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1、1,第6章 从杂交育种到基因工程,第1节 杂交育种与诱变育种,选择育种,最早的育种方法：,玉米,最早的育种方法：,选择育种的优点：技术简单、容易操作,选择育种,缺点： 选择范围有限，育种周期长,选择育种是选择性状优良的个体传种。,每种生物都有不少性状，这些性状有些是优良的，有些是不良的，而且不同的优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，培育出具有优良性状组合的新品种。,选择育种的局限性：,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。,一、杂交育种,是将两个或多个品
2、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。,7,已知在荔枝的性状控制中， D基因：（无绿线）显性 d基因:（有绿线）隐性 T基因：（有甜味）显性 t基因：（无甜味）隐性 现有两株普通荔枝，一株的基因型是DDTT，另一株的基因型是ddtt。据题回答： （一）假如你是育种专家，能否利用普通荔枝得到“西园挂绿”（ddTT）？,典型例题讲解,8,绿甜 绿无甜,ddTt,ddTT,杂交,F3,方案一：杂交育种,9,假设现有长毛立耳猫（BBEE）和短毛折耳猫（bbee），你能否培育出能稳定遗传的长毛折耳猫（BBee）？写出育种方案（图解）,长毛折耳猫,短毛折耳猫,长毛立耳猫,试一
3、试：动物育种的方法,10,长毛立耳 短毛折耳,BBEE,bbee,长毛立耳,BbEe,（保留）,（淘汰）,！,注意,一、F2代中符合要求的个体要得到纯合子： 1.植物： 2.动物：,多代自交，直到不发生性状分离为止。 分别进行测交，找出纯合子即可。,比植物杂交育种所需年限短。,杂交育种,原理：,基因重组,方法：,优点：,操作简单，目的性强，能使同种生物的不同优良性状集中于同一个体，即“集优”，具有预见性，能产生新的基因型。,缺点：,育种年限长，杂交后代会出现性状分离；而且 只适用于有性生殖的生物，存在远缘杂交不亲和的障碍。,应用：,用纯种高秆抗病小麦与纯种矮秆不抗病小麦培育矮秆抗病小麦。,总结
4、,（多次）,纯种,杂种优势,杂种优势是生物界普遍存在的现象。,Eg. 骡（体力强大，耐力好）,是指基因型不同的亲本个体相互杂交产生的杂种第一代，在生长势、生活力、繁殖力、抗逆性、产量和品质等一种或多种性状上优于两个亲本的现象。,骡能吃苦耐劳，可以在马、驴等牲畜不能承担其艰苦的条件下工作。骡的高度、皮毛的均匀度、颈部和臀部的形状与马相似。此外头部短而粗，耳长，肢瘦，蹄小和毛短等方面像驴。,杂交育种是利用基因重组的原理，一般发生在有性生殖的减数分裂过程中。微生物一般不能进行减数分裂，因此一般不用杂交育种的方法对微生物进行育种。,1. 杂交育种能否用于微生物育种？,2. 杂交育种不能创造新的基因，并
5、且所需时间要长，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？,思考：,16,方案二：单倍体育种,若从播种到收获种子需要一年,则培育出能稳定遗传的矮杆抗病的品种至少需要几年?,选育出需要的矮抗品种,杂交育种,ddTT,F3,单倍体育种,明显缩短育种年限，加速育种进程。利用单倍体作中间环节培育可育的纯合子只需两年时间可完成，而常规的育种方法获得一个纯系一般需58年时间。,原理,优点,方法,染色体数目变异,选择亲本有性杂交F1花粉离体培养获得单倍体植株诱导染色体加倍获得可育纯合子选择所需要的类型。,缺点,技术较复杂，需与杂交育种结合，多限于植物。,二、诱变育种,利用物理因素（如X
6、射线，紫外线，激光等）或化学因素（如亚硝酸等）处理生物，使生物发生基因突变。,用这种方法可以提高突变率，在较短时间内获得更多的优良变异类型。,20,应用：,1.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“黑农五号”大豆，产量提高了16%，含油量比原来提高了2.5%。,在作物方面，应用诱变育种我国已培育出100多种水稻、小麦、玉米、大豆等优良品种。,资料：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（103克106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变。,21,太空船把2000颗南
7、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，经培育只有很少一部分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是我们希望得到的优良性状。科研人员经过3个月的种植，长出150公斤各种颜色的大南瓜。,“神舟”三号飞船上搭载的38种共计200克,神舟三号”飞船从太空带回的试管种苗,太空青茄大过小孩头,太空水稻搭载前后株系对比,23,24,甘肃种植的太空育种的蔬菜,用于微生物育种 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20单位/mL。后来人们对青霉菌多次进行X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500
