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1、第六章 从杂交育种到基因工程Content 第一节第一节 杂交育种与诱变育种杂交育种与诱变育种一、杂交育种一、杂交育种1.1.概念：将两个或多个品种的概念：将两个或多个品种的 通过交配集中在一起，通过交配集中在一起，再经过再经过 ，获得新品种的方法。，获得新品种的方法。2.2.原理：原理： 。3.3.过程过程( (以高产抗病小麦品种的选育为例以高产抗病小麦品种的选育为例) )亲代亲代 高产、不抗病高产、不抗病低产、抗病低产、抗病杂交第一代杂交第一代 高产、抗病（均为显性性状）高产、抗病（均为显性性状）第二代第二代 选出选出 个体个体 连续自交连续自交 选出选出 的所有高产、抗病个体的所有高产、
2、抗病个体 新的优良品种新的优良品种不发生性状分离不发生性状分离优良性状优良性状选择和培育选择和培育基因重组基因重组高产、抗病高产、抗病4.4.优点：操作方便优点：操作方便5.5.应应用用农业生产农业生产改良作物品质改良作物品质提高农作物提高农作物 的育种：培养适应性强的乳用、肉的育种：培养适应性强的乳用、肉 用或乳肉兼用型优良品种用或乳肉兼用型优良品种二、诱变育种二、诱变育种1.1.概念：利用概念：利用 因素（如因素（如X X射线、射线、射线、射线、 等）等）或或 因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）来处理生物，使生物发因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）来处理生物，使生物发生生 ，从而获得优良变异类型的
3、育种方法。，从而获得优良变异类型的育种方法。2.2.原理：原理： 。3.3.优点：可以提高优点：可以提高 ， 获得更多的获得更多的 优良变异类型；大幅度地改良某些性状。优良变异类型；大幅度地改良某些性状。 4.4.应用：主要用于应用：主要用于 育种，如培育育种，如培育 的的“黑农五号黑农五号”大豆品种和青霉素高产菌株的选育。大豆品种和青霉素高产菌株的选育。农作物和微生物农作物和微生物单位面积的产量单位面积的产量家畜、家禽家畜、家禽物理物理紫外线、激光紫外线、激光化学化学基因突变基因突变基因突变基因突变突变率突变率在较短时间内在较短时间内Content学点一学点一 杂交育种杂交育种1.1.杂交育
4、种的概念：将两个或多个品种的优良性状通过交配集杂交育种的概念：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，中在一起，再经过选择和培育， 获得新品种的方法。获得新品种的方法。说明：杂交育种中进行交配的是同一物种的不同品种，不同物说明：杂交育种中进行交配的是同一物种的不同品种，不同物种之间一般不能进行交配。种之间一般不能进行交配。2.2.杂交育种的原理：自由组合定律（基因重组）。即利用有性杂交育种的原理：自由组合定律（基因重组）。即利用有性杂交手段，将人们所需的位于不同个体上的优良性状集中在一个杂交手段，将人们所需的位于不同个体上的优良性状集中在一个个体上。个体上。Conten
5、t3.3.杂交育种的基本步骤：杂交育种的基本步骤：(1)(1)选择具有优良性状的两个亲本，让其杂交。选择具有优良性状的两个亲本，让其杂交。(2)(2)让子一代杂交。让子一代杂交。(3)(3)从子二代中选出符合要求的个体，让其进行多次自交，纯从子二代中选出符合要求的个体，让其进行多次自交，纯化获得新品种。化获得新品种。说明：对于进行有性生殖的生物，如小麦、大豆等，必须连续说明：对于进行有性生殖的生物，如小麦、大豆等，必须连续自交获得纯合体，防止后代发生性状分离；对于进行无性生殖的自交获得纯合体，防止后代发生性状分离；对于进行无性生殖的生物，如马铃薯、果树等，只要获得该优良性状的个体，即可通生物，
6、如马铃薯、果树等，只要获得该优良性状的个体，即可通过无性生殖产生优良后代，而不必连续自交。过无性生殖产生优良后代，而不必连续自交。4.4.杂交育种的优缺点：杂交育种的优缺点：(1)(1)优点：改良动、植物的品质，可以把多个品种的优良性状优点：改良动、植物的品质，可以把多个品种的优良性状集中在一起。集中在一起。(2)(2)缺点：杂交后代会出现性状分离，育种周期长，育种筛选缺点：杂交后代会出现性状分离，育种周期长，育种筛选过程繁杂。过程繁杂。5.5.杂交育种的实例：杂交育种的实例：如培育符合要求的新品种：已知小麦的高秆（如培育符合要求的新品种：已知小麦的高秆（D D）对矮秆（）对矮秆（d d）为显
