吉林省松原市扶余县第一中学高中生物 第6章第1节《杂交育种与诱变育种》课件 新人教版必修2

1、第六章第六章 从杂交育种到基因工程从杂交育种到基因工程第一节第一节 杂交育种与诱变育种杂交育种与诱变育种 前面我们学习了基因的分离规律和自由组合规律，生物前面我们学习了基因的分离规律和自由组合规律，生物变异的来源变异的来源基因突变、基因重组、染色体变异，这些知基因突变、基因重组、染色体变异，这些知识能否应用与育种呢？自从人类种植作物和饲养动物以来，识能否应用与育种呢？自从人类种植作物和饲养动物以来，就从未停止过对品种的改良。就从未停止过对品种的改良。 玉米起源于美洲大陆，玉米起源于美洲大陆，1515世纪传入欧洲，世纪传入欧洲，1616世纪经世纪经葡萄牙传入中国，现在遍布全世界。远在古代，美洲的

2、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。原来他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件下种们把玉米奉为神灵，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，不仅果穗硕大、颗粒植的，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，这样就选育出了具饱满，而且品质优良，无任何杂粒，这样就选育出了具有优良性状的玉米品种。有优良性状的玉米品种。 现在请同学们分析古印第安人培育玉米的方法所现在请同学们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。隐含的遗传

3、学原理及其优缺点。（1 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 2）这里的）这里的“选择选择”的含义是的含义是 。（3 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”其中其中“隔隔离离”作用是作用是 _ _ （4 4）选择育种的优点是）选择育种的优点是: : 。缺点：缺点：_._. （5 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“汰劣留良汰劣留良”这这一措施？一措施？_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性状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的玉米杂交，

4、使优良性状得到不断的积累技术简单、容易操作技术简单、容易操作选择范围有限，育种周期长选择范围有限，育种周期长不是不是小麦高秆（小麦高秆（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，现有纯合的高秆抗锈病的小）为显性，现有纯合的高秆抗锈病的小麦（麦（DDTTDDTT）和矮秆不抗锈病的小麦（）和矮秆不抗锈病的小麦（ddttddtt），如果你是），如果你是育种工作者，怎样才能得到矮秆抗病的优良品种育种工作者，怎样才能得到矮秆抗病的优良品种（ddTTddTT）？用遗传图谱表示出来）？用遗传图谱表示出来. .想一想：植物杂交育种的方法

5、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ddTTF3 矮抗矮抗矮抗矮抗 矮不抗矮不抗ddTT 或或ddTt杂交杂交自交自交选优选优自交自交选优选优试一试：动物的杂交育种方法试一试：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），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

6、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2 2、比植物杂交育种所需年限短。、比植物杂交育种所需年限短。注意注意一、概念：一、概念： 将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，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。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

7、组基因重组三、常用方法：三、常用方法：四、优点：四、优点：将不同个体的优良性状集中到一个个体上将不同个体的优良性状集中到一个个体上五、缺点：五、缺点：育种时间长育种时间长杂交育种杂交育种结合上述几个实例，小结如下：结合上述几个实例，小结如下：杂交杂交 自交自交 选种选种 自交自交 我国科学家袁隆平多年来一直致力于杂交水稻的研究，取得了我国科学家袁隆平多年来一直致力于杂交水稻的研究，取得了骄人的成绩。我国有一半以上的稻田种植杂交水稻。水稻产量从原骄人的成绩。我国有一半以上的稻田种植杂交水稻。水稻产量从原来的每公顷来的每公顷45004500多千克增加到多千克增加到75007500千克。从千克。从1

8、9761976年到年到19981998年，累计年，累计增产粮食增产粮食3.53.5亿吨，平均每年多解决约亿吨，平均每年多解决约60006000万人的粮食问题。近年万人的粮食问题。近年来，全国杂交水稻年种植面积来，全国杂交水稻年种植面积2 24 4亿亩左右，全中国年增产的稻谷亿亩左右，全中国年增产的稻谷可以养活可以养活70007000多万人口。多万人口。70007000万意味着什么？每个人都能掂出其中万意味着什么？每个人都能掂出其中分量。分量。 袁隆平向世界宣布：袁隆平向世界宣布：“中国完全能解中国完全能解决自己的吃饭问题，中国还能帮助世界人决自己的吃饭问题，中国还能帮助世界人民解决吃饭问题民解

