必修二6.1：杂交育种与诱变育种课件

1、第第1节节 杂交育种杂交育种与诱变育种与诱变育种 玉米起源于美洲大陆，玉米起源于美洲大陆，15世纪传入欧洲，世纪传入欧洲，16世纪经世纪经葡萄牙传入中国，现在遍布全世界。远在古代，美洲葡萄牙传入中国，现在遍布全世界。远在古代，美洲的印第安人就选择和培育了许多穗大粒饱的玉米。原的印第安人就选择和培育了许多穗大粒饱的玉米。原来他们把玉米奉为神灵，用作祭祀的玉米是在隔离条来他们把玉米奉为神灵，用作祭祀的玉米是在隔离条件下种植的，经过精心管理和认真选育，不仅果穗硕件下种植的，经过精心管理和认真选育，不仅果穗硕大、颗粒饱满，而且品质优良，无任何杂粒，这样就大、颗粒饱满，而且品质优良，无任何杂粒，这样就选

2、育出了具有优良性状的玉米品种。选育出了具有优良性状的玉米品种。 古印第安人是最早选择和培育玉米的，最突古印第安人是最早选择和培育玉米的，最突出的贡献是选育了果穗硕大、淀粉含量高的玉米。出的贡献是选育了果穗硕大、淀粉含量高的玉米。请分析古印第安人培育玉米的方法所隐含的遗传请分析古印第安人培育玉米的方法所隐含的遗传学原理及其优缺点。学原理及其优缺点。（1）古印第安人培育玉米的方法称为）古印第安人培育玉米的方法称为 。（2）这里的）这里的“选择选择”的含义是的含义是 。（3）“用作祭的玉米是在隔离条件下种植的用作祭的玉米是在隔离条件下种植的”其其中中“隔离隔离”作用是作用是（4）选择育种的优缺点是）

3、选择育种的优缺点是技术简单、容易操作。技术简单、容易操作。缺点：选择范围有限，育种周期长。缺点：选择范围有限，育种周期长。 （5）现代育种工作是否运用选择育种的）现代育种工作是否运用选择育种的“汰劣留汰劣留良良”这一措施？这一措施？学生带着这一问题继续学习。学生带着这一问题继续学习。 选择育种选择育种汰劣留良汰劣留良 防止劣质玉米与选择的具有优良防止劣质玉米与选择的具有优良性状的玉米杂交，使优良性状得到不断的积累。性状的玉米杂交，使优良性状得到不断的积累。设想：设想： 每种生物都有不少性状，这些性状有的是每种生物都有不少性状，这些性状有的是优良性状，有的是不良性状，而且不同的优优良性状，有的是

4、不良性状，而且不同的优良性状存在于不同的品种中。人们一直设想良性状存在于不同的品种中。人们一直设想如果能想办法去掉不良性状，让优良性状集如果能想办法去掉不良性状，让优良性状集于一身，创造出自然条件下没有的新性状组于一身，创造出自然条件下没有的新性状组合，突破选择育种的局限，培育出具有优良合，突破选择育种的局限，培育出具有优良性状组合的新品种。性状组合的新品种。 选择育种的选择育种的局限性局限性是：只能利用生物在自然环境条件是：只能利用生物在自然环境条件下产生的有限变异，在已有的性状组合中选育优良品种。下产生的有限变异，在已有的性状组合中选育优良品种。 设想你是一位玉米育种专家，遇到这样的情况：

5、设想你是一位玉米育种专家，遇到这样的情况：品种品种A子粒多，但不抗黑粉病；品种子粒多，但不抗黑粉病；品种B子粒少，子粒少，但抗黑粉病。但抗黑粉病。 讨论：讨论： 1.你用什么方法既能把两个品种你用什么方法既能把两个品种的优良性状结合在一起的优良性状结合在一起,又能把双又能把双方的缺点都去掉方的缺点都去掉?将你的设想用遗将你的设想用遗传图解表示出来。传图解表示出来。 2.你能预计在实际操作中可能会你能预计在实际操作中可能会遇到哪些困难遇到哪些困难?怎样才能解决这些怎样才能解决这些困难困难? 3.你还能说出哪些育种实例你还能说出哪些育种实例?孟德尔两对相对性状的杂交实验孟德尔两对相对性状的杂交实验

6、P 品种品种A 品种品种B（子粒多（子粒多,不抗病）不抗病） (子粒少子粒少,抗病抗病) F1F2 子粒多子粒多,不抗病不抗病 子粒多子粒多,抗病抗病 子粒少子粒少,不抗病不抗病 子粒少子粒少,抗病抗病 可能遇到的困难可能遇到的困难: 1.如何做杂交如何做杂交? 2.如何判断显隐性如何判断显隐性? 3.若要选择的品种是双隐性、一隐一显、双显若要选择的品种是双隐性、一隐一显、双显性的，如何选择得到纯合子？性的，如何选择得到纯合子？已知小麦的高秆（已知小麦的高秆（D）对矮秆（）对矮秆（d）为显性，抗锈病（）为显性，抗锈病（T）对易染锈病（对易染锈病（t）为显性，两对性状独立遗传。现有高）为显性，两

