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江西省南昌市高中生物 第六章 从杂交育种到基因工程讲义 新人教版必修2_图文

6.1杂交育种与诱变育种
杂交育种只能把优良性状集中在一起 而诱变育种可产生全新的优良性状

自然变异

人工选择
频率低 后代种 类少

育种前的 亲本
优良性状 未集中

可杂交 自交
或测交

基因重组 使配子
以及子代 多样化

一般 获得纯种
才可 稳定遗传

选择 从子二代
开始

亲本一般是 半优半劣的
纯种
子一代一般 是完全杂合
子二代一般 表现型极多
选择兼优品种 连续自交至
不再发生性状分 离

半优半劣纯种

半劣半优纯种

基因重组 所得

完全杂种

兼优

半优 另半优 兼劣 完全隐性时不需自交

连续自交并选育

兼优纯种

年年制种或无性 生殖

1. 只产新性状组合 不能产新基因、新性状
2. 杂种后代会性状分离 纯 化缓慢,过程繁琐
3. 限于有性生殖种内杂交。 种间极难杂交

诱变育种的概念和过程

连续分裂 或繁殖的 生物材料

物理或化学诱变处理
需处理 大量材料

待选 生物材料
人工选择

萌发种子 或幼苗

不定向 低频性

优良品种

杂交育种 诱变育种 单倍体育种 多倍体育种

原理 基因重组 基因突变

染色体变异

一般 杂交、自交、 选材、诱变、 花药、培养、 秋水仙素

过程 选择、自交

选育

加倍、选择 处理种苗

生物 植物动物 各种生物 植物

植物

优点 优势集中

缺点 进程缓慢

举例

矮抗小麦 杂交水稻

改良性状 缩短年限

处理大量材 料、盲目

技术复杂

高产青霉菌
矮抗小麦 黑农大豆

大而营养
晚熟、果少 无子西瓜 八倍小黑麦

杂交育种

在植物杂交育种的过程中运用单倍体育种的

方法可以明显缩短育种年限

P

高杆抗病 × 矮杆感

1

第 病DDTT




ddt t

第 年

单倍体育种

2 1

F1

2

高杆抗病

第 年

DdT
t↓

减数分裂

F2

D_T 第_

D×_tt ddT_ ddtt 配 子 矮抗

D T

Dd d
↓t 花药T离体培t

第 年

F3

4

3



单倍体 DT

dd×TT

第 年

纯合体 选育出生需长要的矮抗品种DDTT



养Dt dT dt

↓ 秋水仙素
DDt ddTT

t

ddt

t 矮抗

×

下图是用某种作物的两个品种①和②分别培育出④、⑤、⑥品种 的 示意图,试分析回答:

① AABB

D③

E Ab -----------H
④ F AAbb----------



AaBb

G



a(a1b)b 用①和②培育⑤所采用的D和F步A⑥骤A分aa别BB是bb杂--交-- 自交。其

和应用的遗传学原理是 基因重组 。

花药离 秋水仙素

2用③培育⑤所采用的E和H步骤分别是体培养 和 处理幼苗 。

其应用的遗传学原理是 染色体变异



3用③培育⑥所采用的G步骤是 秋水仙素处理幼。苗 其遗传学原

理是_染色体变异。

请写出下面各项育种方法:
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 单 倍体育种。
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 诱变育。种
3用小麦和黑麦培育八倍体黑小麦的方法是多倍体育种 。
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,这种育种本质上 属 于 诱变育。种
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,简单方法是 杂交育种 。
6用秋水仙素或硫酸二乙酯处理番茄、水稻种子,获得成熟期 早、 蛋白质含量高的品系,这种方法是 诱变育种。

6.2 基因工程及其应用
生物的遗传物质大都是DNA,DNA基本结构相同;生物 界共用同一套遗传密码,转移的基因也能表达出相同性 状

基因工程的目的和概念
目的性强,跨物种 定向改造生物性状

基因工程的三种工具1

可重新连接 可与其他相同 黏性末端相连

识别双链DNA特定序列 切割序列中特定位点的
磷酸二酯键
末端较长的链 多出的 部分

基因工程的三种工具2
氢键自然连接
磷酸二酯键 必需酶才能连

基因工程的三种工具3
便于筛选 利于在宿主细胞内 稳定存在

基因工程四步曲

最好用 同种限制酶

供体细胞 目的基因

运载体 保证目的基 因能正常导 入并稳定存 在和表达 基因工程 核心步骤
需要检测 和鉴定

1. 育种 抗虫棉 转基因奶牛,超级绵羊
2. 制药 将人蛋白基因转移至细菌等微生物 生
产人的药用蛋白,如胰岛素
3. 环保 转基因超级细菌,分解净化污染物
4. 争议 转基因生物及食品的安全性

7 现代生物进化理论
变异是不定向的,但留下来的都是适应环境 的 适应环境的方式各有不同

拉马克的进化学说
被现代生物 进化论否定

达尔文自然选择学说

过度繁殖 生存斗争 遗传变异 适者生存

前提

动力

基础

结果

自然选



自然选择学说的优越性

自然选择学说的局限性

自然选择学说以后的理论发 展
微观发展
宏观发展

现代生物进化论的基本内容
1. 种群是生物进化的基本单位 个体→种群 宏观发展

2. 突变和基因重组产生进化的原料

性状→分子

微观发展

3. 自然选择决定生物进化的方向

4. 隔离导致物种形成

“自私”的基因
有利于生存 和 繁殖的基因
在群体中比例 高

种群有利变异基因组成的变 化

根本作用对象

种群基因频率

种群是生物进化的基本单位

无地理隔离 无生殖隔离

雌雄老幼 均有

A%
一对等位基因的频率和等于1 =A数/A与a总数 伴X基因频率不能计算Y的数量 =AA%+1/2Aa%
复等位基因的频率总和等于1。

遗传平衡状态的基因频率世代不 变
配子交叉法

30% 30% 30% 10

36

48

%16

%

%

60%

% 40%

A%2+2 ·A%·a%+a%2=AA%+A a%+

可遗传的变异是生物进化的原 料

每代基因突变量=基因总数·突变率·种群个体总数

变异是不定向的,不决定进化方 向
变异发生在环境 自然选择之前

自然选择决定基因频率变化方 作向用于表现型→基因型→最终影响基因频


13 %

27 %

有利变异

基因频率

60

上升

%

27

生物进化的本质:基因频率改 变

可遗传的变异发生在 先,是不定向的

适应当时环境 的方向

自然选择、基因频 率变化、进化发生 在后,都是定向的

“退化”是特殊 的进化

物种、种群、生殖隔离和地理隔 离

物种A









A1

A2

物种B









B1

B2

隔离在物种形成中的作用

地理隔离 种群分配可有差异 变异方向可有差异
自然选择可有差异 基因库差异越来越大

人工的转基因 可打破生殖隔离

漫长 渐变式 不一定
成功

高山植物 可不经 地 理隔离 爆
发式

生殖隔离

物种形成

进化与物种形成的区别

种群 基因频率 改变
量变

种群间 产生 生殖隔

质变

物种形成 是进化的
最高表现形 式




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