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1、必修二 生物,（人教版）,第1节 杂交育种与诱变育种,第六章 从杂交育种到基因工程,1.选择育种 原理：利用生物的变异，通过长期选择，汰劣留良，培 养出优良品种。 不足：育种周期长，选择的范围有限。,2.杂交育种,例如：如何利用纯种的高秆抗锈病(DDRR)和矮秆不抗锈病(ddrr)的水稻植株获得优良性状且能稳定遗传的品种。,第一步：先杂交得到高抗植株；第二步：将矮抗植株连续自交直至不再发生性状分离为止。,P DDRR ddrr,F1:DdRr,ddRR(矮抗),像这样显性性状是优良性状，采用杂交育种必须连续自交45代后种子才相对较纯，育种年限至少5年。,一、概念：,将两个或多个品种的优良性状通
2、过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。,二、依据原理：,基因重组,三、常用方法：,四、优点：,将不同个体的优良性状集中到一个个体上,五、缺点：,育种时间长,杂交育种,袁隆平（杂交水稻专家） 2000年国家最高科学技术奖；2004年十大感动中国人物之一。 颁奖辞：他是一位真正的耕耘者。当他还是一个乡村教师时，已具有颠覆世界权威的胆识；当他名满天下时，却仍专注于田畴。淡薄名利，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。,选育纯种,选用纯合亲本杂交,利用现有基因重新组合,选种,连续自交,中国黄牛,中国荷斯坦牛,荷斯坦牛,假设现
3、有长毛黑色猫（BBEE）和短毛白色猫（bbee），你能否培育出能稳定遗传的长毛白色猫（BBee）？ P BBEE bbee F1 BbEeBbEe F2 Bbee 或 BBee bbee,！,注意,1.动物育种一般采用杂交育种和诱变育种。 2.动物杂交育种中不能自交，所以F1不能自交，但可 以利用F1的雌雄个体进行杂交繁殖； 3.在F2中可以用测交的方法判断杂合子和纯合子； 4.动物杂交育种，不能用单倍体育种的方法。 5.比植物杂交育种所需年限短。,杂种优势：是指基因型不同的亲本相互杂交产生的杂种一代，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。杂种优势在
4、F1代表现最明显。例如：我国劳动人民用马和驴杂交获得体力强大，耐力好的杂种骡。,杂种优势主要利用杂种F1代的优良性状，并不要求遗传上的稳定。需年年制种。如水稻的杂优种，每年农科站都有供应。,2单倍体育种 （1）原理：染色体变异 （2）方法：花药离体培养获得单倍体植株，再人工诱 导染色体数目加倍。 （3）举例：已知小麦的高秆（D）对矮秆（d）为显 性，抗锈病（R）对易染锈病（r）为显性，两对 性状独立遗传。现有高秆抗锈病、矮秆易染病两 纯系品种。要求用单倍体育种的方法培育出具有 优良性状的新品种。,让纯种的高秆抗锈病和矮秆易染锈病小麦杂交得F1 ； 取F1的花药离体培养得到单倍体； 用秋水仙素处
5、理单倍体幼苗，使染色体加倍，选取具有矮秆抗病性状的个体即为所需类型。 （4）特点：由于得到的个体基因都是纯合的，自交后 代不发生性状分离，所以相对于杂交育种来说， 明显缩短了育种的年限。,P DDRR ddrr F1 DdRr 花药（配子） DR Dr dR dr 单倍体 DR Dr dR dr 纯合子 DDRR DDrr ddRR ddrr,秋水仙素诱导染色体加倍,离体培养（组织培养技术）,减数分裂,选取ddRR（矮抗）即为所需类型,杂交,（亲本）,F1,F2,（分离）,选择,F3,（分离）,选择,杂交 育种,F4,（稳定品种）,新品种,（选择与鉴定）,花药离体培养,秋水仙素处理,？,？,？
6、,3多倍体育种： （1）原理：染色体变异 （2）方法：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，即可发育成 多倍体植株。 （3）举例： 三倍体无子西瓜的培育,诱变育种,1）概念：人工利用物理因素（如X射线、射线、紫外线、 激光等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）来 处理生物，使生物发生基因突变。,2）优点：能提高突变率，产生新基因；在较短时间内获 得更多的优良变异类型。,3）应用： 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%。,资料：航天技术
7、的发展，使人类利用太空资源的愿望变成了现实。自1987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11次航天育种搭载试验，试验品种达1200多种。 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。 据统计，航天育种变异率达4以上，株高变异为40cm30cm，果重变异达70100（蔬菜），生育期变异为3天10天。,当神舟六号航天飞船搭载着两位英雄宇航员成功返航时，一些特殊的乘客也回到了地球。他们是一些：生物菌种、植物组培苗和作物、植物、花卉种
