生物變異和育種

1、關于生物的變異和育種 第一張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月表現(xiàn)型 = 基因型 + 環(huán)境條件改變改變不能遺傳的變異基因突變?nèi)旧w變異基因重組誘導改變可遺傳的變異變異的分類可遺傳的變異不可遺傳的變異第二張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月2、實例人類的鐮刀型細胞貧血癥DNAGAACTT突變GTACATmRNAGAA蛋白質(zhì)谷氨酸GUA纈氨酸根本原因直接原因一、基因突變1、概念：DNA分子中發(fā)生堿基對的 、 和 ，而引起的 的改變。 增添缺失替換基因結構（鏈第6號氨基酸）第三張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月相應性狀的改變相應蛋白質(zhì)的改變相應氨基酸的改變mRNA分子中的堿基發(fā)生

2、變化DNA分子中的堿基對發(fā)生變化（不一定）(基因結構改變，基因的數(shù)量、位置并沒有改變)（密碼子改變）（不一定）（不一定）密碼子的簡并性第四張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月4、基因突變的原因物理因素化學因素生物因素紫外線、X射線、激光等某些病毒亞硝酸和堿基類似物等自然條件下DNA復制偶爾發(fā)生差錯自發(fā)突變誘發(fā)突變提高突變頻率5、類型體細胞突變生殖細胞突變一般不遺傳給后代可通過配子遺傳給后代3、基因突變發(fā)生的時間主要發(fā)生在DNA分子復制時第五張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月6、特點：普遍性隨機性不同發(fā)育階段、不同DNA、 DAN不同部位均可發(fā)生。最常見是發(fā)生在細胞分裂的間期自然突

3、變低頻率性多數(shù)有害性不定向性Aa1a2a3可產(chǎn)生一個以上的等位基因，突變方向與環(huán)境沒有明確的因果關系有害或者有利常因其生存環(huán)境而不同第六張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月基因突變的低頻性和普遍性矛盾嗎？不矛盾。 不矛盾，基因突變的普遍性是指基因突變可以發(fā)生在任何一種生物；低頻率性指的是對某一種生物而言，基因突變發(fā)生的頻率比較低。第七張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月基因突變的隨機性與“基因突變主要發(fā)生在DNA分子復制時”是否矛盾？ 不矛盾，基因突變的隨機性是指基因突變可發(fā)生在生物體生活的不同時段，不同部位，而強調(diào)它主要發(fā)生在“DNA復制時”是對細胞而言的。第八張，PPT共三十八

4、頁，創(chuàng)作于2022年6月7、基因突變的意義產(chǎn)生新基因形成新性狀生物進化的原始材料生物變異的根本來源（原基因的等位基因）第九張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月8、應用 誘變育種定義利用物理因素（X射線、射線、紫外線、激光等）或者化學因素（亞硝酸、硫酸二乙酯等）來處理生物，使生物發(fā)生基因突變。步驟植物種子 微生物菌株物理因素化學因素出現(xiàn)多種變異篩選所需要的變異類型培育符合需要的新品種優(yōu)點提高突變率，在較短時間內(nèi)獲得更多優(yōu)良變異實例青霉素高產(chǎn)菌株、太空作物、高油大豆等局限誘變方向難以掌握，突變體難以集中多個理想性狀第十張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月二、基因重組1、定義：指在生物體

5、進行有性生殖過程中，控制不同性狀的基因進行重新組合的過程。2、類型：有性生殖中的基因重組（在物種內(nèi)）由非同源染色體上的非等位基因自由組合而引起由同源非姐妹染色單體上等位基因互換而引起使配子多種多樣，并通過受精引起子代基因型和表現(xiàn)型的多樣性在基因工程中，將供體生物的目的基因?qū)胧荏w生物細胞中，實現(xiàn)不同物種間的基因重組。第十一張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月3、結果：產(chǎn)生新的基因組合新的基因型4、意義：生物變異的來源之一，是形成生物多樣性的重要原因之一，為生物進化提供原始材料。第十二張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月5、應用：雜交育種定義：將兩個或多個品種的優(yōu)良性狀通過交配集中在

