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1、第1节 杂交育种与诱变育种第6章 从杂交育种到基因工程1.1.举例说出生物变异在育种上应用的实例。举例说出生物变异在育种上应用的实例。2.2.简述杂交育种和诱变育种的作用和局限性。简述杂交育种和诱变育种的作用和局限性。3.3.简述基因工程的原理及其应用。简述基因工程的原理及其应用。20112011年年9 9月月1919日农业部公布，袁隆平的超级杂交稻试验日农业部公布，袁隆平的超级杂交稻试验田平均亩产田平均亩产926.6926.6公斤，创中国水稻亩产最高纪录。公斤，创中国水稻亩产最高纪录。20112011年，在江苏省泰州市农业科技示范园区，新采摘的年，在江苏省泰州市农业科技示范园区，新采摘的巨型
2、南瓜吸引了游人。它是通过航天育种培育成的新品种。巨型南瓜吸引了游人。它是通过航天育种培育成的新品种。 1.1.概念概念: : 将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，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，获得新品种的方法。再经过选择和培育，获得新品种的方法。2.2.原理：原理：基因重组。基因重组。3.3.方法方法: :4.4.优点优点: : 将不同个体的优良性状集中到一个个体上。将不同个体的优良性状集中到一个个体上。一、杂交育种一、杂交育种5.5.缺点缺点: : 育种年限长，需连续自交才能选育出优良的品种。育种年限长，需连续自交才能选育出优良的品种。连续自交，不
3、断选种。连续自交，不断选种。杂种优势杂种优势 杂种优势是生物界普遍存在的现象。指基因型不同的杂种优势是生物界普遍存在的现象。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、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。个亲本的现象。 例如：骡（马和驴交配产下的后代，分为驴骡和马骡。例如：骡（马和驴交配产下的后代，分为驴骡和马骡。公驴可以和母马交配，生下的叫公驴可以和母马交配，生下的叫“马骡马骡”，如果是公马和，如果是公马和母驴交配，生下的叫母驴交配，生下的叫
4、“驴骡驴骡”。骡个大，具有驴的负重能。骡个大，具有驴的负重能力和抵抗能力，有马的灵活性和奔跑能力，是非常好的役力和抵抗能力，有马的灵活性和奔跑能力，是非常好的役畜，但不能生育）。畜，但不能生育）。 思考：思考：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）对不抗锈病（不抗锈病（t t）为显性，现有纯合的高秆抗锈病的小麦）为显性，现有纯合的高秆抗锈病的小麦（DDTTDDTT）和矮秆不抗锈病的小麦（）和矮秆不抗锈病的小麦（ddttddtt），如果你是袁隆平，），如果你是袁隆平，怎样才能得到矮秆抗锈病的优良品种（怎样才能得到矮秆抗锈病的优良品种（
5、ddTTddTT）？）？杂交育种的过程方案杂交育种的过程方案 高抗高抗 矮不抗矮不抗1 1 高抗高抗2 2DDTTDDTTddttddttDdTtDdTtddTtddTt高抗高抗 高不抗高不抗 矮抗矮抗 矮不抗矮不抗ddTTddTT矮抗矮抗ddTTddTTddTTddTT矮抗矮抗矮抗矮抗 矮不抗矮不抗ddTtddTtddTTddTTF F3 3ddTtddTt矮抗矮抗杂交杂交自交自交选优选优自交自交选优选优动物的杂交育种动物的杂交育种 中国荷斯坦牛：荷斯坦中国荷斯坦牛：荷斯坦弗里生牛与我国黄牛杂交弗里生牛与我国黄牛杂交选育后逐渐形成的优良种。泌乳期可达选育后逐渐形成的优良种。泌乳期可达3053
6、05天，年产乳量天，年产乳量可达可达6 300kg6 300kg以上。以上。 李登海研究玉米育种近李登海研究玉米育种近4040年，与年，与“杂交水稻之父杂交水稻之父”袁袁隆平齐名，被种业界誉为隆平齐名，被种业界誉为“南袁北李南袁北李”，被称为，被称为“中国紧中国紧凑型杂交玉米之父凑型杂交玉米之父”。 李振声：中科院院士，小麦育种专家，获得李振声：中科院院士，小麦育种专家，获得20062006年度年度国家最高科技奖。国家最高科技奖。 杂交育种只能利用已有基因的重组，按需选择，并杂交育种只能利用已有基因的重组，按需选择，并不能创造新的基因。杂交后代会出现分离现象，育种进不能创造新的基因。杂交后代会
7、出现分离现象，育种进程缓慢，过程复杂。程缓慢，过程复杂。 杂交育种不能创造新的基因，并且所需时间较长，杂交育种不能创造新的基因，并且所需时间较长，那有没有能出现意想不到的结果，并且需要时间相对较那有没有能出现意想不到的结果，并且需要时间相对较短的育种方法呢？短的育种方法呢？ 思考与讨论：思考与讨论：从杂交后代可能出现的各种类型，以及从杂交后代可能出现的各种类型，以及育种时间等方面，分析杂交育种方法有哪些不足？育种时间等方面，分析杂交育种方法有哪些不足？ 20122012年年3 3月，两名神九女航天员选出，同时，飞船将首月，两名神九女航天员选出，同时，飞船将首次搭载活体蝴蝶升空。次搭载活体蝴蝶升
8、空。 1.1.概念概念 利用物理因素（如利用物理因素（如X X射线、射线、射线、紫外线、激光等）或射线、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。发生基因突变。2.2.原理：原理：基因突变。基因突变。3.3.方法：方法：用物理因素或化学因素来处理生物。用物理因素或化学因素来处理生物。二、诱变育种二、诱变育种4.4.优点：优点：能提高突变频率，加速育种进程，大幅度改能提高突变频率，加速育种进程，大幅度改良某些性状，获得人类需要的变异类型。良某些性状，获得人类需要的变异类型。5.5.缺点：缺点：有利变异少
