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1、第1节 杂交育种与诱变育种,第6章 从杂交育种到基因工程,变异的类型,可遗传的变异：,不可遗传的变异：,基因突变,染色体变异,基因重组,知识回顾,什么叫基因突变？,什么叫基因重组？,前面我们学习了生物变异的来源基因突变、基因重组、染色体变异，这些知识能否应用与育种呢？,第一节 杂交育种与诱变育种,教学目标：1.简述杂交育种的概念，举例说明杂交育种方法的优点和不足。2.说出诱变育种在生产中的原理,优点和不足3.总结杂交育种、诱变育种、多倍体育种、单倍体育种异同点。,教学重点：遗传和变异规律在改良农作物和培育家畜品种等方面的应用,教学难点：杂交育种和诱变育种的优点和局限性,九十年代后期，美国学者布
2、朗抛出“中国威胁论”，撰文说到下世纪年代，中国人口将达到亿，到时谁来养活中国，谁来拯救由此引发的全球性粮食短缺和动荡危机？,袁隆平向世界宣布：“中国完全能解决自己的吃饭问题，中国还能帮助世界人民解决吃饭问题”。,袁隆平,一个属于中国也属于世界的名字他发起的“第二次绿色革命”给整个人类带来了福音。,袁隆平:农学家、杂交水稻育种专家。1995年当选为中国工程院院士。,小麦高秆（D）对矮秆（d）为显性，抗锈病（T）对不抗锈病（t）为显性，现有纯合的高秆抗锈病的小麦（DDTT）和矮秆不抗锈病的小麦（ddtt），如果你是袁隆平，怎样才能得到矮秆抗病的优良品种（ddTT）？,锈病,探究一：,以下是杂交育种
3、的参考方案：,高抗 矮不抗,高抗,DDTT,ddtt,DdTt,ddTt,高抗 高不抗 矮抗 矮不抗,ddTT,矮抗 矮不抗,ddTt,ddTT,杂交,F3,杂交育种是改良作物品质，提高农作物单位面积产量的常规方法。,动物的杂交育种,中国荷斯坦牛：荷斯坦弗里生牛与我国黄牛杂交选育后逐渐形成的优良种。泌乳期可达305天，年产乳量可达6300kg以上。,家畜、家禽的育种也常用杂交育种。,探究二：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,长立 长折 短立 短折,
4、Bbee,BBee,BBee,Bbee,bbee,bbee,长折,短折,长折,长折,短折,杂交,F3,长折,短折,1、动物应为雌雄个体间相互交配，植物为自交。2、选优以后动物进行的是测交，植物为连续自交。3、最后在选种上，动物选择的是后代不发生性状分离的亲代，植物选择的是不发生性状分离的后代。(亲代已经用于制种）4、比植物杂交育种所需年限短。,一、概念：,将 或 品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过 和，获得新品种的方法。,二、依据原理：,基因重组,三、常用方法：,四、优点：,将不同个体的优良性状集中到一个个体上,点滴收获之1：杂交育种,杂交自交选优（一般从F2开始）连续自交直到不再出现性
5、状分离为止,两个,多个,选择,培育,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,培育隐性纯合子,培育显性纯合子,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多倍体育种C单倍体育种 D杂交育种,D,试一试,规律小结,（1）杂交育种只适合_生殖的生物（2）用于同一物种不同品种的个体间（3）亲缘关系较近的不同物种个体间。如萝卜和甘蓝杂交。但为了使后代可育，应做染色体加倍处理，得到的个体即是异源多倍体。,有性,思考：杂交育种的适用范围,杂
6、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？,二、诱变育种,依据什么原理?,基因突变,？,诱变育种太空育种,空间生命科学：高真空(108pa)微重力(104g)强辐射(尤其是危害性极大的HZE）,探究三：1、据统计，航天育种变异率达4以上，株高变异为40cm30cm，果重变异达70100（蔬菜），生育期变异为3天10天。,2、太空船把2000颗南瓜种子带上了太空，这些种子在宇宙里经过了综合射线的作用，回到地面后，经培育只有很少一部分能够发育成我们需要的优良性状，而大部分种子没有发育或并不是我们希望得到的优良性状。科研人员经过3个月的
7、种植，长出150公斤各种颜色的大南瓜。,诱变育种的优点是能够提高突变率，在较短的时间内获得更多的优良变异类型。,诱变育种的局限性是诱发突变的方向难以掌握，突变体难以集中多个理想性状。,要想克服这些局限性，可以扩大诱变后代的群体，增加选择的机会。,一、概念：,利用物理因素（如射线、射线、紫外线、激光等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）来处理生物，使生物发生基因突变。,二、依据原理：,基因突变,三、常用方法：,利用物理因素(如太空的辐射X射线、射线、紫外线、失重或用激光等)；化学因素(如亚硝酸、硫酸二乙酯等)来处理生物使生物发生基因突变。诱发变异选择育成新品种。,四、优点：,可以提高突变率，加
