高考生物小专题育种专题.pptx

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1、会计学1高考生物小专题育种专题高考生物小专题育种专题第1页/共75页 不遗传的变异在育种上没有价值，但不遗传的变异在育种上没有价值，但是在生产上有价值，农业生产中的田间是在生产上有价值，农业生产中的田间管理就是通过调节水肥、除草等措施使管理就是通过调节水肥、除草等措施使作物产生有利于人类的不遗传变异，如作物产生有利于人类的不遗传变异，如茎秆粗壮、子粒饱满等，是通过对外界茎秆粗壮、子粒饱满等，是通过对外界环境的控制，使其表现型朝着有利于人环境的控制，使其表现型朝着有利于人类的方向发展。类的方向发展。表现型是基因型和环境共同作用的结表现型是基因型和环境共同作用的结果，其内因是基因型，它在作物的个体

2、果，其内因是基因型，它在作物的个体发育中起着发育中起着主导作用主导作用。所以要想获得高。所以要想获得高产丰收最重要的是育好种。产丰收最重要的是育好种。“种地选好种，一垅顶两垅种地选好种，一垅顶两垅”。第1页/共75页第2页/共75页 常用的有杂交育种、诱变育种、单倍体育常用的有杂交育种、诱变育种、单倍体育种、多倍体育种、转基因育种、细胞工程育种、多倍体育种、转基因育种、细胞工程育种和综合方法育种等。（利用细胞质遗传培种和综合方法育种等。（利用细胞质遗传培育杂交种，因为教材是选学，不做为高考内育杂交种，因为教材是选学，不做为高考内容。）容。）可以通过比较这些作物育种的原理、方法可以通过比较这些作

3、物育种的原理、方法（和过程）、优缺点以及应用进行复习。（和过程）、优缺点以及应用进行复习。一、杂交育种一、杂交育种 1原理：原理：基因重组基因重组。一般指种内不同品种。一般指种内不同品种间的杂交育种。人们用杂交的方法，有目的间的杂交育种。人们用杂交的方法，有目的地使生物不同品种间的基因重新组合，以便地使生物不同品种间的基因重新组合，以便使不同亲本的优良基因组合到一起，从而创使不同亲本的优良基因组合到一起，从而创造出对人类有益的新品种。造出对人类有益的新品种。第2页/共75页第3页/共75页 基因重组是指在生物体进行有性生殖的过基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组

4、合。程中，控制不同性状的基因的重新组合。基因基因的自由组合定律告诉我们，在生物体通过减数的自由组合定律告诉我们，在生物体通过减数分裂形成配子时，随着非同源染色体的自由组分裂形成配子时，随着非同源染色体的自由组合，非等位基因也自由组合，这样，由雌雄配合，非等位基因也自由组合，这样，由雌雄配子结合形成的受精卵，就可能具有与亲代不同子结合形成的受精卵，就可能具有与亲代不同的基因型，这是一种类型的基因重组。的基因型，这是一种类型的基因重组。在减数分裂的四分体时期，由于同源染色在减数分裂的四分体时期，由于同源染色体的体的非姐妹染色单体之间常常发生局部交换非姐妹染色单体之间常常发生局部交换，这些染色单体上

5、的基因组合，是另一种类型的这些染色单体上的基因组合，是另一种类型的基因重组。广义上讲，转基因也是基因重组。基因重组。广义上讲，转基因也是基因重组。第3页/共75页第4页/共75页 杂交育种选择亲本的基本条件：杂交育种选择亲本的基本条件：亲本应有较多优点和较少缺点，亲本间优亲本应有较多优点和较少缺点，亲本间优缺点力求达到互补。缺点力求达到互补。亲本中至少有一个是适应当地条件的优良亲本中至少有一个是适应当地条件的优良品种，在条件严酷的地区，双亲最好都是适品种，在条件严酷的地区，双亲最好都是适应的品种。应的品种。亲本之一的目标性状应有足够的遗传强度，亲本之一的目标性状应有足够的遗传强度，并无难以克服

6、的不良性状。并无难以克服的不良性状。生态类型、亲缘关系上存在一定差异，或生态类型、亲缘关系上存在一定差异，或在地理上相距较远。在地理上相距较远。亲本的一般配合力较好，主要表现在加性亲本的一般配合力较好，主要表现在加性效应的配合力高。效应的配合力高。第4页/共75页第5页/共75页 2方法和过程：方法和过程：杂交杂交自交自交选优（一般从选优（一般从F2开始）开始）杂交技术因不同作物特点而异，其共同杂交技术因不同作物特点而异，其共同要点为：要点为：调节开花期，通过分期播种、调节温调节开花期，通过分期播种、调节温度、光照及施肥管理等措施，使父本和母度、光照及施肥管理等措施，使父本和母本花期相遇；本花

