合体（有一对基因杂合即可称为杂合体），生产上通常用块茎繁殖，现要选育黄肉（Yy)、抗病(Rr)的马铃薯新品种。请分别设计小麦品种间杂交育种程序，以及马铃薯品种间杂交育种程序。要求用遗传图解表示并加以简要说明。（写出包括亲本在内的前三代即可）现在学习的是第43页，共53页 马铃薯第一代 yyRr Yyrr 亲本杂交第二代 YyRr,yyRr,Yyrr,yyrr 种植，选黄肉、抗 病（YyRr）第三代 YyRr 用块茎繁殖 现在学习的是第44页，共53页第三代 F2

16、 A_B_,A_bb,aaB_,aabb 种植F2 代，选矮杆、抗病（aaB_），继 续自交，期望下代 获得纯合体 小麦第一代 P AABB aabb 亲本杂交第二代 F1 AaBb 种植F1代，自交现在学习的是第45页，共53页 九十年代后期，美国学者布朗抛出九十年代后期，美国学者布朗抛出“中国威胁论中国威胁论”，撰文说到下世纪，撰文说到下世纪年代，中国人口将达到亿，到时谁年代，中国人口将达到亿，到时谁来养活中国，谁来拯救由此引发的全球来养活中国，谁来拯救由此引发的全球性粮食短缺和动荡危机？性粮食短缺和动荡危机？现在学习的是第46页，共53页袁隆平培养杂交水稻过程中，他利用了哪一种变异的原理

17、？现在学习的是第47页，共53页 袁隆平袁隆平 一个属于中国一个属于中国也属于世界的名字也属于世界的名字他发起的他发起的“第二次绿色革命第二次绿色革命”给整个人类带来了福音。给整个人类带来了福音。袁隆平:农学家、杂交水稻育种专家。1995年当选为中国工程院院士。现在学习的是第48页，共53页事迹事迹 袁隆平长期从事杂交水稻袁隆平长期从事杂交水稻育种理论研究和育种理论研究和制种技术实践制种技术实践。1964年年首先提出首先提出培育培育“不育系、保持系、不育系、保持系、恢复系恢复系”三系法三系法利用水稻利用水稻杂种优势杂种优势的设想的设想并进行科学实验。并进行科学实验。1970年，与其助手李必湖和

18、冯克珊在海南年，与其助手李必湖和冯克珊在海南发现一株花粉败育的雄性不育野生稻，成发现一株花粉败育的雄性不育野生稻，成为突破为突破“三系三系”配套的关键。配套的关键。现在学习的是第49页，共53页 1972年年育成育成中国第一个大面积应用的水中国第一个大面积应用的水稻雄性不育系稻雄性不育系“二九南一号二九南一号A”和相应的和相应的保持系保持系“二九南一号二九南一号B”1973年年,育成育成了第一个大面积推广的强优了第一个大面积推广的强优组合组合“南优二号南优二号”，并研究出整套制种技，并研究出整套制种技术。术。1986年年提出提出杂交水稻育种分为杂交水稻育种分为“三系法三系法品种间杂种优势利用、

19、两系法亚种间杂品种间杂种优势利用、两系法亚种间杂种优势利用到一系法远缘杂种优势利用种优势利用到一系法远缘杂种优势利用”的战略设想。被誉为的战略设想。被誉为“世办杂交水稻之世办杂交水稻之父父”。现在学习的是第50页，共53页年份197820002010种类普通水稻普通水稻&杂交水稻杂交水稻产量(吨/每公顷）3.5单产达到6.34 预计13.5中国于年提出超级杂交水稻培育计划。推广应用杂交水稻所增产的稻谷每年可养活7000多万人口。到2004年底止，杂交水稻在中国已累计推广约3亿公顷，增产稻谷约4.5亿吨，成为中国解决粮食问题的关键技术。现在学习的是第51页，共53页贡献贡献 如今，我国大江南北的

20、农田普遍种上如今，我国大江南北的农田普遍种上了袁隆平研制的杂交水稻。杂交水稻的了袁隆平研制的杂交水稻。杂交水稻的大面积推广应用，为我国粮食增产发挥大面积推广应用，为我国粮食增产发挥了重要作用。杂交水稻被世界誉为中华了重要作用。杂交水稻被世界誉为中华民族的民族的“第五大发明第五大发明”。袁隆平的杂交水稻引起了世界的关注，袁隆平的杂交水稻引起了世界的关注，许多国家的专家到中国来取经，印度、许多国家的专家到中国来取经，印度、越南等越南等20多个国家和地区还引种了杂交水多个国家和地区还引种了杂交水稻。袁隆平的努力，也为解决世界粮食短稻。袁隆平的努力，也为解决世界粮食短缺问题作出了贡献。缺问题作出了贡献。现在学习的是第52页，共53页感谢大家观看现在学习的是第53页，共53页