高中生物 第六章 从杂交育种到基因工程 第1节 杂交育种与诱变育种课件 新人教必修2

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第六章第六章 从杂交育种到基因工程从杂交育种到基因工程第一篇第一篇 教材同步导学篇教材同步导学篇一、知识准备一、知识准备1孟德尔在做豌豆杂交实验时，具体操作步骤是去雄孟德尔在做豌豆杂交实验时，具体操作步骤是去雄套袋套袋人工授粉人工授粉套袋。套袋。2基因重组包括减数第一次分裂四分体时期同源染色基因重组包括减数第一次分裂四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体的交叉互换和减数第一次分裂后期非体的非姐妹染色单体的交叉互换和减数第一次分裂后期非同源染色体的自由组合。同源染色体的自由组合。3自由组合定律的实质等位基因分离的同时，非同源自由组合定律的实质等位

2、基因分离的同时，非同源染色体上非等位基因自由组合。染色体上非等位基因自由组合。4基因突变：由于基因突变：由于DNA分子中发生碱基对的替换、增分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变。所以，基因突变常添和缺失，而引起的基因结构的改变。所以，基因突变常发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。5基因突变是新基因产生的途径，是生物变异的根本基因突变是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源，是生物进化的原始材料。来源，是生物进化的原始材料。二、课标要求二、课标要求1简述杂交育种的概念和基本原理。简述杂交育种的概念和基本原理。2掌握杂交育种

3、的过程和应用。掌握杂交育种的过程和应用。3了解诱变育种的优点和缺点。了解诱变育种的优点和缺点。一、自主初探一、自主初探1杂交育种杂交育种(阅读阅读P9899)(1)选择育种选择育种方法：驯化野生动物、栽培植物时，挑品质好的个体方法：驯化野生动物、栽培植物时，挑品质好的个体来传种，经过来传种，经过_，汰劣留良，培育出许多优良，汰劣留良，培育出许多优良品种。品种。原理：利用生物的原理：利用生物的_。缺点：缺点：_长，可选择范围长，可选择范围_。实例：古代美洲印第安人对优良性状玉米的选育。实例：古代美洲印第安人对优良性状玉米的选育。长期选择长期选择变异变异育种周期育种周期有限有限(2)杂交育种杂交育

4、种概念：将两个或多个品种的优良性状通过概念：将两个或多个品种的优良性状通过_集中集中在一起，再经过在一起，再经过_，获得新品种的方法。，获得新品种的方法。过程：过程：(以高产抗病小麦的选育为例以高产抗病小麦的选育为例)交配交配选择和培育选择和培育原理：原理：_应用：在农业生产中，应用：在农业生产中，_，提高农作，提高农作物单位面积产量；也可用于家畜、家禽的育种。物单位面积产量；也可用于家畜、家禽的育种。2诱变育种诱变育种(阅读阅读P100)(1)概念概念处理方法：利用处理方法：利用_因素因素(射线、激光等射线、激光等)或或_因素因素(亚硝酸盐等亚硝酸盐等)处理生物。处理生物。原理：原理：_。基

5、因重组基因重组改良作物品质改良作物品质物理物理化学化学基因突变基因突变探究一杂交育种的过程及应用探究一杂交育种的过程及应用二、疑问探究二、疑问探究1杂交育种适用于哪些生物的育种方法？杂交育种适用于哪些生物的育种方法？提示提示只适用于进行有性生殖的生物，如植物和动物。只适用于进行有性生殖的生物，如植物和动物。2培育细菌新品种时，能否用杂交育种的方法？培育细菌新品种时，能否用杂交育种的方法？提示提示杂交育种只适用于进行有性生殖的生物，如植物和动杂交育种只适用于进行有性生殖的生物，如植物和动物。细菌是原核生物，不能进行有性生殖。物。细菌是原核生物，不能进行有性生殖。3杂交育种是否一定要从杂交育种是否

6、一定要从F2开始筛选？是否一定要连续多开始筛选？是否一定要连续多代自交？举例说明。代自交？举例说明。提示提示不一定。如培育杂合子品种，选亲本杂交得到的不一定。如培育杂合子品种，选亲本杂交得到的F1即即可。可。三、新知破解三、新知破解1育种的过程育种的过程(1)材料的选择：要求所选育种材料分别具有我们所期望的材料的选择：要求所选育种材料分别具有我们所期望的个别性状，所选的原始材料，是人们在生产中多年栽培过的能个别性状，所选的原始材料，是人们在生产中多年栽培过的能稳定遗传的品种，一般是纯合子。稳定遗传的品种，一般是纯合子。(2)杂交一次，得子代杂交一次，得子代F1是杂合子，不管在性状上是否符合是杂

7、合子，不管在性状上是否符合要求，一般都不能直接用于扩大栽培。要求，一般都不能直接用于扩大栽培。(3)让让F1自交，得子代自交，得子代F2。性状的重新组合一般是在。性状的重新组合一般是在F2中出中出现，选出在性状上符合要求的品种，这些品种的基因型有纯合现，选出在性状上符合要求的品种，这些品种的基因型有纯合子，也有杂合子。子，也有杂合子。(4)把初步选出的品种进行隔离自交，根据把初步选出的品种进行隔离自交，根据F3是否出现性状是否出现性状分离，可以确定被隔离的亲本是否为纯合子。如果是纯合子，分离，可以确定被隔离的亲本是否为纯合子。如果是纯合子，F3不出现性状分离，同时，不出现性状分离，同时，F3的

