生物育种廖为翔

1、杂交育种与诱变育种杂交育种与诱变育种北师大翰林实验学校北师大翰林实验学校 廖为翔廖为翔学习目标：学习目标：1、简述杂交育种的概念，举例说出杂交育种、简述杂交育种的概念，举例说出杂交育种方法的优点和不足。方法的优点和不足。2、举例说出诱变育种在生产中的应用。、举例说出诱变育种在生产中的应用。3、讨论遗传和变异规律在生产实际中的应用。、讨论遗传和变异规律在生产实际中的应用。设想你是一位玉米育种专家，遇到这样设想你是一位玉米育种专家，遇到这样的情况的情况: :品种品种A A籽粒多籽粒多（高产（高产A） ，但不，但不抗黑粉病抗黑粉病（B） ；品种；品种B B籽粒少籽粒少（低产（低产a） ，但抗黑粉病，

2、但抗黑粉病（b） 。要培育高产抗病的新品种，要培育高产抗病的新品种，你用什么方你用什么方法最简单法最简单？将你的设想用？将你的设想用遗传图解及必遗传图解及必要的文字说明要的文字说明表示出来。表示出来。P高产不抗病高产不抗病 AABBAABB低产抗病低产抗病 aabbaabbF1AaBbAaBb高产不抗病高产不抗病杂交育种：杂交育种：F2A_B_A_B_A_bbA_bbaaBaaB_ _aabbaabb高产高产不抗病不抗病低产低产不抗病不抗病高产高产抗病抗病低产低产抗病抗病选取选取F F2 2高产抗病植株，连续自交，逐代筛选，高产抗病植株，连续自交，逐代筛选，直至不出现性状分离为止。直至不出现性

3、状分离为止。杂交的目的？杂交的目的？F1自交的目的？自交的目的？选取选取F2高产抗病植株，连续自交的目的？高产抗病植株，连续自交的目的？从第几代开始选种？从第几代开始选种？若所需基因型为若所需基因型为aabb，还需连续自交吗？，还需连续自交吗？若实验材料为桃树，还需连续自交吗？若实验材料为桃树，还需连续自交吗？若从播种到收获种子需要一年若从播种到收获种子需要一年,则培育出则培育出能稳定遗能稳定遗传传的高产抗病的种子的高产抗病的种子至少需要几年至少需要几年?能直接选出基因型为能直接选出基因型为AAbb的的种子吗？种子吗？第四年第四年各种子分别种植，开花时各种子分别种植，开花时自交自交，不出现性状

4、分离（不出现性状分离（所结所结种子第五年种植后的植株都为高产抗病种子第五年种植后的植株都为高产抗病）的植株基因型为）的植株基因型为AAbbAAbb，所结种子即为可推广的理想种子所结种子即为可推广的理想种子AAbbAAbb. .能选出高产抗病的种子吗？能选出高产抗病的种子吗？第三年种植全部种子、选择抗病植第三年种植全部种子、选择抗病植株，自交、选择高产植株收获种子。株，自交、选择高产植株收获种子。年底收获种子。年底收获种子。播种种子、培育、杂交。播种种子、培育、杂交。第第1年年年底收获种子。年底收获种子。第二年种植、培育、自交第二年种植、培育、自交第第2年年低产低产抗病抗病aabbaabb高产高

5、产抗病抗病F F2 2高产不高产不抗病抗病A_B_A_B_aaBaaB_ _低产不低产不抗病抗病A_bbA_bb高产不抗病高产不抗病 AABBAABB低产抗病低产抗病 aabbaabbAaBb高产不抗病高产不抗病 F F1 1PA_bb aabbA_bb aabbAAbbAAbbAabbAabbAAbbAAbb一、概念：一、概念： 将两个或多个品种的优良性状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，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。获得新品种的方法。二、依据原理：二、依据原理： 基因重组基因重组三、常用方法：三、常用方法：杂交杂交 自交自交 选种选种

6、 自交自交 四、优点：四、优点：将不同个体的优良性状集中到一将不同个体的优良性状集中到一个个体上个个体上,具有预见性；操作简单。具有预见性；操作简单。五、缺点：五、缺点：育种时间长育种时间长一、杂交育种一、杂交育种 袁隆平（杂交水稻专家）袁隆平（杂交水稻专家）2000年国家最高科学技术奖年国家最高科学技术奖2004年十大感动中国人物之一年十大感动中国人物之一颁奖辞：他是一位真正的耕颁奖辞：他是一位真正的耕耘者。当他还是一个乡村教师时，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。他名满天下时，却仍专注于田畴。淡薄名利，一介农

7、夫，播撒智慧，淡薄名利，一介农夫，播撒智慧，收获富足。他毕生的梦想，就是收获富足。他毕生的梦想，就是让所有的人远离饥饿。喜看稻菽让所有的人远离饥饿。喜看稻菽千重浪，最是风流袁隆平。千重浪，最是风流袁隆平。（2009海南高考）填空回答下列问题：海南高考）填空回答下列问题：（1）水稻杂交育种是通过品种间杂交，创造新）水稻杂交育种是通过品种间杂交，创造新变异类型而选育新品种的方法。其特点是将两个变异类型而选育新品种的方法。其特点是将两个纯合亲本的纯合亲本的 通过杂交通过杂交集中在一起，再经过选择和培育获得新品种。集中在一起，再经过选择和培育获得新品种。（2）若这两个杂交亲本各具有期望的优点，则）若这

