《从杂交育种到基因工程》课件].ppt

新课标人教版课件系列高中生物必修必修2 2第六章从杂交育种到基因工程教学目标教学目标 知识方面知识方面1举例说出生物变异在育种上应用的事例。2简述杂交育种和诱变育种的作用及其局限性。3简述基因工程的原理及其应用。情感态度与价值方面情感态度与价值方面1关注转基因生物和转基因食品的安全性。2讨论从杂交育种到基因工程这一科技发展历程中，科学、技术和社会的相互作用。能力方面能力方面1运用遗传和变异原理,解决生产和生活实际中的问题。2进行转基因生物和转基因食品安全性的资料搜集和分析。课时安排：课时安排：第1节用1课时，第2节用2课时 第一节杂交育种与诱变育种第六章从杂交育种到基因工程乳汁中含有人生长激素的牛乳汁中含有人生长激素的牛(阿根廷阿根廷)小麦高秆（小麦高秆（小麦高秆（小麦高秆（D D D D）对矮秆（）对矮秆（）对矮秆（）对矮秆（d d d d）为显性，抗锈病（）为显性，抗锈病（）为显性，抗锈病（）为显性，抗锈病（T T T T）对不抗锈病（对不抗锈病（对不抗锈病（对不抗锈病（t t t t）为显性，现有纯合的高秆抗锈病的小）为显性，现有纯合的高秆抗锈病的小）为显性，现有纯合的高秆抗锈病的小）为显性，现有纯合的高秆抗锈病的小麦（麦（麦（麦（DDTTDDTTDDTTDDTT）和矮秆不抗锈病的小麦（）和矮秆不抗锈病的小麦（）和矮秆不抗锈病的小麦（）和矮秆不抗锈病的小麦（ddttddttddttddtt），如果你是），如果你是），如果你是），如果你是袁隆平，怎样才能得到矮秆抗病的优良品种（袁隆平，怎样才能得到矮秆抗病的优良品种（袁隆平，怎样才能得到矮秆抗病的优良品种（袁隆平，怎样才能得到矮秆抗病的优良品种（ddTTddTTddTTddTT）？）？）？）？锈病锈病想一想：植物杂交育种的方法想一想：植物杂交育种的方法以下是杂交育种以下是杂交育种的的参考方案：参考方案：高抗高抗 矮不抗矮不抗 高抗高抗DDTTddttDdTtddTt高抗高抗高不抗高不抗矮抗矮抗矮不抗矮不抗ddTT矮抗矮抗ddTTddTt矮抗矮抗ddTT矮抗矮抗矮抗矮抗矮不抗矮不抗ddTtddTT杂交杂交自交自交选优选优自交自交F3选优选优思考：要培育出思考：要培育出一个能稳定遗传一个能稳定遗传的植物品种至少的植物品种至少要几年？要几年？小麦小麦第一代第一代 p pDDTTDDTTddttddtt亲本杂交亲本杂交第二代第二代 F F1 1DdTtDdTt种植种植F F1 1代，自交代，自交第三代第三代 F F2 2D_T_D_T_，D_ttD_tt，ddT_ddT_，ddttddtt种植种植F F2 2代，代，(选选矮矮秆秆、抗抗病病ddT_ddT_），继继续续自自交交，期期望望下下代代获获得得纯合体纯合体试一试：动物的杂交育种方法试一试：动物的杂交育种方法假设现有长毛立耳猫（假设现有长毛立耳猫（假设现有长毛立耳猫（假设现有长毛立耳猫（BBEEBBEEBBEEBBEE）和短毛折耳猫（和短毛折耳猫（和短毛折耳猫（和短毛折耳猫（bbeebbeebbeebbee），你能否培育），你能否培育），你能否培育），你能否培育出能稳定遗传的长毛折耳猫（出能稳定遗传的长毛折耳猫（出能稳定遗传的长毛折耳猫（出能稳定遗传的长毛折耳猫（BBeeBBeeBBeeBBee）？写出育种方案（图解）？写出育种方案（图解）？写出育种方案（图解）？写出育种方案（图解）长毛折耳猫长毛折耳猫短毛折耳猫短毛折耳猫长毛立耳猫长毛立耳猫长毛立耳长毛立耳短毛折耳短毛折耳BBEEbbee长毛立耳长毛立耳 BbEe长毛立耳长毛立耳BbEe长立长立长折长折短立短立短折短折BbeeBBeeBBeeBbeebbeebbee长折长折短折短折长折长折长折长折短折短折杂交杂交F1间间交配交配选优选优测交测交 F3长折长折短折短折思考：要培育出一个能思考：要培育出一个能稳定遗传的动物品种至稳定遗传的动物品种至少要几年？少要几年？中国黄牛中国黄牛中中国国荷荷斯斯坦坦牛牛荷斯坦牛荷斯坦牛例例1：现现有有3个个番番茄茄品品种种，A品品种种的的基基因因型型为为AABBdd，B品品种种的的基基因因型型为为AAbbDD，C品品种种的的基基因因型型为为aaBBDD。3对对等等位位基基因因分分别别位位于于3对对同同源源染染色色体体上上，并并且且分分别别控控制制叶叶形、花色和果形形、花色和果形3对性状。请回答：对性状。请回答：（1）如如何何运运用用杂杂交交育育种种方方法法利利用用以以上上3个个品品种种获获得得基基因因型型为为aabbdd的植株？