7、期相遇；控制授粉，在母本雌蕊成熟前进行人控制授粉，在母本雌蕊成熟前进行人工去雄，并套袋隔离，避免自交和天然异工去雄，并套袋隔离，避免自交和天然异交，然后适时授以纯净新鲜父本花粉，作交，然后适时授以纯净新鲜父本花粉，作好标志并套袋隔离和保护。好标志并套袋隔离和保护。第5页/共75页第6页/共75页 用于杂交的父本和母本分别用用于杂交的父本和母本分别用P1和和P2表示，表示，其代表符号分别为其代表符号分别为和和；表示杂交。杂交所表示杂交。杂交所得种子种植而成的个体群称杂种一代（子一代）得种子种植而成的个体群称杂种一代（子一代），用，用F1表示。表示。F1群体内个体间交配或自交所得群体内个体间交配或

8、自交所得的子代为的子代为F2、F3、F4等表示随后各世代。等表示随后各世代。安排亲本或杂种成对使之交配的杂交方式可安排亲本或杂种成对使之交配的杂交方式可以有：以有：成对杂交成对杂交（单交）即两个不同品种或系统间（单交）即两个不同品种或系统间的杂交，两亲可互为父母本（正反交）；的杂交，两亲可互为父母本（正反交）；复合杂交复合杂交，即几个品种分别先后进行多次杂，即几个品种分别先后进行多次杂交。回交是以杂种后代与亲本之一再交配的杂交。回交是以杂种后代与亲本之一再交配的杂交方式。交方式。第6页/共75页第7页/共75页 3 3优缺点：优缺点：优缺点：优缺点：能根据人的预见把位于两个品种生物体能根据人的

9、预见把位于两个品种生物体能根据人的预见把位于两个品种生物体能根据人的预见把位于两个品种生物体上的优良性状集于一身上的优良性状集于一身上的优良性状集于一身上的优良性状集于一身；育种时间长，需随时观察及；育种时间长，需随时观察及；育种时间长，需随时观察及；育种时间长，需随时观察及时发现优良性状。时发现优良性状。时发现优良性状。时发现优良性状。4 4应用：例如，在水稻中，有芒应用：例如，在水稻中，有芒应用：例如，在水稻中，有芒应用：例如，在水稻中，有芒(A)(A)对无芒对无芒对无芒对无芒(a)(a)是显是显是显是显性，抗病性，抗病性，抗病性，抗病(R)(R)对不抗病对不抗病对不抗病对不抗病(r)(r

10、)是显性。有两个不同品种的是显性。有两个不同品种的是显性。有两个不同品种的是显性。有两个不同品种的水稻，一个品种无芒、不抗病；另一个品种有芒、抗水稻，一个品种无芒、不抗病；另一个品种有芒、抗水稻，一个品种无芒、不抗病；另一个品种有芒、抗水稻，一个品种无芒、不抗病；另一个品种有芒、抗病。人们将这两个不同品种的水稻进行杂交，根据自病。人们将这两个不同品种的水稻进行杂交，根据自病。人们将这两个不同品种的水稻进行杂交，根据自病。人们将这两个不同品种的水稻进行杂交，根据自由组台定律，在由组台定律，在由组台定律，在由组台定律，在F F2 2中分离出的无芒、抗病中分离出的无芒、抗病中分离出的无芒、抗病中分离

11、出的无芒、抗病(aaRR(aaRR或或或或aaRr)aaRr)植株应该占总数的植株应该占总数的植株应该占总数的植株应该占总数的3/163/16，其中，其中，其中，其中，l/16l/16是纯合类型是纯合类型是纯合类型是纯合类型(aaRR),(aaRR),2/162/16是杂合类型是杂合类型是杂合类型是杂合类型(aaRr)(aaRr)。要进一步得到纯合类型，还需要对无芒、抗病类型要进一步得到纯合类型，还需要对无芒、抗病类型要进一步得到纯合类型，还需要对无芒、抗病类型要进一步得到纯合类型，还需要对无芒、抗病类型进行自交和选育，淘汰不符合要求的植株，最后得到进行自交和选育，淘汰不符合要求的植株，最后得

12、到进行自交和选育，淘汰不符合要求的植株，最后得到进行自交和选育，淘汰不符合要求的植株，最后得到能够稳定遗传的无芒、抗病的类型。能够稳定遗传的无芒、抗病的类型。能够稳定遗传的无芒、抗病的类型。能够稳定遗传的无芒、抗病的类型。第7页/共75页第8页/共75页n n 5经典例题：经典例题：n n例例1：假如水稻高秆（：假如水稻高秆（D）对矮秆（）对矮秆（d）为显性，）为显性，抗稻瘟病（抗稻瘟病（R）与易感稻瘟病（）与易感稻瘟病（r）为显性，两）为显性，两对性状独立遗传。用一个纯合易感病的矮秆品对性状独立遗传。用一个纯合易感病的矮秆品种（抗倒伏）与一个纯合抗病高秆品种（易倒种（抗倒伏）与一个纯合抗病高