8、速育种过程，大幅度地改良某些品种,产生前所未有的性状。,五、缺点：,有利变异少，须大量处理实验材料,点滴收获之2：诱变育种,农作物新品种的培育 新品种具有抗病力强、产量高、品质好等优点。如“黑农五号”大豆，产量提高了16%，含油量比原来提高了2.5%。,应用：,我们还学过那些育种方法？,一、依据原理：,染色体变异,二、常用方法：,花药（花粉）离体培养,三、优点：,明显缩短育种年限,收获（复习）之3：单倍体育种,技术复杂且须与杂交育种配合,四、缺点：,一、依据原理：,染色体变异,二、常用方法：,秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,三、优点：,器官较大，提高产量和营养成分,四、缺点：,发育延迟,结实率低
9、,收获（复习）之4：多倍体育种,五、应用：,三倍体无籽西瓜,二倍体植株,基因重组,杂交自交选 优,将不同个体的优良性状集中于一个个体上,后代易出现分离现象，育种时间长、过程繁琐,基因突变,用物理或化学的方法处理生物,染色体变异,花药离体培养，,明显缩短育种年限,技术复杂，需与杂交育种配合，多限于植物,染色体变异,用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,果实大，营养物质含量高,发育延迟，结实率降低,提高突变频率，加速育种过程，或大幅度改良某些品种,突变方向不定，有利变异少，须大量处理实验材料,几种主要育种方法的比较,课堂小结,讨论,根据不同育种要求选择合适的育种方法：将两亲本的两个不同优良性状集中于同一
10、生物体上：_要求快速育种：_要求大幅度改良某一品种，使之出现前所未有的性状：_和_相结合.要求提高品种产量，提高营养物质含量：_,杂交育种,单倍体育种,杂交育种,诱变育种,多倍体育种,【例1】用烟草的花药离体培育成烟草新品种；用抗倒伏易感染锈病的小麦与易倒伏抗感染锈病的小麦培育成抗倒伏抗锈病的小麦；培育无子西瓜；用60Co辐射稻种，育成水稻优良品种。以上育种方法依次属于诱变育种 杂交育种 单倍体育种 多倍体育种 A B C D,例题2：下图是用某种作物的两个品种和分别培育出、品种的示意图，试分析回答：AABB E Ab-D AaBb F AAbb-aabb G AAaaBBbb-（1）用和培育
11、所采用的D和F步骤分别是 和。其应用的遗传学原理是。（2）用培育所采用的E和H步骤分别是 和。其应用的遗传学原理是。（3）用培育所采用的G步骤是_。其遗传学原理是_。,杂交,自交,基因重组,花药离体培养,秋水仙素处理幼苗,染色体变异,秋水仙素处理幼苗,染色体变异,H,【例3】下图列举了四种作物育种方法，请回答相应问题：,（1）第种方法属于常规育种，一般从F2开始选种，这是因为。,从F2开始发生性状分离,（2）在第种方法中，若只考虑F1中分别位于n对同源染色体上的n对等位基因，则利用其花药离体培育成的幼苗的基因型，在理论上应有 种类型。（3）第种方法中使用秋水仙素的作用是促使染色体加倍，其作用机
12、理是。,2n,秋水仙素抑制纺锤体的形成,（4）第种方法中发生的变异一般是基因突变。卫星搭载的种子应当选用刚萌发的而非休眠的种子，原因是。,种子萌发后进行细胞分裂，DNA在复制过程中容易受到外界因素的影响发生基因突变,这些题你会做吗？,1、杂交育种所依据的主要遗传学原理是：A.基因突变；B.基因自由组合；C.染色体交叉互换：D.染色体变异。答,B,2.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：A、杂交育种 B、诱变育种 C、单倍体育种 D、多倍体育种3.属于分子水平上的育种工作的是（）A、辐射育种B、杂交育种C、单倍体育种D、多倍体育种,B,A,4、P101练习,杂种优势,杂种
13、优势是生物界普遍存在的现象。指基因型不同的亲本个体相互杂交产生的杂种第一代，在生长势、生活力、繁殖力、抗逆性、产量和品质等一种或多种性状上优于两个亲本的现象。,Eg.骡（体力强大，耐力好）,特别提醒：杂交育种与杂种优势的区别：主要是利用杂种F1的优良性状，并不要求遗传上的稳定（杂合子）。而杂交育种是为了获得具有稳定优良性状的新品种（纯合子）。,骡是公驴与母马杂交所产生的后代。公马与母驴杂交的后代叫駃騠（jue ti）。至少在3000年前，在亚洲某些地区人们已经用骡来驮运物品了，现在世界上许多地区仍在使用骡来干重活儿。,骡能吃苦耐劳，可以在马、驴等牲畜不能承担其艰苦的条件下工作。骡的高度、皮毛的
14、均匀度、颈部和臀部的形状与马相似。此外头部短而粗，耳长，肢瘦，蹄小和毛短等方面像驴。,生产上利用杂种优势可以大幅度地提高产量。例如，杂交高梁比纯系高梁增产30%-50%，杂交水稻比纯系水稻增产20%左右。,杂种优势,特别提醒：杂交育种与杂种优势的区别：主要是利用杂种F1的优良性状，并不要求遗传上的稳定（杂合子）。而杂交育种是为了获得具有稳定优良性状的新品种（纯合子）。,例1：现有3个番茄品种，A品种的基因型为AABBdd，B品种的基因型为AAbbDD，C品种的基因型为aaBBDD。3对等位基因分别位于3对同源染色体上，并且分别控制叶形、花色和果形3对性状。请回答：,（1）如何运用杂交育种方法利用以上3个品种获得基因型为aabbdd的植株？（用文字简要描述获得过程即可）,（1）A和B杂交得到杂交一代，杂交一代再与C杂交，得到杂交二代，杂交二代自交，即可得到基因型为aabbdd的种子，该种子可长成aabbdd植株,（2）如果从播种到获得种子需要一年，获得基因型为aabbdd的植株最少需要多少年？,4年,AABBdd,AAbbDD,（A）,（B）,AABbDd,aaBBDD,AaBbDd,aabbdd（种子）,aabbdd（植株）,第一年,第二年,第三年,第四年,（C）,
