人类遗传病及遗传育种（高三一轮复习）.ppt

遗传病,从共同祖先继承相同致病基因为遗传病,由环境因素引起的人类疾病为非遗传病,由环境因素引起为非遗传病,联系,先天性疾病、家族性疾病不一定是遗传病；,后天性疾病不一定不是遗传病,用集合的方式表示遗传病与两类疾病的关系如下：,主要分为,_,、,和,_,。,单基因遗传病,多基因遗传病,染色体异常遗传病,一、人类遗传病的主要类型及特点,（一）单基因遗传病,受,一对,等位基因控制的遗传病,显性,隐性,实例：,软骨发育不全,、多指、,并指,实例：,抗维生素,D,佝偻病,显性,实例：,白化病,、,苯丙酮尿症,、,先天性聋哑,隐性,实例：血友病、红绿色盲,X,染色体遗传病,常染色体遗传病,1,、代代相传,2,、男女发病率相同,1,、通常在家族中隔代相传,2,、男女发病率相同,1,、代代相传,2,、女患者多于男患者,3,、,男患者,母亲和女儿均为患者,1,、隔代交叉相传,2,、男患者多女患者,3,、,女患者,父亲和儿子均是患者，父亲正常则女儿一定,正常,特点：,特点：,特点：,特点：,(,多对基因,+,环境,),特点,表现出家族聚集现象,群体中发病率高,（二）多基因遗传病,无脑儿,、,唇裂,(,兔唇,),、原发性高血压、青少年型糖尿病、冠心病、精神分裂、哮喘等,由,多对,基因控制的人类遗传病,染色体异,常遗传病,常染色体病,性染色体病,21,三体综合征,猫叫综合征,(,染色体数目变异）,(,染色体结构变异）,XO,（,性腺发育不良）,XXY,XYY,(,三,),、染色体异常遗传病,上述三类遗传病只有单基因遗传病遗,传时符合遗传定律。,携带遗传病基因的个体一定会患遗,传病。,不携带遗传病基因的不可能患遗传,病。,判断,如染色体异常遗传病。,如,Aa,不是白化病患者；,对,错,错,1.,选哪种类型的遗传病？,群体中发病率较高的单基因遗传病,2.,如果想调查,发病率,，如何操作？,在人群中普查,人群中随机抽样调查，并保证调查的群体足够大,3.,如果想调查,遗传方式,，如果操作？,对患病家系进行调查、分析,调查人群中的遗传病,调查,遗传病的监测和预防,婚前检测和预防,遗传咨询,羊水检查,B,超检查,孕妇血细胞检查,基因诊断,遗传咨询的内容和步骤为,-,提出,建议,检查,、,了解,病史，作出遗传诊断,分析,遗传病,的传递方式,推断,后代发病几率,产前诊断,禁止近亲结婚,提倡“适龄生育”,人类基因组计划（简称,HGP,）,人类基因组,：人体,DNA,分子所携带的,全部遗传信息。,人类基因组计划,就是分析测定人类基因组的全部,DNA,序列,。,人类基因组由大约,31.6,亿个碱基对组成，已发现的基因约为,2.0,2.5,万个,.,基因治疗,人类基因组计划与人体健康,从杂交育种到基因工程,依据育种原理，结合前面所学知识，想一想,主要的育种方法有哪些？,想一想,育种：利用可遗传变异的原理，培育生物新品种的过程。,一、单倍体育种：,1.,单倍体特点：,2.,育种,弱小，高度不育,常用方法：,花药离体培养,秋水仙素诱导染色体加倍,花药离体培养,单倍体,诱导染色体,数目加倍,正常,纯合体,自交,种子,新品种,优点：,明显缩短育种年限，只需,2,年,原理：,染色体变异,单倍体育种,P,（高秆抗锈病,）,DDTT,ddtt,（矮秆易染病,）,F1,DdTt,（高秆抗锈病,）,花药离体培养,单倍体植株,(DT,、,Dt,、,dT,、,dt,),人工诱导加倍,DDTT,DDtt,ddtt,ddTT,高秆抗锈病 高秆易染病 矮秆易染病,选矮秆抗病的个体,（三者淘汰 ）,个体采收种子留种,二、多倍体育种：,多倍体：,优点：,植株的茎杆粗壮，叶片、果实和种子比较大，糖 类和蛋白质含量增加,。,缺点：,发育迟缓，结实率低。