7、对性状独立遗传。现有高秆抗锈病、矮秆易染病两纯系品种。你用什么方法能把秆抗锈病、矮秆易染病两纯系品种。你用什么方法能把两个品种的优良性状结合在一起，又能把双方的缺点都两个品种的优良性状结合在一起，又能把双方的缺点都去掉？将你的设想用遗传图解表示出来。去掉？将你的设想用遗传图解表示出来。试一试：植物杂交育种的方法试一试：植物杂交育种的方法DDTTddttDdTtddTt高抗高抗 高不抗高不抗 矮抗矮抗 矮不抗矮不抗ddTT矮抗矮抗ddTTddTt矮抗矮抗ddTT矮抗矮抗矮抗矮抗 矮不抗矮不抗ddTtddTT杂交杂交自交自交选优选优自交自交F3选优选优思考：要培育出思考：要培育出一个能稳定遗传一个

8、能稳定遗传的植物品种至少的植物品种至少要几年？要几年？中国荷斯坦牛中国荷斯坦牛：荷斯坦：荷斯坦弗里生弗里生牛与我国黄牛杂交选育后逐渐形牛与我国黄牛杂交选育后逐渐形成的优良种。泌乳期可达成的优良种。泌乳期可达305天，天，年产乳量可达年产乳量可达6300kg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长毛立耳长毛立耳 短毛折耳短毛折耳BBEEbbee长毛立耳长毛立耳 BbEe长毛立耳长毛立耳BbEe长立长立 长折长折 短立短立 短折短折BbeeBBeeBBeeBbeebbeebbee长折长折 短折短折长折长折 长折长

9、折 短折短折杂交杂交F1间间交配交配选优选优测交测交F3长折长折 短折短折思考：要培育出一个能思考：要培育出一个能稳定遗传的动物品种至稳定遗传的动物品种至少要几年？少要几年？小结：小结： 杂交育种的概念：杂交育种的概念： 原理：基因重组原理：基因重组 方法：方法： 优点：优点：使位于不同个体上的多个优良性状集中于一个使位于不同个体上的多个优良性状集中于一个 个体上，即个体上，即“集优集优”,能产生新的基因型。能产生新的基因型。杂交杂交自交自交选优选优 自交自交 杂交育种的优点是很明显的，但是在实际杂交育种的优点是很明显的，但是在实际操作中会遇到不少困难。请从杂交后代可能出操作中会遇到不少困难。

10、请从杂交后代可能出现的各种类型，以及育种时间等方面，分析比现的各种类型，以及育种时间等方面，分析比较杂交育种方法的不足。较杂交育种方法的不足。 那有没有能出现意想不到的结果，并且需要时间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？相对要短的育种方法呢？杂交育种只能利用已有基因的重组，按杂交育种只能利用已有基因的重组，按需选择，并不能创造新的基因。杂交后需选择，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，代会出现性状分离现象，育种进程缓慢，过程繁琐。过程繁琐。思考：思考：我国运用返回式运载卫星搭载水稻种子，返回地面我国运用返回式运载卫星搭载水稻种子，返回地面

11、后种植，培育出的水稻穗长粒大，亩产达后种植，培育出的水稻穗长粒大，亩产达600kg，最高达，最高达750kg，蛋白质含量增加，蛋白质含量增加8%-20%，生长期平均缩短，生长期平均缩短10天。天。请回答：请回答： 水稻产生这种变异的来源是水稻产生这种变异的来源是_ _ _，产生变异的原因是产生变异的原因是_ _ _。 基因突变基因突变 各种宇宙射线和失重的作用，使基因各种宇宙射线和失重的作用，使基因的分子结构发生改变。的分子结构发生改变。 复习：复习： 1.什么叫基因突变？属于什么水平的变化？什么叫基因突变？属于什么水平的变化？ 2.自然突变和诱发突变特点的异同？自然突变和诱发突变特点的异同？

12、3.常用来常用来诱发基因突变的因素有哪些？诱发基因突变的因素有哪些？ 同：同：都有普遍性、随机性、不定向性都有普遍性、随机性、不定向性、多害少利性；、多害少利性； 异：异：诱发突变的频率诱发突变的频率比自发突变的频率比自发突变的频率高高（物理、化学等）（物理、化学等）原理：原理： 基因突变基因突变 方法：方法： 物理方法物理方法(紫外线、紫外线、射线、失重等射线、失重等)或化学方或化学方法法(亚硝酸、硫酸二乙酯等亚硝酸、硫酸二乙酯等)处理植株，再选择处理植株，再选择符合要求的变异类型符合要求的变异类型 应用应用:农作物新品种的培育农作物新品种的培育，新品种具有抗，新品种具有抗病力强、产量高、品

