高中生物-第六章-从杂交育种到基因工程-6.1-杂交育种与诱变育种-新人教版必修2.ppt

第第1 1节杂交育种与诱变育种节杂交育种与诱变育种本节聚焦：1、杂交育种的原理是什么？2、什么是诱变育种？3、杂交育种和诱变育种各有哪些优点和不足？1.1.选择育种选择育种(汰劣留良汰劣留良)原理：利用生物的变异，通过长期选择，汰劣留良，培原理：利用生物的变异，通过长期选择，汰劣留良，培 养出优良品种。养出优良品种。不足：育种周期长，选择的范围有限。不足：育种周期长，选择的范围有限。2.2.杂交育种杂交育种选择育种的选择育种的局限性局限性是：是：只能利用生物在只能利用生物在自然环境条件自然环境条件下产生的下产生的有限变异有限变异，在在已有的性状组合已有的性状组合中选育优良品种。中选育优良品种。设想你是一位玉米育种专家，设想你是一位玉米育种专家，遇到这样的情况遇到这样的情况:品种品种A A：籽粒多籽粒多，但，但不抗不抗 黑粉病；黑粉病；品种品种B B：籽粒少籽粒少，但，但抗抗黑粉黑粉病。病。讨论：讨论：你用什么方法把两个你用什么方法把两个品种的品种的优良性状优良性状结合在一起，结合在一起，又能把缺点去掉？又能把缺点去掉？黑粉病黑粉病问题探讨：以下为同学们提供的育种方案：杂交育种单倍体育种诱变育种单倍体育种单倍体育种第一步：第一步：先杂交得到高抗植株；第二步：将矮抗植株连先杂交得到高抗植株；第二步：将矮抗植株连续自交直至不再发生性状分离为止。续自交直至不再发生性状分离为止。F1:DdRrD_R_,D_rr,ddR_,ddrrF2连续自交直至到再发生性状连续自交直至到再发生性状分离为止分离为止ddRR(矮抗矮抗)像这样显性性状是优良性状，采用杂交育种必须连续自交像这样显性性状是优良性状，采用杂交育种必须连续自交4 45 5代后种子代后种子才相对较纯，育种年限至少才相对较纯，育种年限至少5 5年。年。P DDRR ddrr 杂交杂交 自交自交 选种选种 自交自交 常用方法：常用方法：动物的杂交育种动物的杂交育种中国荷斯坦牛中国荷斯坦牛：荷斯坦荷斯坦弗里弗里生牛与我国生牛与我国黄牛黄牛杂交选育后逐渐形成杂交选育后逐渐形成的优良种。泌乳期可达的优良种。泌乳期可达305305天，年产乳量可达天，年产乳量可达6300kg6300kg以上。以上。试一试：动物的杂交育种方法试一试：动物的杂交育种方法假设现有假设现有假设现有假设现有长毛立耳猫长毛立耳猫长毛立耳猫长毛立耳猫（BBEEBBEEBBEEBBEE）和）和）和）和短毛折耳猫短毛折耳猫短毛折耳猫短毛折耳猫（bbeebbeebbeebbee），你能否培育出），你能否培育出），你能否培育出），你能否培育出能稳定遗传的能稳定遗传的能稳定遗传的能稳定遗传的长毛折耳猫长毛折耳猫长毛折耳猫长毛折耳猫（BBeeBBeeBBeeBBee）？）？）？）？写出育种方案（图解）写出育种方案（图解）写出育种方案（图解）写出育种方案（图解）长毛折耳猫长毛折耳猫短毛折耳猫短毛折耳猫长毛立耳猫长毛立耳猫！注意注意1.1.1.1.动物育种一般采用杂交育种和诱变育种。动物育种一般采用杂交育种和诱变育种。动物育种一般采用杂交育种和诱变育种。动物育种一般采用杂交育种和诱变育种。2.2.2.2.动物杂交育种中不能自交，所以动物杂交育种中不能自交，所以动物杂交育种中不能自交，所以动物杂交育种中不能自交，所以F1F1F1F1不能自交，但可不能自交，但可不能自交，但可不能自交，但可 以利用以利用以利用以利用F1F1F1F1的雌雄个体进行杂交繁殖；的雌雄个体进行杂交繁殖；的雌雄个体进行杂交繁殖；的雌雄个体进行杂交繁殖；3.3.3.3.