杂交育种与诱变育种3

1、12 他是一位真正的耕耘者。当他还是一个乡村教师的时候,已经具有颠覆世界权威的胆识;当他名满天下的时候,却仍然只是专注于田畴,淡泊名利,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。3袁隆平的性格袁隆平的性格4袁隆平培育杂交水稻过程中，他利用了哪袁隆平培育杂交水稻过程中，他利用了哪一种变异的原理？一种变异的原理？5简述杂交育简述杂交育种的概念，种的概念，举例说明杂举例说明杂交育种方法交育种方法的优点和不的优点和不足。足。 说出诱变育说出诱变育种在生产中种在生产中的原理的原理,优点优点和不足和不足讨论遗传和讨论遗传和变异规律在变异规律在生产实

2、践中生产实践中的应用。的应用。学习目标：学习目标：6高秆（高秆（D D）对矮秆（）对矮秆（d d）为显性，抗锈病）为显性，抗锈病（T T）对不抗锈病（）对不抗锈病（t t）为显性，现有纯合的高秆）为显性，现有纯合的高秆抗锈病的水稻（抗锈病的水稻（DDTTDDTT）和矮秆不抗锈病的水稻）和矮秆不抗锈病的水稻（ddttddtt），如果你是袁隆平，怎样才能得到矮秆），如果你是袁隆平，怎样才能得到矮秆抗病的优良品种？用遗传图解表示出来。抗病的优良品种？用遗传图解表示出来。探究一：探究一：7第一步第一步：先杂交得到：先杂交得到高抗高抗植株；植株；第二步第二步：将该植株自交得到：将该植株自交得到矮抗矮抗植

3、株；植株；第三步第三步： 将矮抗植株再连续将矮抗植株再连续自交自交直至不再直至不再发生性状分离为止，选出优良品种。发生性状分离为止，选出优良品种。8DDTTddttDdTtddTt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9杂交育种杂交育种概念概念：杂交育种是将：杂交育种是将两个或多个两个或多个品种的品种的优良性状优良性状通过通过交配交配集中在一起，再经过集中在一起，再经过选择和培育选择和培育，获得，获得新品种新品种的的方法。方法。原理：原理：基因重组基

4、因重组。方法：方法：杂交杂交自交自交选优选优自交自交优点：优点：能能集中集中位于位于不同品种不同品种中的中的优良性状优良性状。缺点：缺点：只能利用已有的基因，并只能利用已有的基因，并不能产生新的基因不能产生新的基因。杂交进程缓慢，过程繁琐。杂交进程缓慢，过程繁琐。应用：应用：可用于农作物品质的改良、产量的提高，培育可用于农作物品质的改良、产量的提高，培育 新品种；也用于家禽、家畜的育种。新品种；也用于家禽、家畜的育种。10探究二：动物的杂交育种方法探究二：动物的杂交育种方法 假设现有长毛立耳猫（假设现有长毛立耳猫（BBEEBBEE）和）和短毛折耳猫（短毛折耳猫（bbeebbee），你能否培育出

5、），你能否培育出能稳定遗传的长毛折耳猫（能稳定遗传的长毛折耳猫（BBeeBBee）？）？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11长毛立耳长毛立耳 短毛折耳短毛折耳BBEEbbee长折长折 杂交杂交F1间间交配交配长折长折 短折短折长毛立耳长毛立耳BbEeF3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B_eeB_E_bbE_bbee选优选优bbee长折长折 短折短折B_eebbee长折长折 短折短折B_eeBb选优选优测交测交13中国黄牛中国黄牛中国荷斯坦牛中国荷斯坦牛荷斯坦牛荷斯坦牛1415杂交育种只能利用已有

6、的基因重组，按需选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，过程繁琐性状分离现象，育种进程缓慢，过程繁琐杂交育种不能创造新的基因，并且所需时间杂交育种不能创造新的基因，并且所需时间长，那有没有能出现意想不到的结果，并且长，那有没有能出现意想不到的结果，并且需要时间相对短的育种方法呢？需要时间相对短的育种方法呢？16 例：我国运用返回式运载卫星搭载水稻种子，返回地面例：我国运用返回式运载卫星搭载水稻种子，返回地面后种植，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600kg60