8、子等。在太空周游了115小时32分钟，返回地球后，搭载单位的科研人员将继续对它们进行有关试验。 回答： （1）作物种子从太空返回地面后种植，往往能出现新的变异特征。这种变异的来源主要是植物种子经太空中的 辐射后，其 发生变异。请预测可能产生的新的变异对人类是否有益? ，你判断的理由是 。 （2）试举出这种育种方法的优点,宇宙射线等,基因,不一定,基因突变是不定向的,变异频率高，大幅度改良某些性状,太空椒 普通椒,4）局限性：诱变育种的方向难以掌握，诱变体难以 集中多个理想性状。,5）克服方法：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。,原因：基因突变是随机不定向的。,讨论：
9、怎样克服？,课堂小结,这些题你会做吗？,1.杂交育种所依据的主要遗传学原理是( ) A.基因突变； B.基因自由组合； C.染色体交叉互换： D.染色体变异。,B,2.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 3.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( ) A.提高了后代的出苗率 B.产生的突变全部是有利的 C.提高了后代的稳定性 D.能提高突变率以供育种选择,B,D,4.60Co是典型的放射源，可用于作物诱变育种。我国运用这种方法培育出了许多农作物新品种，如棉花高产品种“鲁
10、棉1号”，在我国自己培养的棉花品种中栽培面积最大。 射线处理后主要引起 ，从而产生可遗传的变异。除射线外，用于诱变育种的其他物理诱变因素还有 、 和 。,答案：基因突变；x射线；紫外线；激光,为提高农作物的单产量，获得早熟、抗倒伏、抗病等性状，科学工作者往往要采取多种育种方法来培育符合农民要求的新品种，请根据下面提供的材料，每小组设计一套育种方案：,已有的材料：A小麦的高秆（显性）抗锈病（显性）纯种，B小麦的矮秆不抗锈病纯种，C水稻的迟熟种子 非生物材料：根据需要自选,（1）育种名称： （2）所选择的生物材料： （3）希望得到的结果： （4）预计产生这种结果的（所需类型）的几率 （5）写出育种
11、的简要过程（可用图解） （6）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。,试试看，你行吗？,生物材料：A小麦的高秆（显性）抗锈病（显性）纯种，B小 麦的矮秆不抗锈病纯种，C水稻的迟熟种子 非生物材料：根据需要自选,方案2： （1）育种名称：单倍体育种 （2）所选择的生物材料：A、B。 （3）希望得到的结果：矮秆抗锈病。 （4）预计产生这种结果的（所需类型）的几率：1/4。 （5）写出育种的简要过程（可用图解） 高抗矮病 F1高抗 F1花药离体培养 单倍体植株，再经秋水仙素处理，染色体加倍成为纯合的高抗、矮抗、高病、矮病植株。 （6）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。 挑选矮秆抗锈病的植株即可。,方案3
12、： （1）育种名称：诱变育种 （2）所选择的生物材料：C。 （3）希望得到的结果：早熟水稻。 （4）预计产生这种结果的（所需类型）的几率：极低或不出现。 （5）写出育种的简要过程（可用图解） 用射线、激光照射或秋水仙素等化学试剂处理（或用太空飞船搭载）水稻，使之产生基因突变。 （6）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。 将处理的水稻种植下去，进行观察，选择矮秆抗倒伏的水稻，并纯化。,试试看，你能行吗？,(1)指出下列各种交配方式：由品种和培育出的过程I是，由品系培育出品种经过的过程V是。,（2）品系是一种植株，由品系经过过程III培养品种常用的方法是。,（3）品种形成品种经过的过程VI中常用处理
13、。,（4）品种直接形成品种的过程需经，由品种产生品种的最简便方法是。,试试看，你能行吗？,(1)指出下列各种交配方式：由品种和培育出的过程I是，由品系培育出品种经过的过程V是。,（2）品系是一种植株，由品系经过过程III培养品种常用的方法是。,（3）品种形成品种经过的过程VI中常用处理。,（4）品种直接形成品种的过程需经，由品种产生品种的最简便方法是。,番茄:1992年黑龙江农科院搭载“组培大黄”番茄纯系，经4代培育，育出“宇番1号”番茄新品种，亩产达6000千克，比原品种提高50，维生素C含量为1783毫克100克，提高333，可溶性固形物为2.9，提高70.6，目前已推广万亩。 白莲:1994年江西广昌白莲研究所搭载白莲种子442粒，培育出太空莲3号等新品种，亩产达120千克，比原品种提高88，平均粒重22克，最大为33克（原品种平均粒重为1.1克），超过出口莲子标准。,“宇番1号”和太空莲3号中有没有产生新基因？ 2.太空中诱发基因突变的条件有哪些？ 3.航天诱变育种有哪些优点？ 4.地面上有哪些因素可以诱导生物产生基因突变？,答案： 1.有新基因产生。 2.微重力、宇宙射线、重粒子、变化磁场和高真空。 3.可以提高突变率，或大幅度地改良某些品种。 4.物理因素、化学因素和生物因素。,