8、两个杂交亲本各具有期望的优点，则杂交后，杂交后，F1自交能产生多种非亲本类型，其它原自交能产生多种非亲本类型，其它原因是因是F1在在 形成配子过程中，位形成配子过程中，位于于 基因通过自由组合，基因通过自由组合，或者位于或者位于 基因通过非姐基因通过非姐妹染色单体交换进行重新组合。妹染色单体交换进行重新组合。优良性状（或优良基因）优良性状（或优良基因）减数分裂减数分裂非同源染色体上的非等位非同源染色体上的非等位同源染色体上的非等位同源染色体上的非等位（3）假设杂交涉及到）假设杂交涉及到n对相对性状，每对对相对性状，每对相对性状各受一对等位基因控制，彼此间相对性状各受一对等位基因控制，彼此间各自

9、独立遗传。在完全显性的情况下，从理各自独立遗传。在完全显性的情况下，从理论上讲，论上讲，F2表现型共有表现型共有_种，其中纯合基种，其中纯合基因型共有因型共有_种，杂合基因型共有种，杂合基因型共有_种。种。（4）从）从F2代起，一般还要进行逐代自交和代起，一般还要进行逐代自交和选择。自交的目的是选择。自交的目的是 ；选择的作用是选择的作用是 。2n2n32nn获得基因型纯合的个体获得基因型纯合的个体保留所需的类型保留所需的类型还有别的途径缩短育种时间吗？还有别的途径缩短育种时间吗？将你用将你用遗传图解及必要的文字说明遗传图解及必要的文字说明表示。表示。能用单倍体育种技术培育动物新品种吗？能用单

10、倍体育种技术培育动物新品种吗？杂交育种所需时间一定比单倍体育种杂交育种所需时间一定比单倍体育种时间长吗？时间长吗？单倍体育种花药离体培养花药离体培养 单倍体单倍体 ABaBAbab秋水仙素处理秋水仙素处理aaBB AAbbaabb纯合体纯合体 AABB高产高产不抗病不抗病高产高产抗病抗病低产低产抗病抗病低产低产不抗病不抗病 第第2年年（纯合体自交）选择高产抗病的植株的种子即是所需。（纯合体自交）选择高产抗病的植株的种子即是所需。还有别的途径缩短育种时间吗？还有别的途径缩短育种时间吗？第第1年年高产不抗病高产不抗病 AABBAABB低产抗病低产抗病 aabbaabbP PF F1 1 AaBbA

11、aBb高产不抗病高产不抗病配子配子ABaBAbab能用单倍体育种技术培育动物新品种吗？能用单倍体育种技术培育动物新品种吗？杂交育种所需时间一定比单倍体育种时间长吗？杂交育种所需时间一定比单倍体育种时间长吗？若需要隐若需要隐性纯合子，性纯合子，则时间一则时间一样样2、单倍体育种、单倍体育种（1）原理：）原理： 。（2）方法：）方法：（3）优点：）优点：（4）缺点：）缺点：染色体（数目）变异染色体（数目）变异花药离体培养获得单倍体植株，花药离体培养获得单倍体植株，再人工诱导染色体数目加倍再人工诱导染色体数目加倍。能明显缩短育种年限（加速育种进能明显缩短育种年限（加速育种进程）；程）；自交后代不发生

12、性状分离自交后代不发生性状分离。技术相当复杂，需与杂交育种结合，技术相当复杂，需与杂交育种结合，多限于植物。多限于植物。农业生产中使用的种子都是纯种吗？农业生产中使用的种子都是纯种吗？从基因组成上看，育种目标基因型可能是：从基因组成上看，育种目标基因型可能是：纯合体：纯合体：杂交种：杂交种：动物育种的方法、过程与植物相同吗？动物育种的方法、过程与植物相同吗？能稳定遗传，便于留种和推广能稳定遗传，便于留种和推广；育种时间短，充分利用杂种优势。育种时间短，充分利用杂种优势。 但需要年年制种。但需要年年制种。 试一试试一试：动物的杂交育种：动物的杂交育种短毛折耳猫短毛折耳猫长毛立耳猫长毛立耳猫长毛折

13、耳猫长毛折耳猫长毛立耳长毛立耳 短毛折耳短毛折耳BBEEbbee长长毛毛立耳立耳 长毛折耳长毛折耳 短毛立耳短毛立耳 短毛折耳短毛折耳B_ee杂交杂交F F1 1间间交配交配选优选优测交测交长毛立耳长毛立耳BbEe长毛立耳长毛立耳BbEeBBeebbee长毛折耳长毛折耳 短毛折耳短毛折耳长毛折耳长毛折耳 BbeeBbeeBbeebbee长毛折耳长毛折耳 短毛折耳短毛折耳B_E_bbeebbE_B_eebbee长毛折耳长毛折耳 Bbee短毛折耳短毛折耳选优选优若自然界中只有不抗病玉米，杂交育种和单倍若自然界中只有不抗病玉米，杂交育种和单倍体育种能创造出所需的抗病性状吗？体育种能创造出所需的抗病性