9、，需大量处理实验材料；诱变的有利变异少，需大量处理实验材料；诱变的方向和性质不能控制，具有盲目性。方向和性质不能控制，具有盲目性。1.1.小麦抗锈病对易染锈病为显性，现有甲、乙两种抗锈病的小麦抗锈病对易染锈病为显性，现有甲、乙两种抗锈病的小麦，其中一种为纯合子，需要鉴别和保留纯合的抗锈病小小麦，其中一种为纯合子，需要鉴别和保留纯合的抗锈病小麦，应选用下列哪项最简便易行（）麦，应选用下列哪项最简便易行（）A.A.甲甲乙乙B.B.甲甲乙得乙得F F1 1再自交再自交C.C.甲、乙分别和隐性类型测交甲、乙分别和隐性类型测交D.D.甲甲甲乙甲乙乙乙D D2.(20122.(2012福州高一检测福州高一
10、检测) )科研人员利用科研人员利用射线辐射种子射线辐射种子使其产生变异，这种培育新品种的方法是使其产生变异，这种培育新品种的方法是( )( )A.A.杂交育种杂交育种 B.B.诱变育种诱变育种 C.C.多倍体育种多倍体育种 D.D.单倍体育种单倍体育种【解析解析】选选B B。利用。利用射线辐射种子是利用诱导基因突射线辐射种子是利用诱导基因突变的原理，获得新品种的方法，这种育种方法称为诱变变的原理，获得新品种的方法，这种育种方法称为诱变育种。育种。3.3.在下列几种育种方法中，可以改变原有基因分子结构的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（育种方法是（ ）A.A.杂交育种杂
11、交育种 B.B.诱变育种诱变育种C.C.单倍体育种单倍体育种 D.D.多倍体育种多倍体育种 4.4.现代农业育种专家采用诱变育种的方法改良某些农作物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（的原有性状，其原因是（ ）A.A.提高了后代的出苗率提高了后代的出苗率 B.B.产生的突变全部是有利的产生的突变全部是有利的C.C.提高了后代的性状稳定性提高了后代的性状稳定性 D.D.能提高突变率以供育种选择能提高突变率以供育种选择 B BD D5.5.当神舟六号航天飞船搭载着两位英雄宇航员成功返航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
12、们是一些生物菌时，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、花卉种子等。在太空周游种、植物组培苗和作物、植物、花卉种子等。在太空周游了了115115小时小时3232分钟，返回地球后，搭载单位的科研人员将分钟，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。继续对它们进行有关试验。回答：回答：（1 1）作物种子从太空返回地面后种植，往往能出现新的）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，其辐射后，其 发生变异。请预测可能发生变异。请预测可能产生的新的
13、变异对人类是否有益产生的新的变异对人类是否有益? ? 。你判断的理。你判断的理由是由是_。（2 2）试举出这种育种方法的优点：）试举出这种育种方法的优点： 宇宙射线等宇宙射线等 基因基因 不一定不一定 基因突变是不定向的基因突变是不定向的 突变频率高，大幅度改良某些性状。突变频率高，大幅度改良某些性状。 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应用应用实例实例通过基因重组，把两个通过基因重组，把两个亲本的优良性状组合在亲本的优良性状组合在同一个后代中，从而产同一个后代中，从而产生符合要求的新类型生符合要求的新类型用
14、人工方法诱发用人工方法诱发基因突变，产生基因突变，产生新性状，创造新新性状，创造新品种或新类型品种或新类型抑制细胞分裂中纺抑制细胞分裂中纺锤体的形成，使染锤体的形成，使染色体的数目加倍后色体的数目加倍后不能形成两个细胞不能形成两个细胞诱导花粉直接发诱导花粉直接发育成植株，再用育成植株，再用秋水仙素加倍成秋水仙素加倍成纯合子纯合子杂交杂交辐射诱变，激光辐射诱变，激光诱变，空间技术诱变，空间技术育种育种用秋水仙素处理萌用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗发的种子或幼苗花药离体培养花药离体培养提高突变频率，提高突变频率，加速育种过程，加速育种过程，或大幅度改良或大幅度改良某些品种某些品种将不同个体的优良性
15、将不同个体的优良性状集中于一个个体上状集中于一个个体上抗病植抗病植株的育成株的育成自交后代不发生自交后代不发生性状分离，可缩性状分离，可缩短育种年限短育种年限(2(2年年) )器官较大，营器官较大，营养物质含量高养物质含量高发育延迟，结发育延迟，结实率低实率低有利变异少有利变异少, ,需大需大量处理实验材料量处理实验材料时间长，需及时发现时间长，需及时发现优良品种优良品种三倍体无子西瓜、三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦八倍体小黑麦青霉菌经青霉菌经x x射线、射线、紫外线照射以及综紫外线照射以及综合处理后，培育出合处理后，培育出青霉素产量很高的青霉素产量很高的菌株菌株小麦高杆（易倒伏）抗小麦高杆（易倒伏）抗锈病的纯种与矮杆（抗锈病的纯种与矮杆（抗倒伏）易染锈病的纯种倒伏）易染锈病的纯种进行杂交，培育出矮杆进行杂交，培育出矮杆抗锈病小麦品种抗锈病小麦品种高度不育高度不育, ,方法方法复杂复杂, ,成活率低成活率低人要学会走路，也得学会摔跤，而且只有经过摔跤才能学会走路。马克思
