2.1.2植物细胞工程的应用课件2023-2024学年高二下学期生物人教版选择性必修3

第2章 细胞工程 第1节 植物细胞工程 第2课时 植物细胞工程的应用 现有纯合的高秆抗病小麦(DDTT)和矮秆感病小麦(ddtt),怎样尽快得到纯合的矮秆抗病的优良品种(ddTT)并留种? 你能想到几种育种方法?用遗传图解表示出来。 思考 讨论 方法一:杂交育种 第1年 第2年 第3~6年 矮秆抗病 P 高杆抗病 DDTT 矮杆感病 ddtt F1 高杆抗病 DdTt F2 D_T_ D_tt ddT_ ddtt 矮秆抗病纯种 ddTT 杂交 自交 选种 多次自交选种 优良性状的纯合子 从F2中选择矮秆抗病品种,并连续多年自交、筛选,直至不发生性状分离为止。 配子 DT Dt dT dt DDTT DDtt ddTT ddtt 矮杆抗病纯种 DDTT ddtt DdTt 高杆抗病 矮杆感病 DT Dt dT dt 方法二:单倍体育种 单倍体幼苗 正常植株 P F1 第1年 第2年 杂交 秋水仙素处理 花药离体培养 正常物种二倍体 单倍体(含1个染色体组) 正常物种四倍体 单倍体(含2个染色体组) 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 二、作物新品种的培育 1. 单倍体育种 注意:由生殖细胞直接发育而来,无论体细胞中含有几个染色体组都称为单倍体。 (1)单倍体 ①概念:生物体细胞中染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体,即由配子(精子或卵细胞)直接发育而来的个体。 蜂王(雌性) 工蜂(雌性) 雄蜂 (体细胞中32条染色体) (体细胞中32条染色体) (体细胞中16条染色体) 单倍体实例—蜜蜂 7 工蜂(2n=32) ( 性腺未发育) 雄蜂(n=16) 精子 (n=16) 受精卵 (2n=32) 卵细胞(n=16) 蜂王(2n=32) ( 性腺发育成熟) 减数 分裂 假减数 分裂 工蜂(2n=32) (只吃3天蜂王浆) 蜂王(2n=32) (一直吃蜂王浆) 不受精直接发育 单倍体实例—蜜蜂 8 测量株高 收获的果穗 细胞学鉴定 N=10 单倍体玉米 1. 单倍体育种 (1)单倍体 ②特点:植株弱小,一般高度不育。 9 ①概念:通过花药(或花粉)培养获得单倍体植株,然后经过诱导染色体加倍,当年就能培育出遗传性状相对稳定的纯合二倍体植株。 (2)单倍体育种 ②原理: 染色体数目变异、植物细胞的全能性 1. 单倍体育种 (2)单倍体育种 1. 单倍体育种 ③过程: 花药或花粉 单倍体植株 正常纯合二倍体 人工诱导 染色体加倍 愈伤组织 选择亲本 有性杂交 F1代 脱分化 离体培养 再分化 ④方法: 花药(花粉)离体培养 + 人工诱导染色体加倍 人工诱导染色体加倍:低温或秋水仙素处理抑制有丝分裂前期纺锤体的形成,导致染色体不能移向细胞的两极,从而引起细胞内染色体数目加倍。 优良纯种 脱分化 单倍体植株 纯合二倍体 人工诱导 染色体加倍 选择 再 分 化 花药 花粉 P 有性 杂交 F1 单倍体育种的流程 . 后代都是纯合子,能稳定遗传; . 极大地缩短了育种的年限,节约大量的人力和物力; . 单倍体育种得到的植株隐性性状容易显现,是体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料。 (2)单倍体育种 1. 单倍体育种 ⑤优点: . 我国科学家在1974年成功培育出世界上第一个单倍体作物新品种——单育1号烟草。 ⑥实例 . 我国科学家把单倍体育种与常规育种结合起来,育成水稻、玉米、油菜、甘蓝和甜椒等作物的新品种。 (1)突变体:在植物组织培养过程中,由于培养细胞一直处于不断增殖的状态,因此容易受到培养条件和诱变因素(如射线、化学物质等)的影响而产生突变。从产生突变的个体中可以筛选出对人们有用的突变体,进而培育成新品种。 二、作物新品种的培育 2. 突变体的应用 (2)诱变常用材料: 愈伤组织、单倍体育种获得的隐性纯合体 (3)原理: 突变(基因突变或染色体变异)、植物细胞的全能性。 (4)过程: 二、作物新品种的培育 2. 突变体的应用 诱变处理 新品种 愈伤组织 再分化 外植体 脱分化 筛选 培育 突变体 愈伤组织细胞不断分裂,细胞要进行DNA分子复制,因此更易发生突变。 【思考】为什么对愈伤组织进行诱变处理? 2. 突变体的利用 (5)优点: 提高突变率,加速育种进程;大幅度地改良某些性状。 (6)缺点: 二、作物新品种的培育 突变具有不定向性和低频性,有利性状个体比较少,因此需要处理大量突变材料,并从中筛选出符合人们需要的品种。 【思考】产生的突变体一定符合需要吗? 不一定,因为突变是不定向的。 2. 突变体的利用 抗盐碱的烟草 (7)实例: 二、作物新品种的培育 已筛选出抗病、抗盐、高产以及蛋白质