《人教版教学课件第六章第一节杂交育种与诱变育种》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教版教学课件第六章第一节杂交育种与诱变育种（35页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、新疆大光华国际学校新疆大光华国际学校高中生高中生物组物组 王永平王永平2011.11第第6 6章章 从杂交育种到基因工程从杂交育种到基因工程第第1 1节节 杂交育种与诱变育种杂交育种与诱变育种 远在远在古代，美洲印第安人古代，美洲印第安人选择选择和培育了许多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的条件下种植的，经过精作祭祀的玉米是在隔离的条件下种植的，经过精心的管理和认真选育，不仅穗大选育出来粒饱，心的管理和认真选育，不仅穗大选育出来粒饱，而且品质优良，无任何杂粒，这样就选育出了具而且品质优良，无任何杂粒，这样就选育
2、出了具有优良性状的玉米品种。有优良性状的玉米品种。资料资料1方法方法（汰劣留良）（汰劣留良）局限局限选择范围有限，育种周期长选择范围有限，育种周期长选择育种选择育种资料资料2小麦的高产（小麦的高产（D）对低产）对低产(d)是对显性，抗是对显性，抗病（病（T）对不抗病）对不抗病(t)是显性是显性.现有高产不抗病和现有高产不抗病和低产抗病的两种纯系小麦品种。低产抗病的两种纯系小麦品种。你用什么方法能把两个品种的优良性状你用什么方法能把两个品种的优良性状（高产、抗病）结合在一起，又能把双方的缺（高产、抗病）结合在一起，又能把双方的缺点都去掉？点都去掉？ 高产不抗高产不抗 低产抗病低产抗病 高抗高抗D
3、DttddTTDdTt(DT)高不抗高不抗 高抗高抗 低抗低抗 低不抗低不抗F3高不抗高不抗 高抗高抗 低抗低抗 低不抗低不抗DDTT稳定遗传的高产抗病品种稳定遗传的高产抗病品种杂交杂交自交自交选优选优自交自交选优选优显显性性纯纯合合子子品品种种隐隐性性纯纯合合子子品品种种双亲双亲F3自交自交.选出稳定遗传的个体，收获选出稳定遗传的个体，收获种子，扩大推广种子，扩大推广杂交杂交自交自交双亲双亲选出稳定遗传的个体，收获种选出稳定遗传的个体，收获种子，扩大推广子，扩大推广选优选优概念概念 杂交育种就是将杂交育种就是将两个两个或或多个多个品种的品种的优优良性状通过交配良性状通过交配集集中在一起，再经
4、过选择中在一起，再经过选择和培育，就得到新品种的方法。和培育，就得到新品种的方法。一、杂交育种一、杂交育种原理：原理： 基因重组基因重组优点：优点：使位于不同个体上的多个优良性状集中于一个使位于不同个体上的多个优良性状集中于一个个体上，即个体上，即“集优集优”,能产生新的基因型。能产生新的基因型。中国荷斯坦牛中国荷斯坦牛成就成就袁隆平杂交水稻袁隆平杂交水稻局限：局限：育种进程缓慢，过程复杂（自交选择需五育种进程缓慢，过程复杂（自交选择需五-六代六代,甚至十甚至十几代几代) )。利用已有基因的重组，按需选择，并不能创造新基因；利用已有基因的重组，按需选择，并不能创造新基因；概念概念二、诱变育种二
5、、诱变育种诱变育种就是利用诱变育种就是利用物理因素物理因素（如如X射线、射线、r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（亚硝酸、硫酸二乙脂等）来处理生物，（亚硝酸、硫酸二乙脂等）来处理生物，使生物发生基因突变。使生物发生基因突变。原理：原理： 基因突变基因突变 方法：方法： 优点：优点：产生产生新基因新基因和和新的性状；能提高变异的频率；新的性状；能提高变异的频率；后代变异性状能较快稳定，加速育种进程。后代变异性状能较快稳定，加速育种进程。物理方法（如物理方法（如物理方法（如物理方法（如xx射线，射线，射线，射线， 射线、紫外线，激光等）射线、紫外线，激光等）射线、紫
6、外线，激光等）射线、紫外线，激光等）化学方法（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）化学方法（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）化学方法（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）化学方法（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）太空育种（微重力、高真空等）太空育种（微重力、高真空等）太空育种（微重力、高真空等）太空育种（微重力、高真空等）黑黑农农大大豆豆局限：局限：具有不确定性；有利变异具有不确定性；有利变异少少，需大，需大量处理实验材料，工作量大。量处理实验材料，工作量大。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种单倍体育种依据依据原理原理常用常用方法方法优点优点缺点缺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杂交