9、决吃饭问题”。中国黄牛中国黄牛荷斯坦荷斯坦弗里生牛弗里生牛 中国荷斯坦牛是将国外的荷斯坦中国荷斯坦牛是将国外的荷斯坦弗里生牛引种后，与我国黄牛进行杂交和选育，逐弗里生牛引种后，与我国黄牛进行杂交和选育，逐渐形成的优良品种。这种牛的泌乳期可达渐形成的优良品种。这种牛的泌乳期可达305d305d，年产乳量可达，年产乳量可达6300kg6300kg以上。以上。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

10、。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四四 、优点：、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：有利变异少，须大量处理实验材料有利变异少，须大量处理实验材料诱变育种诱变育种六、应用：六、应用：太空作物的培育太空作物的培育 、青霉菌的选育等。、青霉菌的选育等。六、应用六、应用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。19431943年从自然

11、界分离出来的青年从自然界分离出来的青霉菌只能产生青霉素霉菌只能产生青霉素2020单位单位/mL/mL。后来人们对青霉菌多次进。后来人们对青霉菌多次进行行X X射线、紫外线照射以及综合处理，培育成了青霉素高产射线、紫外线照射以及综合处理，培育成了青霉素高产菌株，目前青霉素的产量已达到菌株，目前青霉素的产量已达到50000500006000060000单位单位/mL/mL。农作物新品种的培育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。如新品种具有抗病力强、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%16%，含油量比原来提高了，含油量比原来提高

12、了2.5%2.5%。 在作物方面，应用诱变育种我国已培育出在作物方面，应用诱变育种我国已培育出100多种水稻、小多种水稻、小麦、玉米、大豆等优良品种。麦、玉米、大豆等优良品种。2 2、诱变育种除了采用常规的诱变育种方、诱变育种除了采用常规的诱变育种方法外，还采用法外，还采用太空育种太空育种。太空育种主要是利用返回太空育种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，通过强辐射、的高空环境，通过强辐射、微重力和高真空等条件使微重力和高真空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

13、：许多太空作物： 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、

14、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产生基因突高真空等，这些物理条件的综合作用使生物产生基因突变。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。白莲白莲:1994年江西广昌白莲研究所搭载白莲年江西广昌白莲研究所搭载白莲 种子种子442粒，粒，培育出太空莲培育出太空莲3号等新品号等新品 种，亩产达种，亩产达120千克，比原品千克，比原品种提高种提高88，平均粒重

15、，平均粒重22克，最大为克，最大为33克（原品克（原品种平均粒重为种平均粒重为1.1克），超过出口莲子标准。克），超过出口莲子标准。1 1、太空莲太空莲3 3号中有没有产生新基因？号中有没有产生新基因？ 2 2、诱发基因突变的条件有哪些？、诱发基因突变的条件有哪些？ 3 3、诱变育种有哪些优点？、诱变育种有哪些优点？ 4 4、有哪些因素可以诱导生物产生基因突变？、有哪些因素可以诱导生物产生基因突变？ 有新基因产生。有新基因产生。 微重力、宇宙射线、重粒子、变化磁场和高真空微重力、宇宙射线、重粒子、变化磁场和高真空。 可以提高突变率，或大幅度地改良某些品种可以提高突变率，或大幅度地改良某些品种。

16、 物理因素、化学因素和生物因素。物理因素、化学因素和生物因素。 太空船把太空船把20002000颗南瓜种子带上了太空，这些种子在宇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，经培育只有宙里经过了综合射线的作用，回到地面后，经培育只有很很少一部分少一部分能够发育成我们需要的优良性状，而大部分种子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没有发育或并不是我们希望得到的优良性状。科研人员经是我们希望得到的优良性状。科研人员经过过3 3个月个月的种植，长出的种植，长出150150公斤各种颜色的大南瓜。公斤各种颜色的大南瓜。 太空南瓜太空南瓜太空黄瓜太空黄瓜 诱

