生物：61《杂交育种与诱变育种》课件(新人教版必修2)

1、最早的育种方法：最早的育种方法： 玉米玉米起源于美洲大陆，起源于美洲大陆，1515世纪传入欧洲，世纪传入欧洲，1616世纪世纪经葡萄牙传入中国，现在遍布全世界。远在经葡萄牙传入中国，现在遍布全世界。远在古代古代，美，美洲的洲的印第安人印第安人就就选择选择和和培育培育了许多了许多穗大粒饱穗大粒饱的玉米。的玉米。原来他们把玉米奉为神灵，用作祭祀的玉米是在原来他们把玉米奉为神灵，用作祭祀的玉米是在隔离隔离条件条件下种植的，经过精心管理和认真选育，不仅果穗下种植的，经过精心管理和认真选育，不仅果穗硕大、颗粒饱满，而且硕大、颗粒饱满，而且品质优良品质优良，无任何杂粒，这样，无任何杂粒，这样就选育出了具有

2、优良性状的玉米品种。就选育出了具有优良性状的玉米品种。 古印第安人是最早选择和培育玉米的，最突古印第安人是最早选择和培育玉米的，最突出的贡献是出的贡献是选育了果穗硕大、淀粉含量高的玉米。选育了果穗硕大、淀粉含量高的玉米。请分析古印第安人培育玉米的方法所隐含的遗传请分析古印第安人培育玉米的方法所隐含的遗传学原理及其优缺点。学原理及其优缺点。（1 1）古印第安人培育玉米的方法称为）古印第安人培育玉米的方法称为 。（2 2）这里的）这里的“选择选择”的含义是的含义是 。（3 3）选择育种的优缺点是：）选择育种的优缺点是： 优点：优点： 缺点：缺点：（4 4）现代育种工作是否运用选择育种的）现代育种工

3、作是否运用选择育种的“汰劣留汰劣留良良”这一措施？这一措施？选择育种选择育种育种周期太长，选择范围有限。育种周期太长，选择范围有限。技术简单、容易操作。技术简单、容易操作。汰劣留良汰劣留良设想：设想： 人们一直设想人们一直设想如果能想办法如果能想办法去掉去掉不良性不良性状，让状，让优良性状优良性状集于一身，创造出自然条件集于一身，创造出自然条件下没有的新性状组合，突破选择育种的局限，下没有的新性状组合，突破选择育种的局限，培育出具有培育出具有优良性状组合优良性状组合的新品种。的新品种。选择育种的选择育种的局限性局限性是：是： 只能利用生物在只能利用生物在自然环境条件自然环境条件下产生的下产生的

4、有限变有限变异异，在，在已有的性状组合已有的性状组合中选育优良品种。中选育优良品种。 九十年代后期，美国学者布朗抛出九十年代后期，美国学者布朗抛出“中国威胁论中国威胁论”，撰文，撰文说到下世纪年代，中国人口将达到亿，到时谁来养说到下世纪年代，中国人口将达到亿，到时谁来养活中国，谁来拯救由此引发的全球性粮食短缺和动荡危机？活中国，谁来拯救由此引发的全球性粮食短缺和动荡危机？设想你是一位玉米育种专设想你是一位玉米育种专家，遇到这样的情况家，遇到这样的情况: :品种品种A A：籽粒多籽粒多，但，但不抗不抗 黑粉病；黑粉病； 品种品种B B：籽粒少籽粒少，但，但抗抗黑黑粉病。粉病。讨论：讨论：你用什么

5、方法把两你用什么方法把两个品种的个品种的优良性状优良性状结合在结合在一起，又能把缺点去掉？一起，又能把缺点去掉？黑粉病黑粉病孟德尔两对孟德尔两对相对性状的杂交实验相对性状的杂交实验最早的育种方法：最早的育种方法： 玉米玉米起源于美洲大陆，起源于美洲大陆，1515世纪传入欧洲，世纪传入欧洲，1616世纪世纪经葡萄牙传入中国，现在遍布全世界。远在经葡萄牙传入中国，现在遍布全世界。远在古代古代，美，美洲的洲的印第安人印第安人就就选择选择和和培育培育了许多了许多穗大粒饱穗大粒饱的玉米。的玉米。原来他们把玉米奉为神灵，用作祭祀的玉米是在原来他们把玉米奉为神灵，用作祭祀的玉米是在隔离隔离条件条件下种植的，