7、杂交 自交自交选优选优物理方法物理方法化学方法化学方法用秋水仙素用秋水仙素处理萌发的处理萌发的种子或幼苗种子或幼苗花药离体培花药离体培养，秋水仙养，秋水仙素处理素处理产生产生新基因新基因；育种年限缩育种年限缩短短；提提高高变异频率。变异频率。可以可以集集中两中两个亲体的个亲体的优优良性状良性状年限年限短短，易易稳定稳定器官较大，器官较大，营养物质含营养物质含量高量高发育延发育延迟迟，结实率结实率低低有利变异有利变异少少，需大量处理实需大量处理实验材料验材料育种进程缓育种进程缓慢慢，过程复杂过程复杂高度不育，方高度不育，方法复杂，成活法复杂，成活率低率低三、几种育种方法的比较三、几种育种方法的比
8、较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
9、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2、下图是用某种作物的两个品
10、种、下图是用某种作物的两个品种和和分别培育出分别培育出、品品种的示意图，试分析回答：种的示意图，试分析回答： AABB E Ab - D AaBb F Aabb-aabb G AAaaBBbb-（1）用）用和和培育培育所采用的所采用的D和和F步骤分别是步骤分别是 和和 。其。其应用的遗传学原理是应用的遗传学原理是 。（2）用）用培育培育所采用的所采用的E和和H步骤分别是步骤分别是 和和 。 其应用的遗传学原理是其应用的遗传学原理是 。（3）用）用培育培育所采用的所采用的G步骤是步骤是 。其遗传学。其遗传学原理是原理是 。H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处理幼苗
11、秋水仙素处理幼苗染色体变异（单倍体育种）染色体变异（单倍体育种）秋水仙素处理幼苗秋水仙素处理幼苗染色体变异（多倍体育种）染色体变异（多倍体育种）1.识记并理解常见的育种方法。识记并理解常见的育种方法。2.课时讲练通课时讲练通。课后作业课后作业杂交育种交育种诱变育种育种多倍体育种多倍体育种单倍体育种倍体育种原理原理基因重基因重组基因突基因突变染色体染色体变异异染色体染色体变异异方法方法杂交交激光、射激光、射线或化或化学学药品品处理理秋水仙素秋水仙素处理萌理萌发种子或种子或幼苗幼苗花花药离体培养离体培养后加倍后加倍优点点可集中可集中优良良性状性状时间短短器官大和器官大和营养物养物质含量高含量高缩短
12、育种年限短育种年限缺点缺点育种年限育种年限长盲目性及突盲目性及突变频率率较低低动物中物中难以开展以开展成活率低，只适用成活率低，只适用于植物于植物举例例高杆抗病与高杆抗病与矮杆感病矮杆感病杂交交获得矮杆得矮杆抗病品种抗病品种高高产青霉菌株的青霉菌株的育成育成三倍体西瓜三倍体西瓜抗病植株的育成抗病植株的育成几种育种方法的比较几种育种方法的比较选选择择育育种种的的局局限限性性是是：只只能能利利用用生生物物在在自自然然环环境境条条件件下下产产生生的的有有限限变变异异，在在已已有有的的性性状状组组合合中中选育优良品种。选育优良品种。？能不能将不同品种中的优良性状结合在一起？进一步思考进一步思考v思考
13、:1.你预计在实际操作中会遇到哪些困难?深入思考深入思考？还有什么育种方法有可能缩短育种年还有什么育种方法有可能缩短育种年限，使具有小麦的矮杆抗锈病的品种能限，使具有小麦的矮杆抗锈病的品种能更迅速在生产实践上得到应用？更迅速在生产实践上得到应用？ 引入单倍体育种，将旧知识与新知识联系起引入单倍体育种，将旧知识与新知识联系起来，形成完整来，形成完整知识体系知识体系。 在杂交育种的过程中运用在杂交育种的过程中运用单倍体育种的方法可以显著缩单倍体育种的方法可以显著缩短育种进程。但是仍然不能产短育种进程。但是仍然不能产生新的基因，应怎样做才能生新的基因，应怎样做才能产产生生更多可供选择的更多可供选择的
14、新基因新基因呢？呢？ 回忆基因突变的相关知识回忆基因突变的相关知识递进式问题递进式问题讨论：讨论：v与杂交育种相比，诱变育种有什么优点？与杂交育种相比，诱变育种有什么优点？优点：创造新的基因，提高变异频率，加速育种过程，可优点：创造新的基因，提高变异频率，加速育种过程，可大幅度改良某些性状；变异范围广。大幅度改良某些性状；变异范围广。v联系基因突变的特点，谈谈诱变育种的局限联系基因突变的特点，谈谈诱变育种的局限性。性。局限性：由于突变的不定向性，有利变异少，必须大量处局限性：由于突变的不定向性，有利变异少，必须大量处理材料，因此该种育种方法具有一定的盲目性。理材料，因此该种育种方法具有一定的盲
15、目性。 v要克服这些局限性，可以采取什么办法？要克服这些局限性，可以采取什么办法？要想克服这些局限性，可以扩大诱变后代的群体，增加选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。择的机会。杂交育种杂交育种诱变育种诱变育种原理原理优点优点缺点缺点应用应用基因重组基因重组基因突变基因突变可以集中两个亲本可以集中两个亲本的优良性状的优良性状育种年限缩短，改良某些育种年限缩短，改良某些性状性状不能创造出新的不能创造出新的基因基因,育种时间长育种时间长有利不多，需大量处理有利不多，需大量处理小结小结太空辣椒的培育太空辣椒的培育 、青霉菌的、青霉菌的选育等微生物的育种方面选育等微生物的育种方
