杂交育种与诱变育种

1、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人教版必修2一一、杂交育种（杂交育种（P99）概念概念: 是将两个或多个品种的优良性状通过交配集是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，获得新品种的方法中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。F2自交自交连续自交直至连续自交直至不发生性状分不发生性状分离为止离为止双亲双亲F1选优并自交选优并自交或者每株单独分开进行隔离自交，根据或者每株单独分开进行隔离自交，根据F3是否出现是否出现性状分离来确定所选的亲本是否纯合子。性状分离来确定所选的亲本是否纯合子。出现

2、性状分离，则淘汰，没有出现性状分离，则为出现性状分离，则淘汰，没有出现性状分离，则为纯合子，可留种使用。纯合子，可留种使用。总结：几种常见的杂交育种类型（两对相对性状为例）总结：几种常见的杂交育种类型（两对相对性状为例）杂交杂交问题：为何通常从问题：为何通常从F2代进行选择？代进行选择？从从F2代开始出现性状分离（或代开始出现性状分离（或F2代才开代才开始出现所需的新品种）始出现所需的新品种） 选取双亲选取双亲a.利用杂种优势。主要利用利用杂种优势。主要利用F1的优良性状，的优良性状，并不要求遗传上的稳定，将杂种一代作为并不要求遗传上的稳定，将杂种一代作为种子种子直接直接利用，如水稻、玉米利用

3、，如水稻、玉米、高梁等高梁等。杂交杂交子一代子一代 b.过程：选取双亲过程：选取双亲 c.特点：高产但需年年制种。特点：高产但需年年制种。2 2、试一试：动物的杂交育种方法、试一试：动物的杂交育种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F3长折长折 短折短折思考思考：动物杂交育种的方法与植物动物杂交育种的方法与植物杂交育种的方法有何区

4、别？杂交育种的方法有何区别？中国黄牛中国黄牛中国荷斯坦牛中国荷斯坦牛荷斯坦牛荷斯坦牛袁隆平培养杂交水稻过程中，他利用了哪袁隆平培养杂交水稻过程中，他利用了哪一种变异的原理？一种变异的原理？基因重组基因重组1、概念：、概念： 。2、原理：、原理： 。3、方法：、方法： 。 4、优点：、优点： 。5、缺点：、缺点： 。6、应用实例：、应用实例： 。如袁隆平。如袁隆平的杂交水稻、中国的荷坦牛等。的杂交水稻、中国的荷坦牛等。 是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一是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，获得新品种的方法起，再经过选择和培育，获得新品种的方法基因重组基因重

5、组方法简单，容易操作方法简单，容易操作育种进程缓慢，过程烦琐育种进程缓慢，过程烦琐(育种时间长）育种时间长）动植物优良品种的选育动植物优良品种的选育特别提醒：特别提醒：杂交育种与杂种优势的区别：杂交育种与杂种优势的区别：主要是利用杂主要是利用杂种种F1的优良性状，并不要求遗传上的稳定（杂合子）。的优良性状，并不要求遗传上的稳定（杂合子）。而杂交育种是为了获得具有稳定优良性状的新品种（纯而杂交育种是为了获得具有稳定优良性状的新品种（纯合子）。合子）。P杂交杂交F1自交自交F2选优选优 自交（或测交）自交（或测交）杂交育种不能创造新的基因，并且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

6、出现意所需时间要长，那有没有能出现意想不到的结果，并且需要时间相对想不到的结果，并且需要时间相对要短的育种方法呢？要短的育种方法呢？ 诱变育种诱变育种 资料：资料：航天诱变育种是利用太空的物理环境作为诱变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因子，太空环境条件很复杂，与地球表面主要差异是微重力（重力（10103 3克克10106 6克）、宇宙射线、重粒子、变化磁克）、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变。因突变。二、诱变育种二、诱变育种1 1、太空莲、太空

7、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、诱变育种有哪些优点？、诱变育种有哪些优点？ 3 3、有哪些因素可以诱导生物产生基因突变？、有哪些因素可以诱导生物产生基因突变？基因突变发生在什么时间？基因突变发生在什么时间？ 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，培育出粒，培育出太空莲太空莲3号等新品号等新品 种，亩产达种，亩产达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2.2克，最大为克，最大为3.3克（原品种平均粒重为克（原品种平均粒重为1.1克），克），超过出口莲子标准超过出口莲子标准。有有可以提高基因突变频