（用文字简要描述获得过程即可）的植株？（用文字简要描述获得过程即可）（1）A和和B杂交得到杂交一代，杂交一代再与杂交得到杂交一代，杂交一代再与C杂交，得杂交，得到杂交二代，杂交二代自交，即可得到基因型为到杂交二代，杂交二代自交，即可得到基因型为aabbdd的种子，该种子可长成的种子，该种子可长成aabbdd植株植株（2）如如果果从从播播种种到到获获得得种种子子需需要要一一年年，获获得得基基因因型型为为aabbdd的植株最少需要多少年？的植株最少需要多少年？4年年结合上述几个实例，请总结出结合上述几个实例，请总结出杂交育种的优点和缺点？杂交育种的优点和缺点？一、概念：一、概念：将两个或多个品种的优良性状通过交配集中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。在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。二、依据原理：二、依据原理：基因重组基因重组三、常用方法：三、常用方法：杂交杂交 自交自交 选种选种 自交自交 四、优点：四、优点：将不同个体的优良性状集中到一个个将不同个体的优良性状集中到一个个体上体上五、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1：杂交育种：杂交育种单倍体育种单倍体育种组织组织培养培养染色体加倍染色体加倍花药离花药离体培养体培养单倍体单倍体植株植株正常植株正常植株（纯合体）（纯合体）种子种子新植株新植株（新品种）（新品种）秋水仙素处理秋水仙素处理自交自交发育发育YyRrYRYryRyrYYRRYYrryyRRyyrrYYRRYYrryyRRyyrrYRYryRyrYYRRYYrryyRRyyrr第一年第一年第二年第二年一、依据原理：一、依据原理：染色体变异染色体变异二、常用方法：二、常用方法：花药（花粉）离休培养花药（花粉）离休培养 三、优点：三、优点：明显缩短育种年限明显缩短育种年限点滴收获之点滴收获之2：单倍体育种：单倍体育种五、应用：五、应用：小麦高秆（小麦高秆（小麦高秆（小麦高秆（D D D D）对矮秆（）对矮秆（）对矮秆（）对矮秆（d d d d）为显性，抗锈病（）为显性，抗锈病（）为显性，抗锈病（）为显性，抗锈病（T T T T）对不抗锈病（对不抗锈病（对不抗锈病（对不抗锈病（t t t t）为显性，现有纯合的高秆抗锈病的小）为显性，现有纯合的高秆抗锈病的小）为显性，现有纯合的高秆抗锈病的小）为显性，现有纯合的高秆抗锈病的小麦（麦（麦（麦（DDTTDDTTDDTTDDTT）和矮秆不抗锈病的小麦（）和矮秆不抗锈病的小麦（）和矮秆不抗锈病的小麦（）和矮秆不抗锈病的小麦（ddttddttddttddtt），如果你是），如果你是），如果你是），如果你是袁隆平，怎样才能得到矮秆抗病的优良品种（袁隆平，怎样才能得到矮秆抗病的优良品种（袁隆平，怎样才能得到矮秆抗病的优良品种（袁隆平，怎样才能得到矮秆抗病的优良品种（ddTTddTTddTTddTT）且）且）且）且育种年限要最短？育种年限要最短？育种年限要最短？育种年限要最短？技术复杂且须与杂交育种配合技术复杂且须与杂交育种配合四、缺点：四、缺点：例题例题2：下图是用某种作物的两个品种：下图是用某种作物的两个品种和和分别培育出分别培育出、品种的示意图，试分析回答：品种的示意图，试分析回答：AABB E Ab-D AaBb F AAbb-aabb G AAaaBBbb-（1）用）用和和培育培育所采用的所采用的D和和F步骤分别是步骤分别是 和和 。其。其应用的遗传学原理是应用的遗传学原理是 。（2）用）用培育培育所采用的所采用的E和和H步骤分别是步骤分别是 和和 。其应用的遗传学原理是其应用的遗传学原理是 。（3）用）用培育培育所采用的所采用的G步骤是步骤是_。其遗传学原理是其遗传学原理是_。杂交杂交自交自交基因重组基因重组花药离花药离体培养体培养秋水仙素秋水仙素处理幼苗处理幼苗染色体变异（单倍体育种）染色体变异（单倍体育种）秋水仙素处理幼苗秋水仙素处理幼苗染色体变异（多倍体育种）染色体变异（多倍体育种）杂交育种只能利用已有的基因重组，按需选择，并不能创造新的基因。杂交后代会出现性状分离现象，育种进程缓慢，过程繁琐杂交育种不能创造新的基因，并且所需杂交育种不能创造新的基因，并且所需时间要长，那有没有能出现意想不到的时间要长，那有没有能出现意想不到的结果，并且需要时间相对要短的育种方结果，并且需要时间相对要短的育种方法呢？