《6.1《遗传与进化-杂交育种与诱变育种》（必修2）3》由会员分享，可在线阅读，更多相关《6.1《遗传与进化-杂交育种与诱变育种》（必修2）3（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第一节 杂交育种与诱变育种袁隆平培养杂交水稻过程中，他利用了哪 一种变异的原理？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），），如果你是如果你是袁隆平，怎样才能得到矮秆抗病的优良品种（袁隆平，怎样才能得到矮秆抗病的优良品种（ddTTddTT）？）？想一想：植物杂交育种的方法以下是杂交的育种参考方案：以下是杂交的育种参考方案： 高抗高抗 矮不抗矮不抗 高抗高抗DDT
2、TddttDdTtddTt高抗 高不抗 矮抗 矮不抗ddTT矮抗ddTTddTt矮抗ddTT矮抗矮抗 矮不抗ddTtddTT杂交自交选优自交F3选优思考：要培育出 一个能稳定遗传 的植物品种至少 要几年？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） 和短毛折耳猫（和短毛折耳猫（bbeebbee），），你能否培育你能否培育 出能稳定遗传的长毛折耳猫（出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）长毛折耳猫短毛折耳猫长毛立耳猫长毛立耳 短毛折耳 BBEEbbee长毛立耳 BbEe长毛立耳BbEe长立 长折 短立 短
3、折 Bbee BBeeBBeeBbeebbeebbee长折 短折长折 长折 短折杂交F1间 交配选优测交 F3长折 短折思考：要培育出一个能 稳定遗传的动物品种至 少要几年？1 1、动物杂交育种中纯合子的获得不能通过逐代、动物杂交育种中纯合子的获得不能通过逐代自交，而应改为测交。自交，而应改为测交。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。例1：现有3个番茄品种，A品种的基因型为AABBdd，B 品种的基因型为AAbbDD，C品种的基因型为aaBBDD。3 对等位基因分别位于3对同源染色体上，并且分别控制叶 形、花色和果形3对性状。请回答：（1）如何运用杂交育种方法利用以上
4、3个品种获得基因型 为aabbdd的植株？（用文字简要描述获得过程即可）（1）A和B杂交得到杂交一代，杂交一代再与C杂交，得 到杂交二代，杂交二代自交，即可得到基因型为aabbdd 的种子，该种子可长成aabbdd植株 （2）如果从播种到获得种子需要一年，获得基因型为 aabbdd的植株最少需要多少年？4年结合上述几个实例，请总结出 杂交育种的优点和缺点？一、杂交育种原理： 基因重组方法： 优点：使位于不同个体上的多个优良性状集中于一个 个体上，即“集优”,能产生新的基因型。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 杂交自交选优 自交杂交育种不能创造新的基因，并且 所需时
5、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？缺点：1、只能利用已有基因的重组，并不能 产生新的基因； 2、杂交进程缓慢，过程繁琐，育种时 间长；3、只能进行本物种或亲缘关系较近的 物种杂交， 不能克服远源杂交不亲和的障碍 。二、诱变育种太空育种空间生命科学： 高真空(108pa) 微重力(104g) 强辐射二、诱变育种太空育种二、诱变育种利用物理因素（如X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。原理：基因突变二、诱变育种：例子l医药工业应用的青霉素就是利用普通青霉菌，经过 X射线的照射，产生的有利突变型。还有医学上应 用的
6、其他抗菌素如链霉素、地霉素、金霉素等，经 辐射处理的突变系，比原始品系抗菌素产量增长几 十倍到几百倍，促进和提高了抗菌素的生产。l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。例如用射线 处理水稻干种子，选出提早成熟15天的新品种，丰 产等性状仍旧保持下来，而且米粒中的蛋白质的含 量提高很多。又如用射线和其他诱变剂处理大豆， 培育出一种新品种。这品种含有改变了的酶系，在 同样的施肥和管理条件下可提高产量16%。二、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)处理生物，再选择 符合要求的变异类型 应用
7、:太空辣椒的培育 、青霉菌的选育等优点：1、提高突变的频率；2、能产生新的基因，大幅度地改良某些性状；3、较短时间内能获得稳定遗传的个体（缩短育种时间）。二、诱变育种诱变育种缺点：1、难以控制突变方向，具有一定的盲目性；2、有利个体不多，需要大量的处理生物材料，再进行选培养。例2：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
8、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 练习：人工诱变区别于自然诱变的突出特点 是（ ） A、产生的有利变异多，有利于培育新品种B、使变异的频率提高C、可人工控制变异方向来培育新品种D、产生的不利变异多对生物进化意义最大的变异是（ ） A、基因突变 B、基因的交叉互换 C、染色体变异 D、基因重组BA三、多倍体育种在育种过程中，人们用秋水仙素处理萌发 的种子或幼苗从而使细胞内染色体数目加倍， 染色体数目加倍的细胞继续进行正常的有丝分 裂，发育为多倍体植株，得到多倍体品种。 优点：种子与果实大，营养物质含量高。缺点：发育延迟，结实率低；适用于植物，在动物中难于开展。三、