8、率，加快育种可以提高基因突变频率，加快育种进程，大幅度地改良某些品种。进程，大幅度地改良某些品种。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。基因突变常发生在细胞分裂间期基因突变常发生在细胞分裂间期DNA复制时复制时1、概念：、概念： 。2、处理对象：、处理对象： 。3、原理：、原理： 。4、诱变因素：、诱变因素：物理因素：物理因素： 。化学因素：化学因素： 。5、优点：、优点： 。 。6、缺点：基因突变的、缺点：基因突变的 和和 使选使选育工作量大，具有育工作量大，具有 。7、应用：、应用：农作物育种：培育出的新品种具有抗病力农作物育种：培育出的新品种具有抗病力强、产量高、品

9、质好等优点。强、产量高、品质好等优点。微生物育种：如青霉菌微生物育种：如青霉菌的选育。的选育。 利用物理因素或化学因素来处理生物，使生利用物理因素或化学因素来处理生物，使生物发生基因突变物发生基因突变正在萌发的种子或幼苗正在萌发的种子或幼苗基因突变基因突变X射线、射线、射线、紫外线、激光等射线、紫外线、激光等亚硝酸、硫酸二乙酯、亚硝酸、硫酸二乙酯、5溴尿嘧啶等溴尿嘧啶等提高突变频率，加速育种进程提高突变频率，加速育种进程不定向性不定向性多害少利性多害少利性盲目性盲目性大幅度改良生物的某些性状大幅度改良生物的某些性状与杂交育种相比，诱变育种有与杂交育种相比，诱变育种有什么优点？联系基因突变的特什

10、么优点？联系基因突变的特点，谈谈诱变育种的局限性点，谈谈诱变育种的局限性。1 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

11、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

12、育种诱变育种 杂交育种杂交育种 诱变育种诱变育种练习讲义讲义P70：2.如下图所示，科研小组用如下图所示，科研小组用60Co照射棉花种子，诱照射棉花种子，诱变当代获得棕色变当代获得棕色(纤维颜色纤维颜色)新性状，诱变新性状，诱变1代获得低酚代获得低酚(棉酚含量棉酚含量)新性状。已知棉花的纤维颜色由一对基因新性状。已知棉花的纤维颜色由一对基因(A、a)控制，棉酚含控制，棉酚含量由另一对基因量由另一对基因(B、b)控制，两对基因独立遗传。控制，两对基因独立遗传。(1)(1)两种新性状中，棕色是两种新性状中，棕色是_性状，低酚是性状，低酚是_性状。性状。(2)(2)诱变当代中，棕色、高酚的棉花植株的

13、基因型是诱变当代中，棕色、高酚的棉花植株的基因型是_，白色、高酚的棉花植株的基因型是白色、高酚的棉花植株的基因型是_。(3)(3)棕色棉抗虫能力强，低酚棉产量高。为获得抗虫高产棉花棕色棉抗虫能力强，低酚棉产量高。为获得抗虫高产棉花新品种，研究人员将诱变新品种，研究人员将诱变1 1代中棕色、高酚植株自交，每株自代中棕色、高酚植株自交，每株自交后代种植在一个单独的区域，从交后代种植在一个单独的区域，从_的区域中得到纯的区域中得到纯合棕色、高酚植株。合棕色、高酚植株。显性显性隐性隐性aaBbAaBB不发生性状分离不发生性状分离(或全为棕色棉，或全为棕色棉，或没有出现白色棉或没有出现白色棉)讲义讲义P

14、70： 2如下图所示，科研小组用如下图所示，科研小组用60Co照射棉花种子，照射棉花种子，诱变当代获得棕色诱变当代获得棕色(纤维颜色纤维颜色)新性状，诱变新性状，诱变1代获得低酚代获得低酚(棉酚含棉酚含量量)新性状。已知棉花的纤维颜色由一对基因新性状。已知棉花的纤维颜色由一对基因(A、a)控制，棉酚控制，棉酚含量由另一对基因含量由另一对基因(B、b)控制，两对基因独立遗传。控制，两对基因独立遗传。(3)(3) 请你利用该纯合体作为一个亲本，再从诱变请你利用该纯合体作为一个亲本，再从诱变1 1代中选择代中选择另一亲本，设计一方案，尽快选育出抗虫高产另一亲本，设计一方案，尽快选育出抗虫高产( (棕