13、秆品种（易倒伏）杂交，伏）杂交，F2代中出现既抗病又抗倒伏类型的代中出现既抗病又抗倒伏类型的基因型及其比例为基因型及其比例为n nAddRR,1/8 n nBddRR,1/16n nCddRR,1/16和和ddRr,1/8 DDDrr,1/16和和DdRR,1/8n n答案：答案：C第8页/共75页第9页/共75页 解解解解析析析析：本本本本题题题题考考考考查查查查的的的的是是是是遗遗遗遗传传传传学学学学的的的的基基基基本本本本知知知知识识识识，内内内内容容容容涉涉涉涉及及及及到到到到有有有有关关关关杂杂杂杂交交交交、自自自自交交交交的的的的概概概概念念念念和和和和遗遗遗遗传传传传的的的的分分

14、分分离离离离与与与与自自自自由由由由组组组组合合合合两两两两大大大大基基基基本本本本定定定定律律律律。本本本本题题题题的的的的思思思思路路路路是是是是，先先先先看看看看清清清清题题题题目目目目给给给给出出出出的的的的相相相相对对对对性性性性状状状状的的的的显显显显隐隐隐隐性性性性关关关关系系系系，并并并并根根根根据据据据亲亲亲亲代代代代的的的的表表表表现现现现型型型型确确确确定定定定亲亲亲亲代代代代的的的的基基基基因因因因型型型型为为为为ddrrddrr和和和和DDRRDDRR，接接接接着着着着由由由由亲亲亲亲代代代代杂杂杂杂交交交交得得得得到到到到F F1 1代代代代，基基基基因因因因型型型

15、型为为为为DdRrDdRr，F F1 1代代代代自自自自交交交交至至至至F F2 2代代代代。关关关关键键键键要要要要对对对对F F2 2代代代代中中中中表表表表现现现现型和基因型的比例进行分析。型和基因型的比例进行分析。型和基因型的比例进行分析。型和基因型的比例进行分析。两两两两对对对对相相相相对对对对性性性性状状状状的的的的纯纯纯纯合合合合体体体体杂杂杂杂交交交交，其其其其F F2 2代代代代的的的的性性性性状状状状分分分分离离离离比比比比为为为为9 9 3 3 3 3 1 1，且且且且纯纯纯纯合合合合体体体体在在在在四四四四种种种种性性性性状状状状中中中中各各各各占占占占其其其其一一一一

16、的的的的规规规规律律律律。在在在在比比比比例例例例为为为为9 9 3 3 3 3 1 1的的的的四四四四种种种种性性性性状状状状中中中中，9 9和和和和1 1分分分分别别别别为为为为双双双双显显显显性性性性性性性性状状状状和和和和双双双双隐隐隐隐性性性性性性性性状状状状，即即即即本本本本题题题题中中中中的的的的亲亲亲亲本本本本性性性性状状状状，3 3和和和和3 3是是是是通通通通过过过过非非非非等等等等位位位位基基基基因因因因的的的的自自自自由由由由组组组组合合合合得得得得到到到到的的的的重重重重组组组组性性性性状状状状，而而而而本本本本题题题题所所所所要要要要求求求求的的的的既既既既抗抗抗抗

17、病病病病又又又又抗抗抗抗倒倒倒倒伏伏伏伏的的的的重重重重组组组组性性性性状状状状就就就就在在在在F F2 2代代代代中中中中占占占占3/163/16，杂杂杂杂合合合合体基因为体基因为体基因为体基因为ddRrddRr，占，占，占，占2/162/16（1/81/8）。）。）。）。如如如如果果果果对对对对上上上上述述述述规规规规律律律律不不不不十十十十分分分分熟熟熟熟悉悉悉悉，也也也也可可可可以以以以通通通通过过过过遗遗遗遗传传传传图图图图解解解解，用用用用棋棋棋棋盘盘盘盘格格格格法法法法写写写写出出出出F F2 2代代代代的的的的1616种种种种基基基基因因因因组组组组合合合合，从从从从中中中中数

18、数数数出出出出符符符符合合合合要要要要求求求求的的的的ddRRddRR有有有有1/161/16，ddRrddRr有有有有2/162/16；或或或或用用用用分分分分枝枝枝枝法法法法计计计计算算算算出出出出ddRRddRR所所所所 占占占占 比比比比 例例例例 为为为为 1/41/41/41/4 1/161/16，ddRrddRr所所所所 占占占占 比比比比 例例例例 为为为为1/42/41/42/42/162/16。第9页/共75页第10页/共75页 例例例例2 2：某自花传粉植物的紫苗（某自花传粉植物的紫苗（某自花传粉植物的紫苗（某自花传粉植物的紫苗（A A）对绿苗（）对绿苗（）对绿苗（）对绿

19、苗（a a）为）为）为）为显性，紧穗（显性，紧穗（显性，紧穗（显性，紧穗（B B）对松穗（）对松穗（）对松穗（）对松穗（b b）为显性，黄种皮（）为显性，黄种皮（）为显性，黄种皮（）为显性，黄种皮（DD）对白种皮（对白种皮（对白种皮（对白种皮（d d）为显性，各由一对等位基因控制。假）为显性，各由一对等位基因控制。假）为显性，各由一对等位基因控制。假）为显性，各由一对等位基因控制。假设这三对基因是自由组合的。现以绿苗紧穗白种皮的设这三对基因是自由组合的。现以绿苗紧穗白种皮的设这三对基因是自由组合的。现以绿苗紧穗白种皮的设这三对基因是自由组合的。现以绿苗紧穗白种皮的纯合品种作母本，以紫苗松穗黄种

