【课件】6.1 第六章第一节杂交育种与诱变育种-理科

1、第第1 1节节 杂交育种与诱变育种杂交育种与诱变育种 玉米起源于美洲，玉米起源于美洲，1616世纪传入中国，现遍布全世纪传入中国，现遍布全 世界。远在古代，印第安人就懂得了选择和培育世界。远在古代，印第安人就懂得了选择和培育 玉米的，他们把玉米奉为神灵。选育了果穗硕大、玉米的，他们把玉米奉为神灵。选育了果穗硕大、 颗粒饱满，品质优良的玉米。颗粒饱满，品质优良的玉米。 一、古代人类的育种方式一、古代人类的育种方式选择育种选择育种 缺点：缺点： 1周期长周期长 2可以选择的范围有限可以选择的范围有限 优点：操作简单优点：操作简单 原理：利用生物的变异，通过长期选择，原理：利用生物的变异，通过长期选

2、择， 汰劣留良，培养出优良品种汰劣留良，培养出优良品种 设想你是一位小麦育种专家，遇到这样的情况：设想你是一位小麦育种专家，遇到这样的情况： 现有纯合的现有纯合的高秆抗锈病高秆抗锈病的小麦（的小麦（DDTTDDTT）和）和矮秆不抗锈矮秆不抗锈 病病的小麦（的小麦（ddttddtt），小麦高秆（），小麦高秆（D D）对矮秆（）对矮秆（d d）为显）为显 性，抗锈病（性，抗锈病（T T）对不抗锈病（）对不抗锈病（t t）为显性。）为显性。 你用什么方法能把两个品种的优良性状结合在一你用什么方法能把两个品种的优良性状结合在一 起，又能把双方的缺点都去掉，起，又能把双方的缺点都去掉， 将你的设想用遗传

3、图解表示出来。将你的设想用遗传图解表示出来。 DDTT ddtt DdTt ddTt 高抗高抗 高不抗高不抗 矮抗矮抗 矮不抗矮不抗 ddTT矮抗矮抗 ddTT ddTt矮抗矮抗 ddTT矮抗矮抗 矮抗矮抗 矮不抗矮不抗 ddTt ddTT 杂交杂交 自交自交 选优选优 自交自交 F3 选优选优 遗传图解遗传图解 1.1.概念：概念：将两个或两个以上的优良性状通过交配将两个或两个以上的优良性状通过交配 集中在一起，在经过选择和培育，获得集中在一起，在经过选择和培育，获得 新品种的方法新品种的方法 2.2.原理：原理：基因重组基因重组 3.3.方法：方法：杂交杂交自交自交选优选优 自交自交 4.

4、4.优点：优点：使位于不同个体上的多个优良性状集中使位于不同个体上的多个优良性状集中 于一个个体上，即于一个个体上，即“集优集优”, ,能产生新能产生新 的基因型的基因型 5.5.实例：实例： 高产、矮秆水稻的培育高产、矮秆水稻的培育 长毛折耳猫长毛折耳猫 短毛折耳猫短毛折耳猫 长毛立耳猫长毛立耳猫 动物的杂交育种动物的杂交育种 Bbee BBee 长毛立耳长毛立耳BbEe 长立长立 长折长折 短立短立 短折短折 长毛立耳长毛立耳 短毛折耳短毛折耳 BBEEbbee BBeebbee 长折长折 短折短折 长折长折 F3 长毛立耳长毛立耳 BbEe Bbee bbee 长折长折 短折短折 长折长

5、折 短折短折 F3 动物杂交育种中纯合子的获得不能动物杂交育种中纯合子的获得不能 通过逐代自交，而应改为通过逐代自交，而应改为进行测交进行测交 验证验证。 杂交水稻之父：袁隆平杂交水稻之父：袁隆平, , 从从19761976年到年到20062006年，累年，累 计增产粮食计增产粮食52005200多亿公多亿公 斤，平均每年解决斤，平均每年解决60006000 万人的粮食问题。万人的粮食问题。 1.农业生产农业生产 袁隆平袁隆平:农学家、杂交水稻育种专家。农学家、杂交水稻育种专家。1995年当选为中年当选为中 国工程院院士。国工程院院士。 年份年份197820002010 种类种类普通水稻普通水

6、稻普通水稻普通水稻 &杂交水稻杂交水稻 杂交水稻杂交水稻 产量产量 (吨吨/每公顷）每公顷） 3.5单产达到单产达到 6.34 预计预计13.5 中国于中国于年提出年提出超级杂交水稻培育计划。超级杂交水稻培育计划。 推广应用杂交水稻所增产的稻谷每年可养活推广应用杂交水稻所增产的稻谷每年可养活70007000多万多万 人口。到人口。到20042004年底止，杂交水稻在中国已累计推广约年底止，杂交水稻在中国已累计推广约 3 3亿公顷，增产稻谷约亿公顷，增产稻谷约4.54.5亿吨，成为中国解决粮食问亿吨，成为中国解决粮食问 题的题的关键技术关键技术。 中中 国国 黄黄 牛牛 荷荷 斯斯 坦坦 牛牛