7、0kg，最高达，最高达750kg750kg，蛋白质含量增加，蛋白质含量增加8%-20%8%-20%，生长期平均缩短，生长期平均缩短1010天。天。请回答：请回答：（1 1）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，使基因的各种宇宙射线和失重的作用，使基因的分子结构发生改变。分子结构发生改变。 （2 2）这种方法育种的优点：）这种方法育种的优点： 能提高变异频率，加速育种进程，并能大能提高变异频率，加速育种进程，并能大幅度改良某些性状幅度改良某些性状 17探究三探究三、诱变育种诱变育种概念概念：利用：利

8、用物理因素物理因素（如（如X X射线，紫外线，激光等）或射线，紫外线，激光等）或化学因素化学因素（如亚硝酸等）处理生物，使生物（如亚硝酸等）处理生物，使生物发生基因发生基因突变突变。原理：原理：基因突变基因突变 方法：方法：选择生物材料选择生物材料诱发基因突变诱发基因突变选择理想类型选择理想类型培育推广培育推广优点优点：能提高突变率能提高突变率，产生新基因产生新基因；在较；在较短时间短时间内获得内获得更多的优良变异类型。更多的优良变异类型。缺点缺点：难以控制突变方向，无法将多个优良性状组合；难以控制突变方向，无法将多个优良性状组合；有利变异少，须大量处理实验材料。有利变异少，须大量处理实验材料

9、。18 在作物方面，应用诱变育种我国已培在作物方面，应用诱变育种我国已培育出育出100100多种多种水稻、小麦、玉米、大豆水稻、小麦、玉米、大豆等等优良品种。优良品种。1 1、用射线和其他诱变剂处理大豆，培育、用射线和其他诱变剂处理大豆，培育成了成了“黑农五号黑农五号”等新品种。这品种含有等新品种。这品种含有改变了的酶系，在同样的施肥和管理条件改变了的酶系，在同样的施肥和管理条件下可下可提高产量提高产量16%16%，含油量提高含油量提高2.52.5。19在微生物育种方面在微生物育种方面：例如：例如青霉素青霉素的选育。的选育。19431943年从自然界分离出来的青霉菌只能产生年从自然界分离出来的

10、青霉菌只能产生青霉素青霉素2020单位单位/mL/mL。后来人们对青霉菌多次。后来人们对青霉菌多次进行进行X X射线、紫外线照射以及综合处理，培射线、紫外线照射以及综合处理，培育成了青霉素高产菌株，目前青霉素的产量育成了青霉素高产菌株，目前青霉素的产量已达到已达到50000600005000060000单位单位/mL/mL。20诱变育种除了采用常规的诱变育种方法诱变育种除了采用常规的诱变育种方法外，还采用外，还采用太空育种太空育种。21来自太空育种的珍奇瓜果来自太空育种的珍奇瓜果2223太空育种花卉仙客来太空育种花卉仙客来24即即将将搭搭载载上上天天的的种种子子25原因：基因突原因：基因突变是

11、随机不定变是随机不定向的。向的。 诱变育种诱变育种:局限性：局限性： 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，诱变体难以集中多个理想性状难以集中多个理想性状。克服方法克服方法 :扩大诱变后代的群体扩大诱变后代的群体，增加选择的机会。，增加选择的机会。优点：优点： 能提高突变率，能提高突变率，产生新基因产生新基因；在较；在较短短时间时间内获得更多的优良变异类型。内获得更多的优良变异类型。有利变异性状少.26基因重组基因重组基因突变基因突变杂交杂交 自交自交 选种选种 自交自交辐射诱变，激光诱变，辐射诱变，激光诱变，空间技术育种空间技术育种将不同个体的优良性状，将不同个体的优良性状，