9、多倍体育种l例3：秋水仙素处理萌发的幼苗时 ，可以诱导多倍体的产生，秋水仙素 的作用是 。 l三倍体植株需要授以二倍体的成熟 花粉，因为成熟花粉具有的色氨酸酶 系（促使合成生长素），通过授粉为 其子房的发育提供 。 l三倍体植株不能进行减数分裂的原 因是由于卵原细胞3个染色体组（ 3N=33），减数分裂时同源染色体联会 ，从而不能正常产生卵细胞。由此可 以获得的是 倍体果实，但是没有 种子的 。抑制纺锤体的形成 生长素 紊乱 三 无子西瓜 四、单倍体育种采用花药离体培养的方法获得单倍体植 株，再人工诱导染色体加倍（常用秋水仙素 ），获取自交不发生性状分离的稳定遗传的 纯系品种。优点：缩短育种年
10、限 ；获得优良纯种。缺点：但方法复杂，成活率较低。四、单倍体育种例4：已知小麦的高秆(D)对矮秆(d)为显性，抗锈病(T)对易感锈病(t)为显性，两对性状独立遗传。现在有高秆抗锈病 、高秆易感锈病 、矮秆易感锈病 的三个纯系品种，如何快速获取双优新品种矮秆抗锈病 ？(DDTT)(DDtt)(ddtt)(ddTT)（亲本）（亲本）F F1 1F F2 2（分离） 选择选择F F3 3（分离） 选择选择F F4 4（稳定品种）新品种新品种单倍体植株纯合二倍体纯合二倍体种 子长出的植株 （选择与鉴定）花药离体培养秋水仙素处理高产量的青霉菌株神奇的“太空椒”无籽西瓜无芒抗病的水稻诱变育种诱变育种诱变育
11、种诱变育种多倍体育种多倍体育种杂交育种杂交育种杂杂交育种诱变诱变 育种 多倍体育种单单倍体育种 处处 理原 理 优优 点缺 点五、比较各种育种的方法杂杂交育种诱变诱变 育种多倍体育 种单单倍体育 种 处处 理原 理 优优 点缺 点杂交辐射、射线化学药剂秋水仙素花药离 体培养基因重组基因突变染色体变异可以集中两 个亲体的优 良性状育种年限缩短 ，改良某些性 状果大，茎秆 粗，营养物 丰富年限短， 易稳定时间长有利不多， 需大量处理发育迟， 结实低高度不育 ，弱小杂杂杂杂交育种交育种诱变诱变诱变诱变 育种育种多倍体育种多倍体育种单单单单倍体育种倍体育种处处处处理理杂杂杂杂交交用射用射线线线线、激光
12、、激光、 化学化学药药药药品等品等处处处处理理 生物生物用秋水仙素用秋水仙素处处处处理理 种子或幼苗种子或幼苗花花药药药药离体培养离体培养原理原理通通过过过过基因重基因重组组组组把把 两两亲亲亲亲本的本的优优优优良性良性 状状组组组组合在同一后合在同一后 代中代中用人工方法用人工方法诱发诱发诱发诱发 基因突基因突变变变变，产产产产生生 新性状，新性状，创创创创造新造新 品种或新品种或新类类类类型型抑制抑制细细细细胞分裂中胞分裂中 纺锤纺锤纺锤纺锤 体的形成，体的形成， 使染色体数目加使染色体数目加 倍后不能形成两倍后不能形成两 个个细细细细胞胞诱导诱导诱导诱导 花粉直花粉直 接接发发发发育成植
13、株育成植株 ，再用秋水仙，再用秋水仙 素加倍成素加倍成纯纯纯纯合合 体体特点特点方法方法简简简简便，但需便，但需 较长较长较长较长 年限方可年限方可 获获获获得得纯纯纯纯合体合体加速育种的加速育种的进进进进程程 ，大幅改良某些，大幅改良某些 性状，但突性状，但突变变变变后后 有利个体往往不有利个体往往不 多多器官大，器官大，营营营营养物养物 质质质质含量高，但含量高，但发发发发 育延育延迟迟迟迟，结实结实结实结实 率率 低低缩缩缩缩短育种年限短育种年限 ，但方法复，但方法复杂杂杂杂 ，成活率，成活率较较较较低低举举举举例例高杆抗病与矮杆高杆抗病与矮杆 不抗病小麦不抗病小麦杂杂杂杂交交 产产产产
14、生矮杆抗病品生矮杆抗病品 种种高高产产产产量青霉素菌量青霉素菌 株的育成株的育成三倍体西瓜、八三倍体西瓜、八 倍体小黑麦倍体小黑麦抗病植株的育抗病植株的育 成成l目前培育良种有多种途径。其一是具有不同优点的亲本杂交，从其后代中选择理想的变异类型，变异来源于_,选育过程中性状的遗传遵 循_、_等定律。l其二是通过射线处理，改变已有品种的个别重要性状，变异来源于_,实质是细胞的DNA分 子上的碱基发生改变。l其三是改变染色体数目，如用秋水仙素处理植物 的分生组织，经过培育和选择能得到_植 株。基因重组基因 分离自由组合基因突变多倍体育种的方法有多种，各有各的优点，我们 要合理的有机结合各种方法，高
15、效的达到 各种目的。例6：如果水稻的某迟熟（AA)品种,那么我 们有什么好办法快速的得到早熟（aa）品种 ？四、灵活创新、实际应用人工诱变 + 单倍体育种早熟 品种 (aa)花药离 体培养当年就可以培育出优良新品种！迟熟 品种(AA)杂合 子(Aa)人工诱变幼苗 （A）幼苗 （a）秋水仙 素处理迟熟 品种 (AA)秋水仙 素处理时间：例7：下图表示以某种农作物（1）和（2）两个品种为基础，培育 出（4）、（5）、（6）、（7）四个品种的过程。指出下图中有关 过程的名称：例8： 下图是用某种作物的两个品种和分别培育出、 品种的示意图，试分析回答： AABB E Ab - D AaBb F Aabb-aabb G AAaaBBbb-（1）用和培育所采用的D和F步骤分别是 和 。其 应用的遗传学原理是 。（2）用培育所采用的E和H步骤分别是 和 。其应用的遗传学原理是 。（3）用培育所采用的G步骤是 。其遗传学原理是 。H 杂交自交 基因重组花药离 体培养秋水仙素 处理幼苗 染色体变