20、皮的纯合品种作父纯合品种作母本，以紫苗松穗黄种皮的纯合品种作父纯合品种作母本，以紫苗松穗黄种皮的纯合品种作父纯合品种作母本，以紫苗松穗黄种皮的纯合品种作父本进行杂交实验，结果本进行杂交实验，结果本进行杂交实验，结果本进行杂交实验，结果F1F1表现为紫苗紧穗黄种皮。表现为紫苗紧穗黄种皮。表现为紫苗紧穗黄种皮。表现为紫苗紧穗黄种皮。请回答：请回答：请回答：请回答：（1 1）如果生产上要求长出的植株一致表现为紫苗紧）如果生产上要求长出的植株一致表现为紫苗紧）如果生产上要求长出的植株一致表现为紫苗紧）如果生产上要求长出的植株一致表现为紫苗紧穗黄种皮，那么播种穗黄种皮，那么播种穗黄种皮，那么播种穗黄种皮

21、，那么播种F F1 1植株所结的全部种子后，长出植株所结的全部种子后，长出植株所结的全部种子后，长出植株所结的全部种子后，长出的全部植株是否都表现为紫苗紧穗黄种皮？为什么？的全部植株是否都表现为紫苗紧穗黄种皮？为什么？的全部植株是否都表现为紫苗紧穗黄种皮？为什么？的全部植株是否都表现为紫苗紧穗黄种皮？为什么？（1 1）不是。因为）不是。因为）不是。因为）不是。因为F F1 1代植株是杂合体，代植株是杂合体，代植株是杂合体，代植株是杂合体，F F2 2代会发生性代会发生性代会发生性代会发生性状分离。状分离。状分离。状分离。第10页/共75页第11页/共75页 （2 2）如果需要选育绿苗松穗白种皮

22、的品种，那么能否）如果需要选育绿苗松穗白种皮的品种，那么能否）如果需要选育绿苗松穗白种皮的品种，那么能否）如果需要选育绿苗松穗白种皮的品种，那么能否从播种从播种从播种从播种F F1 1植株所结种子长出的植株中选到？为什么？植株所结种子长出的植株中选到？为什么？植株所结种子长出的植株中选到？为什么？植株所结种子长出的植株中选到？为什么？（2 2）能。）能。）能。）能。因为因为因为因为F F1 1代植株三对基因都是杂合的，代植株三对基因都是杂合的，代植株三对基因都是杂合的，代植株三对基因都是杂合的，F F2 2代能代能代能代能分离出表现为绿苗松穗白种皮的类型。分离出表现为绿苗松穗白种皮的类型。分离

23、出表现为绿苗松穗白种皮的类型。分离出表现为绿苗松穗白种皮的类型。（3 3）如果只考虑穗型和种皮色这两对性状，请写出）如果只考虑穗型和种皮色这两对性状，请写出）如果只考虑穗型和种皮色这两对性状，请写出）如果只考虑穗型和种皮色这两对性状，请写出F F2 2代的表现型及其比例。代的表现型及其比例。代的表现型及其比例。代的表现型及其比例。（3 3）紧穗黄种皮：紧穗白种皮：松穗黄种皮：松穗白）紧穗黄种皮：紧穗白种皮：松穗黄种皮：松穗白）紧穗黄种皮：紧穗白种皮：松穗黄种皮：松穗白）紧穗黄种皮：紧穗白种皮：松穗黄种皮：松穗白种皮种皮种皮种皮=9=9：3 3：3 3：1 1 （4 4）如果杂交失败，导致自花受

24、粉，则子代植株的表）如果杂交失败，导致自花受粉，则子代植株的表）如果杂交失败，导致自花受粉，则子代植株的表）如果杂交失败，导致自花受粉，则子代植株的表现型为现型为现型为现型为，基因型为，基因型为，基因型为，基因型为；如果杂交正常，但亲本发生基因突变，导致如果杂交正常，但亲本发生基因突变，导致如果杂交正常，但亲本发生基因突变，导致如果杂交正常，但亲本发生基因突变，导致F F1 1植株群植株群植株群植株群体中出现个别紫苗松穗黄种皮的植株，该植株最可能体中出现个别紫苗松穗黄种皮的植株，该植株最可能体中出现个别紫苗松穗黄种皮的植株，该植株最可能体中出现个别紫苗松穗黄种皮的植株，该植株最可能的基因型为的

25、基因型为的基因型为的基因型为。发生基因突变的亲本是。发生基因突变的亲本是。发生基因突变的亲本是。发生基因突变的亲本是本。本。本。本。（4 4）绿苗紧穗白种皮）绿苗紧穗白种皮）绿苗紧穗白种皮）绿苗紧穗白种皮 aaBBdd AabbDd aaBBdd AabbDd 母母母母第11页/共75页第12页/共75页 解解解解析析析析：本本本本题题题题考考考考查查查查的的的的是是是是遗遗遗遗传传传传部部部部分分分分的的的的常常常常规规规规育育育育种种种种，属属属属于于于于中中中中等等等等难难难难度度度度。由由由由题题题题意意意意可可可可知知知知，紫紫紫紫苗苗苗苗（A A）对对对对绿绿绿绿苗苗苗苗（a a）

