新人教版高一生物下学期杂交育种与诱变育种

1、锄禾日当午，汗滴禾下土。锄禾日当午，汗滴禾下土。谁知盘中餐，粒粒皆辛苦。谁知盘中餐，粒粒皆辛苦。悯农悯农唐唐李绅李绅杂交育种杂交育种与与诱变育种诱变育种广东惠阳高级中学 刘洁群想一想：植物杂交育种的方法想一想：植物杂交育种的方法锈病锈病ddttddttddttddtt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ddttddtt矮抗矮抗ddtt矮抗矮抗矮抗矮抗 矮不抗矮不抗ddttddtt杂交杂交自交自交选优选优自交自交f3选优选优思考：要培育出思考：要培育出一个能稳定遗传一个能稳定遗传的植物品种至少的植物品种至少要几年？要几年？试一试：动物的杂交育种方法试一试：动物的杂交育种

2、方法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长毛立耳长毛立耳 短毛折耳短毛折耳bbeebbee长毛立耳长毛立耳 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bbeebbeebbeebbeebbeebbee长折长折 短折短折长折长折 长折长折 短折短折杂交杂交f1间间交配交配选优选优测交测交f3长折长折 短折短折思考：要培育出一个能思考：要培育出一个能稳定遗传的动物品种至稳定遗传的动物品种至少要几年？少要几年？2 2、比植物杂交育种所需年限短。、比植物杂交育种所需年限短。长毛折耳猫长毛折耳猫1.什么叫杂交育种？ 将两个或多个品种的优良性状通过交配集中

3、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、杂交育种依据的遗传学原理是什么？基因重组基因重组3、常用的方法是什么？杂交杂交 自交自交 选种选种 自交自交 4、杂交育种有什么优点？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5、你能举出我国在杂交育种方面的成就?结合上述几个实例，请总结结合上述几个实例，请总结出有关杂交育种以下问题？出有关杂交育种以下问题？中国黄牛中国黄牛中国荷斯坦中国荷斯坦牛牛荷斯坦牛荷斯坦牛杂交育种只能利用已有的基因重组，按需选择，并不能创造新的基因。杂交后代会出

4、现性状分离现象，育种进程缓慢，过程繁琐杂交育种不能创造新的基因，并且所需杂交育种不能创造新的基因，并且所需时间要长，那有没有能出现意想不到的时间要长，那有没有能出现意想不到的结果，并且需要时间相对要短的育种方结果，并且需要时间相对要短的育种方法呢？法呢？ 资料：资料：航天技术的发展，使人类利用太空资源的愿望航天技术的发展，使人类利用太空资源的愿望变成了现实。自变成了现实。自19871987年以来，中国利用自己研制的返回年以来，中国利用自己研制的返回式卫星和神舟号飞船进行了式卫星和神舟号飞船进行了1111次航天育种搭载试验，试次航天育种搭载试验，试验品种达验品种达12001200多种。多种。航天

5、诱变育种是利用太空的物理环境作为诱变因子，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太空环境条件很复杂，与地球表面主要差异是微重力（10103 3克克10106 6克）、宇宙射线、重粒子、变化磁场和克）、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高真空等，这些物理条件的综合作用使生物产生基因突变。变。 据统计，航天育种变异率达据统计，航天育种变异率达4 4以上，株高变异为以上，株高变异为40cm40cm30cm30cm，果重变异达，果重变异达7070100100（蔬（蔬菜），生育期变异为菜），生育期变异为3 3

6、天天1010天。天。白莲白莲:1994年江西广昌白莲研究所搭载白莲年江西广昌白莲研究所搭载白莲 种子种子 442粒，培育出太空莲粒，培育出太空莲3号等新品号等新品 种，亩产种，亩产 达达120千克，比原品种提高千克，比原品种提高88，平均粒重，平均粒重 22克，最大为克，最大为33克（原品种平均粒重克（原品种平均粒重 为为1.1克），超过出口莲子标准。克），超过出口莲子标准。1 1 、太空莲太空莲3 3号中有没有产生新基因？号中有没有产生新基因？ 2 2、诱发基因突变的条件有哪些？、诱发基因突变的条件有哪些？ 3 3、诱变育种有哪些优点？、诱变育种有哪些优点？ 4 4、有哪些因素可以诱导生物产