法呢？资料：资料：航天技术的发展，使人类利用太空资源的愿望航天技术的发展，使人类利用太空资源的愿望变成了现实。自变成了现实。自19871987年以来，中国利用自己研制的返回年以来，中国利用自己研制的返回式卫星和神舟号飞船进行了式卫星和神舟号飞船进行了1111次航天育种搭载试验，试次航天育种搭载试验，试验品种达验品种达12001200多种。多种。航天诱变育种是利用太空的物理环境作为诱变因子，航天诱变育种是利用太空的物理环境作为诱变因子，太空环境条件很复杂，与地球表面主要差异是微重力太空环境条件很复杂，与地球表面主要差异是微重力（10103 3克克10106 6克）、宇宙射线、重粒子、变化磁场和克）、宇宙射线、重粒子、变化磁场和高真空等，这些物理条件的综合作用使生物产生基因突高真空等，这些物理条件的综合作用使生物产生基因突变。变。据统计，航天育种变异率达据统计，航天育种变异率达4 4以上，株高变异为以上，株高变异为40cm40cm30cm30cm，果重变异达，果重变异达7070100100（蔬菜），（蔬菜），生育期变异为生育期变异为3 3天天1010天。天。白莲白莲:1994年江西广昌白莲研究所搭载白莲年江西广昌白莲研究所搭载白莲种种子子442粒，培育出太空莲粒，培育出太空莲3号等新品号等新品种，亩产种，亩产达达120千克，比原品种提高千克，比原品种提高88，平均粒，平均粒重重22克，最大为克，最大为33克（原品种平均粒重克（原品种平均粒重为为1.1克），超过出口莲子标准。克），超过出口莲子标准。1 1、太空莲太空莲3 3号中有没有产生新基因？号中有没有产生新基因？2 2、诱发基因突变的条件有哪些？、诱发基因突变的条件有哪些？3 3、诱变育种有哪些优点？、诱变育种有哪些优点？4 4、有哪些因素可以诱导生物产生基因突变？、有哪些因素可以诱导生物产生基因突变？答案：答案：1 1、有新基因产生。、有新基因产生。2 2、微重力、宇宙射线、重粒子、微重力、宇宙射线、重粒子、变化磁场和高真空。变化磁场和高真空。3 3、可以提高突变率，或大幅度、可以提高突变率，或大幅度地改良某些品种。地改良某些品种。4 4、物理因素、化学因素和生物因素。、物理因素、化学因素和生物因素。神舟六号神舟六号一、概念：一、概念：利用物理因素（如利用物理因素（如射线、射线、射线、紫外线、激射线、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。理生物，使生物发生基因突变。二、依据原理：二、依据原理：基因突变基因突变三、常用方法：三、常用方法：辐射诱变、激光诱变、作物空间技术辐射诱变、激光诱变、作物空间技术育种育种四、优点：四、优点：可以提高突变率，加速育种过程，大幅度可以提高突变率，加速育种过程，大幅度地改良某些品种地改良某些品种,产生前所未有的性状。产生前所未有的性状。五、缺点：五、缺点：有利变异少，须大量处理实验材料有利变异少，须大量处理实验材料点滴收获之点滴收获之3：诱变育种：诱变育种 当当神神舟舟六六号号航航天天飞飞船船搭搭载载着着两两位位英英雄雄宇宇航航员员成成功功返返航航时时，一一些些特特殊殊的的乘乘客客也也回回到到了了地地球球。他他们们是是一一些些：生生物物菌菌种种、植植物物组组培培苗苗和和作作物物、植植物物、花花卉卉种种子子等等。在在太太空空周周游游了了115115小小时时3232分分钟钟，返返回回地地球球后后，搭搭载载单单位位的的科科研研人员将继续对它们进行有关试验。人员将继续对它们进行有关试验。回答：回答：（1 1）作作物物种种子子从从太太空空返返回回地地面面后后种种植植，往往往往能能出出现现新新的的变变异异特特征征。这这种种变变异异的的来来源源主主要要是是植植物物种种子子经经太太空空中中的的 辐辐射射后后，其其 发发生生变变异异。请请预预测测可可能能产产生生的的新新的的变变异异对对人人类类是是否否有有益益?，你你判判断断的的理理由由是是_。（2 2）试举出这种育种方法的优点：）试举出这种育种方法的优点：。