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1、第七单元|生物的变异与进化一轮复习课时28 变异在育种中的应用多倍体育种 单倍体育种 杂交育种诱变育种 基因工程育种多倍体育种和单倍体育种多倍体特点优点:茎秆粗壮,叶片、果实和种子都比较大;糖类和蛋白质等营养物质含量高。缺点:发育迟缓,结实率低。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无纺缍丝牵引多倍体产生的原因 秋水仙素或低温抑制纺锤体的形成多倍体多倍体育种种子或幼苗种子或幼苗 (2N)抑制纺锤体的形成(前期)多倍体新植株多倍体新植株 (4N)染色体加倍的染色体加倍的 细胞细胞(4N)低温或秋水仙素发育处理成熟的叶处理成熟的叶或茎可以吗?或茎可以吗?不可以,已高度不可以,已高度分
2、化,不再分裂分化,不再分裂(一)多倍体育种:低温抑制纺锤体的形成作用时期:有丝分裂前期优点:方法:原理:茎秆粗壮,叶片、果实和种子都比较大;糖类和蛋白质等营养物质含量高。秋水仙素作用于分裂间期会引起?(基因突变)或秋水仙素处理萌发的种子或幼苗发育迟缓结实率低(不以种子为收获目标的植物一般可考虑多倍体育种)缺点:多倍体三倍体无籽西瓜的培育二倍体二倍体秋水仙素四倍体(母本)杂交(传粉)减数分裂联会紊乱三倍体种子三倍体种子第一年第一年第二年三倍体植株二倍体(父本)传粉二倍体二倍体(2N)(父本)受精卵(3N)三倍体植株三倍体植株(3N)无籽西瓜无籽西瓜精子(N)卵细胞(2N)四倍体四倍体(4N)(母
3、本)二倍体幼苗二倍体幼苗(2N)秋水仙素减数分裂减数分裂 联会紊乱联会紊乱两次授粉的不同作用:第一次:使四倍体母本完成受精作用形成三倍体种子第二次:花粉刺激三倍体植株的子房发育成果实单倍体特点优点:明显缩短育种年限,后代都是纯合体。缺点:单倍体长得弱小,而且高度不育。人工诱导用秋水仙素处理单倍体单倍体育种花药单倍体 植株正常纯合体植株离体培养n 方法:n 过程:先花药(花粉)离体培养;后人工诱导染色体数目加倍(低温或秋水仙素处理)单倍体植株高度不育单倍体单倍体育种实例:基因型为AaBb的杂合小麦,利用单倍体育种法获得aaBB新品种的培育过程。小麦(AaBb)ABAbaBab花粉减数分裂花药离体
4、培养单倍体幼苗ABAbaBab正常植株秋水仙素处理AABBAAbbaaBBaabb所需品种(aaBB)筛选纯合体秋水仙素为什么不能处理单倍体的种子?1.原理:染色体数目变异2.方法:3.优点:单倍体育种:4.缺点:花药离体培养后,秋水仙素处理诱导染色体加倍。明显缩短育种年限(只需2年)高度不育、成活率低,操作复杂易错提醒(三维设计P156)有关单倍体育种和多倍体育种的三个易错点(1)单倍体育种一般应用于二倍体植物,因为若为四倍体植物,通过单倍体育种形成的个体不一定是纯合子。(2)用秋水仙素处理植株使染色体数目加倍,若操作对象是单倍体植株,属于单倍体育种;若操作对象为正常植株,叫多倍体育种。(3
5、)单倍体育种和多倍体育种都需用秋水仙素处理,使染色体数目加倍。单倍体育种在幼苗期处理,多倍体育种在种子萌发期或幼苗期处理。杂交育种【例】小麦高秆(A)对矮秆(a)为显性,抗病(B)对不抗病(b)为显性,两对性状独立遗传,小麦一年只播种一次。现有矮秆不抗病(aabb)和高秆抗病(AABB)的纯种小麦,请利用杂交育种的方法培育矮秆抗病(aaBB)的纯种小麦。杂交育种的过程方案杂交育种的过程方案 高抗高抗 矮不抗矮不抗1 1 高抗高抗2 2AABBAABBaabbaabbAaBbAaBbaaBbaaBb高抗高抗 高不抗高不抗 矮抗矮抗 矮不抗矮不抗aaBBaaBB矮抗矮抗aaBBaaBBaaBBaa
6、BB矮抗矮抗矮抗矮抗 矮不抗矮不抗aaBBaaBB、aaBbaaBbF F3 3aaBbaaBb矮抗矮抗杂交杂交自交自交选优选优自交自交选优选优(不出现性状分离)(不出现性状分离)(出现性状分离)(出现性状分离)(第第1年年 种植亲代,收种植亲代,收获获F1种子种子)(第第2年年 种植种植F1代,代,收获收获F2种子种子)(第第3年年 种植种植F2代,表现代,表现矮抗的自交,矮抗的自交,收获收获F3种子种子)(第第4年年 种植种植F3代,观察是代,观察是否性状分离否性状分离)1.概念:将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起,再经过选择和培育,获得新品种的方法。2.原理:基因重组3.方法:
7、4.优点:将不同个体的优良性状集中到一个个体上;操作简便。杂交育种:5.缺点:育种年限长(从F3 开始选取,得到纯合的种子至少需要3年,得到纯合的植株至少需要4年)。需连续自交才能选育出优良的品种。杂交,连续自交,不断选种。【注意】若是选育隐性纯合子品种,则在F2就可选出符合要求的品种,不需要连续自交。6.实例:中国荷斯坦牛(原称中国黑白花牛)动物杂交育种中纯合子的获得不能通过逐代自交,而应改为测交。1.概念 利用物理因素(如X射线、射线、紫外线、激光等)或化学因素(如亚硝酸、硫酸二乙酯等)来处理生物,使生物发生基因突变。2.原理:基因突变。3.方法:用物理因素或化学因素来处理生物。诱变育种(
8、自主阅读课本100页)4.优点:能提高突变频率,加速育种进程,大幅度改良某些性状,在较短时间内获得更多的优良性状类型。5.缺点:有利变异少;诱变的方向和性质不定向6.实例:”黑农5号“大豆、青霉菌的选育(教材P100)基因工程育种原理:基因重组优点:打破生殖隔离,可以定向改造生物性状实例:抗虫棉花抗虫的基因来自苏云金杆菌。苏云金杆菌形成的伴胞晶体是一种毒性很强的蛋白晶体,能使棉铃虫等鳞翅口害虫瘫痪致死。科学家将编码这个蛋白质的基因导入作物,使作物自身具有抵御虫害的能力。根据不同育种目标选择最佳育种方案(三维设计P155)归纳拓展 育种技术中的“四最”和“一明显”(三维设计P157)特点育种方法优缺点最简便杂交育种耗时较长最具预见性DNA重组技术或细胞工程育种技术含量高,有可能引发生态危机最盲目诱变育种可获得新基因,性状可较快稳定,需处理大量材料最能提高产量多倍体育种营养器官增大,但发育迟缓可明显缩短育种年限单倍体育种技术较复杂,需要与杂交育种配合