,多倍体育种：,名称：人工诱导多倍体育种,方法：低温或,用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,原理：,实例：无子西瓜培育,染色体变异,第一年,母本（四倍体）,父本（二倍体）,杂交,第二年,联会紊乱,小,麦高产（,D,）,对低产（,d,）为显性，,抗病,（,T,）对不,抗病,（,t,）为显性，现有纯合的,高产不抗病,的小麦,（,DDtt,）和低产抗病,的小麦,（,ddTT,），,怎样才能得,到高产抗,病的优良品种,（,DDTT,）？,想一想：,锈病,以下是杂交的育种参考方案：,高不抗,低抗,高抗,DDtt,ddTT,DdTt,DDTt,高抗 高不抗,低抗,低不,抗,DDTT,杂交,自交,选优,自交,F,3,选优,思考：要培育出一个能稳定遗传的植物品,种杂交育种至,少要几年,？如果用单倍体育种呢？,DdTT,DdTt,试一试：动物的杂交育种方法,假设现有长毛立耳猫（BBEE）和短毛折耳猫（bbee），你能否培育出能稳定遗传的长毛折耳猫（BBee）？写出育种方案（图解）,长毛折耳猫,短毛折耳猫,长毛立耳猫,3,长毛立耳 短毛折耳,BBEE,bbee,长毛立耳,BbEe,长毛立耳,BbEe,长立 长折 短立 短折,Bbee,BBee,BBee,Bbee,bbee,bbee长折,短折,长折,长折,短折,杂交,F,1,间交配,选优,测交,长折,短折,三、杂,交育种,概念：杂交育种是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。,原理：,基因重组。,方法：,杂交自交,选优,自交,优点：,能集中位于不同品种中的优良性状。,缺点：,只能利用已有的基因组，并不能产生新的基因。杂交进程缓慢，过程繁琐。,应用：,可用于农作物品质的改良、产量的提高，培育新品种；也用于家禽、家畜的育种。,想一想：杂交育种与杂种优势是一回事吗？,两者都是将两个品种中的优良性状集中到一个亲本上，但杂交育种培育成能稳定遗传的纯合子，杂种优势培育成杂合子，不能稳定遗传。,杂交育种只能利用已有的基因重组，按需选择，并不能创造新的基因。杂交后代会出现性状分离现象，育种进程缓慢，过程繁琐。,杂交育种不能创造新的基因，并且所需时间要长，那有没有能出现意想不到的结果，并且需要时间相对要短的育种方法呢？,我,国运用返回式运载卫星搭载水稻种子，返回地面后种植，培育出的水稻穗长粒大，亩产达,600kg,，最高达,750kg,，蛋白质含量增加,8%-20%,，生长期平均缩短,10,天。请回答：,（1）水稻产生这种变异的来源是：,产生变异的原因是：,基因突变,各种宇宙射线和失重的作用，使基因的分子结构发生改变。,（2）这种方法育种的优点：,能提高变异频率，加速育种进程，并能大幅度改良某些性状,能引起基因突变的方法有三大类：,物理方法有：,化学方法有：,紫外线、X射线、激光等,亚硝酸、硫酸二乙酯等,四、,诱变育种,概念：利用物理因素（如X射线，紫外线，激光等）或化学因素（如亚硝酸等）处理生物，使生物发生基因突变。,原理：,基因突变,方法：,辐射诱变、激光诱变、化学诱变、作物空间技术育种。,优点：,能提高突变率，产生新基因；在较短时间内获得更多的优良变异类型。,缺点：,难以控制突变方向，无法将多个优良性状组合；有利变异少，须大量处理实验材料。,应用：,太空作物的培育、青霉菌的选育等。,练习,:,请写出下面各项培育方法：,（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,。,（2）用,60,Co 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,。,（3）用小麦和黑麦培育八倍体黑小麦的方法,是,。,（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，这种育种原理本质上属于,。,（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，所用方法是,。,（6）用秋水仙素或硫酸二乙酯处理蕃茄、水稻种子，获得成熟期早、蛋白质含量高的品系，这种方法是,。