7、生基因突变？、有哪些因素可以诱导生物产生基因突变？ 答案：答案： 1 1、有新基因产生。、有新基因产生。 2 2、微重力、宇宙射线、重粒子、微重力、宇宙射线、重粒子、变化磁场和高真空。变化磁场和高真空。 3 3、可以提高突变率，或大幅度、可以提高突变率，或大幅度地改良某些品种。地改良某些品种。 4 4、物理因素、化学因素和生物因素。、物理因素、化学因素和生物因素。神舟六号神舟六号1、请你给诱变育种下一个合理的定义。利用物理因素（如利用物理因素（如射线、射线、射线、紫外线、激光射线、紫外线、激光等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）来等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）来处理生物，使生物发

8、生基因突变。处理生物，使生物发生基因突变。2、依据什么原理?基因突变基因突变3、常用的方法有哪些？辐射诱变、激光诱变、作物空辐射诱变、激光诱变、作物空间技术育种间技术育种中国首批太空实验育种动物诞生诱变育种的优点是能够提高突变率，在较短的时间内获得更多的优良变异类型。诱变育种的局限性是诱发突变的方向难以掌握，突变体难以集中多个理想性状。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。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，把两个亲本通过基因重组，把两个亲本的优良性状组合在同

9、一个后的优良性状组合在同一个后代中，从而产生符合要求的代中，从而产生符合要求的新类型新类型用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精子直接发育诱导精子直接发育成植株，再用秋水成植株，再用秋水仙素加倍成纯合子仙素加倍成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用秋水仙素处理萌发的种子或幼萌发的种子或幼苗苗花药离体培养花药离体培养提高育种频率，提高育种

10、频率，加速育种过程，加速育种过程，或大幅度改良某或大幅度改良某些品种些品种将不同个体的优将不同个体的优良性状，集中于良性状，集中于一个个体上一个个体上抗病植株的抗病植株的育成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年）年）器官较大，营养器官较大，营养物质含量高物质含量高发育延迟，结实发育延迟，结实率低率低有利变异少，需有利变异少，需大量处理实验材大量处理实验材料料时间长，需及时时间长，需及时发现优良品种发现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素经射线、紫青霉素经射线、紫外线照射以及综合外线照射以及综合处理，培育出青霉

11、处理，培育出青霉素产量很高的菌株素产量很高的菌株小麦高茎（易倒伏）抗小麦高茎（易倒伏）抗锈病的纯种与矮茎（抗锈病的纯种与矮茎（抗倒伏）易染锈病的纯种倒伏）易染锈病的纯种进行杂交，培育出矮茎进行杂交，培育出矮茎抗锈病小麦品种抗锈病小麦品种高度不育，方法高度不育，方法复杂，成活率低复杂，成活率低 当神舟六号航天飞船搭载着两位英雄宇航员成功返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、花卉种子等。在太物菌种、植物组培苗和作物、植物、花卉种子等。在太空周游了空周游了11511

12、5小时小时3232分钟，返回地球后，搭载单位的科分钟，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。研人员将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）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的 辐射后，其辐射后，其 发生变异。请预测可能产发生变异。请预测可能产生的新的变异对人类是否有益生的新的变异对人类是否有益? ? ，你判断的理由，你判断的理由是是_。（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

13、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 变异频率高，大幅度改良某些性状变异频率高，大幅度改良某些性状 这些题你会做吗？这些题你会做吗？1 1、杂交育种所依据的主要遗传学原理是：、杂交育种所依据的主要遗传学原理是： a.a.基因突变；基因突变； b.b.基因自由组合；基因自由组合； c.c.染色体交叉互换：染色体交叉互换： d.d.染色体变异。染色体变异。 答答 b 2. .在下列几种育种方法中，可以改变原有基因分子结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：构的育种方法是： a a、杂交育种、杂交育种 b b、诱变育种、诱变育种 c c、单倍体育

14、种、单倍体育种 d d、多倍体育种、多倍体育种 答案：答案： 3. 3.现代农业育种专家采用诱变育种的方法改良某些农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：作物的原有性状，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、提高了后代的稳定性、提高了后代的稳定性 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 答案：答案： b bd d4.60co是典型的是典型的放射源，可用于作物放射源，可用于作物诱变育种。我国运用这种方法培育出了诱变育种。我国运用这种方法培育出了许多农作物新品种

15、，如棉花高产品种许多农作物新品种，如棉花高产品种“鲁棉鲁棉1 1号号”，在我国自己培养的棉花品，在我国自己培养的棉花品种中栽培面积最大。种中栽培面积最大。 射线处理后主要射线处理后主要引起引起，从而产生可遗传的变，从而产生可遗传的变异。除异。除射线外，用于诱变育种的其他射线外，用于诱变育种的其他物理诱变因素还有物理诱变因素还有、和和。 答案：基因突变；答案：基因突变；x射线；紫外线；激光射线；紫外线；激光 为提高农作物的单产量，获得早熟、抗倒伏、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