26、，紧紧紧紧穗穗穗穗（B B）对对对对松松松松穗穗穗穗（b b），黄黄黄黄种种种种皮皮皮皮（DD）对对对对白白白白种种种种皮皮皮皮（d d）是是是是三三三三对对对对相相相相对对对对性性性性状状状状，其其其其遗遗遗遗传传传传符符符符合合合合自自自自由由由由组组组组合合合合规规规规律律律律，则则则则用用用用于于于于杂杂杂杂交交交交实实实实验验验验的的的的母母母母本本本本（绿绿绿绿苗苗苗苗紧紧紧紧穗穗穗穗白白白白种种种种皮皮皮皮的的的的纯纯纯纯合合合合品品品品种种种种）的的的的基基基基因因因因型型型型为为为为aaBBdd,aaBBdd,父父父父本本本本（紫紫紫紫苗苗苗苗松松松松穗穗穗穗黄黄黄黄种种种种

27、皮皮皮皮纯纯纯纯合合合合品品品品种种种种）的的的的基基基基因因因因型型型型是是是是AabbDD,AabbDD,其其其其杂杂杂杂交交交交F1F1代代代代基基基基因因因因型型型型为为为为AaBbDd,AaBbDd,三三三三对对对对基因全为杂合，表现型全为紫苗紧穗黄种皮。基因全为杂合，表现型全为紫苗紧穗黄种皮。基因全为杂合，表现型全为紫苗紧穗黄种皮。基因全为杂合，表现型全为紫苗紧穗黄种皮。（可以先写出遗传图解，有利于回答问题。）（可以先写出遗传图解，有利于回答问题。）（可以先写出遗传图解，有利于回答问题。）（可以先写出遗传图解，有利于回答问题。）P P 绿苗紧穗白种皮绿苗紧穗白种皮绿苗紧穗白种皮绿苗

28、紧穗白种皮 紫苗松穗黄种皮紫苗松穗黄种皮紫苗松穗黄种皮紫苗松穗黄种皮 aaBBdd AAbbDD aaBBdd AAbbDD F F 紫苗紧穗黄种皮紫苗紧穗黄种皮紫苗紧穗黄种皮紫苗紧穗黄种皮 AaBbDdAaBbDd第12页/共75页第13页/共75页 播播种种F1植植株株所所结结的的种种子子长长成成的的植植株株为为F2植植株株，其其表表现现型型就就会会发发生生性性状状分分离离，能能分分离离出出表表现现为为绿绿苗苗松松穗穗白白种种皮皮的的类类型型。如如果果只只考考虑虑穗穗型型和和种种皮皮两两对对性性状状，则则F2代代就就会会有有四四种种表表现现型型，为为紧紧穗穗黄黄种种皮皮：紧紧穗穗白白种种皮

29、皮：松松穗穗黄黄种种皮皮：松松穗穗白白种种皮皮=9：3：3：1；如如果果用用上上述述父父本本与与母母本本杂杂交交，是是使使用用父父本本的的花花粉粉对对母母本本的的雌雌蕊蕊授授粉粉，如如果果杂杂交交失失败败而而导导致致自自花花授授粉粉，就就只只会会有有母母本本的的自自花花授授粉粉，而而母母本本植植株株是是纯纯合合体体，其其自自交交后后仍仍为为纯纯合合体体，基基因因型型不不变变，如如果果杂杂交交正正常常，则则F1代代三三对对基基因因都都是是杂杂合合AaBbDd，但但亲亲本本如如果果发发生生基基因因突突变变，导导致致后后代代出出现现紫紫苗苗松松穗穗黄黄种种皮皮的的变变异异类类型型，一一定定是是亲亲代

30、代中中的的显显性性基基因因B变变成成了了b,所所以以是母本发生了突变，是母本发生了突变，F1代的基因型为代的基因型为AabbDd。第13页/共75页第14页/共75页n n 二、诱变育种二、诱变育种n n 1原理：原理：基因突变基因突变。这种方法可以提高突变。这种方法可以提高突变率，创造人类需要的变异类型，从中选择、培率，创造人类需要的变异类型，从中选择、培育出优良的生物品种。育出优良的生物品种。n n 2方法和过程：是指利用物理因素方法和过程：是指利用物理因素(如太空的如太空的辐射辐射X射线、射线、射线、紫外线、失重或用激光等射线、紫外线、失重或用激光等)；化学因素；化学因素(如亚硝酸、硫酸