,单倍体育种,诱变育种,多倍体育种,诱变育种,杂交育种,诱变育种,类型,杂交育种,人工诱变育种,单倍体育种,多倍体育种,原理,常用方法,优点,缺点,实例,将具有不同,优良性状的,两亲本杂交,用物理或化学的方法处理生物,花药离体培养,用秋水仙素,处理萌发的,种子或幼苗,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,明显缩短,育种年限,器官大型，营养含量高,育种时间长,有利变异少,需大量处理,供试材料,技术复杂,只适用于植物,基因突变,染色体组,成倍减少,染色体组,成倍增加,基因重组,培育矮抗小麦,培育青霉,素高产菌株,三倍体无子,西瓜的培育,培育矮抗小麦,几种主要育种方法的比较,二、基因工程,1,概念：又叫,或,DNA,重组技术。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，,地改造生物的,。,基因拼接技术,遗传性状,定向,基因重组,2,原理：,基因的剪刀：,基因的针线：,基因运载体：常用的有,、,和,等,限制性核酸内切酶,DNA,连接酶,质粒,噬菌体,动植物病毒,提取,目的基因与,结合,将目的基因导入,目的基因的表达,目的基因,运载体,受体细胞,表达和检测,基因工程与作物,，如抗虫棉,基因工程与,研制，如胰岛素、,已肝疫苗等,基因工程与,保护，如超级菌分解,泄漏石油,育种,药物,环境,想一想与杂交育种、诱变育种相比，基因工程育种的优点分别是什么？,与杂交育种相比较明显的优点：克服远缘杂交不亲合障碍。,与诱变育种相比较明显的优点：定向改造生物性状，目的性强。,1,诱变育种与杂交育种相比，前者能产生前所未有的新基因，创造变异新类型；后者不能产生新基因，只是实现原有基因的重新组合。,2,在所有育种方法中，最简捷、常规的育种方法,杂交育种。,3,根据不同育种需求选择不同的育种方法,(1),将两亲本的两个不同优良性状集中于同一生物体上，可利用杂交育种，亦可利用单倍体育种。,(2),要求快速育种，则运用单倍体育种。,(3),要求大幅度改良某一品种，使之出现前所未有的性状，可利用诱变育种和杂交育种相结合的方法。,(4),要求提高品种产量，提高营养物质含量，可运用多倍体育种。,总结：,4,杂交育种选育的时间是,F2,，原因是从,F2,开始发生性状分离；选育后是否连续自交取决于所选优良性状是显性还是隐性。,5,杂交育种是通过杂交培育具有优良性状且能稳定遗传,(,纯合子,),的新品种，而杂种优势则是通过杂交获得种子，一般不是纯合子，在杂种后代上表现出多个优良性状，但只能用杂种一代，因为后代会发生性状分离。,6,诱变育种尽管能提高突变率，但处理材料时仍然是未突变的远远多于突变的个体；突变的不定向性和一般有害的特性决定了在突变的个体中有害仍多于有利，只是与自然突变相比较，二者都增多。,1,下列关于育种的说法，正确的是,(,),A,基因突变可发生在任何生物的,DNA,复制过程中，可用于诱变育种,B,诱变育种和杂交育种均可产生新的基因和新的基因型,C,三倍体植物不能由受精卵发育而来，但可通过植物组织培养方法获得,D,普通小麦花粉中有三个染色体组，由其发育的个体是三倍体,A,2,两个亲本的基因型分别为,AAbb,和,aaBB,，这两对基因按自由组合定律遗传，要培育出基因型为,aabb,的新品种，最简捷的方法是,(,),A,人工诱变育种,B,细胞工程育种,C,单倍体育种,D,杂交育种,D,3,2009,年春节联欢晚会上，航天英雄们手捧经过太空育种的太空花，给全国人民拜年。下列相关叙述正确的是,(,),A,培育太空花依据的基本原理是基因重组,B,太空育种一定会出现人类需要的新品种,C,太空花的性状是可以遗传的,D,可以从太空花的紫色花瓣中提取紫色蛋白用作染料,C,4,某农科所通过如图所示的育种过程培育成了高品质的糯小麦。下列有关叙述正确的是,(,),A.,该育种过程中运用的遗传学原理是基因突变,B,a,过程能提高突变率，从而明显缩短了育种年限,C,a,过程需要使用秋水仙素，只作用于萌发的种子,D,b,过程需要通过自交来提高纯合率,D,C,