16、种，请根据下面提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：供的材料，每小组设计一套育种方案：已有的材料：已有的材料：a a小麦的高秆（显性）抗锈病（显性）纯种，小麦的高秆（显性）抗锈病（显性）纯种，b b小麦的矮秆不抗锈病纯种，小麦的矮秆不抗锈病纯种，c c水稻的迟熟种子水稻的迟熟种子 非生物材料：根据需要自选非生物材料：根据需要自选（1 1）育种名称：）育种名称： （2 2）所选择的生物材料：）所选择的生物材料： （3 3）希望得到的结果：）希望得到的结果： （4 4）预计产生这种结果的（所需类型）的几率）预计产生这种结果的（所需类型）的几率（5 5）写出育

17、种的简要过程（可用图解）写出育种的简要过程（可用图解） （6 6）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。 试试看，你行吗？试试看，你行吗？生物材料：生物材料：a a小麦的高秆（显性）抗锈病（显性）纯种，小麦的高秆（显性）抗锈病（显性）纯种，b b小小 麦的矮秆不抗锈病纯种，麦的矮秆不抗锈病纯种，c c水稻的迟熟种子水稻的迟熟种子 非非生物材料：根据需要自选生物材料：根据需要自选方案方案1 1：（1 1）育种名称：）育种名称：杂交杂交育种育种（2 2）所选择的生物材料：）所选择的生物材料：a a、b b。（3 3）希望得到的结果：）希望得到的结果：矮秆抗锈病矮秆抗

18、锈病。（4 4）预计）预计f f2 2产生这种结果的（所需类型）的几率：产生这种结果的（所需类型）的几率：3/163/16。（5 5）写出育种的简要过程（可用图解）写出育种的简要过程（可用图解）高抗高抗矮病矮病 f1 f1 高抗高抗 自交自交 f f2 2（高抗、矮抗、高病、矮病）（高抗、矮抗、高病、矮病）。（6 6）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。 将将f f2 2矮秆抗锈病品种连续自交，分离淘汰提纯到基本不分离矮秆抗锈病品种连续自交，分离淘汰提纯到基本不分离为止。为止。方案方案2 2：（1 1）育种名称：）育种名称：单倍体单倍体育种育种（2 2）所选择

19、的生物材料：）所选择的生物材料：a a、b b。（3 3）希望得到的结果：）希望得到的结果：矮秆抗锈病矮秆抗锈病。（4 4）预计产生这种结果的（所需类型）的几率：）预计产生这种结果的（所需类型）的几率：1/41/4。（5 5）写出育种的简要过程（可用图解）写出育种的简要过程（可用图解）高抗高抗矮病矮病 f f1 1高抗高抗 f f1 1花药离体培养花药离体培养 单倍体植株，再经秋水仙素处理，染色体单倍体植株，再经秋水仙素处理，染色体加倍成为纯合的高抗、矮抗、高病、矮病植株加倍成为纯合的高抗、矮抗、高病、矮病植株。（6 6）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。挑

20、选矮秆抗锈病的植株即可。挑选矮秆抗锈病的植株即可。方案方案3 3：（1 1）育种名称：）育种名称：诱变诱变育种育种（2 2）所选择的生物材料：）所选择的生物材料：c c。（3 3）希望得到的结果：）希望得到的结果：早熟水稻早熟水稻。（4 4）预计产生这种结果的（所需类型）的几率：）预计产生这种结果的（所需类型）的几率：极低或不出现极低或不出现。（5 5）写出育种的简要过程（可用图解）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，使之产生基因突变搭载）水稻，使之产生基因突变。（6 6）简答选择

21、能稳定遗传的新品种的方法。）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，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。并纯化。谢谢大家！谢谢大家！ 练一练：练一练：花生是自花传粉植物。种子粒大花生是自花传粉植物。种子粒大(a)对粒小对粒小(a)为显性，含油少为显性，含油少(b)对含油多对含油多(b)为显性，以上两对基因分别位为显性，以上两对基因分别位于非同源染色体上。现有粒大含油少品种、粒小含油少品种和于非同源染色体上。现有粒大含油少品种、粒小含油少品种和粒小含油多品种粒小含油多品种(三个品种均为纯合体三个品种均为纯合体)，育种家期望