6、经过精心管理和认真选育，不仅果穗下种植的，经过精心管理和认真选育，不仅果穗硕大、颗粒饱满，而且硕大、颗粒饱满，而且品质优良品质优良，无任何杂粒，这样，无任何杂粒，这样就选育出了具有优良性状的玉米品种。就选育出了具有优良性状的玉米品种。 古印第安人是最早选择和培育玉米的，最突古印第安人是最早选择和培育玉米的，最突出的贡献是出的贡献是选育了果穗硕大、淀粉含量高的玉米。选育了果穗硕大、淀粉含量高的玉米。请分析古印第安人培育玉米的方法所隐含的遗传请分析古印第安人培育玉米的方法所隐含的遗传学原理及其优缺点。学原理及其优缺点。（1 1）古印第安人培育玉米的方法称为）古印第安人培育玉米的方法称为 。（2 2

7、）这里的）这里的“选择选择”的含义是的含义是 。（3 3）选择育种的优缺点是：）选择育种的优缺点是： 优点：优点： 缺点：缺点：（4 4）现代育种工作是否运用选择育种的）现代育种工作是否运用选择育种的“汰劣留汰劣留良良”这一措施？这一措施？选择育种选择育种育种周期太长，选择范围有限。育种周期太长，选择范围有限。技术简单、容易操作。技术简单、容易操作。汰劣留良汰劣留良设想：设想： 人们一直设想人们一直设想如果能想办法如果能想办法去掉去掉不良性不良性状，让状，让优良性状优良性状集于一身，创造出自然条件集于一身，创造出自然条件下没有的新性状组合，突破选择育种的局限，下没有的新性状组合，突破选择育种的

8、局限，培育出具有培育出具有优良性状组合优良性状组合的新品种。的新品种。选择育种的选择育种的局限性局限性是：是： 只能利用生物在只能利用生物在自然环境条件自然环境条件下产生的下产生的有限变有限变异异，在，在已有的性状组合已有的性状组合中选育优良品种。中选育优良品种。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选优选优一、杂交育种一、杂交育种 杂交育种是将杂交育种是将两个两个或

9、或多个多个品种的品种的优良性优良性状状通过通过交配交配集中在一起，再经过集中在一起，再经过选择选择和和培培育育，获得，获得新品种新品种的方法。的方法。1 1、概念：、概念：杂交育种是改良作物品质，提高农作物单杂交育种是改良作物品质，提高农作物单位面积产量的常规方法。位面积产量的常规方法。 我国科学家袁隆平多年来一直致力于杂交水稻的研究，我国科学家袁隆平多年来一直致力于杂交水稻的研究，取得了骄人的成绩。我国有一半以上的稻田种植杂交水稻。取得了骄人的成绩。我国有一半以上的稻田种植杂交水稻。水稻产量从原来的每公顷水稻产量从原来的每公顷45004500多千克增加到多千克增加到75007500千克。从千

10、克。从19761976年到年到19981998年，累计增产粮食年，累计增产粮食3.53.5亿亿吨，平均每年多解吨，平均每年多解决约决约60006000万万人的粮食问题。人的粮食问题。60006000万意味着什么？每个人都万意味着什么？每个人都能掂出其中分量。能掂出其中分量。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。悯农唐悯农唐李绅李绅动物的杂交育种动物的杂交育种中国荷斯坦牛中国荷斯坦牛：荷斯坦荷斯坦弗里弗里生牛与我国生牛与我国黄牛黄牛杂交选育后逐渐形成杂交选育后逐渐形成的优良种。泌乳期可达的优良种。泌乳期可达305305天，年产乳量可达天，

11、年产乳量可达6300kg6300kg以上。以上。家畜、家禽的育种也常用杂交育种。家畜、家禽的育种也常用杂交育种。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 短折短折测交测交F3长折长折 短折短折3代代杂交杂交F1间间交配交配选优选优思考：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一稳定遗传的动物品

12、种一般需要几代？般需要几代？2 2、比植物杂交育种所需年限、比植物杂交育种所需年限短短。长毛折耳猫长毛折耳猫杂种优势杂种优势杂种优势是生物界普遍存在的现象。杂种优势是生物界普遍存在的现象。 指指基因型基因型不同的亲本个体相互杂交产生的不同的亲本个体相互杂交产生的杂种第一代杂种第一代，在生长势、生活力、繁殖力、抗在生长势、生活力、繁殖力、抗逆性、产量和品质等逆性、产量和品质等一种或多种一种或多种性状上优于两性状上优于两个亲本的现象。个亲本的现象。例如：骡（体力强大，耐力好）例如：骡（体力强大，耐力好） 你知道我国在杂交育种方你知道我国在杂交育种方面的哪些伟大成就？面的哪些伟大成就？袁隆平袁隆平“