15、色、低酚棕色、低酚) )的纯合棉花新品种的纯合棉花新品种( (用遗传图解和必要的文字表示用遗传图解和必要的文字表示) )。【一题多变一题多变】 (1)用用60Co的的射线辐射植物种子的目的是射线辐射植物种子的目的是_。(2)用用60Co的的射线辐射原本开红花的植物种子，诱导产生了射线辐射原本开红花的植物种子，诱导产生了开白花、蓝花的植株等，说明基因突变具有开白花、蓝花的植株等，说明基因突变具有_性。性。50株突变植株中，株突变植株中，47株逐渐死亡，说明基因突变具有株逐渐死亡，说明基因突变具有_的特性。的特性。(3)育种时用育种时用60Co的的射线辐射正在萌发的种子，而不用射线辐射正在萌发的种

16、子，而不用60Co的的射线辐射休眠的种子的原因是射线辐射休眠的种子的原因是_。萌发种子的所有突变萌发种子的所有突变_(填填“能能”或或“不能不能”)全部全部遗传给子代。遗传给子代。 (4)假如在用假如在用60Co的的射线辐射正在萌发的种子的过程中，射线辐射正在萌发的种子的过程中，同时也诱导控制细胞色素同时也诱导控制细胞色素C合成的基因发生了如白花、蓝花合成的基因发生了如白花、蓝花基因的突变形式，其中对植物影响较大的突变形式是如基因的突变形式，其中对植物影响较大的突变形式是如_的突变。假如诱变产生的蓝花植株自交，其后代的突变。假如诱变产生的蓝花植株自交，其后代中又出现了红花植株，这说明蓝花突变是

17、中又出现了红花植株，这说明蓝花突变是_突变。突变。提高基因突变变异的频率提高基因突变变异的频率不定向不定向害多利少害多利少萌发的种子中细胞分裂旺盛，萌发的种子中细胞分裂旺盛，DNA复制旺盛，易发生基因突变复制旺盛，易发生基因突变不能不能蓝花基因蓝花基因显性显性设小麦的高产与低产受一对等位基因控制，基因型设小麦的高产与低产受一对等位基因控制，基因型AAAA为高产，为高产，AaAa为中产，为中产，aaaa为低产。小麦抗锈病为低产。小麦抗锈病(B)(B)对不抗锈病对不抗锈病(b)(b)为显性。这两为显性。这两对等位基因的遗传遵循基因自由组合定律。如图是某同学设计的对等位基因的遗传遵循基因自由组合定律

18、。如图是某同学设计的以高产不抗锈病与低产抗锈病两个纯种品系为亲本培育高产抗病以高产不抗锈病与低产抗锈病两个纯种品系为亲本培育高产抗病小麦品种的过程图。试回答：小麦品种的过程图。试回答：通过方法通过方法获得的高产抗病小麦植株的基因型有获得的高产抗病小麦植株的基因型有 种。种。步骤的方法是步骤的方法是 ，步骤中最常用的药剂，步骤中最常用的药剂是是 。2花药离体培养花药离体培养秋水仙素秋水仙素设小麦的高产与低产受一对等位基因控制，基因型设小麦的高产与低产受一对等位基因控制，基因型AA为高产，为高产，Aa为中产，为中产，aa为低产。小麦抗锈病为低产。小麦抗锈病(B)对不抗锈病对不抗锈病(b)为显性。这

19、为显性。这两对等位基因的遗传遵循基因自由组合定律。如图是某同学设计两对等位基因的遗传遵循基因自由组合定律。如图是某同学设计的以高产不抗锈病与低产抗锈病两个纯种品系为亲本培育高产抗的以高产不抗锈病与低产抗锈病两个纯种品系为亲本培育高产抗病小麦品种的过程图。试回答：病小麦品种的过程图。试回答：基因重组发生在图中的基因重组发生在图中的 (填步骤代号填步骤代号)。经步骤经步骤(人工诱变人工诱变)处理获得小麦品种不一定是高产抗病类型，处理获得小麦品种不一定是高产抗病类型，这是因为诱发突变是这是因为诱发突变是 ，而且突变频率，而且突变频率 。不定向的不定向的很低很低类型类型杂交育种杂交育种人工诱变育种人工