17、变育种的优点是能够提高突变率，在较短的时间内获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。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。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。加选择的机会。练习练习 :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）

18、用6060Co Co 辐射谷氨酸棒状杆菌，选育出合成谷氨酸的新菌种，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

19、育出抗倒伏、抗锈病的品种，所用方法是培育出抗倒伏、抗锈病的品种，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 诱变育种诱变育种杂交育种杂交育种诱变育种诱变育种单倍体育种单倍体育种多倍体育种多倍体育种原原理理常常用用方方法法优优点点缺缺点点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（成倍减少）（成倍减少）染色体变异染色体变异（成倍增加）

20、（成倍增加）杂交杂交用物理或化学用物理或化学方法处理生物方法处理生物花药离体培养花药离体培养单倍体单倍体秋秋水仙素处理水仙素处理纯种纯种秋水仙素秋水仙素处理处理使位于不同使位于不同个体的优良个体的优良性状集中于性状集中于一个个体上一个个体上提高变异频率提高变异频率加速育种进程加速育种进程有利变异少，有利变异少，需大量处理供需大量处理供试材料试材料明显缩短育种明显缩短育种年限，育种时年限，育种时间较短。间较短。技术复杂，需与技术复杂，需与杂交育种配合杂交育种配合各种器官大、各种器官大、营养成分高、营养成分高、抗性强抗性强与杂交育种与杂交育种配合；获得配合；获得的新品种发的新品种发育延迟育延迟育种

21、时间最长育种时间最长 例例1：现有：现有3个番茄品种，个番茄品种，A品种的基因型为品种的基因型为AABBdd，B品种的基因型为品种的基因型为AAbbDD，C品种的基因型为品种的基因型为aaBBDD。3对等位基因分别位于对等位基因分别位于3对同源染色体上，对同源染色体上，并且分别控制叶形、花色和果形并且分别控制叶形、花色和果形3对性状。请回答：对性状。请回答：（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个品种获得基因型为个品种获得基因型为aabbdd的植株？的植株？（用文字简要描述获得过程即可）（用文字简要描述获得过程即可）（1）A和和B杂交得到杂交一代，杂交一代再与杂交得

22、到杂交一代，杂交一代再与C杂交，得到杂交二代，杂交二代杂交，得到杂交二代，杂交二代自交，即可得到基因型为自交，即可得到基因型为aabbdd的种子，该种子可长成的种子，该种子可长成aabbdd植株植株 （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aabbdd的植株最少需要多的植株最少需要多少年？少年？4年年结合上述几个实例，请总结出杂交结合上述几个实例，请总结出杂交育种的优点和缺点？育种的优点和缺点？ 1、杂交育种所依据的原理是什么、杂交育种所依据的原理是什么 A.基因突变基因突变 B.基因自由组合基因自由组合 C.染色体交叉互换染色体交叉互换 D

23、.染色体变异染色体变异 2、据你所知道杂交选育新品种之外，杂交的、据你所知道杂交选育新品种之外，杂交的另一个结果是获得另一个结果是获得 A.纯种纯种 B.杂种表现的优势杂种表现的优势 C.基因突变基因突变 D.染色体变异染色体变异 3、在下列几种育种方法中，可以改变原有基因、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分子结构的育种方法是 A.杂交育种杂交育种 B.诱变育种诱变育种 C.单倍体育种单倍体育种 D.多倍体育种多倍体育种 4、现代农业育种专家采用诱变育种的方法改良、现代农业育种专家采用诱变育种的方法改良某些农作物的原有性状，其原因是：某些农作物的原有性状，其原因是： A.提高了后代的出苗率提高了后代的出苗率 B.产生的突变全部是有利的产生的突变