一轮复习《从杂交育种到基因工程》

1、一轮复习一轮复习从杂交育种到基因工程锈病锈病想一想：植物杂交育种的方法想一想：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？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

2、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：要培育出一个能稳定遗传的动物品种一般需要几代？3代代一、概念：一、概念： 将两个或多个品种的优良性状通过交配集中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，获得新品种的方法在一起，再经过选择和培育，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 自交自交 四、优点：四、优点：将不同个

3、体的优良性状集中到同一个将不同个体的优良性状集中到同一个体上体上五、缺点：五、缺点：育种时间长育种时间长点滴收获之点滴收获之1：杂交育种：杂交育种练习练习1 1：某作物的高秆（某作物的高秆（A A）对矮秆（）对矮秆（a a）为显性，）为显性，感病（感病（R R）对抗病（）对抗病（r r）为显性。）为显性。A A、a a和和R R、r r是是位于非同源染色体上的两对等位基因。今有高位于非同源染色体上的两对等位基因。今有高秆抗病和矮秆感病纯种，人们希望利用杂交育秆抗病和矮秆感病纯种，人们希望利用杂交育种的方法在最少的世代内培育出矮秆抗病新类种的方法在最少的世代内培育出矮秆抗病新类型。应该采取的步骤

4、是：型。应该采取的步骤是：（1 1）_（2 2）_（3 3）_让高秆抗病与矮杆感病的品种进行杂交得到让高秆抗病与矮杆感病的品种进行杂交得到F1F1自交得到自交得到F2在在F2群体中选出矮杆抗病的植株群体中选出矮杆抗病的植株隐形类型的选育隐形类型的选育杂交育种选育的时间是杂交育种选育的时间是_，原因是，原因是什么什么? 选育后选育后是否是否连续自交取决于什么连续自交取决于什么?F2从从F2开始发生性状分离开始发生性状分离；所选优良性状是显性还是隐性，所选优良性状是显性还是隐性，是动物还是植物是动物还是植物。质疑讨论 P PAABB aabbAABB aabbF F1 1AaBbAaBbABAB、

5、AbAb、aBaB、abab配子配子花药离花药离 体培养体培养基因型为基因型为ABAB、AbAb、aBaB、abab这四种单倍体植株这四种单倍体植株人工诱导人工诱导 染色体加倍染色体加倍 就可得到基因型为就可得到基因型为AAbbAAbb这种纯合子的二倍体植株这种纯合子的二倍体植株一、依据原理：一、依据原理： 染色体变异染色体变异二、常用方法：二、常用方法： 花药（花粉）离体培养花药（花粉）离体培养 三、优点：三、优点：明显缩短育种年限明显缩短育种年限点滴收获之点滴收获之2：单倍体育种：单倍体育种五、应用：五、应用：技术复杂且须与杂交育种配合技术复杂且须与杂交育种配合四、缺点：四、缺点：组织组织

6、培养培养染色体加倍染色体加倍花药离花药离体培养体培养单倍体单倍体植株植株正常植株正常植株（纯合体）（纯合体）种子种子秋水仙素处理秋水仙素处理自自交交一年一年二倍二倍体体 杂交育种杂交育种不能创造新的基因不能创造新的基因，并，并且所需且所需时间要长时间要长，那有没有能出现，那有没有能出现意想不到的结果，并且需要时间相意想不到的结果，并且需要时间相对要短的育种方法呢？对要短的育种方法呢？ 资料：资料：航天技术的发展，使人类利用太空资源的愿望航天技术的发展，使人类利用太空资源的愿望变成了现实。自变成了现实。自19871987年以来，中国利用自己研制的返回年以来，中国利用自己研制的返回式卫星和神舟号飞

7、船进行了式卫星和神舟号飞船进行了1111次航天育种搭载试验，试次航天育种搭载试验，试验品种达验品种达12001200多种。多种。航天诱变育种是利用太空的物理环境作为诱变因子，航天诱变育种是利用太空的物理环境作为诱变因子，太空环境条件很复杂，与地球表面主要差异是微重力太空环境条件很复杂，与地球表面主要差异是微重力（10103 3克克10106 6克）、宇宙射线、重粒子、变化磁场和克）、宇宙射线、重粒子、变化磁场和高真空等，这些物理条件的综合作用使生物高真空等，这些物理条件的综合作用使生物产生基因突产生基因突变。变。 据统计，航天育种变异率达据统计，航天育种变异率达4 4以上，株高变异为以上，株高

8、变异为40cm40cm30cm30cm，果重变异达，果重变异达7070100100（蔬（蔬菜），生育期变异为菜），生育期变异为3 3天天1010天。天。思考与讨论思考与讨论 杂交育种能否有新的基因和新的性状产生？杂交育种能否有新的基因和新的性状产生？如果培育出新的性状，应该采用什么育种方法？如果培育出新的性状，应该采用什么育种方法？ 杂交育种产生新的基因型，使性状重新组合，杂交育种产生新的基因型，使性状重新组合，而不能产生新的基因和新的性状。而不能产生新的基因和新的性状。 如果要培育出新的性状，可采用一定的措施如果要培育出新的性状，可采用一定的措施来诱导来诱导基因突变基因突变，培育新的品种。，