22、获得粒大，育种家期望获得粒大含油多的新品种，为此进行杂交。含油多的新品种，为此进行杂交。试回答下列问题：试回答下列问题：(1)应选用以上哪两个品种作为杂交亲本应选用以上哪两个品种作为杂交亲本?(2)上述两亲本杂交产生的上述两亲本杂交产生的f1代基因型和表现型是什么代基因型和表现型是什么?(3)在在f2代中表现粒大含油多的植株出现的比例是多少代中表现粒大含油多的植株出现的比例是多少? f2代中能稳定遗传的粒大含油多的植株出现的比例是多少代中能稳定遗传的粒大含油多的植株出现的比例是多少?3 3、（、（20032003理综高考题）小麦品种是纯合理综高考题）小麦品种是纯合体，生产上用种子繁殖，现要选育

23、矮杆体，生产上用种子繁殖，现要选育矮杆（aa )aa )、抗病（、抗病（bbbb）的小麦新品种；马铃）的小麦新品种；马铃薯品种是杂合体（有一对基因杂合即可称薯品种是杂合体（有一对基因杂合即可称为杂合体），生产上通常用块茎繁殖，现为杂合体），生产上通常用块茎繁殖，现要选育黄肉（要选育黄肉（yy)yy)、抗病、抗病(rr)(rr)的马铃薯新的马铃薯新品种。请分别设计小麦品种间杂交育种程品种。请分别设计小麦品种间杂交育种程序，以及马铃薯品种间杂交育种程序。要序，以及马铃薯品种间杂交育种程序。要求用遗传图解表示并加以简要说明。（写求用遗传图解表示并加以简要说明。（写出包括亲本在内的前三代即可）出包括亲

24、本在内的前三代即可） 马铃薯马铃薯第一代第一代 yyrr yyrr 亲本杂交亲本杂交第二代第二代 yyrr,yyrr,yyrr,yyrr 种植，选黄肉、种植，选黄肉、 抗抗 病（病（ yyrr ）第三代第三代 yyrr 用块茎繁殖用块茎繁殖 第三代第三代 f f2 2 a_b_,a_bb,aab_,aabba_b_,a_bb,aab_,aabb 种植种植f f2 2 代，选矮杆、代，选矮杆、 抗病（抗病（aab_ aab_ ），继），继 续自交，期望下代续自交，期望下代 获得纯合体获得纯合体 小麦小麦第一代第一代 p aabb p aabb aabb aabb 亲本杂交亲本杂交第二代第二代 f

25、 f1 1 aabb aabb 种植种植f f1 1代，自交代，自交选育纯种选育纯种选用纯合亲本杂交选用纯合亲本杂交利用现有基因重新组合利用现有基因重新组合选种选种 连续自交连续自交资料：八倍体小黑麦的培育：资料：八倍体小黑麦的培育： 普通小麦是六倍体（普通小麦是六倍体（aabbddaabbdd），体细胞中含），体细胞中含有有4242条染色体，属于小麦属；黑麦是二倍体条染色体，属于小麦属；黑麦是二倍体(rr(rr），），体细胞中含有体细胞中含有1414条染色体，属于黑麦属。两个不条染色体，属于黑麦属。两个不同的属的物种一般是难以杂交的，但也有极少数同的属的物种一般是难以杂交的，但也有极少数的普

26、通小麦品种含有可杂交基因，能接受黑麦的的普通小麦品种含有可杂交基因，能接受黑麦的花粉。杂交后的子一代含有四个染色体组花粉。杂交后的子一代含有四个染色体组（abdrabdr），不可育，必须用人工方法进行染色体），不可育，必须用人工方法进行染色体加倍才能产生后代，染色体加倍后的个体细胞中加倍才能产生后代，染色体加倍后的个体细胞中含有八个染色体组（含有八个染色体组（aabbddrraabbddrr），而这些染色体），而这些染色体来自不同属的物种，所以称它为异源八倍体小黑来自不同属的物种，所以称它为异源八倍体小黑麦。麦。 试试看，你能行吗？试试看，你能行吗？1.1.下图表示某种农作物品种：下图表示某种农作物品种：和和两个品系培育出品两个品系培育出品种种的可能方法，请据图回答：的可能方法，请据图回答：aabb aabbaabb aabbaabb aabbaabb aabb ab ab aabbaabbv vi iiiiiiiiiiiivivvivi (1)(1)指出下列各种交配方式：由品种指出下列各种交配方式：由品种和和培育出培育出的的过程过程i i是是，由品系，由品系培育出品种培育出品种经过的经过的过程过程v v是是。（2 2）品系）品系是一种是一