在在在在F2F2F2F2中可以用测交的方法判断杂合子和纯合子；中可以用测交的方法判断杂合子和纯合子；中可以用测交的方法判断杂合子和纯合子；中可以用测交的方法判断杂合子和纯合子；4.4.4.4.动物杂交育种，不能用单倍体育种的方法。动物杂交育种，不能用单倍体育种的方法。动物杂交育种，不能用单倍体育种的方法。动物杂交育种，不能用单倍体育种的方法。5.5.5.5.比植物杂交育种所需年限短。比植物杂交育种所需年限短。比植物杂交育种所需年限短。比植物杂交育种所需年限短。20042004年十大感动中国人物年十大感动中国人物 颁奖辞颁奖辞 他是一位真正的耕耘者。当他还是一个乡村教师时，已具有颠覆世界权威的胆识；当他名满天下时，却仍专注于田畴。淡薄名利，一介农夫，播撒智慧，收获富足。他毕生的梦想，就是让所有的人远离饥饿。喜看稻菽千重浪，最是风流袁隆平。为什么说单倍体育种能明显缩短育种年限？为什么说单倍体育种能明显缩短育种年限？花药离体培养花药离体培养P高杆抗病高杆抗病 DDTT矮杆感病矮杆感病 ddttF1高杆抗病高杆抗病 DdTt配子配子DTDtdTdtDTDtdTdtDDTT DDtt ddTT ddtt纯合体纯合体秋水仙素秋水仙素 需要的矮抗品种需要的矮抗品种 单倍体育种单倍体育种第第1年年第第2年年P高杆抗病高杆抗病 DDTT矮杆感病矮杆感病 ddttF1高杆抗病高杆抗病 DdTtF2D_T_ D_tt ddT_ ddttddTT 杂交育种杂交育种第第1年年第第2年年第第36年年 需要的矮抗品种需要的矮抗品种矮抗矮抗杂种优势杂种优势杂种优势是生物界普遍存在的现象。杂种优势是生物界普遍存在的现象。指指基因型基因型不同的亲本个体相互杂交产生的不同的亲本个体相互杂交产生的杂种第一代杂种第一代，在生长势、生活力、繁殖力、抗在生长势、生活力、繁殖力、抗逆性、产量和品质等逆性、产量和品质等一种或多种一种或多种性状上优于两性状上优于两个亲本的现象。个亲本的现象。例如：骡（体力强大，耐力好）例如：骡（体力强大，耐力好）射线DDTT高秆抗锈病高秆抗锈病 ddTT矮秆抗锈病矮秆抗锈病射线ddtt矮秆不抗锈病矮秆不抗锈病 ddTT矮秆抗锈病矮秆抗锈病或 与杂交育种相比，诱变育种有什么优点？联系基因突变的特点，谈谈诱变育种的局限性。要想克服这些局限性，可心采取什么办法？思考与讨论四：思考与讨论四：诱变育种诱变育种概念概念：利用物理因素（如x 射线，射线、紫外线，激光等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）处理生物，使生物发生基因突变。原理原理：基因突变诱变育种诱变育种“神舟神舟”三号飞船上搭载的三号飞船上搭载的3838种共计种共计200200克克神舟三号神舟三号”飞船从太空带回的试管种苗飞船从太空带回的试管种苗 “神舟神舟”五号搭载育成的巨人南瓜五号搭载育成的巨人南瓜甘肃种植的太空育种的蔬菜甘肃种植的太空育种的蔬菜3 3多倍体育种：多倍体育种：（1 1）原理：）原理：染色体变异染色体变异（2 2）方法：）方法：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，从用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，从 而使细胞内染色体数目加倍，染色体数目加倍而使细胞内染色体数目加倍，染色体数目加倍 的细胞继续进行正常的有丝分裂，即可发育成的细胞继续进行正常的有丝分裂，即可发育成 多倍体植株。多倍体植株。