7、中国荷斯坦牛：中国荷斯坦牛： 荷斯坦荷斯坦弗里生牛弗里生牛 与我国黄牛杂交选育后逐渐形成的与我国黄牛杂交选育后逐渐形成的 优良种。优良种。 泌乳期可达泌乳期可达305305天，年产天，年产 乳量可达乳量可达6300kg6300kg以上，产奶量为世以上，产奶量为世 界奶牛之冠界奶牛之冠 。 2.家畜的育种方面家畜的育种方面 杂交育种的缺点？杂交育种的缺点？ 1 1. .只能利用已有基因的重组，并不能产生新的基因；只能利用已有基因的重组，并不能产生新的基因； 2 2. .杂交进程缓慢，过程繁琐，育种时间长；杂交进程缓慢，过程繁琐，育种时间长； 杂交育种有什么显著优点？杂交育种有什么显著优点？ 使位

8、于不同个体上的多个优良性状集中于一个个体使位于不同个体上的多个优良性状集中于一个个体 上，即上，即“集优集优”, ,能产生新的基因型。能产生新的基因型。 我们学过什么方法，可以在很短的时间内我们学过什么方法，可以在很短的时间内 就产生大量的新的基因呢？就产生大量的新的基因呢？ 基因突变基因突变 基因突变的频率很低，怎么提高呢？基因突变的频率很低，怎么提高呢？ 人工诱导突变人工诱导突变 思考：思考： 诱变育种：诱变育种： 1.1.概念：概念： 利用利用物理因素物理因素（如（如X X射线，紫外线，激光等）射线，紫外线，激光等） 或化学因素（如亚硝酸等）处理生物，使或化学因素（如亚硝酸等）处理生物，

9、使 生物发生基因突变。生物发生基因突变。 2.2.原理：原理： 基因突变基因突变 3.3.优点：优点： 能提高突变率，产生新基因；在较短时间能提高突变率，产生新基因；在较短时间 内获得更多的优良变异类型内获得更多的优良变异类型 4.4.缺点：缺点： 难以控制突变方向，无法将多个优良性状难以控制突变方向，无法将多个优良性状 组合；有利变异少，须大量处理实验材料组合；有利变异少，须大量处理实验材料 5.5.应用：应用： 太空作物的培育太空作物的培育 、青霉菌的选育等、青霉菌的选育等 空间生命科学：空间生命科学： 高真空高真空 微重力微重力 强辐射强辐射 “神舟神舟”五号搭载育成的巨人南瓜五号搭载育

10、成的巨人南瓜甘肃种植的太空育种的蔬菜甘肃种植的太空育种的蔬菜 农作物新品种的培育农作物新品种的培育 优点：新品种具有抗病力强、产量高、品质好等优点优点：新品种具有抗病力强、产量高、品质好等优点 用于微生物育种用于微生物育种 讨论：讨论： 1.1.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？ 创造新的基因，提高变异频率，加速育种过程，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。可大幅度改良某些性状；变异范围广。 2.2.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 由于突变的不定向性，有利变异少，

11、必须大量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处理材料，因此该种育种方法具有一定的盲目 性性。 3.3.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。体，增加选择的机会。 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 原理原理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染色体变异染色体变异 方法方法杂交杂交激光、射线或激光、射线或 化学药品处理化学药品处理 秋水仙素处理萌发种秋水仙素处理

12、萌发种 子或幼苗子或幼苗 花药离体培养花药离体培养 后后再秋水仙素处再秋水仙素处 理使染色体理使染色体加倍加倍 优点优点可以集中两可以集中两 个亲本的优个亲本的优 良性状良性状 育种年限缩短，育种年限缩短， 改良某些性状改良某些性状 器官大和营养物质含器官大和营养物质含 量高量高 明显明显缩短育种年缩短育种年 限限 缺点缺点不能创造出不能创造出 新的基因，新的基因， 育种年限长育种年限长 盲目性及突变盲目性及突变 频率较低频率较低，需，需 大量处理大量处理 动物中难以开展动物中难以开展成活率低，只适成活率低，只适 用用 于植物于植物 举例举例高杆抗病与高杆抗病与 矮杆感病杂矮杆感病杂 交获得矮