13、质好等优点。如病力强、产量高、品质好等优点。如“黑农五号黑农五号”大豆，产量提高了大豆，产量提高了16%，含油量比原来提高了含油量比原来提高了2.5%。 诱变育种除了采用常规的诱变育种方法外，诱变育种除了采用常规的诱变育种方法外，还采用还采用太空育种太空育种。太空育种太空育种主要是利用返回主要是利用返回式卫星和高空气球能达到式卫星和高空气球能达到的高空环境，通过的高空环境，通过强辐射、强辐射、微重力和高真空微重力和高真空等条件使等条件使植物种子的基因发生基因植物种子的基因发生基因突变的作物育种新技术。突变的作物育种新技术。我国已培育成功我国已培育成功许多太空作物：许多太空作物：空间生命科学空间

14、生命科学：高真空高真空(108pa)微重力微重力(104g)强辐射强辐射(尤其是危害尤其是危害性极大的性极大的HZE）用于微生物育种用于微生物育种：例如青霉素的选育。：例如青霉素的选育。1943年从自然界分离出来的青霉菌只能产生青霉素年从自然界分离出来的青霉菌只能产生青霉素20单位单位/mL。后来人们对青霉菌多次进行。后来人们对青霉菌多次进行X射射线线、紫外线紫外线照射以及综合处理，培育成了青霉照射以及综合处理，培育成了青霉素高产菌株，目前青霉素的产量已达到素高产菌株，目前青霉素的产量已达到5000060000单位单位/mL。中间为青霉菌，周围是细菌。中间为青霉菌，周围是细菌。 与杂交育种相比

15、，诱变育种有什么优点？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，可以采取什限性。要想克服这些局限性，可以采取什么办法？么办法？优点：优点：不足：不足：克服：克服：产生新基因和新的性状，能提高变异的频率，产生新基因和新的性状，能提高变异的频率，后代变异性状能较快稳定，加速育种进程。后代变异性状能较快稳定，加速育种进程。诱变育种的诱变育种的方向方向难以掌握难以掌握，诱变体，诱变体难以集中多难以集中多个理想性状个理想性状。要想克服这些局限性，可以要想克服这些局限性，可以扩大诱变后代的群体扩大诱变后代的群体，增

16、加选择的机会。增加选择的机会。l育种技术的不断完善与发展的动力和原因育种技术的不断完善与发展的动力和原因是是 超越已有技术的局限性超越已有技术的局限性 。育种学家将。育种学家将如何突破如何突破“不能实行种间的基因交流不能实行种间的基因交流”这这一育种技术的局限呢？一育种技术的局限呢？总结：总结：选择育种选择育种杂交育种杂交育种诱变育种诱变育种特点：在自然产生的变异中选择特点：在自然产生的变异中选择局限：不能把位于两个品种的优良性状集局限：不能把位于两个品种的优良性状集 于一身于一身主要优点：有目的地把位于两个品种的优主要优点：有目的地把位于两个品种的优 良性状集于一身良性状集于一身局限：不能产

17、生新的基因局限：不能产生新的基因主要优点：能产生新基因主要优点：能产生新基因局限：该方法具有一定的盲目性局限：该方法具有一定的盲目性均不能实行种均不能实行种间的基因交流间的基因交流比较各种育种的方法比较各种育种的方法杂交杂交辐射、射线辐射、射线化学药剂化学药剂秋水仙素秋水仙素花药离体花药离体培养培养基因重组基因重组基因突变基因突变染色体变异染色体变异可以集中两可以集中两个亲体的优个亲体的优良性状良性状育种年限缩短，育种年限缩短，改良某些性状改良某些性状果大，茎秆果大，茎秆粗，营养物粗，营养物丰富丰富年限短，年限短，易稳定易稳定时间长时间长有利不多，有利不多，需大量处理需大量处理发育迟，发育迟，

18、结实低结实低技术复杂技术复杂秋水仙素秋水仙素育种的方法有多种，各有各的优点，我们育种的方法有多种，各有各的优点，我们要合理的有机结合各种方法，高效的达到要合理的有机结合各种方法，高效的达到各种目的。各种目的。如果水稻的某迟熟（如果水稻的某迟熟（AA)品种品种,那么我们有什那么我们有什么好办法快速的得到早熟（么好办法快速的得到早熟（aa）品种？）品种？灵活创新、实际应用灵活创新、实际应用人工诱变人工诱变 + + 单倍体育种单倍体育种早熟早熟品种品种(aa)(aa)花药离花药离体培养体培养当年就可以培育出优良新品种！当年就可以培育出优良新品种！迟熟迟熟品种品种(AA)(AA)杂合杂合子子(Aa)(Aa)人工人工诱变诱变 幼苗幼苗 （A） 幼苗幼苗（a）秋水仙秋水仙素处理素处理早熟早熟品种品种(AA)(AA)秋水仙秋水仙素处理素处理时间：时间：下图表示以某种农作物（下图表示以某种农作物（1）和（）和（2）两个品种为基础，培育出）两个品种为基础，培育出（4）、（）、（5）、（）、（6）、（）、（7）四个品种的过程。根据下图，回答下）四个品种的过程。根据下图，回答下列问题：列问题：