2024届高三生物一轮复习第27讲 生物变异在育种上的应用

第27讲 生物变异在育种上的应用 一、杂交育种 1、概念: 2、原理: 3、适用范围: 基因重组 有性生殖 4、优点: 5、缺点: 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。 操作简单,可以把多个品种的优良性状集中在一起。 ①育种周期长; ②局限于同种或亲缘关系较近的物种; 一、杂交育种 6、杂交育种的过程:选取符合要求的纯合双亲杂交( ) F1 F2 鉴别、选择需要的类型,自交直至不发生性状分离为止。 【如】 U ①若培育显性纯合品种则需连续自交筛选;但若培育隐性纯合品种则无需连续自交筛选,F2中出现相关表型即为纯种,可推广应用。 ②若是选育动物品种,则可用测交的方法,选出表现型符合要求且不发生性状分离的个体。 P DDBB ddbb F1 DdBb F2 D_B_ D_bb ddB_ ddbb 高茎抗病 矮茎不抗病 F3 连续的自交直至不发生性状分离 选出ddBB 【探究 实践1】低温诱导植物细胞染色体数目的变化 1、实验原理 用低温处理植物的分生组织细胞,能够抑制纺锤体的形成,以致影响细胞有丝分裂中染色体被拉向两极,导致细胞不能分裂成两个子细胞,于是,植物细胞的染色体数目发生变化。 2、实验方法: 用低温诱导蒜洋葱根尖或茎尖。 有丝分裂前期 3、时期: 【探究 实践】低温诱导植物细胞染色体数目的变化 4、实验步骤: 小结:低温诱导植物染色体数目变化的实验中的试剂及其作用 试剂 使用方法 作用 卡诺氏液 将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.5~1 h 体积分数为95%的酒精 冲洗用卡诺氏液处理的根尖 质量分数为15%的盐酸 与体积分数为95%的酒精等体积混合,作为解离液 蒸馏水 浸泡解离后的根尖约10 min 甲紫染液 (旧称龙胆紫溶液) 把漂洗干净的根尖放进盛有改良苯酚品红染液的玻璃皿中染色3~5 min 固定细胞形态 洗去卡诺氏液 解离根尖细胞 洗去解离液,防止解离过度 使染色体着色 【探究 实践2】低温诱导植物细胞染色体数目的变化 1、实验原理 当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时,能够抑制纺锤体的形成,导致染色体不能移向细胞两极,从而引起细胞内染色体数目加倍。染色体数目加倍的细胞继续进行有丝分裂就可能发育成多倍体植株。 秋水仙素(C22H25O6N)是从百合科植物秋水仙的种子和球茎中提取的一种植物碱。它是白色或淡黄色的粉末或针状结晶,有剧毒,使用时应当特别注意。 最常用且最有效的方法 2、实验方法: 用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。 有丝分裂前期 3、时期: 讨论: 秋水仙素与低温都能诱导染色体数目加倍,这两种方法在原理上有什么相似之处? 秋水仙素与低温都能诱导染色体数目加倍,可能都与抑制纺锤体的形成有关,着丝粒分裂后没有纺锤丝的牵引作用,因而不能将染色体拉向细胞的两极,导致细胞中的染色体数目加倍。 二、单倍体育种 1、适用范围: 2、过程: 真核生物 ①花药离体培养、②秋水仙素处理(方法) 花药 单倍体幼苗 正常纯合子 花药 离体培养 秋水仙素处理 (含有精子) (一般不可育) (染色体数目加倍) (可育) (植物组织培养技术) 3、原理: 染色体变异 【例】用高杆抗病(DDTT)和矮杆不抗病(ddtt)小麦品种培育矮杆抗病小麦(ddTT),见下图: P DDTT ddtt F1 DdTt DdTt DT Dt dT dt DT Dt dT dt DDTT DDtt ddTT ddtt (种子) 第 一 年 (植物体) 减数分裂 花粉(配子) 花药离体培养(植物组织培养技术) (单倍体幼苗) 秋水仙素处理(低温诱导) (二倍体纯合植株) 第 二 年 播种 5、优点: 6、缺点: 明显缩短育种年限(两年); 技术复杂 二、单倍体育种 单倍体育种所得个体并非都是纯合子。例如: 杂合子 三、多倍体育种 1、原理: 2、处理材料: 3、方法: 染色体变异 萌发的种子或幼苗 萌发的种子 或幼苗 抑制纺锤体形成 染色体不能移向细胞两极,从而引起染色体数目加倍 秋水仙素处理 或低温处理 导致 秋水仙素处理或者低温处理 4、优点: 5、缺点: 多倍体植株茎秆粗壮,叶、果实和种子比较大,营养物质含量丰富。 多倍体植株发育延迟,结实率低,多倍体育种一般只适用于植物。 6、实例1:无子西瓜的培育 2N 4N 第一年 (1)为什么用一定浓度的秋水仙素溶液滴在二倍体西瓜幼苗的芽尖? 西瓜的芽尖细胞正在进行有丝分裂,当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时,能够抑制纺锤体的形成,导致染色体不能移向细胞两极,从而引起细胞内染色体数目加倍。 2N 母本 父本 (2)处理后的植株,各个部位染色体数目是否都为4N? 秋水仙素处理后的茎、叶、花的染色体数目加倍,而未处理的根细胞中仍为两个染色体组。 6、实例1:无子西瓜的培育 2