宇宙射线等宇宙射线等 基因基因不一定不一定基因突变是不定向的基因突变是不定向的 变异频率高，大幅度改良某些性状变异频率高，大幅度改良某些性状太空椒太空椒普通椒普通椒一、依据原理：一、依据原理：染色体变异染色体变异二、常用方法：二、常用方法：秋水仙素处理萌发的种子或幼苗秋水仙素处理萌发的种子或幼苗三、优点：三、优点：器官较大，提高产量和营养成分，抗逆性器官较大，提高产量和营养成分，抗逆性强，抗病性强强，抗病性强四、缺点：四、缺点：技术复杂且须与杂交育种配合，发育延迟技术复杂且须与杂交育种配合，发育延迟,结实率低结实率低点滴收获之点滴收获之4：多倍体育种：多倍体育种五、应用：五、应用：三倍体无籽西瓜三倍体无籽西瓜二倍体二倍体幼苗幼苗四倍体四倍体植株植株秋水仙素处理秋水仙素处理染色体加倍染色体加倍二倍体二倍体植株植株三倍体三倍体种子种子三倍体三倍体植株植株发育发育二倍体二倍体植株植株花粉诱导花粉诱导三倍体三倍体无籽瓜无籽瓜课堂小结课堂小结基因重组基因重组将不同个体的优良性状，将不同个体的优良性状，集于一个个体上集于一个个体上杂交杂交 自交自交 选种选种 自交自交时间长，需及时发现优良时间长，需及时发现优良品种品种基因突变基因突变辐射诱变，激光诱变，辐射诱变，激光诱变，空间技术育种空间技术育种提高育种频率，加速育提高育种频率，加速育种过程，或大幅度改良种过程，或大幅度改良某些品种某些品种有利变异少，需大量有利变异少，需大量处理实验材料处理实验材料依据依据原理原理常用常用方法方法优点优点缺点缺点应用应用实例实例杂交育种杂交育种诱变育种诱变育种单倍体单倍体育种育种多倍体多倍体育种育种染色体组成倍染色体组成倍减少，再加倍减少，再加倍花药的离体培花药的离体培养，再加倍养，再加倍明显缩短育明显缩短育种年限种年限技术复杂且须与技术复杂且须与杂交育种配合杂交育种配合染色体组染色体组成倍增加成倍增加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器官巨大，器官巨大，提高产量和提高产量和营养成分营养成分发育延迟，发育延迟，结实率低结实率低这些题你会做吗？这些题你会做吗？1 1、杂交育种所依据的主要遗传学原理是：、杂交育种所依据的主要遗传学原理是：A.A.基因突变；基因突变；B.B.基因自由组合；基因自由组合；C.C.染色体交叉互换：染色体交叉互换：D.D.染色体变异。染色体变异。答答 B 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：方法是：A A、杂交育种、杂交育种 B B、诱变育种、诱变育种 C C、单倍体育种、单倍体育种 D D、多倍体育种、多倍体育种 答案：答案：3.3.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：有性状，其原因是：A A、提高了后代的出苗率、提高了后代的出苗率 B B、产生的突变全部是有利的、产生的突变全部是有利的 C C、提高了后代的稳定性、提高了后代的稳定性 D D、能提高突变率以供育种选择、能提高突变率以供育种选择 答案：答案：B BD D试试看，你能行吗？试试看，你能行吗？1.1.下图表示某种农作物品种：下图表示某种农作物品种：和和两个品系培育出品两个品系培育出品种种的可能方法，请据图回答：的可能方法，请据图回答：AABB aabbAABB aabbAABb AaBb AbAABb AaBb Ab AAbbAAbbV VI IIIIIIIIIIIIVIVVIVI(1)(1)指出下列各种交配方式：由品种指出下列各种交配方式：由品种和和培育出培育出的过程的过程I I是是，由品系，由品系培育出品种培育出品种经过的过程经过的过程V V是是。（2 2）品系）品系是一种是一种植株，由品系植株，由品系经过过程经过过程 III III 培养品种培养品种常用的方法是常用的方法是。（3 3）品种）品种形成品种形成品种经过的过程经过的过程VIVI中常用中常用 处理。处理。（4）品种）品种直接形成品种直接形成品种的过程需经的过程需经，由品种，由品种产生品种产生品种的最简便方法是的最简便方法是。（5 5）你认为成功率最高且工作量最小的培育品种）你认为成功率最高且工作量最小的培育品种的途的途径是径是。（用过程。（用过程I I、IIII等以及等以及 表示）表示）4.60Co是典型的是典型的放射源，可用于作物放射源，可用于作物诱变育种。我国运用这种方法培育出了诱变育种。我国运用这种方法培育出了许多农作物新品种，如棉花高产品种许多农作物新品种，如棉花高产品种“鲁棉鲁棉1 1号号”，在我国自己培养的棉花品种，在我国自己培养的棉花品种中栽培面积最大。中栽培面积最大。射线处理后主要引射线处理后主要引起起，从而产生可遗传的变异。，从而产生可遗传的变异。