7、性、抗锈病（为显性、抗锈病（R R）对易染锈病（）对易染锈病（r r）为显性，两对性状独立遗）为显性，两对性状独立遗传，现有高秆抗锈病、矮秆易染锈病两纯系品种。要求使用杂交传，现有高秆抗锈病、矮秆易染锈病两纯系品种。要求使用杂交育种的方法培育出具有优良性状的新品种。育种的方法培育出具有优良性状的新品种。（1 1）让纯种的高秆抗锈病和矮秆易染锈病杂交得）让纯种的高秆抗锈病和矮秆易染锈病杂交得F F1 1；（2 2）让）让F F1 1自交得自交得F F2 2；（3 3）选取）选取F F2 2中矮秆抗锈病的小麦自交得中矮秆抗锈病的小麦自交得F F3 3；（4 4）留）留F F3 3中未出现性状分离的
8、矮秆抗锈病个体，对于中未出现性状分离的矮秆抗锈病个体，对于F F3 3中出中出现性状分离的再重复自交，直至不再出现性状分离。现性状分离的再重复自交，直至不再出现性状分离。Content【例例1 1】杂交育种是植物育种的常规方法，其选育新品种的一般方法是杂交育种是植物育种的常规方法，其选育新品种的一般方法是 ( )( ) A. A.根据杂种优势原理，从子一代中即可选出根据杂种优势原理，从子一代中即可选出 B.B.从子三代中选出，因为子三代才会出现纯合体从子三代中选出，因为子三代才会出现纯合体 C.C.既可从子二代中选出，也可从子三代中选出既可从子二代中选出，也可从子三代中选出 D.D.只能从子四
9、代中选出能稳定遗传的新品种只能从子四代中选出能稳定遗传的新品种C C【解析解析】杂交育种从子二代出现性状分离。杂交育种从子二代出现性状分离。Content常见杂交育种的区别常见杂交育种的区别1.1.培育常规的纯合子品种培育常规的纯合子品种（1 1）培育隐性纯合子品种：选取双亲）培育隐性纯合子品种：选取双亲 子一代子一代 选出符合要求的优良性状个体即可以推广。选出符合要求的优良性状个体即可以推广。（2 2）培育显性纯合子品种：选取双亲）培育显性纯合子品种：选取双亲 子一代子一代 子二代子二代选出符合要求的选出符合要求的 子三代子三代选出符合要求的优良选出符合要求的优良性状个体性状个体 选出能稳定
10、遗传的个体推广。选出能稳定遗传的个体推广。2.2.培育杂合子品种：选取双亲培育杂合子品种：选取双亲 ，年年制种。，年年制种。杂交杂交自交自交杂交杂交自交自交自交自交杂交杂交子二代子二代优良性状个体优良性状个体自交自交子一代子一代Content1.1.育种专家用高秆抗锈病水稻与矮秆不抗锈病水稻杂交，培育出了育种专家用高秆抗锈病水稻与矮秆不抗锈病水稻杂交，培育出了 矮秆抗锈病水稻，这种水稻出现的原因是矮秆抗锈病水稻，这种水稻出现的原因是 ( )( ) A. A.基因突变基因突变B.B.基因重组基因重组 C.C.染色体变异染色体变异D.D.环境条件的变化环境条件的变化B B学点二学点二 诱变育种诱变
11、育种1.1.诱变育种的概念：利用物理因素（如诱变育种的概念：利用物理因素（如X 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、硫酸二乙酯等）来处外线、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，利用这些突变培育新品种。理生物，使生物发生基因突变，利用这些突变培育新品种。2.2.诱变育种的原理：基因突变。自然状态下，生物发生基因诱变育种的原理：基因突变。自然状态下，生物发生基因突变的频率极低，满足不了人们育种的需要。利用人工处理诱突变的频率极低，满足不了人们育种的需要。利用人工处理诱发基因突变，可以提高基因突变的频率，获得大量变异个体，发基因突
12、变，可以提高基因突变的频率，获得大量变异个体，从而提高育种的效率。从而提高育种的效率。3.3.诱变育种的方法：运用物理的或者化学的手段处理萌发的诱变育种的方法：运用物理的或者化学的手段处理萌发的种子或者幼苗，诱发基因突变，从中选出所需要的突变个体，种子或者幼苗，诱发基因突变，从中选出所需要的突变个体，然后进行培育推广。然后进行培育推广。4.4.诱变育种的主要类型：诱变育种的主要类型：（1 1）辐射诱变：各种射线如）辐射诱变：各种射线如X X射线、射线、射线、紫外线等的照射线、紫外线等的照射都可以使生物在射都可以使生物在DNADNA复制时诱发基因突变。复制时诱发基因突变。说明：太空育种实际上就是