9、培育新的品种。一、概念：一、概念： 利用物理因素（如利用物理因素（如射线、射线、射线、紫外线、激射线、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。理生物，使生物发生基因突变。二、依据原理：二、依据原理： 基因突变基因突变三、常用方法：三、常用方法：辐射诱变、激光诱变、作物空间技术辐射诱变、激光诱变、作物空间技术育种育种四、优点：四、优点： 可以提高突变率，加速育种过程，大幅度可以提高突变率，加速育种过程，大幅度地改良某些品种地改良某些品种,产生前所未有的性状。产生前所未有的性状。五、缺点：五、缺点： 有利变异

10、少，须大量处理实验材料有利变异少，须大量处理实验材料点滴收获之点滴收获之3：诱变育种：诱变育种一、依据原理：一、依据原理： 染色体变异染色体变异二、常用方法：二、常用方法：秋水仙素处理萌发的种子或幼苗秋水仙素处理萌发的种子或幼苗三、优点：三、优点：器官较大，提高产量和营养成分，抗逆性器官较大，提高产量和营养成分，抗逆性强，抗病性强强，抗病性强四、缺点：四、缺点： 技术复杂且须与杂交育种配合，发育延迟技术复杂且须与杂交育种配合，发育延迟,结实率低结实率低点滴收获之点滴收获之4：多倍体育种：多倍体育种五、应用：五、应用：三倍体无籽西瓜三倍体无籽西瓜二倍体二倍体幼苗幼苗四倍体四倍体植株植株秋水仙素处

11、理秋水仙素处理染色体加倍染色体加倍二倍体二倍体植株植株三倍体三倍体种子种子三倍体三倍体植株植株发育发育二倍体二倍体植株植株花粉诱导花粉诱导三倍体三倍体无籽瓜无籽瓜生物育种方案选择与设计生物育种方案选择与设计目标目标集中双集中双亲优良亲优良性状性状诱发原诱发原品种产品种产生新性生新性状状缩短育缩短育种年限种年限对原品对原品种性状种性状“增大增大”或或“加加强强”对原品种对原品种实施实施“定定向向”改造改造方法方法杂交育杂交育种和单种和单倍体育倍体育种种诱变诱变育种育种单倍体单倍体育种育种多倍体多倍体育种育种基因工程基因工程育种育种类型类型杂交育种杂交育种人工诱变育种人工诱变育种单倍体育种单倍体育

12、种多倍体育种多倍体育种原理原理常用常用方法方法优点优点缺 点缺 点实例实例将具有不同将具有不同优良性状的优良性状的两亲本杂交两亲本杂交用物理或化学用物理或化学的方法处理萌发的的方法处理萌发的种子或幼苗种子或幼苗花药离体培养；花药离体培养；诱导染色体加诱导染色体加倍倍用秋水仙素用秋水仙素处理萌发的处理萌发的种子或幼苗种子或幼苗使位于不同个使位于不同个体的优良性状体的优良性状集中于一个个集中于一个个体上体上提高变异频率加提高变异频率加速育种进程速育种进程明显缩短明显缩短育种年限育种年限器官大型，器官大型，营养含量高营养含量高育种时间育种时间长长有利变异少需大有利变异少需大量处理供试材料量处理供试材

13、料技术复杂，需与杂技术复杂，需与杂交育种和多倍体育交育种和多倍体育种配合种配合只适用于植只适用于植物物基因突变基因突变染色体组染色体组成倍减少成倍减少染色体组染色体组成倍增加成倍增加基因重组基因重组培育矮抗小培育矮抗小麦麦培育青霉培育青霉素高产菌株素高产菌株三倍体无子三倍体无子西瓜的培育西瓜的培育培育矮抗小培育矮抗小麦麦几种主要育种方法的比较几种主要育种方法的比较识图析图识图析图 三、基因工程的原理三、基因工程的原理 基因工程是指按照基因工程是指按照人们的意愿人们的意愿，把一种生物，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里

14、，另一种生物的细胞里，定向定向地改造生物的遗传性地改造生物的遗传性状。所以状。所以基因工程基因工程又称又称基因拼接技术基因拼接技术或或DNADNA重组技重组技术。术。 基因工程可在不同种生物之间进行（传统的基因工程可在不同种生物之间进行（传统的育种方法只能在同种生物中进行），可按照人们育种方法只能在同种生物中进行），可按照人们的意愿直接定向地改变生物，培育出新品种。的意愿直接定向地改变生物，培育出新品种。（3）周期短周期短5.基基因因工工程程的的操操作作步步骤骤第一步第一步 提取目的提取目的 基因基因第二步第二步 目的基因目的基因 与运载体结合与运载体结合第三步第三步 将目的基将目的基 因导入受体细胞因导入受体细胞 目的基因目的基因的检测与鉴定的检测与鉴定 第四步第四步细菌细菌细胞细胞质粒质粒DNADNA用限用限 制酶切制酶切 断断DNADNA用连接酶连用连接酶连 接目的基因接目的基因将重组将重组DNA DNA 导入受体细胞导入受体细胞增