12、集于一个个体上集于一个个体上提高育种频率，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时间长，需及时发现优良时间长，需及时发现优良品种品种有利变异少，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诱变育种课堂小结杂交水稻、黑白花奶杂交水稻、黑白花奶牛牛黑农五号大豆、黑农五号大豆、高产青霉素菌株高产青霉素菌株27 杂交育种杂交育种诱变育种诱变育种 多倍体育种多倍体育种单倍体育单倍体育种种处处理理 原原理理 优优点点 缺缺点点杂交杂交辐射、射线辐射、射线化学药剂化学药剂秋水仙素秋水仙素花

13、药离花药离体培养体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本的优个亲本的优良性状良性状育种年限缩育种年限缩短，改良某短，改良某些性状些性状果大，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，结实低结实低技术复杂技术复杂28例题例题1:请写出下面各项培育方法请写出下面各项培育方法（1 1）通过花药离体培养再用秋水仙素加倍得到烟草新品种的方法）通过花药离体培养再用秋水仙素加倍得到烟草新品种的方法是是 。（2 2）用）用6060Co Co 辐射谷氨酸棒状杆菌，选育出合成

14、谷氨酸的新菌种，辐射谷氨酸棒状杆菌，选育出合成谷氨酸的新菌种，所用方法是所用方法是 。（3 3）用小麦和黑麦培育八倍体黑小麦的方法）用小麦和黑麦培育八倍体黑小麦的方法是是 。（4 4）将青椒的种子搭载人造卫星，在太空中飞行数周后返回地面，）将青椒的种子搭载人造卫星，在太空中飞行数周后返回地面，获得了果大、肉厚和维生素含量高的青椒新品种，这种育种原理本获得了果大、肉厚和维生素含量高的青椒新品种，这种育种原理本质上属于质上属于 。（5 5）用抗倒伏、不抗锈病和不抗倒伏、抗锈病的两个小麦品种，）用抗倒伏、不抗锈病和不抗倒伏、抗锈病的两个小麦品种，培育出抗倒伏、抗锈病的品种，所用方法是培育出抗倒伏、抗

15、锈病的品种，所用方法是 。（6 6）用秋水仙素或硫酸二乙酯处理蕃茄、水稻种子，获得成熟期）用秋水仙素或硫酸二乙酯处理蕃茄、水稻种子，获得成熟期 早、蛋白质含量高的品系，这种方法是早、蛋白质含量高的品系，这种方法是 。单倍体育种单倍体育种 诱变育种诱变育种 多倍体育种多倍体育种 诱变育种诱变育种 杂交育种杂交育种 诱变育种诱变育种29例题例题2 2： 下列表示某种农作物下列表示某种农作物和和两种品种分别培育两种品种分别培育出出三种品种三种品种, ,根据上述过程根据上述过程, ,回答下列问题回答下列问题: :AABB aabb AaBb Ab AAaaBBbb AAbb 用用和和培育培育所采用的方

16、法所采用的方法称为称为_,方法方法称为称为 _,由由和和 培育培育所依据的原理是所依据的原理是_. 用用培育出培育出的常用方法的常用方法是是_,由由培育成培育成的过程中用化学药剂的过程中用化学药剂_处理处理的幼苗的幼苗,方法方法和和合合 称为称为_育种育种.其优点是其优点是_. 由由培育出培育出的常用方法是的常用方法是_,形成的形成的 叫叫_。依据的原理是。依据的原理是_。杂交杂交自交自交基因重组基因重组花药离体培养花药离体培养秋水仙素秋水仙素单倍体单倍体明显缩短育种年限明显缩短育种年限用秋水仙素处理用秋水仙素处理多倍体多倍体染色体变异染色体变异30例题例题3 3 ：假设水稻抗病（：假设水稻抗