6、一起,再經(jīng)過選擇和培育，獲得新品種的方法。實例1：小麥中高稈（D）對矮稈（d）顯性，抗銹?。═）對易染銹?。╰）顯性。兩對等位基 因位于兩對同源染色體上，現(xiàn)有高稈抗病、矮稈易染病兩品種的純合子，怎樣選育出能穩(wěn)定遺傳的符合生產(chǎn)要求的新品種？（用遺傳圖解加文字說明表示）第十三張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月DdTtPDDTTd d t t高稈抗病矮稈易染病F1 高稈抗病F2DT D t t dd T dd t t 高稈抗病 高稈易病 矮稈抗病 矮稈易病連續(xù)多代自交，淘汰出現(xiàn)性狀分離的個體，保留穩(wěn)定遺傳的個體矮桿抗銹病的小麥新品種第十四張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月植物雜交育種

7、的一般步驟：優(yōu)點互補的兩品種F1F2自交有多種表現(xiàn)型選擇集中雙親優(yōu)點的類型連續(xù)選育符合要求的新品種（純合子）雜交（將優(yōu)良基因集中在一個個體）第十五張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月現(xiàn)有黑色短毛兔（BBEE）和褐色長毛兔（bbee），兩對等位基因位于兩對同源染色體上，問怎樣育成能穩(wěn)定遺傳的黑色長毛免。（用遺傳圖解加文字說明表示） 實例2：第十六張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月P BBEE bbee 黑短 褐長F1 BbEe 讓F1代雌雄個體間雜交F2 B_E_ B_ee bbE_ bbee 黑長 褐長 選黑色長毛兔和褐色長毛兔測交：如果后代全為黑色長毛兔，則被檢測的黑色長毛兔為

8、純 合體，能穩(wěn)定遺傳，符合育種要求。如果后代出現(xiàn)性狀分離，則被檢測的黑色長毛兔不符合 育種要求，淘汰。 第十七張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月局限：只限于現(xiàn)有基因的重組雜交后代會發(fā)生性狀分離雜交過程復雜，耗時長第十八張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月三、染色體變異（用光學顯微鏡可直接觀察到染色體的變化）1、染色體結構變異缺失重復倒位易位a b c d e f a b c f a b c d e f a b c b c d e f a e d c b f a b c d e f a b c d e f g h i a b c d e f g h i j 1、染色體結構變異第十九

9、張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月結果：有關染色體上的基因數(shù)目或者排列順序發(fā)生改變，從而導致性狀變異。多數(shù)變異結果是有害的實例：人類的貓叫綜合癥第5號染色體短臂部分缺失第二十張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月2、染色體數(shù)目變異細胞內(nèi)個別染色體的增加或者減少原因：（1）非整倍數(shù)變異細胞分裂中，一對同源染色體或一對姐妹染色體沒有分離，所形成的兩個子細胞中，一個多了一條染色體，另一個缺失了一條染色體。實例：21三體綜合征45+XY（47）或者45+XX（47）XYY綜合征（47）性腺發(fā)育不良癥（特納氏綜合征） 44+XO （45） 第二十一張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月（

10、2）整倍數(shù)變異細胞中染色體數(shù)目以染色體組的形式 成倍增加或減少染色體組 細胞中的一組非同源染色體，它們在形態(tài)和功能上各不相同，但是攜帶著控制一種生物生長發(fā)育、遺傳和變異的全部信息，這樣的一組染色體就叫做一個染色體組。第二十二張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月構成一個染色體組應具備以下幾點：一個染色體組中不含同源染色體一個染色體組中所含的染色體形態(tài)、大小和功能各不相同。一個染色體組中含有控制生物性狀的一整套基因。如何確定某生物體細胞中染色體組的數(shù)目？AaaBBb第二十三張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月雄果蠅體細胞含8條染色體2、2、2、XY減數(shù)分裂精子含4條染色體、X或者、Y（

