第八讲生物的变异与育种.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第八讲生物的变异与育种,2、实例,人类得镰刀型细胞贫血症,DNA,GAA,CTT,突变,GTA,CAT,mRNA,GAA,蛋白质,谷氨酸,GUA,缬氨酸,根本原因,直接原因,一、基因突变,1、概念:,DNA分子中发生碱基对得,、,与,而引起得,得改变。,增添,缺失,替换,基因结构,(链第6号氨基酸),相应性状得改变,相应蛋白质得改变,相应氨基酸得改变,mRNA分子中得碱基发生变化,DNA分子中得碱基对发生变化,(不一定),(基因结构改变,基因得数量、位置并没有改变),(密码子改变),(不一定),(不一定),密码子得简并性,4、基因突变得原因,物理因素,化学因素,生物因素,紫外线、X射线、激光等,某些病毒,亚硝酸与碱基类似物等,自然条件下DNA复制偶尔发生差错,自发突变,诱发突变,提高突变频率,5、类型,体细胞突变,生殖细胞突变,一般不遗传给后代,可通过配子遗传给后代,3、基因突变发生得时间,主要发生在DNA分子复制时,6、特点:,普遍性,随机性,不同发育阶段、不同DNA、DAN不同部位均可发生。最常见就是发生在细胞分裂得间期,自然突变低频率性,多数有害性,不定向性,A,a,1,a,2,a,3,可产生一个以上得等位基因,突变方向与环境没有明确得因果关系,有害或者有利常因其生存环境而不同,基因突变得低频性与普遍性矛盾吗？,不矛盾。,不矛盾,基因突变得普遍性就是指基因突变可以发生在任何一种生物;低频率性指得就是对某一种生物而言,基因突变发生得频率比较低。,基因突变得随机性与“基因突变主要发生在DNA分子复制时”就是否矛盾？,不矛盾,基因突变得随机性就是指基因突变可发生在生物体生活得不同时段,不同部位,而强调它主要发生在“DNA复制时”就是对细胞而言得。,7、基因突变得意义,产生新基因,形成新性状,生物进化得原始材料,生物变异得根本来源,(原基因得等位基因),8、应用,诱变育种,定义,利用物理因素(X射线、射线、紫外线、激光等)或者化学因素(亚硝酸、硫酸二乙酯等)来处理生物,使生物发生基因突变。,步骤,植物种子 微生物菌株,物理因素化学因素,出现多种变异,筛选,所需要得变异类型,培育,符合需要得新品种,优点,提高突变率,在较短时间内获得更多优良变异,实例,青霉素高产菌株、太空作物、高油大豆等,局限,诱变方向难以掌握,突变体难以集中多个理想性状,10,大家应该也有点累了,稍作休息,大家有疑问得,可以询问与交流,二、基因重组,1、定义:,指在生物体进行有性生殖过程中,控制不同性状得基因进行重新组合得过程。,2、类型:,有性生殖中得基因重组,(在物种内),由非同源染色体上得非等位基因自由组合而引起,由同源非姐妹染色单体上等位基因互换而引起,使配子多种多样,并通过受精引起子代基因型与表现型得多样性,在基因工程中,将供体生物得目得基因导入受体生物细胞中,实现不同物种间得基因重组。,3、结果:,产生新得基因组合,新得基因型,4、意义:,生物变异得来源之一,就是形成生物多样性得重要原因之一,为生物进化提供原始材料。,5、应用:,杂交育种,定义:,将两个或多个品种得优良性状通过交配集中在一起,再经过选择与培育,获得新品种得方法。,实例1:,小麦中高秆(D)对矮秆(d)显性,抗锈病(T)对易染锈病(t)显性。,两对等位基,因位于两对同源染色体上,现有,高秆抗病、矮秆易染病两品种得纯合子,怎样选育出能稳定遗传得符合生产要求得新品种？(用遗传图解加文字说明表示),DdTt,P,DDTT,d d t t,高秆抗病,矮秆易染病,F,1,高秆抗病,F,2,DT D t t dd T dd t t,高秆抗病 高秆易病 矮秆抗病 矮秆易病,连续多代自交,淘汰出现性状分离得个体,保留稳定遗传得个体,矮杆抗锈病得小麦新品种,植物杂交育种得一般步骤:,优点互补得两品种,F,1,F,2,自交,有多种表现型,选择,集中双亲优点得类型,连续选育,符合要求得新品种(纯合子),杂交,(将优良基因集中在一个个体),现有黑色短毛兔(BBEE)与褐色长毛兔(bbee),两对等位基因位于两对同源染色体上,问怎样育成能稳定遗传得黑色长毛免。(用遗传图解加文字说明表示),实例2:,P BBEE bbee,黑短 褐长,F1 BbEe 让F1代雌雄个体间杂交,F2 B_E_ B_ee bbE_ bbee,黑长 褐长,选黑色长毛兔与褐色长毛兔测交:,如果后代全为黑色长毛兔,则被检测得黑色长毛兔为纯,合体,能稳定遗传,符合育种要求。