20、诱变育种单倍体育种单倍体育种多倍体育种多倍体育种原理原理常用常用方法方法优点优点缺 点缺 点实例实例用物理或化学的用物理或化学的方法处理生物方法处理生物（萌发的种子或幼苗）萌发的种子或幼苗）花药离体培养，花药离体培养，用秋水仙素处用秋水仙素处理单倍体幼苗理单倍体幼苗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提高变异频率，提高变异频率，加速育种进程，加速育种进程，大幅改良生物大幅改良生物性状性状明显缩短明显缩短育种年限育种年限器官大型，器官大型，营养含量高营养含量高育种时间长育种时间长变异不定向，有变异不定向，有利变异少需大量利变异少需大量处理供试材料处理供试材料技术复杂，需与

21、技术复杂，需与杂交育种配合杂交育种配合只适用于植物发只适用于植物发育迟缓，结实率育迟缓，结实率低低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基因重组基因重组培育矮培育矮抗小麦抗小麦培育青霉素培育青霉素高产菌株高产菌株三倍体无子三倍体无子西瓜的培育西瓜的培育培育矮培育矮抗小麦抗小麦三、几种主要育种方法的比较三、几种主要育种方法的比较有预见性，有预见性，技术简单技术简单杂交杂交自交自交筛选筛选自交自交练习某地区一些玉米植株比一般玉米植株早熟，生练习某地区一些玉米植株比一般玉米植株早熟，生长整齐而健壮，果穗大、子粒多，因此这些植株可能长整齐而健壮，果穗大、子粒多，因此这些植株可能是是(

22、 () )A A单倍体单倍体 B B三倍体三倍体 C C四倍体四倍体 D D杂交种杂交种D D杂种优势：杂种优势：马与驴杂交的后代是骡马与驴杂交的后代是骡杂种子一代需要年年制种杂种子一代需要年年制种2.现有现有3个番茄品种，个番茄品种，A品种的基因型为品种的基因型为AABBdd，B品种品种的基因型为的基因型为AAbbDD，C品种的基因型为品种的基因型为aaBBDD。3对等对等位基因分别位于位基因分别位于3对同源染色体上，并且分别控制叶形、对同源染色体上，并且分别控制叶形、花色和果形花色和果形3对性状。请回答：对性状。请回答：（1）如何运用杂交育种方法利用以上）如何运用杂交育种方法利用以上3个品

23、种获得基因型个品种获得基因型为为aabbdd的植株？（用文字简要描述获得过程即可）的植株？（用文字简要描述获得过程即可）（1）A和和B杂交得到杂交一代，杂交一代再与杂交得到杂交一代，杂交一代再与C杂交，得杂交，得到杂交二代，杂交二代自交，即可得到基因型为到杂交二代，杂交二代自交，即可得到基因型为aabbdd的种子，该种子可长成的种子，该种子可长成aabbdd植株植株 （2）如果从播种到获得种子需要一年，获得基因型为）如果从播种到获得种子需要一年，获得基因型为aabbdd的植株最少需要多少年？的植株最少需要多少年？4年年2、下图是用某种作物的两个品种和分别培育出、品、下图是用某种作物的两个品种和

24、分别培育出、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）用和培育所采用的）用和培育所采用的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）用培育所采用的）用培育所采用的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其应用的遗传学原理是是 。（3）用培育所采用的）用培育所采用的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单倍体幼苗秋水仙素处理单倍体幼苗染色体变异染色体变

25、异秋水仙素处理幼苗秋水仙素处理幼苗染色体变异染色体变异 课堂检测课堂检测1在杂交育种工作中，选择通常从哪一代开始，在杂交育种工作中，选择通常从哪一代开始，理由是什么？理由是什么？ （） AF1 基因出现重组基因出现重组 BF1 性状开始分性状开始分 CF2 性状开始分离性状开始分离 DP 基因开始分离基因开始分离2对下列有关实例形成原理的解释对下列有关实例形成原理的解释,正确的是正确的是 （ ） A无籽番茄的获得是利用了多倍体育种原理无籽番茄的获得是利用了多倍体育种原理 B培育无籽西瓜是利用了单倍体育种原理培育无籽西瓜是利用了单倍体育种原理 C培育青霉素高产菌株是利用了基因突变原理培育青霉素高产菌株是利用了基因突变原理 D“多莉多莉”羊获得是利用了杂交育种原理羊获得是利用了杂