（3 3）举例：）举例：三倍体无子西瓜的培育三倍体无子西瓜的培育课堂小结课堂小结基因重组基因重组将不同个体的优良性状，将不同个体的优良性状，集于一个个体上集于一个个体上杂交杂交 自交自交 选种选种 自交自交时间长，需及时发现优良时间长，需及时发现优良品种品种基因突变基因突变辐射诱变，激光诱变，辐射诱变，激光诱变，空间技术育种空间技术育种提高育种频率，加速育提高育种频率，加速育种过程，或大幅度改良种过程，或大幅度改良某些品种某些品种有利变异少，需大量有利变异少，需大量处理实验材料处理实验材料依据依据原理原理常用常用方法方法优点优点缺点缺点应用应用实例实例杂交育种杂交育种诱变育种诱变育种常规育种常规育种诱变育种诱变育种多倍体育种多倍体育种单倍体育种单倍体育种处理处理杂交杂交用射线、激光、化用射线、激光、化学药品等处理生物学药品等处理生物用秋水仙素处理种用秋水仙素处理种子或幼苗子或幼苗花药离体培养花药离体培养原理原理通过通过基因重组基因重组把两亲本的优把两亲本的优良性状组合在良性状组合在同一后代中同一后代中用人工方法诱发用人工方法诱发基基因突变因突变，产生新性，产生新性状，创造新品种或状，创造新品种或新类型新类型抑制细胞分裂中纺抑制细胞分裂中纺锤体的形成，使染锤体的形成，使染色体数目加倍后不色体数目加倍后不能形成两个细胞能形成两个细胞(染染色体变异色体变异)诱导精子直接诱导精子直接发育成植株，发育成植株，再用秋水仙素再用秋水仙素加倍成纯合体加倍成纯合体(染色体变异染色体变异)特点特点方法简便，但方法简便，但需较长年限方需较长年限方可获得纯合体可获得纯合体加速育种的进程，加速育种的进程，大幅改良某些性状，大幅改良某些性状，但突变后有利个体但突变后有利个体往往不多往往不多器官大，营养物质器官大，营养物质含量高，但发育延含量高，但发育延迟，结实率低迟，结实率低缩短育种年限，缩短育种年限，但方法复杂，但方法复杂，成活率较低成活率较低举例举例高杆抗病与矮高杆抗病与矮杆不抗病小麦杆不抗病小麦杂交产生矮杆杂交产生矮杆抗病品种抗病品种高产量青霉素菌株高产量青霉素菌株的育成的育成三倍体西瓜、八倍三倍体西瓜、八倍体小黑麦体小黑麦抗病植株的育抗病植株的育成成 这些题你会做吗？这些题你会做吗？1 1.杂交育种所依据的主要遗传学原理是杂交育种所依据的主要遗传学原理是()()A.A.基因突变；基因突变；B.B.基因自由组合；基因自由组合；C.C.染色体交叉互换：染色体交叉互换：D.D.染色体变异。染色体变异。B2.在下列几种育种方法中，可以改变原有基因分子结构在下列几种育种方法中，可以改变原有基因分子结构 的育种方法是的育种方法是()()A.A.杂交育种杂交育种 B.B.诱变育种诱变育种 C.C.单倍体育种单倍体育种 D.D.多倍体育种多倍体育种3.3.现代农业育种专家采用诱变育种的方法改良某些农作现代农业育种专家采用诱变育种的方法改良某些农作 物的原有性状，其原因是物的原有性状，其原因是()()A.A.提高了后代的出苗率提高了后代的出苗率 B.B.产生的突变全部是有利的产生的突变全部是有利的 C.C.提高了后代的稳定性提高了后代的稳定性 D.D.能提高突变率以供育种选择能提高突变率以供育种选择BD4.4.6060CoCo是典型的是典型的放射源，可用于作物诱变育种。我放射源，可用于作物诱变育种。我国运用这种方法培育出了许多农作物新品种，如棉花国运用这种方法培育出了许多农作物新品种，如棉花高产品种高产品种“鲁棉鲁棉1 1号号”，在我国自己培养的棉花品种中，在我国自己培养的棉花品种中栽培面积最大。栽培面积最大。射线处理后主要引起射线处理后主要引起 ，从，从而产生可遗传的变异。除而产生可遗传的变异。