第二节 生物变异 ----在生产上的应用

设想你是一位水稻育种专家，现有下面2个品种: 品种1：高杆抗病DDTT 品种2：矮杆不抗病ddtt 想一想： 你用什么方法把两个品种的优良性状（矮杆抗病）结合在一起？ 那怎样又能保证它的后代不发生性状分离呢？

以下是杂交的育种参考方案： 杂交 Ｐ 高抗 矮不抗 ddtt DDTT 自交 Ｆ１ 高抗 DdTt 选优 高抗 高不抗 矮抗 矮不抗 Ｆ２ 　Ｐ 高抗 　 矮不抗 ddtt DDTT 自交 Ｆ１ 　 高抗 DdTt 选优 高抗 高不抗 矮抗 矮不抗 Ｆ２ ddTT 自交 ddTt 选优 矮抗 矮不抗 F3 ddTT 经过几次连续不 断的自交和选优。 ddTt

问题：一对相对性状的杂合子Aa连续自交，第1代的Aa的概率是多少？第2代的Aa的概率是多少？那第n代呢？

一.杂交育种 1.定义： 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： 纯种 杂交 自交 (选优 自交)若干次 3.原理： 基因重组

4.杂交育种的优缺点 优点： 育种的目的性强，使位于不同个体的优良性状集中于同一个体上 。 缺点: 只能利用已有基因的重组，不能创造新的基因； 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。

二.诱变育种 1.定义： 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。 2.方法： 辐射诱变、化学诱变 3.原理： 基因突变和染色体畸变 4.意义： 创造动植物、微生物新品种

5.诱变育种的优缺点 优点： 缺点：有利变异少，需大量处理供试材料 ①提高变异频率，能产生多种多样的新类型，为育种创造出丰富的原材料。 ②能在较短的时间内有效对改良生物品种的某些性状。 ③改良作物品质，增强抗逆性。 变异具有不定向性，所以诱变育种 缺点：有利变异少，需大量处理供试材料

有什么方法快速的培育出纯合的矮杆抗病（ddTT）的水稻优良品种？ 杂交育种 ddTT 想一想： 有什么方法快速的培育出纯合的矮杆抗病（ddTT）的水稻优良品种？ 在黑板上画出示意图，引导学生思考，进而引出单倍体育种

三.单倍体育种 1.定义：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。 提问什么叫单倍体？ 提问如何使染色体数目加倍？ 为什么加倍后的二倍体植株就是纯合子？

↓ × P F1 高杆抗病 DDTT 矮杆不抗病 ddtt DdTt 配子 DT Dt dT dt DDtt ddTT 纯合体 ↑ 花药离体培养→ P 高杆抗病 DDTT × 矮杆不抗病 ddtt F1 DdTt 配子 DT Dt dT dt DDtt ddTT ↓ 纯合体 秋水仙素→ ↑ 需要的矮抗品种

3.过程： 4.原理： 染色体畸变 5.单倍体育种的优点： 明显缩短育种年限 能排除显隐性干扰，提高效率. 二倍体植株（杂合子） 单倍体植株 花药离体培养 二倍体植株（杂合子） 单倍体植株 秋水仙素诱导染色体加倍 二倍体植株 （纯合子） 4.原理： 染色体畸变 5.单倍体育种的优点： 明显缩短育种年限 能排除显隐性干扰，提高效率.

单倍体育种为什么能明显缩短育种年限 ↓ ↓ 杂交育种 单倍体育种 × P × P F1 F1 F2 高杆抗病 DDTT 矮杆感病 ddtt 第1年 第2年 第3~6年 ↑ 需要的矮抗品种 矮抗 花药离体培养→ P 高杆抗病 DDTT × 矮杆感病 ddtt F1 DdTt 配子 DT Dt dT dt DDtt ddTT ↓ 纯合体 秋水仙素→ ↑ 需要的矮抗品种 单倍体育种 第1年 第2年 思考：单倍体育种有没有缺点呢？

四.多倍体育种 1.多倍体特点： 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。 无籽西瓜 染色体加倍后的草莓（上） 野生草莓（下） 无籽西瓜 1.多倍体特点： 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。

三倍体无籽西瓜的培育过程 2n 4n 2n 2n 3n 2n 3n 三倍体无籽西瓜 杂交 花粉刺激 秋水仙素 （母本） （父本） 第一年 第二年 花粉刺激 3n 2n 3n 联会紊乱 三倍体无籽西瓜

2.原理： 染色体畸变 3.培育过程： 正在萌发的种子或幼苗 抑制纺锤体形成 多倍体植物 染色体数目加倍 秋水仙 素处理 导致 正常分裂、 分化 多倍体植物 染色体数目加倍

无籽西瓜的培育过程 二倍体幼苗 二倍体植株 发育 二倍体幼苗 二倍体植株 发育 花粉刺激 授粉 二倍体幼苗 四倍体植株 秋水仙素处理 染色体加倍 三倍体植株 发育 三倍体种子 三倍体无籽瓜 单击返回

五.转基因技术 1.定义： 2.原理： 基因重组 3.优点： 4.缺点： 增加生物变异的范围、实现种间遗传物质交换 利用分子生物学和转基因技术手段，将某种生物的基因（外源基因）转移到其他生物中，使其出现原物种不具有的新性状的技术。 2.原理： 基因重组 3.优点： 增加生物变异的范围、实现种间遗传物质交换 针对性更强、效率高、经济效益更明显（定向变异） 4.缺点： 技术难度大，可能会引起基因污染

乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷) 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 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。 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。

　　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%!

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。 　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 染色体畸变 花药离体培养→单倍体→秋水仙素处理→纯种 用物理或化学方法处理生物 秋水仙素处理 杂交 使位于不同个体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， 增强抗逆性 明显缩短育种年限，育种时间较短。 果实大、有机物含量高、抗逆性强 有利变异少，需大量处理供试材料 技术复杂，需与杂交育种配合 可育性降低 育种周期长

例题 下列表示某种农作物①和②两种品种分别培育出④⑤⑥三 种品种,根据上述过程,回答下列问题: Ⅳ ① AABB ② aabb ③ AaBb ④ Ab ⑥ AAaaBBbb ⑤ AAbb Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅴ ⑴ 用①和②培育⑤所采用的方法Ⅰ称为_______,方法Ⅱ称为 _________,由Ⅰ和 Ⅱ培育⑤所依据的原理是________. ⑵ 用③培育出④的常用方法Ⅲ是_____________,由④培育成 ⑤的过程中用化学药剂_________处理④的幼苗,方法Ⅲ和Ⅴ合 称为_______育种.其优点是___________________. ⑶ 由③培育出⑥的常用方法是_______________,形成的⑥ 叫____________。依据的原理是____________。 杂交 自交 基因重组 花药离体培养 秋水仙素 单倍体 明显缩短育种年限 用秋水仙素处理 多倍体 染色体变异