31、二乙酯等如亚硝酸、硫酸二乙酯等)来处理生来处理生物（如萌动的植物芽或种子），使生物发生基物（如萌动的植物芽或种子），使生物发生基因突变。因突变。n n 诱发变异诱发变异选择育成新品种选择育成新品种。第14页/共75页第15页/共75页n n 3 3优缺点：优缺点：优缺点：优缺点：n n能提高变异频率，加速育种过程，可大幅度改良某些能提高变异频率，加速育种过程，可大幅度改良某些能提高变异频率，加速育种过程，可大幅度改良某些能提高变异频率，加速育种过程，可大幅度改良某些性状（有时可产生超效基因），变异范围广；有利变性状（有时可产生超效基因），变异范围广；有利变性状（有时可产生超效基因），变异范围广

32、；有利变性状（有时可产生超效基因），变异范围广；有利变异少，须大量处理材料；诱变的方向和性质不能控制。异少，须大量处理材料；诱变的方向和性质不能控制。异少，须大量处理材料；诱变的方向和性质不能控制。异少，须大量处理材料；诱变的方向和性质不能控制。改良数量性状（多基因遗传的性状）效果较差。改良数量性状（多基因遗传的性状）效果较差。改良数量性状（多基因遗传的性状）效果较差。改良数量性状（多基因遗传的性状）效果较差。n n理解其优缺点，需要先了解一下基因突变作为生物变理解其优缺点，需要先了解一下基因突变作为生物变理解其优缺点，需要先了解一下基因突变作为生物变理解其优缺点，需要先了解一下基因突变作为生

33、物变异的一个重要来源，它具有以下主要特点：异的一个重要来源，它具有以下主要特点：异的一个重要来源，它具有以下主要特点：异的一个重要来源，它具有以下主要特点：n n第一，基因突变在生物界中是普遍存在的第一，基因突变在生物界中是普遍存在的第一，基因突变在生物界中是普遍存在的第一，基因突变在生物界中是普遍存在的。无论是低。无论是低。无论是低。无论是低等生物，还是高等的动植物以及人，都可能发生基因等生物，还是高等的动植物以及人，都可能发生基因等生物，还是高等的动植物以及人，都可能发生基因等生物，还是高等的动植物以及人，都可能发生基因突变。例如，棉花的短果枝，水稻的矮杆、糯性，果突变。例如，棉花的短果枝

34、，水稻的矮杆、糯性，果突变。例如，棉花的短果枝，水稻的矮杆、糯性，果突变。例如，棉花的短果枝，水稻的矮杆、糯性，果蝇的白眼、残翅，家鸽羽毛的灰红色，以及人的色盲、蝇的白眼、残翅，家鸽羽毛的灰红色，以及人的色盲、蝇的白眼、残翅，家鸽羽毛的灰红色，以及人的色盲、蝇的白眼、残翅，家鸽羽毛的灰红色，以及人的色盲、糖尿病、白化病等遗传病，都是突变性状，（通过基糖尿病、白化病等遗传病，都是突变性状，（通过基糖尿病、白化病等遗传病，都是突变性状，（通过基糖尿病、白化病等遗传病，都是突变性状，（通过基因突变产生等位基因）。自然条件下发生的基因突变因突变产生等位基因）。自然条件下发生的基因突变因突变产生等位基因

35、）。自然条件下发生的基因突变因突变产生等位基因）。自然条件下发生的基因突变叫做自然突变，人为条件下诱发产生的基因突变叫做叫做自然突变，人为条件下诱发产生的基因突变叫做叫做自然突变，人为条件下诱发产生的基因突变叫做叫做自然突变，人为条件下诱发产生的基因突变叫做诱发突变。诱发突变。诱发突变。诱发突变。第15页/共75页第16页/共75页n n 第二，基因突变是随机发生的第二，基因突变是随机发生的第二，基因突变是随机发生的第二，基因突变是随机发生的。它可以发生在生物。它可以发生在生物。它可以发生在生物。它可以发生在生物个体发育的任何时期和生物体的任何细胞。个体发育的任何时期和生物体的任何细胞。个体发

36、育的任何时期和生物体的任何细胞。个体发育的任何时期和生物体的任何细胞。n n 一般来说，在生物个体发育的过程中，基因突变发一般来说，在生物个体发育的过程中，基因突变发一般来说，在生物个体发育的过程中，基因突变发一般来说，在生物个体发育的过程中，基因突变发生的时期越迟，生物体表现突变的部分就越少。例如，生的时期越迟，生物体表现突变的部分就越少。例如，生的时期越迟，生物体表现突变的部分就越少。例如，生的时期越迟，生物体表现突变的部分就越少。例如，植物的叶芽如果在发育的早期发生基因突变，那么由植物的叶芽如果在发育的早期发生基因突变，那么由植物的叶芽如果在发育的早期发生基因突变，那么由植物的叶芽如果在

37、发育的早期发生基因突变，那么由这个叶芽长成的枝条，上面着生的叶、花和果实都有这个叶芽长成的枝条，上面着生的叶、花和果实都有这个叶芽长成的枝条，上面着生的叶、花和果实都有这个叶芽长成的枝条，上面着生的叶、花和果实都有可能与其他枝条不同。如果基因突变发生在花芽分化可能与其他枝条不同。如果基因突变发生在花芽分化可能与其他枝条不同。如果基因突变发生在花芽分化可能与其他枝条不同。如果基因突变发生在花芽分化时，那么，将来可能只在一朵花或一个花序上表现出时，那么，将来可能只在一朵花或一个花序上表现出时，那么，将来可能只在一朵花或一个花序上表现出时，那么，将来可能只在一朵花或一个花序上表现出变异。变异。变异。