17、病（R R）对感病（）对感病（r r）为显性，高杆）为显性，高杆（T T）对矮杆（）对矮杆（t t）为显性。现有纯合的抗病高杆水稻）为显性。现有纯合的抗病高杆水稻和感病矮杆水稻。为了在较短的年限内培育出稳定遗和感病矮杆水稻。为了在较短的年限内培育出稳定遗传的抗病矮杆水稻，可采取以下步骤：传的抗病矮杆水稻，可采取以下步骤： 将纯合的抗病高杆水稻和感病矮杆水稻杂交，得到杂交将纯合的抗病高杆水稻和感病矮杆水稻杂交，得到杂交 种子。播种这些种子，长出的植株可产生基因型为种子。播种这些种子，长出的植株可产生基因型为_ _的花粉。的花粉。 采用采用_的方法得到单倍体幼苗。的方法得到单倍体幼苗。 用用_处理

18、单倍体幼苗，使染色体加倍。处理单倍体幼苗，使染色体加倍。 采用采用_的方法，鉴定出其中的抗病植株。的方法，鉴定出其中的抗病植株。 从中选择表现抗病的矮杆植株，其基因型应是从中选择表现抗病的矮杆植株，其基因型应是_。RT, Rt, rT, r t花药离体培养花药离体培养秋水仙素秋水仙素病原体感染病原体感染RRtt 31练习练习4 4：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。AaAa和和RrRr是位于是位于非同源染色体上的两对等位基因。今有高秆抗非同源染色体上的两对等位基因。今有高秆抗病和矮秆

19、感病纯种，人们希望利用杂交育种的病和矮秆感病纯种，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型。方法在最少的世代内培育出矮秆抗病新类型。应该采取的步骤是：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32（1 1）如何运用杂交育种方法利用以上）如何运用杂交育种方法利用以上3 3个品种获得基因个品种获得基因型为型为aabbddaabbdd的植株？（用文字简要描述获得过程即可）的植株？（用文字简要描述获得过程即可）

20、A A和和B B杂交得到杂交一代，杂交一代再与杂交得到杂交一代，杂交一代再与C C杂交，得杂交，得到杂交二代，杂交二代自交，即可得到基因型为到杂交二代，杂交二代自交，即可得到基因型为aabbddaabbdd的种子，该种子可长成的种子，该种子可长成aabbddaabbdd植株植株 （2 2）如果从播种到获得种子需要一年，获得基因型为）如果从播种到获得种子需要一年，获得基因型为aabbddaabbdd的植株最少需要的植株最少需要多少年多少年？4 4年年33核心要点突破核心要点突破不同育种目的下杂交育种的基本步不同育种目的下杂交育种的基本步骤及特点骤及特点(以两对相对性状为例以两对相对性状为例)1培

21、育杂合子品种培育杂合子品种在农业生产上，可以将杂种一代作为种子直接在农业生产上，可以将杂种一代作为种子直接利用，如水稻、玉米等。利用，如水稻、玉米等。(1)基本步骤：选取双亲基本步骤：选取双亲P(、 )杂交杂交F1。(2)特点：高产、优质、抗性强，但种子只能种特点：高产、优质、抗性强，但种子只能种一年。一年。342培育纯合子品种培育纯合子品种(1)培育隐性纯合子品种的基本步骤：培育隐性纯合子品种的基本步骤：选取双亲选取双亲P(、 )杂交杂交F1自交自交F2选选出表现型符合要求的个体种植推广。出表现型符合要求的个体种植推广。(2)培育双显纯合子或一隐一显纯合子品种的基培育双显纯合子或一隐一显纯合

22、子品种的基本步骤：本步骤：选取双亲选取双亲P(、 )杂交杂交F1自交自交F2选选出表现型符合要求的个体自交出表现型符合要求的个体自交F3选选出稳定遗传个体推广种植。出稳定遗传个体推广种植。(3)特点：操作简单，但需时较长。特点：操作简单，但需时较长。353.单倍体育种单倍体育种P DDTTddtt F1 DdTt 花药离体培养花药离体培养单倍体植株单倍体植株(DT、Dt、dT、dt) 人工诱导加倍人工诱导加倍 淘汰高杆易染锈病、淘汰高杆易染锈病、 选矮秆抗病的个体（选矮秆抗病的个体（ddTT）高杆抗病、矮秆易染锈病高杆抗病、矮秆易染锈病 个体（个体（DDTT、DDtt、ddtt） 采收种子留种