13、辐射诱变育种。说明：太空育种实际上就是辐射诱变育种。（2 2）化学诱变：许多化学药剂能够在）化学诱变：许多化学药剂能够在DNADNA复制时，使复制时，使DNADNA分子分子发生碱基对的缺失、替换等，导致发生基因突变。发生碱基对的缺失、替换等，导致发生基因突变。5.5.诱变育种的优缺点：诱变育种的优缺点：（1 1）优点：）优点：提高变异频率，人工诱变的突变频率是自然突提高变异频率，人工诱变的突变频率是自然突变的变的101010001000倍，能够产生多种多样的新类型，为育种创造丰富倍，能够产生多种多样的新类型，为育种创造丰富的原材料。的原材料。诱变育种可以加速育种进程。诱变育种可以加速育种进程。
14、大幅度改良某些性大幅度改良某些性状，增强抗逆性。状，增强抗逆性。（2 2）缺点：由于突变的不定向性，基因突变产生的有利性状）缺点：由于突变的不定向性，基因突变产生的有利性状往往不多，育种具有一定的盲目性，而且突变个体难以集中多个往往不多，育种具有一定的盲目性，而且突变个体难以集中多个优良性状，需要处理大量的实验材料，工作量很大。优良性状，需要处理大量的实验材料，工作量很大。Content【例例2 2】诱变育种有许多突出的优点，也存在一些缺点，下列分析正确诱变育种有许多突出的优点，也存在一些缺点，下列分析正确 的一组是的一组是 ( )( ) 结实率低，发育迟缓结实率低，发育迟缓 有利个体不多，需
15、要大量材料有利个体不多，需要大量材料 大幅度改良某些性状大幅度改良某些性状 茎秆粗壮，果实种子大，营养物质含量高茎秆粗壮，果实种子大，营养物质含量高 提高变异频率，使后代变异性状较为稳定，因而可加速育种进程提高变异频率，使后代变异性状较为稳定，因而可加速育种进程 A.A.B.B.C.C.D.D.C C【解析解析】“结实率低，发育迟缓结实率低，发育迟缓”“”“茎秆粗壮，果实种子大，茎秆粗壮，果实种子大，营养物质含量高营养物质含量高”是多倍体植株的特点。是多倍体植株的特点。Content1.1.人工处理诱发基因突变频率能提高基因的人工处理诱发基因突变频率能提高基因的 ，但基因突，但基因突变频率仍然
16、不高。变频率仍然不高。2.2.太空育种的原理是太空育种的原理是 。2.2.“嫦娥一号嫦娥一号”胜利奔月，胜利奔月，“神五神五”、“神六神六”胜利返回，这些航天技胜利返回，这些航天技 术的发展为我国的生物育种创造了更多更好的机会。下列有关航天育术的发展为我国的生物育种创造了更多更好的机会。下列有关航天育 种的说法，不正确的是种的说法，不正确的是 ( )( ) A. A.航天育种可缩短育种周期航天育种可缩短育种周期 B.B.种子在宇宙辐射、微重力及弱地磁场等因素的诱导下发生基因突变种子在宇宙辐射、微重力及弱地磁场等因素的诱导下发生基因突变 C.C.航天育种技术作为航天技术与农业育种技术相结合的一项
17、创新性研航天育种技术作为航天技术与农业育种技术相结合的一项创新性研 究成果，是快速培育农作物优良新品种的重要途径之一究成果，是快速培育农作物优良新品种的重要途径之一 D.D.“太空种子太空种子”都能培育出高产、优质、高效的新品种都能培育出高产、优质、高效的新品种基因突变基因突变突变频率突变频率D DContent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方法方法杂交杂交射线、激光、射线、激光、化学药品处理、化学药品处理、生物处理生物处理秋水仙素处秋水仙素处理萌发的种理萌发的种子或幼苗子或幼苗花药离体培花药离体培养后再加倍养后再加倍原理原理基因重组基因重组基因突变基
18、因突变染色体变异染色体变异染色体变异染色体变异优点优点操作简单，操作简单，目的性强目的性强提高变异频率，提高变异频率，大幅度改良某大幅度改良某些性状，后代些性状，后代变异性状可较变异性状可较快稳定快稳定器官大、营器官大、营养物质含量养物质含量高高缩短育种年缩短育种年限限缺点缺点育种年限长育种年限长处理材料较多，处理材料较多，突变后有利个突变后有利个体少体少发育延迟，发育延迟，结实率较低，结实率较低，在动物中难在动物中难以开展以开展方法复杂，方法复杂，成活率较低，成活率较低，需与杂交育需与杂交育种配合种配合举例举例高秆抗病和高秆抗病和矮秆易感病矮秆易感病小麦杂交产小麦杂交产生矮秆抗病生矮秆抗病品种品种高产青霉素菌高产青霉素菌株的育成株的育成三倍体西瓜、三倍体西瓜、甜菜和八倍甜菜和八倍体小黑麦体小黑麦抗病植株的抗病植株的育成育成1.1.请总结课本中请总结课本中育种的方法和各育种的方法和各种方法的原理、种方法的原理、过程等知识。过程等知识。Content2.2.利用所学知识利用所学知识, ,尝试构建本学案尝试构建本学案三维知识体系三维知识体系返回