除除射线外，用于诱变育种的其他物理射线外，用于诱变育种的其他物理诱变因素还有诱变因素还有、和和。答案：基因突变；答案：基因突变；x射线；紫外线；激光射线；紫外线；激光 为提高农作物的单产量，获得早熟、抗倒伏、为提高农作物的单产量，获得早熟、抗倒伏、抗病等性状，科学工作者往往要采取多种育种方法抗病等性状，科学工作者往往要采取多种育种方法来培育符合农民要求的新品种，请根据下面提供的来培育符合农民要求的新品种，请根据下面提供的材料，每小组设计一套育种方案：材料，每小组设计一套育种方案：已有的材料：已有的材料：A A小麦的高秆（显性）抗锈病（显性）纯种，小麦的高秆（显性）抗锈病（显性）纯种，B B小麦的矮秆不抗锈病纯种，小麦的矮秆不抗锈病纯种，C C水稻的迟熟种子水稻的迟熟种子 非生物材料：根据需要自选非生物材料：根据需要自选（1 1）育种名称：）育种名称：（2 2）所选择的生物材料：）所选择的生物材料：（3 3）希望得到的结果：）希望得到的结果：（4 4）预计产生这种结果的（所需类型）的几率）预计产生这种结果的（所需类型）的几率（5 5）写出育种的简要过程（可用图解）写出育种的简要过程（可用图解）（6 6）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。试试看，你行吗？试试看，你行吗？生物材料：生物材料：A A小麦的高秆（显性）抗锈病（显性）纯种，小麦的高秆（显性）抗锈病（显性）纯种，B B小小 麦的矮秆不抗锈病纯种，麦的矮秆不抗锈病纯种，C C水稻的迟熟种子水稻的迟熟种子 非非生物材料：根据需要自选生物材料：根据需要自选方案方案1 1：（1 1）育种名称：）育种名称：杂交杂交育种育种（2 2）所选择的生物材料：）所选择的生物材料：A A、B B。（3 3）希望得到的结果：）希望得到的结果：矮秆抗锈病矮秆抗锈病。（4 4）预计）预计F F2 2产生这种结果的（所需类型）的几率：产生这种结果的（所需类型）的几率：3/163/16。（5 5）写出育种的简要过程（可用图解）写出育种的简要过程（可用图解）高抗高抗矮病矮病 F1 F1 高抗高抗 自交自交 F F2 2（高抗、矮抗、高病、矮病）（高抗、矮抗、高病、矮病）。（6 6）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。将将F F2 2矮秆抗锈病品种连续自交，分离淘汰提纯到基本不分离矮秆抗锈病品种连续自交，分离淘汰提纯到基本不分离为止。为止。方案方案2 2：（1 1）育种名称：）育种名称：单倍体单倍体育种育种（2 2）所选择的生物材料：）所选择的生物材料：A A、B B。（3 3）希望得到的结果：）希望得到的结果：矮秆抗锈病矮秆抗锈病。（4 4）预计产生这种结果的（所需类型）的几率：）预计产生这种结果的（所需类型）的几率：1/41/4。（5 5）写出育种的简要过程（可用图解）写出育种的简要过程（可用图解）高抗高抗矮病矮病 F F1 1高抗高抗 F F1 1花药离体培养花药离体培养 单倍体植株，再经秋水仙素处理，染色体单倍体植株，再经秋水仙素处理，染色体加倍成为纯合的高抗、矮抗、高病、矮病植株加倍成为纯合的高抗、矮抗、高病、矮病植株。（6 6）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。挑选矮秆抗锈病的植株即可。挑选矮秆抗锈病的植株即可。方案方案3 3：（1 1）育种名称：）育种名称：诱变诱变育种育种（2 2）所选择的生物材料：）所选择的生物材料：C C。（3 3）希望得到的结果：）希望得到的结果：早熟水稻早熟水稻。（4 4）预计产生这种结果的（所需类型）的几率：）预计产生这种结果的（所需类型）的几率：极低或不出现极低或不出现。（5 5）写出育种的简要过程（可用图解）写出育种的简要过程（可用图解）用射线、激光照射或秋水仙素等化学试剂处理（或用太空飞船用射线、激光照射或秋水仙素等化学试剂处理（或用太空飞船搭载）水稻，使之产生基因突变搭载）水稻，使之产生基因突变。（6 6）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。将处理的水稻种植下去，进行观察，选择矮秆抗倒伏的水稻，将处理的水稻种植下去，进行观察，选择矮秆抗倒伏的水稻，并纯化。并纯化。练一练：练一练：花生是自花传粉植物。种子粒大花生是自花传粉植物。