13、杆交获得矮杆 抗病品种抗病品种 高产青霉菌株高产青霉菌株 的育成的育成 三倍体西瓜三倍体西瓜抗病植株的抗病植株的培育培育 小结：小结： + 至少在至少在30003000年前，在亚洲年前，在亚洲 某些地区人们已经用骡来驮某些地区人们已经用骡来驮 运物品了，现在世界上许多运物品了，现在世界上许多 地区仍在使用骡来干重活儿。地区仍在使用骡来干重活儿。 骡能吃苦耐劳，可以在马、骡能吃苦耐劳，可以在马、 驴等牲畜不能承担其艰苦的驴等牲畜不能承担其艰苦的 条件下工作。骡的高度、皮条件下工作。骡的高度、皮 毛的均匀度、颈部和臀部的毛的均匀度、颈部和臀部的 形状与马相似。此外头部短形状与马相似。此外头部短 而

14、粗，耳长，肢瘦，蹄小和而粗，耳长，肢瘦，蹄小和 毛短等方面像驴。毛短等方面像驴。 明代的明代的本草纲目本草纲目也说，也说， “骡大于驴，而健于马骡大于驴，而健于马”。 基因型不同的亲本个体相互杂交产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等一种或多种性状上优于两个亲本 的现象。的现象。 杂种优势杂种优势 深入思考深入思考 ？还有什么育种方法有可能缩短育种年限，还有什么育种方法有可能缩短育种年限， 使具有小麦的优良品种能更迅速在生产实践使具有小麦的优良

15、品种能更迅速在生产实践 上得到应用？上得到应用？ 简述其育种过程简述其育种过程 ： 如果水稻的某迟熟（如果水稻的某迟熟（AA)AA)品种品种, ,那么我们有那么我们有 什么好办法快速的得到早熟（什么好办法快速的得到早熟（aaaa）品种？）品种？ 课堂巩固：课堂巩固： 人工诱变人工诱变 + + 单倍体育种单倍体育种 迟熟迟熟 品种品种 (AA)(AA) 人工人工 诱变诱变 杂合杂合 子子 (Aa)(Aa) 花药离花药离 体培养体培养 幼苗幼苗 （A） 幼苗幼苗 （a a） 秋水仙秋水仙 素处理素处理 秋水仙秋水仙 素处理素处理 迟熟品种迟熟品种 (AA)(AA) 早熟品种早熟品种 (aa)(aa

16、) 当年就可以培育出优良新品种！当年就可以培育出优良新品种！ 单倍体育种：单倍体育种： 两个亲本的基因型分别是两个亲本的基因型分别是AAbbAAbb和和aaBB,aaBB,这两对基因这两对基因 按自由组合定律遗传按自由组合定律遗传. .要培育出基因型要培育出基因型 为为aabbaabb的新品种的新品种, ,最最简捷简捷的方法是（的方法是（ ） A. A.人工诱变育种人工诱变育种 B. B.细胞工程育种细胞工程育种 C. C.单倍体育种单倍体育种 D. D.杂交育种杂交育种 通过人工诱变培育出的新类型是（通过人工诱变培育出的新类型是（ ） A. A.青霉素高产菌株青霉素高产菌株 B. B.八倍体

17、小黑麦八倍体小黑麦 C. C.矮秆抗病小麦矮秆抗病小麦 D. D.无子西瓜无子西瓜 课堂巩固：课堂巩固： D A 在育种上既要得到更多的变异，又要使后代的变在育种上既要得到更多的变异，又要使后代的变 异性状较快地稳定，最好采用异性状较快地稳定，最好采用( (） A A单倍体育种单倍体育种 B B多倍体育种多倍体育种 C C杂交育种杂交育种 D D诱变育种诱变育种 课堂巩固：课堂巩固： D 诱变育种与杂交育种的不同之处是（诱变育种与杂交育种的不同之处是（ ） 能大幅度改良某些性状；能形成新基因；能大幅度改良某些性状；能形成新基因； 能形成新基因型；能形成新基因型； 一般对个体生存有利。一般对个体

18、生存有利。 A、 B、 C、D、 A P106P106 第一步第一步：先杂交得到先杂交得到高抗高抗（DdTtDdTt）植株；植株； 第二步第二步：将该植株：将该植株（DdTtDdTt）自交得到自交得到矮矮 抗抗植株；植株； 第三步第三步：将矮抗植株再连续：将矮抗植株再连续自交自交直至不再直至不再 发生性状分离为止，选出优良品发生性状分离为止，选出优良品 种种； ( (ddTTddTT或或ddTtddTt) ) ( (ddTTddTT) ) DDTTDDTTddttddtt DdTtDdTt ddTt 高抗高抗 高不抗高不抗 矮抗矮抗 矮不抗矮不抗 ddTT矮抗矮抗 ddTT ddTt 矮抗矮抗 ddTT矮抗矮抗 矮抗矮抗 矮不抗矮不抗 ddTt ddT