14、状吗？应该如何处理？应该如何处理？AABbAABb（高产不抗病（高产不抗病) )AABBAABB（高产不抗病（高产不抗病) )AAbbAAbb（高产抗病（高产抗病) )变异植株一定出现抗病性状吗？变异植株一定出现抗病性状吗？处理的每株植株都会发生变异吗？处理的每株植株都会发生变异吗？作用原理？作用原理？处理方法？处理方法？3、诱变育种、诱变育种（1）原理：）原理： 。（2）方法：）方法：（诱发）基因突变（诱发）基因突变有丝分裂间期或减数第一次分裂间期有丝分裂间期或减数第一次分裂间期（DNA复制过程中）复制过程中）（6）举例：青霉素高产菌株、太空椒等）举例：青霉素高产菌株、太空椒等用物理因素、化

15、学因素来处理生物。用物理因素、化学因素来处理生物。（3）发生时期：）发生时期：（4）优点：）优点： 能提高变异频率，可大幅度改良某些性状，能提高变异频率，可大幅度改良某些性状，创造人类需要的变异类型；变异范围广。创造人类需要的变异类型；变异范围广。（5）缺点：）缺点： 有利变异少，须大量处理材料；有利变异少，须大量处理材料；诱变的方向和性质不能控制。诱变的方向和性质不能控制。改良数量性状效果较差，具有盲目性。改良数量性状效果较差，具有盲目性。外界因素的作用？外界因素的作用？提高变异频率提高变异频率（20092009广东高考）（广东高考）（8 8分）为了快速培育抗某分）为了快速培育抗某种除草剂的

16、水稻，育种工作者综合应用了多种种除草剂的水稻，育种工作者综合应用了多种培育种方法，过程如下。请回答问题。培育种方法，过程如下。请回答问题。（1 1）从对该种除草剂敏感的二倍水稻植株上）从对该种除草剂敏感的二倍水稻植株上取花药离体培养，诱导成取花药离体培养，诱导成 幼苗。幼苗。（2 2）用）用射线照射上述幼苗，目的射线照射上述幼苗，目的是是 ；然后用该除草剂；然后用该除草剂喷洒其幼叶，结果大部分叶片变黄，仅有个别喷洒其幼叶，结果大部分叶片变黄，仅有个别幼叶的小片组织保持绿色，表明这部分组织具幼叶的小片组织保持绿色，表明这部分组织具有有 。单倍体单倍体诱发基因突变诱发基因突变抗该除草剂的能力抗该除

17、草剂的能力（4）对抗性的遗传基础做一步研究，可以选用）对抗性的遗传基础做一步研究，可以选用抗性植株与抗性植株与 杂交，如杂交，如果果 ，表明抗性是隐性性状。，表明抗性是隐性性状。F1自交，若自交，若F2的性状分离比为的性状分离比为15（敏感）：（敏感）：1（抗性），初步推测（抗性），初步推测 。（ 纯合）敏感型植株纯合）敏感型植株F1都是敏感型都是敏感型该抗性植株中有两个该抗性植株中有两个基因发生了突变基因发生了突变（3）取该部分绿色组织再进行组织培养，诱）取该部分绿色组织再进行组织培养，诱导植株再生后，用秋水仙素处理幼苗，使染色导植株再生后，用秋水仙素处理幼苗，使染色体体 ，获得纯合，获得纯

18、合 ，移栽到大田，移栽到大田后，在苗期喷洒该除草剂鉴定其抗性。后，在苗期喷洒该除草剂鉴定其抗性。加倍加倍二倍体二倍体（2008广东高考）改良缺乏某种抗病性广东高考）改良缺乏某种抗病性 的水稻品种，不宜采用的方法是的水稻品种，不宜采用的方法是( ) A诱变育种诱变育种B单倍体育种单倍体育种 C基因工程育种基因工程育种D杂交育种杂交育种B、针对、针对“提高学生处理实际问题的能力提高学生处理实际问题的能力”的复习对的复习对策策 在深入理解核心概念和基本原理的基础上，重视培养学生运在深入理解核心概念和基本原理的基础上，重视培养学生运用基础知识解决实际问题的能力。联系具体的生产和医学实践，用基础知识解决实际问题的能力。联系具体的生产和医学实践，拓展学生相应知识面，提高分析问题的能力。拓展学生相应知识面，提高分析问题的能力。 例：对例：对“遗传育种中育种年限推算问题遗传育种中育种年限推算问题”的拓展的拓展1 1、是否考虑了不同育种方法育种周期不同？、是否考虑了不同育种方法育种周期不同？2 2、是否考虑了不同生物的繁殖周期不同育种周期不同？、是否考虑了不