种子粒大(A)对粒小对粒小(a)为显性，含油少为显性，含油少(B)对含油多对含油多(b)为显性，以上两对基因分别为显性，以上两对基因分别位于非同源染色体上。现有粒大含油少品种、粒小含油少品种位于非同源染色体上。现有粒大含油少品种、粒小含油少品种和粒小含油多品种和粒小含油多品种(三个品种均为纯合体三个品种均为纯合体)，育种家期望获得粒，育种家期望获得粒大含油多的新品种，为此进行杂交。大含油多的新品种，为此进行杂交。试回答下列问题：试回答下列问题：(1)应选用以上哪两个品种作为杂交亲本应选用以上哪两个品种作为杂交亲本?(2)上述两亲本杂交产生的上述两亲本杂交产生的F1代基因型和表现型是什么代基因型和表现型是什么?(3)在在F2代中表现粒大含油多的植株出现的比例是多少代中表现粒大含油多的植株出现的比例是多少?F2代中能稳定遗传的粒大含油多的植株出现的比例是多少代中能稳定遗传的粒大含油多的植株出现的比例是多少?品品种种A品品种种B新品种新品种原原材材料料新新品品种种bBAaAABBAABbAAbbAaBbAaBBAabbaaBBaaBbaabb双双显显性性状状单单显显单单隐隐单单隐隐单单显显双双隐隐性性状状AaAAaa黄粒、非糯性黄粒、非糯性白粒、糯性白粒、糯性黄粒、糯性黄粒、糯性（AABB）（aabb)AaBbAaBbA-B-A-B-，A-bb,aaB-,aabbA-bb,aaB-,aabb3 3、（、（20032003理综高考题）小麦品种是纯合理综高考题）小麦品种是纯合体，生产上用种子繁殖，现要选育矮杆体，生产上用种子繁殖，现要选育矮杆（aa)aa)、抗病（、抗病（BBBB）的小麦新品种；马铃）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，现为杂合体），生产上通常用块茎繁殖，现要选育黄肉（要选育黄肉（Yy)Yy)、抗病、抗病(Rr)(Rr)的马铃薯新的马铃薯新品种。请分别设计小麦品种间杂交育种程品种。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）出包括亲本在内的前三代即可）马铃薯马铃薯第一代第一代yyRrYyrr亲本杂交亲本杂交第二代第二代YyRr,yyRr,Yyrr,yyrr种植，选黄肉、种植，选黄肉、抗抗病（病（YyRr）第三代第三代YyRr用块茎繁殖用块茎繁殖第三代第三代 F F2 2 A_B_,A_bb,aaB_,aabbA_B_,A_bb,aaB_,aabb 种植种植F F2 2 代，选矮杆、代，选矮杆、抗病（抗病（aaB_ aaB_），继），继 续自交，期望下代续自交，期望下代 获得纯合体获得纯合体 小麦小麦第一代第一代 P AABB P AABB aabb aabb 亲本杂交亲本杂交第二代第二代 F F1 1 AaBb AaBb 种植种植F F1 1代，自交代，自交选育纯种选育纯种选用纯合亲本杂交选用纯合亲本杂交利用现有基因重新组合利用现有基因重新组合选种选种 连续自交连续自交资料：八倍体小黑麦的培育：资料：八倍体小黑麦的培育：普通小麦是六倍体（普通小麦是六倍体（AABBDDAABBDD），体细胞中含有），体细胞中含有4242条染色体，属于小麦属；黑麦是二倍体条染色体，属于小麦属；黑麦是二倍体(RR(RR），），体细胞中含有体细胞中含有1414条染色体，属于黑麦属。两个不同条染色体，属于黑麦属。两个不同的属的物种一般是难以杂交的，但也有极少数的普的属的物种一般是难以杂交的，但也有极少数的普通小麦品种含有可杂交基因，能接受黑麦的花粉。通小麦品种含有可杂交基因，能接受黑麦的花粉。杂交后的子一代含有四个染色体组（杂交后的子一代含有四个染色体组（ABDRABDR），不可），不可育，必须用人工方法进行染色体加倍才能产生后代，育，必须用人工方法进行染色体加倍才能产生后代，染色体加倍后的个体细胞中含有八个染色体组染色体加倍后的个体细胞中含有八个染色体组（AABBDDRRAABBDDRR），而这些染色体来自不同属的物种，），而这些染色体来自不同属的物种，所以称它为异源八倍体小黑麦。所以称它为异源八倍体小黑麦。小有收获之小有收获之3：多种育种方法的共同应用：多种育种方法的共同应用1、一个育种过程，可以分别应用多种育种方法、一个育种过程，可以分别应用多种育种方法达到相同的目的。达到相同的目的。2、一个育种过程，可以综合应用多种育种方法，、一个育种过程，可以综合应用多种育种方法，最大限度的为人类服务。最大限度的为人类服务。练一练：练一练：花生是自花传粉植物。