除射线外，用于诱变育种的射线外，用于诱变育种的其他物理诱变因素还有其他物理诱变因素还有 、和和 。答案：答案：基因突变；基因突变；x x射线；紫外线；激光射线；紫外线；激光 为提高农作物的单产量，获得早熟、抗倒伏、抗病等性状，为提高农作物的单产量，获得早熟、抗倒伏、抗病等性状，科学工作者往往要采取多种育种方法来培育符合农民要求的新品科学工作者往往要采取多种育种方法来培育符合农民要求的新品种，请根据下面提供的材料，每小组设计一套育种方案：种，请根据下面提供的材料，每小组设计一套育种方案：已有的材料：已有的材料：A A小麦的高秆（显性）抗锈病（显性）纯种，小麦的高秆（显性）抗锈病（显性）纯种，B B小麦小麦的矮秆不抗锈病纯种，的矮秆不抗锈病纯种，C C水稻的迟熟种子水稻的迟熟种子 非生物材料：根据需要自选非生物材料：根据需要自选（1 1）育种名称：）育种名称：（2 2）所选择的生物材料：）所选择的生物材料：（3 3）希望得到的结果：）希望得到的结果：（4 4）预计产生这种结果的（所需类型）的几率）预计产生这种结果的（所需类型）的几率（5 5）写出育种的简要过程（可用图解）写出育种的简要过程（可用图解）（6 6）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。生物材料：生物材料：A A小麦的高秆（显性）抗锈病（显性）纯种，小麦的高秆（显性）抗锈病（显性）纯种，B B小小 麦的矮秆不抗锈病纯种，麦的矮秆不抗锈病纯种，C C水稻的迟熟种子水稻的迟熟种子 非非生物材料：根据需要自选生物材料：根据需要自选方案方案1 1：（1 1）育种名称：）育种名称：杂交杂交育种育种（2 2）所选择的生物材料：）所选择的生物材料：A A、B B。（3 3）希望得到的结果：）希望得到的结果：矮秆抗锈病矮秆抗锈病。（4 4）预计）预计F F2 2产生这种结果的（所需类型）的几率：产生这种结果的（所需类型）的几率：3/163/16。（5 5）写出育种的简要过程（可用图解）写出育种的简要过程（可用图解）高抗高抗矮病矮病 F1 F1 高抗高抗 自交自交 F F2 2（高抗、矮抗、高病、矮病）高抗、矮抗、高病、矮病）。（6 6）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。将将F F2 2矮秆抗锈病品种连续自交，分离淘汰提纯到基本不分离矮秆抗锈病品种连续自交，分离淘汰提纯到基本不分离为止。为止。试试看，你能行吗？试试看，你能行吗？1.1.下图表示某种农作物品种：下图表示某种农作物品种：和和两个品系培育出品两个品系培育出品种种的可能方法，请据图回答：的可能方法，请据图回答：AABB aabbAABB aabbAABb AaBbAABb AaBb AbAb AAbbAAbbV VI IIIIIIIIIIIIVIVVIVI（2 2）品系）品系是一种是一种植株，由品系植株，由品系经过过程经过过程IIIIII培养品种培养品种常用的方法是常用的方法是。试试看，你能行吗？试试看，你能行吗？1.1.下图表示某种农作物品种：下图表示某种农作物品种：和和两个品系培育出品两个品系培育出品种种的可能方法，请据图回答：的可能方法，请据图回答：AABB aabbAABB aabbAABb AaBbAABb AaBb AbAb AAbbAAbbV VI IIIIIIIIIIIIVIVVIVI（2 2）品系）品系是一种是一种植株，由品系植株，由品系经过过程经过过程IIIIII培养品种培养品种常用的方法是常用的方法是。（3 3）品种）品种形成品种形成品种经过的过程经过的过程VIVI中常用中常用处理。处理。