16、面用纯种高秆抗病小麦用纯种高秆抗病小麦与纯种矮秆不抗病小与纯种矮秆不抗病小麦培育矮秆抗病小麦麦培育矮秆抗病小麦 单倍体育种单倍体育种PDDTTddttF1DdTt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）采收种子留种采收种子留种 学生总结杂交育种的原理、优点、缺点学生总结杂交育种的原理、优点、缺点原理：原理：通过有性生殖实现基因重组（符合基因的自通过有性生殖实现基因重组（符合基
17、因的自由组合定律或染色单体上的基因重组）由组合定律或染色单体上的基因重组）优点优点：能根据人的预见把位于两个品种上的优良性：能根据人的预见把位于两个品种上的优良性状集于一身。状集于一身。缺点缺点：（：（1）只能利用已有基因的重组，按需选择，）只能利用已有基因的重组，按需选择，不能创造新的基因不能创造新的基因（2）杂交后代会出现分离现象，育种进程）杂交后代会出现分离现象，育种进程缓慢，过程复杂。缓慢，过程复杂。诱变育种诱变育种人工利用人工利用物理因素（如物理因素（如X射线、射线、射线、紫射线、紫外线、激光等）或化学因素（如亚硝酸、外线、激光等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）硫酸二乙酯等）来
18、处理生物，使生物发生来处理生物，使生物发生基因突变。基因突变。 应用：应用：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、，新品种具有抗病力强、产量高、品质好等优点。如产量高、品质好等优点。如“黑农五号黑农五号”大豆大豆，产量提高了产量提高了16%，含油量比原来提高了，含油量比原来提高了2.5%。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。1943年从自然界分离出来的青霉菌只能产生青霉素年从自然界分离出来的青霉菌只能产生青霉素20单位单位/mL。后来人们对青霉菌多次进行后来人们对青霉菌多次进行X射线射线、紫外线紫外线照射以及综合处理，培育成了青霉素高照射以及
19、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产菌株，目前青霉素的产量已达到5000060000单位单位/mL。中间为青霉菌，周围是细菌。中间为青霉菌，周围是细菌。 袁隆平（杂交水稻专家）袁隆平（杂交水稻专家）2000年国家最高科学技术奖年国家最高科学技术奖2004年十大感动中国人物之一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。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。淡薄名利，一介农
20、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。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。喜看稻菽千重浪，最是风流袁隆平。详情详情 进行情感教育进行情感教育F1:DdTtD_T_, D_tt , ddT_, ddttF2连续自交直至连续自交直至到不再发生性到不再发生性状分离为止状分离为止ddTT(矮抗矮抗) 像这样显性性状是优良性状，采用杂像这样显性性状是优良性状，采用杂交育种必须连续自交交育种必须连续自交45代后种子才相对代后种子才相对较纯，育种年限至少较纯，育种年限至少5年。年。高杆抗病高杆抗病 例例2：我我国国运运用用返返回回式式运运载载卫卫星星
21、搭搭载载水水稻稻种种子子，返返回回地地面面后后种种植植，培培育育出出的的水水稻稻穗穗长长粒粒大大，亩亩产产达达600kg，最最高高达达750kg，蛋蛋白白质质含含量量增增加加8%-20%，生生长长期期平平均均缩缩短短10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，产生变异的原因是因是_。 基因突变基因突变 各种宇宙射线和失重及高真空的作用，使基各种宇宙射线和失重及高真空的作用，使基因的分子结构发生改变。因的分子结构发生改变。 （2）这种方法育种的优点有）这种方法育种的优点有_。能提高变异频率，加速育种进程，并能大幅度能提高变异频率，加速育种进程，并能大幅度改良某些性状改良某些性状 二、诱变育种二、诱变育种 生产上利用杂种优势可以生产上利用杂种优势可以大幅度地提高产量。例如，大幅度地提高产量。例如，杂交高梁比纯系高梁增产杂交高梁比纯系高梁增产30%-50%30%-50%，杂交水稻比纯系，杂交水稻比纯系水稻增产水稻增产20%20%左右。左右。杂种优势杂种优势