种子粒大花生是自花传粉植物。种子粒大(A)对粒小对粒小(a)为显性，含油少为显性，含油少(B)对含油多对含油多(b)为显性，以上两对基因分别为显性，以上两对基因分别位于非同源染色体上。现有粒大含油少品种、粒小含油少品种位于非同源染色体上。现有粒大含油少品种、粒小含油少品种和粒小含油多品种和粒小含油多品种(三个品种均为纯合体三个品种均为纯合体)，育种家期望获得粒，育种家期望获得粒大含油多的新品种，为此进行杂交。大含油多的新品种，为此进行杂交。试回答下列问题：试回答下列问题：(1)应选用以上哪两个品种作为杂交亲本应选用以上哪两个品种作为杂交亲本?(2)上述两亲本杂交产生的上述两亲本杂交产生的F1代基因型和表现型是什么代基因型和表现型是什么?(3)在在F2代中表现粒大含油多的植株出现的比例是多少代中表现粒大含油多的植株出现的比例是多少?F2代中能稳定遗传的粒大含油多的植株出现的比例是多少代中能稳定遗传的粒大含油多的植株出现的比例是多少?粒大含油少品种和粒小含油多品种粒大含油少品种和粒小含油多品种AaBb粒大含油少品种粒大含油少品种3/161/16 高抗高抗 矮不抗矮不抗 高抗高抗DDTTddttDdTtdtdT杂交杂交F1植株植株花粉花粉单倍体幼苗单倍体幼苗DTDt花药离体培养花药离体培养dtdTDTDt秋水仙素处理秋水仙素处理ddttddTTDDTTDDtt正常植株正常植株（纯合子）（纯合子）矮抗矮抗矮抗矮抗第一年第一年第二年第二年矮杆抗病新品种矮杆抗病新品种矮杆抗病新品种矮杆抗病新品种第三年第三年第二节基因工程及其应用 第六章从杂交育种到基因工程从大肠杆菌说起从大肠杆菌说起质粒基因大肠杆菌能合成人的胰岛素大肠杆菌能合成人的胰岛素吗？能合成干扰素吗？吗？能合成干扰素吗？从大肠杆菌说起从大肠杆菌说起胰岛素胰岛素每每100kg猪或牛的胰腺中提取猪或牛的胰腺中提取45g胰岛素胰岛素79年，利用大肠杆菌的年，利用大肠杆菌的DNA分子重组，分子重组，2000L培养液培养液提取提取100g，相当于相当于2吨猪胰腺中提取的量吨猪胰腺中提取的量从大肠杆菌说起从大肠杆菌说起干扰素：干扰素：一千克纯的干扰素价值可达一千克纯的干扰素价值可达440亿美元。亿美元。传统生产方法：传统生产方法：血液中提出白细胞，然后用病毒去感染它，这时血液中提出白细胞，然后用病毒去感染它，这时会产生干扰素，会产生干扰素，1个细胞最多生产个细胞最多生产1001000个干扰素分子个干扰素分子基因工程：基因工程：改造的大肠杆菌发酵生产：一天内便可生产改造的大肠杆菌发酵生产：一天内便可生产20万个万个干扰素分子。干扰素分子。1KG培养物中可以得到培养物中可以得到2040mg干扰素干扰素一、基因工程一、基因工程分子水平改分子水平改变生命变生命 基因工程又叫做基因拼接技术或基因工程又叫做基因拼接技术或DNADNA重组技术。这种技术重组技术。这种技术是在生物体外，通地对是在生物体外，通地对DNADNA分子进行分子进行人工剪切和拼接人工剪切和拼接，对生物，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生人类所需要的基繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生人类所需要的基因产物。因产物。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的个别物的个别基因基因复制出来，加以修饰改造，然后放复制出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传定向地改造生物的遗传性状（目的）性状（目的）。基因的剪刀基因的剪刀限制性内切酶（简称限制酶）限制性内切酶（简称限制酶）（一）基因操作的工具（一）基因操作的工具限制酶是在生物体限制酶是在生物体限制酶是在生物体限制酶是在生物体(主要是主要是主要是主要是微生物微生物微生物微生物)内的一种酶，内的一种酶，内的一种酶，内的一种酶，能将外来的能将外来的能将外来的能将外来的DNADNA切断切断切断切断，由于这种切割作用是在，由于这种切割作用是在，由于这种切割作用是在，由于这种切割作用是在DNADNA分子内部进行的，故名限制性内切酶。分子内部进行的，故名限制性内切酶。分子内部进行的，故名限制性内切酶。分子内部进行的，故名限制性内切酶。特点：特点：特点：特点：特异性特异性特异性特异性。