38、变异。n n 基因突变可以发生在体细胞中，也可以发生在生殖基因突变可以发生在体细胞中，也可以发生在生殖基因突变可以发生在体细胞中，也可以发生在生殖基因突变可以发生在体细胞中，也可以发生在生殖细胞中。发生在生殖细胞中的突变，可以通过受精作细胞中。发生在生殖细胞中的突变，可以通过受精作细胞中。发生在生殖细胞中的突变，可以通过受精作细胞中。发生在生殖细胞中的突变，可以通过受精作用直接传递给后代。发生在体细胞中的突变，一般是用直接传递给后代。发生在体细胞中的突变，一般是用直接传递给后代。发生在体细胞中的突变，一般是用直接传递给后代。发生在体细胞中的突变，一般是不能传递给后代的（如人的某种癌变）。不能传

39、递给后代的（如人的某种癌变）。不能传递给后代的（如人的某种癌变）。不能传递给后代的（如人的某种癌变）。第16页/共75页第17页/共75页n n 第三，在自然状态下，对一种生物来说，基因突变的第三，在自然状态下，对一种生物来说，基因突变的第三，在自然状态下，对一种生物来说，基因突变的第三，在自然状态下，对一种生物来说，基因突变的频率是很低的频率是很低的频率是很低的频率是很低的。据估计，在高等生物中，大约十万个到。据估计，在高等生物中，大约十万个到。据估计，在高等生物中，大约十万个到。据估计，在高等生物中，大约十万个到一亿个生殖细胞中，才会有一个生殖细胞发生基因突变，一亿个生殖细胞中，才会有一个

40、生殖细胞发生基因突变，一亿个生殖细胞中，才会有一个生殖细胞发生基因突变，一亿个生殖细胞中，才会有一个生殖细胞发生基因突变，突变率是突变率是突变率是突变率是10105 510108 8。不同生物的基因突变率是不同的。不同生物的基因突变率是不同的。不同生物的基因突变率是不同的。不同生物的基因突变率是不同的。例如，玉米的抑制色素形成的基因的突变率为例如，玉米的抑制色素形成的基因的突变率为例如，玉米的抑制色素形成的基因的突变率为例如，玉米的抑制色素形成的基因的突变率为1.06101.06104 4，而黄色胚乳基因的突变率为，而黄色胚乳基因的突变率为，而黄色胚乳基因的突变率为，而黄色胚乳基因的突变率为2

41、.2102.2106 6。同一种生物的。同一种生物的。同一种生物的。同一种生物的不同基因，突变率也不相同。不同基因，突变率也不相同。不同基因，突变率也不相同。不同基因，突变率也不相同。n n 第四，大多数基因突变对生物体是有害的。第四，大多数基因突变对生物体是有害的。第四，大多数基因突变对生物体是有害的。第四，大多数基因突变对生物体是有害的。由于任何由于任何由于任何由于任何一种生物都是长期进化过程的产物，它们性状与环境条一种生物都是长期进化过程的产物，它们性状与环境条一种生物都是长期进化过程的产物，它们性状与环境条一种生物都是长期进化过程的产物，它们性状与环境条件已经取得了高度的协调。如果发生

42、基因突变，就有可件已经取得了高度的协调。如果发生基因突变，就有可件已经取得了高度的协调。如果发生基因突变，就有可件已经取得了高度的协调。如果发生基因突变，就有可能破坏这种协调关系。因此，基因突变对于生物的生存能破坏这种协调关系。因此，基因突变对于生物的生存能破坏这种协调关系。因此，基因突变对于生物的生存能破坏这种协调关系。因此，基因突变对于生物的生存往往是有害的。例如，植物中常见的白化苗，也是基因往往是有害的。例如，植物中常见的白化苗，也是基因往往是有害的。例如，植物中常见的白化苗，也是基因往往是有害的。例如，植物中常见的白化苗，也是基因突变形成的。这种苗由于缺乏叶绿素，不能进行光合作突变形成

43、的。这种苗由于缺乏叶绿素，不能进行光合作突变形成的。这种苗由于缺乏叶绿素，不能进行光合作突变形成的。这种苗由于缺乏叶绿素，不能进行光合作用制造有机物，最终导致死亡。但是，也有少数基因突用制造有机物，最终导致死亡。但是，也有少数基因突用制造有机物，最终导致死亡。但是，也有少数基因突用制造有机物，最终导致死亡。但是，也有少数基因突变是有利的。例如，植物的抗病性突变、耐旱性突变、变是有利的。例如，植物的抗病性突变、耐旱性突变、变是有利的。例如，植物的抗病性突变、耐旱性突变、变是有利的。例如，植物的抗病性突变、耐旱性突变、微生物的抗药性突变等，都是有利于生物生存的。微生物的抗药性突变等，都是有利于生物