13、三系杂交稻三系杂交稻”“二系杂交稻二系杂交稻”“超级杂交稻超级杂交稻”杂交水稻之父杂交水稻之父李登海李登海玉米之父玉米之父 选育的选育的紧凑型紧凑型玉米新品种玉米新品种掖单掖单1313号在号在20042004年年2 2月月2020日荣获日荣获国家科技进步国家科技进步一等奖一等奖0606年度国家最高科学技术奖年度国家最高科学技术奖-李振声李振声院士院士陕西有句民谣陕西有句民谣“要吃面，种小偃要吃面，种小偃”，小偃，小偃是种抗病强、是种抗病强、 产量高的小麦产量高的小麦基因重组基因重组原理:3 3 不能不能创造创造新基因新基因1 1 后代会后代会出现出现性状分离性状分离2 2 育种育种缓慢缓慢，过

14、程，过程繁琐繁琐将不同个体的优良性状将不同个体的优良性状集中集中到到同一个体上同一个体上优点：优点：缺缺点点常用方法：常用方法：杂交杂交 自交自交 选种选种 自交自交 杂交育种杂交育种不能不能创造创造新新的基因的基因，并且所需时间要，并且所需时间要长长，那有，那有没有能出现没有能出现意想不到意想不到的结果的结果，并且需要时间相对要，并且需要时间相对要短短的的育种方法育种方法呢？呢？什么样的情况下可产生新的基因？基因突变基因突变资料：资料：航天技术航天技术的发展，使人类的愿的发展，使人类的愿望变成了现实。自望变成了现实。自19871987年以来，中国利年以来，中国利用自己研制的用自己研制的返回式

15、卫星返回式卫星和和神舟号飞船神舟号飞船进行了进行了1111次次航天育种搭载试验，试验品航天育种搭载试验，试验品种达种达12001200多种。多种。航天诱变育种是利用太空的航天诱变育种是利用太空的物理环物理环境境作为诱变因子，太空环境条件很复杂，作为诱变因子，太空环境条件很复杂，与与地球表面地球表面主要差异是主要差异是微重力微重力、宇宙射宇宙射线线、重粒子重粒子、变化磁场变化磁场和和高真空高真空等，这等，这些物理条件的些物理条件的综合作用综合作用使生物产生基因使生物产生基因突变。突变。神奇的太空育种神奇的太空育种太空椒太空椒普通青椒普通青椒神奇的太空育种神奇的太空育种据统计，航天育种变异率达据统

16、计，航天育种变异率达4以上以上 太空南瓜王太空南瓜王 这种太空南瓜王最大能长到这种太空南瓜王最大能长到200多公斤，多公斤，在生长繁殖期高峰时，南瓜每天能增大在生长繁殖期高峰时，南瓜每天能增大5公斤。公斤。基因突变基因突变 利用利用物理因素物理因素（如如射线、射线、射线、射线、紫外线、激光等）紫外线、激光等）或或化学因素化学因素（如亚硝酸、（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）硫酸二乙酯等）处理，使生物发生处理，使生物发生基因基因突变突变，获得优良变异类型。，获得优良变异类型。概念：概念：原理原理:二、 我国科技人员用我国科技人员用6060CO产生产生的射线照射水稻萌发的种子，的射线照射水稻萌发的种子，培

17、育出优质高产、抗病虫害强培育出优质高产、抗病虫害强的新品种。的新品种。紫外线照射紫外线照射 1945 1945年青霉素发明以来，世界各地科学家用紫外线照年青霉素发明以来，世界各地科学家用紫外线照射的方法处理青霉菌，将青霉素的产量提高了射的方法处理青霉菌，将青霉素的产量提高了23千倍，千倍，价格下降到原来的几万分之一。价格下降到原来的几万分之一。航天诱变育种 太空中各种辐射、失重、宇宙粒子、弱地磁，高真空等综合作用，产生地面上难以实现的变异。幼苗微生物菌种种子 我国神州我国神州6 6号上太空时，重庆的一位村民花了号上太空时，重庆的一位村民花了1.51.5万元，把自己精心培育的万元，把自己精心培育

18、的5050粒荷花种子送上天，粒荷花种子送上天，希望遨游太空回来，能培育出冬天开的荷花。希望遨游太空回来，能培育出冬天开的荷花。1 1 他的愿望一定能够实现吗？为什么？他的愿望一定能够实现吗？为什么？2 2 突变的冬天开的荷花在其它方面的性状突变的冬天开的荷花在其它方面的性状 一定都如先前一样理想吗？一定都如先前一样理想吗？3 3 要使其保持先前的理想性状，可采取什么要使其保持先前的理想性状，可采取什么措施？措施？4 4 综合上述请你总结诱变育种的优点和局限性。综合上述请你总结诱变育种的优点和局限性。能产生能产生新新的基因，提高突变率。的基因，提高突变率。新的新的性状的出现，加速育种进程性状的出现，加速育种进程优点：优点：突变突变方向方向难以掌握，突变体难以集难以掌握，突变体难以集中多个中多个理想性状理想性状，成功率成功率低低缺点：缺点：扩大诱变后代群体，增加选择机会扩大诱变后代群体，增加选择机会措施：措施： 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.