即即即即一种一种一种一种限制酶限制酶限制酶限制酶只能识别一种只能识别一种只能识别一种只能识别一种特定的特定的特定的特定的核苷酸序列核苷酸序列核苷酸序列核苷酸序列，并且能在并且能在并且能在并且能在特定的切点特定的切点特定的切点特定的切点上切割上切割上切割上切割DNADNA分子。分子。分子。分子。基因的剪刀基因的剪刀限制性内切酶（简称限制酶）限制性内切酶（简称限制酶）大肠杆菌大肠杆菌(E.coli)的一种限制酶的一种限制酶能识别能识别GAATTC序列序列，并在，并在G和和A之间切开。之间切开。限制酶限制酶基因的剪刀基因的剪刀限制性内切酶（简称限制酶）限制性内切酶（简称限制酶）限制限制限制限制酶酶酶酶什么叫黏性末端？什么叫黏性末端？被限制酶切开的被限制酶切开的DNA两条单链的切口，两条单链的切口，带有几个带有几个伸出的核苷酸伸出的核苷酸，他们之间正好，他们之间正好互互补配对补配对，这样的切口叫，这样的切口叫黏性末端黏性末端。基因的针线基因的针线DNA连接酶连接酶（二）基因操作的工具（二）基因操作的工具DNADNA连接酶连接酶连接酶连接酶可把黏性末端可把黏性末端可把黏性末端可把黏性末端之间的缝隙之间的缝隙之间的缝隙之间的缝隙“缝缝缝缝合合合合”起来，即把梯子两边扶手的断口连接起来，起来，即把梯子两边扶手的断口连接起来，起来，即把梯子两边扶手的断口连接起来，起来，即把梯子两边扶手的断口连接起来，这样一个重组的这样一个重组的这样一个重组的这样一个重组的DNADNA分子就形成了。分子就形成了。分子就形成了。分子就形成了。磷酸二酯键磷酸二酯键磷酸二酯键磷酸二酯键外源基因外源基因(如抗虫基因如抗虫基因)怎样才能导入受体细怎样才能导入受体细胞胞(如棉花细胞如棉花细胞)？（二）基因操作的工具（二）基因操作的工具导入过程需要运输工具导入过程需要运输工具运载体运载体。运载体的作用有哪些？运载体的作用有哪些？作用一作用一作用一作用一：作为运载工具，将外源基因：作为运载工具，将外源基因：作为运载工具，将外源基因：作为运载工具，将外源基因(抗虫基因抗虫基因抗虫基因抗虫基因)转转转转移移移移到受体细胞到受体细胞到受体细胞到受体细胞(棉花细胞棉花细胞棉花细胞棉花细胞)中去。中去。中去。中去。作用二作用二作用二作用二：利用运载体在受体细胞：利用运载体在受体细胞：利用运载体在受体细胞：利用运载体在受体细胞(棉花细胞棉花细胞棉花细胞棉花细胞)内，内，内，内，对对对对外源基因外源基因外源基因外源基因(抗虫基因抗虫基因抗虫基因抗虫基因)进行进行进行进行大量复制大量复制大量复制大量复制。基因的运载工具基因的运载工具运载体：运载体：常用的运载体主要有两类：常用的运载体主要有两类：常用的运载体主要有两类：常用的运载体主要有两类：1 1）细菌细胞质的）细菌细胞质的）细菌细胞质的）细菌细胞质的质粒质粒质粒质粒2 2）噬菌体噬菌体噬菌体噬菌体或某些或某些或某些或某些动植物病毒动植物病毒动植物病毒动植物病毒质粒：质粒：质粒是染色体外能够进行质粒是染色体外能够进行质粒是染色体外能够进行质粒是染色体外能够进行自主复制自主复制自主复制自主复制的遗传单位，包的遗传单位，包的遗传单位，包的遗传单位，包括真核生物的细胞器和细菌细胞中核区外的括真核生物的细胞器和细菌细胞中核区外的括真核生物的细胞器和细菌细胞中核区外的括真核生物的细胞器和细菌细胞中核区外的DNADNA分子。分子。分子。分子。现在习惯上用来专指细菌、酵母菌和放线菌等生物中现在习惯上用来专指细菌、酵母菌和放线菌等生物中现在习惯上用来专指细菌、酵母菌和放线菌等生物中现在习惯上用来专指细菌、酵母菌和放线菌等生物中核核核核以外的以外的以外的以外的DNADNA分子分子分子分子。质粒质粒质粒质粒是基因工程是基因工程是基因工程是基因工程最常用最常用最常用最常用的的的的运载体运载体运载体运载体。绝大多数细菌质粒都是绝大多数细菌质粒都是绝大多数细菌质粒都是绝大多数细菌质粒都是闭合环状闭合环状闭合环状闭合环状DNADNA分子分子分子分子。有的一。有的一。有的一。有的一个细菌中有一个，有的一个细菌中有多个。个细菌中有一个，有的一个细菌中有多个。个细菌中有一个，有的一个细菌中有多个。个细菌中有一个，有的一个细菌中有多个。大肠杆菌的质粒：大肠杆菌的质粒：最常用的质粒最常用的质粒最常用的质粒最常用的质粒是是是是大肠杆大肠杆大肠杆大肠杆菌的质粒菌的质粒菌的质粒菌的质粒，其中常含有，其中常含有，其中常含有，其中常含有抗药抗药抗药抗药基因基因基因基因，如四环素的标记基因。，如四环素的标记基因。，如四环素的标记基因