,如果后代出现性状分离,则被检测得黑色长毛兔不符合,育种要求,淘汰。,局限:,只限于现有基因得重组,杂交后代会发生性状分离,杂交过程复杂,耗时长,三、染色体变异(,用光学显微镜可直接观察到染色体得变化,),1、染色体结构变异,缺失,重复,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、染色体结构变异,结果:,有关染色体上得基因数目或者排列顺序发生改变,从而导致性状变异。,多数变异结果就是有害得,实例:,人类得猫叫综合症,第5号染色体短臂部分缺失,2、染色体数目变异,细胞内个别染色体得增加或者减少,原因:,(1)非整倍数变异,细胞分裂中,一对同源染色体或一对姐妹染色体没有分离,所形成得两个子细胞中,一个多了一条染色体,另一个缺失了一条染色体。,实例:,21三体综合征,45+XY(47)或者45+XX(47),XYY综合征(47),性腺发育不良症(特纳氏综合征),44+XO(45),(2)整倍数变异,细胞中染色体数目以染色体组得形式,成倍增加或减少,染色体组,细胞中得一组非同源染色体,它们在形态,与功能上各不相同,但就是携带着控制一种生物,生长发育、遗传与变异得全部信息,这样得一,组染色体就叫做一个染色体组。,构成一个染色体组应具备以下几点:,一个染色体组中不含同源染色体,一个染色体组中所含得染色体形态、大小与功能各不相同。,一个染色体组中含有控制生物性状得一整套基因。,如何确定某生物体细胞中染色体组得数目？,AaaBBb,雄果蝇体细胞含8条染色体,2、2、2、XY,减数分裂,精子含4条染色体,、X,或者,、Y,(2个染色体组),(1个染色体组),实例,人体染色体图,N=22+X或N=22+Y,N=22+X,二倍体,定义:,指体细胞中含有两个染色体组得个体。,来源:,由受精卵发育而成,由二倍体植物经无性繁殖(含组织培养)而成,由二倍体得配子经单倍体育种而成,生物体,2N,减数分裂,精子,卵细胞,N,N,受精作用,受精卵,2N,发育,新个体,2N,二倍体生物得正常繁殖与发育:,多倍体,指体细胞中含有三个或三个以上染色体组得个体。,多倍体得形成:,二倍体生物,2N,复制,2N,有丝分裂中染色体着丝点分裂,细胞质不分裂,子细胞4N,复制,2N,减数分裂中染色体着丝点分裂,细胞质不分裂,配子2N,发育,受精,四倍体,4N,自然因素(温度等),人为因素(秋水仙素),纺锤丝形成受阻,多倍体得特点:,多倍体植株茎秆粗壮,叶片、种子、果实都比较大,糖类与蛋白质等营养物质得含量都有所增加,应用:,多倍体育种,实例:,无子西瓜得培育,2N,秋水仙素处理,4N,2N,2N,N,胚 3N,(果皮、种皮4N),2N,生长发育,(果皮3N,无种子),子房发育成无子西瓜,(不能形成可育配子),配子,三倍体植株,杂交,普通小麦得进化与小黑麦得培育,一粒小麦(AA),山羊草(BB),(AB),异源二倍体,高度不育,(AABB),二粒小麦,异源四倍体,可育,节节草(DD),(ABD),染色体天然加倍,染色体天然加倍,(AABBDD),普通小麦,6N=42,黑麦(RR),(ABDR),秋水仙素处理,(AABBDDRR),小黑麦,8N=56,2N=14,2N=14,2N=14,2N=14,生物体,2N,减数分裂,配子,N,未受精得卵细胞单独发育(天然),单倍体,花药离体培养(人为),N,4N,2N,2N,6N,3N,3N,单倍体,特点:,一般植株弱小,高度不育。,应用:,单倍体育种,与杂交育种配合,以缩短育种年限,DdTt,d d t t,以高杆抗病(DDTT)水稻与矮杆易感病(ddtt)水稻杂交,培育矮杆抗病(ddTT)新品种。,DDTT ddtt,F,1,植株,减数分裂,花粉,DTD t dTd t,离体培养,单倍体幼苗,DTD t dTd t,秋水仙素处理,纯合二倍体植株,DDTT,DD t t,d dTT,四、基因工程育种与细胞工程育种,1、基因工程育种,(1)定义,按照人们得意愿,把一种生物得某种基因提取出来,加以修饰改造,然后放到另一种生物得细胞中,定向改造后者得遗传性状得工程技术。,(2)原理:,基因重组,(3)基本步骤:,供体细胞提取,反转录法,化学合成法,人工合成,获取目得基因,选择运载体,有多个切点,能自行复制,有标记基因,重组DNA分子,剪切拼接,导入,受体生物细胞,动物受精卵或ES细胞,植物体细胞,微生物细胞,发育,具有目得基因得表达产物或特定性状,转基因生物,(限制性核酸内切酶),(DNA连接酶),