44、生存的。微生物的抗药性突变等，都是有利于生物生存的。微生物的抗药性突变等，都是有利于生物生存的。第17页/共75页第18页/共75页 第第五五，基基因因突突变变是是不不定定向向的的。一一个个基基因因可可以以向向不不同同的的方方向向发发生生突突变变，产产生生一一个个以以上上的的等位基因。等位基因。例例如如，控控制制小小鼠鼠毛毛色色的的灰灰色色基基因因(A+)可可以以突突变变成成黄黄色色基基因因(AY)，也也可可以以突突变变成成黑黑色色基基因因(a)。但但是是每每一一个个基基因因的的突突变变，都都不不是是没没有有任何限制的。任何限制的。例例如如，小小鼠鼠毛毛色色基基因因的的突突变变，只只限限定定在

45、在色色素素的的范范围围内内，不不会会超超出出这这个个范范围围。所所控控制制的的都都是是同同一一性性状状的的不不同同表表现现类类型型，它它们们属属于于等等位基因。位基因。第18页/共75页第19页/共75页 4应用：应用：本世纪本世纪60年代以来，我国通过农作物诱变年代以来，我国通过农作物诱变育种培育出了数百个农作物新品种。这些新育种培育出了数百个农作物新品种。这些新品种具有抗病力强、产量高、品质好等优点，品种具有抗病力强、产量高、品质好等优点，在农业生产中发挥了巨大作用。在农业生产中发挥了巨大作用。例如，黑龙江省农业科学院用辐射方法处例如，黑龙江省农业科学院用辐射方法处理大豆，培育成了黑农五号

46、等大豆品种，含理大豆，培育成了黑农五号等大豆品种，含油量比原来的品种提高了油量比原来的品种提高了2.5，大豆产量提，大豆产量提高了高了16。也有时可利用对人类有益的芽变，通过营也有时可利用对人类有益的芽变，通过营养繁殖培育优良品种。养繁殖培育优良品种。第19页/共75页第20页/共75页 在微生物育种方面，诱变育种也发挥了重要在微生物育种方面，诱变育种也发挥了重要作用。青霉菌的选育就是一个典型的例子。作用。青霉菌的选育就是一个典型的例子。现在世界各国生产青霉素的菌种，最初是在现在世界各国生产青霉素的菌种，最初是在 1943年从一个发霉的甜瓜上得来的。这种野生年从一个发霉的甜瓜上得来的。这种野生

47、的青霉菌分泌的青霉素很少，产量只有的青霉菌分泌的青霉素很少，产量只有20单位单位/mL。后来，人们对青霉菌多次进行后来，人们对青霉菌多次进行X射线、紫外射线、紫外线照射以及综合处理，再通过筛选培育成了青线照射以及综合处理，再通过筛选培育成了青霉素产量很高的菌株，目前青霉素的产量已经霉素产量很高的菌株，目前青霉素的产量已经可以达到可以达到50 000单位单位/mL60 000单位单位/mL。第20页/共75页第21页/共75页n n 5经典例题：经典例题：n n例例1：科学家将一些作物的种子搭载人造卫星科学家将一些作物的种子搭载人造卫星进入太空，经过宇宙射线、高度真空和微重力进入太空，经过宇宙射

48、线、高度真空和微重力等综合因素的作用，使种子内的等综合因素的作用，使种子内的DNA发生变发生变化，从而培育出优质高产的新品种。（多选）化，从而培育出优质高产的新品种。（多选）n nA这项工作属于诱变育种这项工作属于诱变育种 n nB从太空带回来的种子都是优良品种从太空带回来的种子都是优良品种n nC从太空带回来的种子都变成多倍体从太空带回来的种子都变成多倍体 n nD从太空带回来的种子还得进行人工选择从太空带回来的种子还得进行人工选择n n答案：答案：A、D。第21页/共75页第22页/共75页n n例例例例2 2：自然界中，一种生物某一基因及其三种突变基因决定自然界中，一种生物某一基因及其三

49、种突变基因决定自然界中，一种生物某一基因及其三种突变基因决定自然界中，一种生物某一基因及其三种突变基因决定的蛋白质的部分氨基酸序列如下：的蛋白质的部分氨基酸序列如下：的蛋白质的部分氨基酸序列如下：的蛋白质的部分氨基酸序列如下：n n正常基因正常基因正常基因正常基因 精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸 苯丙氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸 亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸 苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸 脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸n n突变基因突变基因突变基因突变基因1 1 精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸 苯丙氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸 亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸 苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸 脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸n n突变基因突

50、变基因突变基因突变基因2 2 精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸 亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸 亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸 苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸 脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸n n突变基因突变基因突变基因突变基因3 3 精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸 苯丙氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸 苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸 酪氨酸酪氨酸酪氨酸酪氨酸 丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸n n根据上述氨基酸序列确定这三种突变基因根据上述氨基酸序列确定这三种突变基因根据上述氨基酸序列确定这三种突变基因根据上述氨基酸序列确定这三种突变基因DNADNA分子的改变是分子的改变是分子的改变是分子的改变是n nA A突变基因突变基因突变基因突变基因1 1