23、采收种子留种 3637(2)过程过程c的处理方法是的处理方法是_。(3)F1的基因型是的基因型是_，表现型是，表现型是_，矮秆抗锈病新品种的基因型应是矮秆抗锈病新品种的基因型应是_。【尝试解答】【尝试解答】(1)杂交杂交自交杂交杂交自交(2)筛选和筛选和连续自交，直至选出能够稳定遗传的矮秆抗锈病连续自交，直至选出能够稳定遗传的矮秆抗锈病新品种新品种(3)DdTt高秆抗锈病高秆抗锈病ddTT38【解析】【解析】过程过程a叫做杂交。叫做杂交。 产生的产生的F1基因型为基因型为DdTt，表现型为高秆抗锈病。过程，表现型为高秆抗锈病。过程b叫做自交，目叫做自交，目的是获取表现型为矮秆抗锈病的小麦品种的

24、是获取表现型为矮秆抗锈病的小麦品种(ddT)，因为此过程所得后代会发生性状分离，所以要想因为此过程所得后代会发生性状分离，所以要想得到稳定遗传的矮秆抗锈病植株必须经过得到稳定遗传的矮秆抗锈病植株必须经过c，即筛，即筛选和连续自交，直至后代无性状分离。选和连续自交，直至后代无性状分离。【探规寻律】【探规寻律】杂交育种的目的是得到能够稳杂交育种的目的是得到能够稳定遗传的定遗传的“新品种新品种”，从基因型上看是纯合子。，从基因型上看是纯合子。该方法常用于同一物种内的个体间杂交或亲缘该方法常用于同一物种内的个体间杂交或亲缘关系较近的不同物种之间杂交，也可与多倍体育关系较近的不同物种之间杂交，也可与多倍

25、体育种相结合，如萝卜和甘蓝的杂交。种相结合，如萝卜和甘蓝的杂交。39 普通小麦中有高秆抗病普通小麦中有高秆抗病(TTRR)和矮秆易和矮秆易感病感病(ttrr)两个品种，控制两对性状的基因分别两个品种，控制两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。实验小组利用不同的位于两对同源染色体上。实验小组利用不同的方法进行了如下三组实验：方法进行了如下三组实验：40请分析回答：请分析回答：(1)A组由组由F1获得获得F2的方法是的方法是_，F2矮秆抗病矮秆抗病植株中不能稳定遗传的占植株中不能稳定遗传的占_。(2)、三类矮秆抗病植株中，最可能产生三类矮秆抗病植株中，最可能产生不育配子的是不育配子的是_类。类。

26、(3)A、B、C三组方法中，最不容易获得矮秆抗病三组方法中，最不容易获得矮秆抗病小麦品种的是小麦品种的是_组，原因是组，原因是_。41(4)通过矮秆抗病通过矮秆抗病获得矮秆抗病小麦新品种的方获得矮秆抗病小麦新品种的方法是法是_。获得的矮秆抗病植株中。获得的矮秆抗病植株中能稳定遗传的占能稳定遗传的占_。(5)在一块高秆在一块高秆(纯合子纯合子)小麦田中，发现了一株矮小麦田中，发现了一株矮秆小麦。请设计实验方案探究该矮秆性状出现的秆小麦。请设计实验方案探究该矮秆性状出现的可能原因可能原因(简要写出所用方法、结果和结论简要写出所用方法、结果和结论)。42【尝试解答】【尝试解答】(1)自交自交2/3(2)(3)C基因突变频率低且不定向基因突变频率低且不定向(4)秋水仙素秋水仙素(或低温或低温)诱导染色体加倍诱导染色体加倍100%(5)将矮秆小麦与高秆小麦杂交，如果子一代为将矮秆小麦与高秆小麦杂交，如果子一代为高秆，子二代高秆高秆，子二代高秆矮秆矮秆31(或出现性状分或出现性状分离离)，则矮秆性状是基因突变造成的，否则，矮，则矮秆性状是基因突变造成的，否则，矮秆性状是环境引起的。或将矮秆小麦与高秆小秆性状是环境引起