11、2個染色體組）（1個染色體組）實例第二十四張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月人體染色體圖N=22+X或N=22+YN=22+X第二十五張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月二倍體定義：指體細胞中含有兩個染色體組的個體。來源：由受精卵發(fā)育而成由二倍體植物經(jīng)無性繁殖（含組織培養(yǎng)）而成由二倍體的配子經(jīng)單倍體育種而成生物體2N 減數(shù)分裂精子卵細胞NN受精作用受精卵2N發(fā)育新個體2N二倍體生物的正常繁殖和發(fā)育：第二十六張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月多倍體指體細胞中含有三個或三個以上染色體組的個體。多倍體的形成：二倍體生物2N復制2N有絲分裂中染色體著絲點分裂，細胞質(zhì)不分裂子細胞4

12、N復制2N減數(shù)分裂中染色體著絲點分裂，細胞質(zhì)不分裂配子2N發(fā)育受精四倍體4N自然因素(溫度等)人為因素(秋水仙素)紡錘絲形成受阻第二十七張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月多倍體的特點：多倍體植株莖稈粗壯，葉片、種子、果實都比較大 ，糖類和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的含量都有所增加應用：多倍體育種第二十八張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月實例：無子西瓜的培育2N秋水仙素處理4N2N2NN胚 3N(果皮 、種皮4N)2N生長發(fā)育（果皮3N，無種子）子房發(fā)育成無子西瓜(不能形成可育配子)配子三倍體植株雜交第二十九張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月普通小麥的進化和小黑麥的培育一粒小麥(A

13、A)山羊草(BB)(AB)異源二倍體,高度不育(AABB)二粒小麥異源四倍體,可育節(jié)節(jié)草(DD)(ABD)染色體天然加倍染色體天然加倍(AABBDD)普通小麥6N = 42黑麥(RR)(ABDR)秋水仙素處理(AABBDDRR)小黑麥8N = 562N = 142N = 142N = 142N = 14第三十張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月生物體2N減數(shù)分裂配子N未受精的卵細胞單獨發(fā)育(天然)單倍體花藥離體培養(yǎng)(人為)N4N2N2N6N3N3N單倍體第三十一張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月特點：一般植株弱小，高度不育。應用：單倍體育種與雜交育種配合，以縮短育種年限DdTtd

14、 d t t以高桿抗?。―DTT）水稻和矮桿易感?。?ddtt）水稻雜交，培育矮桿抗?。?ddTT）新品種。DDTT ddttF1植株減數(shù)分裂花粉DTD t dTd t離體培養(yǎng)單倍體幼苗DTD t dTd t秋水仙素處理純合二倍體植株DDTTDD t td dTT第三十二張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月四、基因工程育種和細胞工程育種1、基因工程育種（1）定義按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細胞中，定向改造后者的遺傳性狀的工程技術。（2）原理：基因重組第三十三張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月（3）基本步驟：供體細胞提取反轉錄法化

15、學合成法人工合成獲取目的基因選擇運載體有多個切點能自行復制有標記基因重組DNA分子剪切拼接導入受體生物細胞動物受精卵或ES細胞植物體細胞微生物細胞發(fā)育具有目的基因的表達產(chǎn)物或特定性狀轉基因生物（限制性核酸內(nèi)切酶）（DNA連接酶）第三十四張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月（4）實例：抗蟲棉、超級細菌等（5）優(yōu)點：定性改造生物性狀不受生物間親緣關系遠近的限制育種周期比較短（6）局限：資金投入大，技術設備要求高，操作復雜，目前的成功率低（7）轉基因食品的安全性營養(yǎng)成分改變成為新的過敏源某些成分可能直接危及人體健康第三十五張，PPT共三十八頁，創(chuàng)作于2022年6月2、植物體細胞雜交育種（1）定義：指將不