8、0060000单位/mL。,中间为青霉菌，周围是细菌。,诱变育种,原理：,基因突变,方法：,物理方法(紫外线、射线、失重等)或化学方法(亚硝酸、硫酸二乙酯等)处理植株，再选择符合要求的变异类型。,优点：,产生新基因和新的性状，能提高变异的频率，加速育种进程。,缺点：,诱发突变的方向难以掌握，有利个体不多，须大量处理供试材料，工作量大。,应用:,太空辣椒的培育 、青霉菌的选育等。,例4：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600kg，最高达750kg，蛋白质含量增加8%-20%，生长期平均缩短10天。请回答：,（1）水稻产生这种变异的来源是_，产生变异
9、的原因是_。,基因突变,各种宇宙射线和失重的作用，使基因的分子结构发生改变。,（2）这种方法育种的优点有_。,能提高变异频率，加速育种进程，并能大幅度改良某些性状。,基因重组,基因突变,染色体变异（成倍减少）,染色体变异（成倍增加）,杂交,用物理或化学方法处理生物,花药离体培养单倍体秋水仙素处理纯种,秋水仙素处理,使位于不同个体的优良性状集中于一个个体上,提高变异频率，加速育种进程，,有利变异少，需大量处理供试材料,明显缩短育种年限，育种时间较短。,技术复杂，需与杂交育种配合,各种器官大、营养成分高、抗性强,与杂交育种配合；获得的新品种发育延迟,育种时间最长,例1：杂交育种中，杂交后代的性状一
10、出现就能稳定遗传的是（ ） A、优良性状 B、隐性性状 C、显性性状 D、相对性状 例2、中国返回式卫星搭载的水稻种子，由太空返回 后经地面种植，培养出的水稻穗多粒大，营养成分高，这种育种属于（ ） A、杂交育种 B、诱变育种 C、单倍体育种 D、多倍体育种,B,B,小试身手,例3、农作物育种上，采用的方法有：诱变育种、 杂交育种、多倍体育种、单倍体育种，它们的理论 依据依次是（ ） 基因突变；基因交换 ； 基因重组；染色体变异。 A、 B、 C、 D、 例4、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（ ） A、杂交育种 B、诱变育种 C、单倍体育种 D、多倍体育种,A,B,
11、例5、通过诱变育种培育的是（ ） A.三倍体无子西瓜 B.青霉素高产菌株 C.二倍体无子番茄 D.八倍体小黑麦,B,练习6 :请写出下面各项培育方法： （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是 。 （2）用60Co 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 。 （3）用小麦和黑麦培育八倍体黑小麦的方法是 。 （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，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 。 （5）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 。 （6）用秋水仙素或硫
12、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 。,单倍体育种,诱变育种,多倍体育种,诱变育种,杂交育种,诱变育种,33,解析：选B。本题主要考查遗传病的调查。具体分析如下：,3基因型Mm的动物，在其精子形成过程中，基因MM、mm、Mm分开，分别发生在( ) 精原细胞形成初级精母细胞 初级精母细胞形成次级精母细胞 次级精母细胞形成精子细胞 精子细胞形成精子 A B C D,B,6(2011年高考山东卷)基因型为AaXBY的小鼠仅因为减数分裂过程中染色体未正常分离，而产生一个不含性染色体的AA型配子。等位基因A、a位于2号染色体。下列关于染色体未分离时期的分析，正确的是
13、( ) 2号染色体一定在减数第二次分裂时未分离 2号染色体可能在减数第一次分裂时未分离 性染色体可能在减数第二次分裂时未分离 性染色体一定在减数第一次分裂时未分离 A B C D,A,2曾经有几篇新闻报道描述了一个惊人的发现：有2%4%的精神病患者的性染色体组成为XYY。XYY综合征患者有暴力倾向，有反社会行为。有人称多出的这条Y染色体为“犯罪染色体”。下列关于XYY综合征的叙述正确的是( ) A 患者为男性，是由于母方减数分裂产生异常的卵细胞所致 B 患者为男性，是由于父方减数分裂产生异常的精子所致 C 患者为女性，是由于母方减数分裂产生异常的卵细胞所致 D 患者为女性，是由于父方减数分裂产
14、生异常的精子所致,B,3、二倍体生物中，可能含有一个染色体组的细 胞是 A.子房壁细胞 B.珠被细胞 C.花粉细胞 D.柱头细胞,4、将基因型为AaBb（独立遗传）的玉米的一粒 花粉离体培养获得幼苗，再用秋水仙素处理幼 苗，获得的植株基因型为 A.AB或ab或Ab或aB B.AABB或aabb或AABb或aaBb c.ABB或abb或Abb或aBB D.AABB或aabb或AAbb或aaBB,5.某家庭父亲正常，母亲色盲，生了一个性染色体 为XXY的色觉正常的儿子，产生这种染色体数目 变异的原因很可能是 （ ） A胚胎发育的卵裂阶段出现异常 B正常的卵与异常的精子结合 C异常的卵与正常的精子结合 D异常的卵与异常的精子结合,B,6.就二倍体而言，下列组合中属于配子的是( ) A、MMNN B、Mm C、MN D、Nn,3.某家庭父亲正常，母亲色盲，生了一个性染色体 为XXY的色觉正常的儿子，产生这种染色体数目 变异的原因很可能是 （ ） A胚胎发育的卵裂阶段出现异常 B正常的卵与异常的精子结合 C异常的卵与正常的精子结合 D异常的卵与异常的精子结合,4.基因型为AAbb和aaBB的植物杂交得到F1，对其幼苗 用适当浓度秋水仙素来处理，该植物的基因型和染 色体倍数分别是（ ） AAAaaBBbb 四倍体 BAaBb 二倍体 CAAbb 二倍体 DAAaaBBbb 八倍体,B,A,