8、基因型与亲本相同。的基因型与亲本相同。2杂交育种与单倍体育种杂交育种与单倍体育种(1)单倍体育种：图中单倍体育种：图中为单倍体育种的过程，其中为单倍体育种的过程，其中分别为配子和单倍体植株，分别为配子和单倍体植株，、分别为花药离体培养和分别为花药离体培养和秋水仙素处理。秋水仙素处理。(2)杂交育种：杂交育种：培育双杂合子时，利用子一代培育双杂合子时，利用子一代(图中图中)的杂种优势如玉米的杂种优势如玉米等，但种子只能种一年。等，但种子只能种一年。培育隐性纯合子时，子二代培育隐性纯合子时，子二代(图中图中)性状符合要求的个体性状符合要求的个体即可推广。即可推广。培育具有显性性状的纯合子时，要多次

9、自交选出稳定遗传培育具有显性性状的纯合子时，要多次自交选出稳定遗传的个体的个体(图中图中)。3动、植物杂交育种的区别动、植物杂交育种的区别(1)方法：植物杂交育种中纯合子的获得不能通过测方法：植物杂交育种中纯合子的获得不能通过测交，只能通过逐代自交的方法获得；而动物杂交育种中交，只能通过逐代自交的方法获得；而动物杂交育种中纯合子的获得一般不通过逐代自交，而通过测交的方法纯合子的获得一般不通过逐代自交，而通过测交的方法进行确认后而获得。进行确认后而获得。(2)实例：现有基因型为实例：现有基因型为BBEE和和bbee的两种植物或动的两种植物或动物，欲培育基因型为物，欲培育基因型为BBee的植物或动

10、物品种，育种过的植物或动物品种，育种过程用遗传图解表示如下：程用遗传图解表示如下：探究二诱变育种及其应用探究二诱变育种及其应用二、疑问探究二、疑问探究1诱变育种适用于哪些生物？诱变育种适用于哪些生物？提示提示诱变育种适用于进行有性生殖的生物及无性生殖诱变育种适用于进行有性生殖的生物及无性生殖的生物，常应用于植物和微生物。的生物，常应用于植物和微生物。2诱变育种是否一定能获得理想品种？为什么？诱变育种是否一定能获得理想品种？为什么？ 提示提示不一定，因为突变具有不定向性。不一定，因为突变具有不定向性。3选育农作物优良品种，为什么要处理萌发的种子或选育农作物优良品种，为什么要处理萌发的种子或幼苗？

11、幼苗？提示提示萌发的种子或者幼苗有丝分裂旺盛，在萌发的种子或者幼苗有丝分裂旺盛，在DNA复制复制时容易诱发基因突变。时容易诱发基因突变。2杂交育种和诱变育种的比较杂交育种和诱变育种的比较项目杂交育种诱变育种原理基因重组基因突变方法杂交自交筛选自交辐射诱变、激光诱变、化学药剂诱变优点使不同个体的优良性状集中于同一个个体上可以提高变异的频率，大幅度改良某些性状，加速育种进程局限性育种年限较长有利变异的个体不多，需大量处理实验材料考向一杂交育种的过程及应用考向一杂交育种的过程及应用例例1下图中，甲、乙表示水稻两个品种，下图中，甲、乙表示水稻两个品种，A、a和和B、b表示分别位于两对同源染色体上的两对

12、等位基因，表示分别位于两对同源染色体上的两对等位基因，表表示培育水稻新品种的过程，则下列说法错误的是示培育水稻新品种的过程，则下列说法错误的是()解析解析分析题图，分析题图，过程和过程和过程为杂交育种过程为杂交育种过程，但培养目标不同，前者是为了获得过程，但培养目标不同，前者是为了获得AAbb个体，后者是为个体，后者是为了获得了获得aaBB个体。杂交育种操作简便，但育种周期长；个体。杂交育种操作简便，但育种周期长；过程过程是多倍体育种，是多倍体育种，过程发生的染色体变异是由于秋水仙素抑制过程发生的染色体变异是由于秋水仙素抑制分裂前期纺锤体的形成而产生的；分裂前期纺锤体的形成而产生的；表示的过程

13、是单倍体育表示的过程是单倍体育种，其中种，其中过程常用的方法是花药离体培养；单倍体育种与多过程常用的方法是花药离体培养；单倍体育种与多倍体育种的原理都是染色体变异。倍体育种的原理都是染色体变异。答案答案B【方法规律方法规律】杂交育种选育品种时，杂交育种选育品种时，F1一般是杂合子，自交后代的性状会一般是杂合子，自交后代的性状会发生分离。发生分离。考向二诱变育种及其应用考向二诱变育种及其应用例例2育种专家在稻田中发现一株十分罕见的育种专家在稻田中发现一株十分罕见的“一秆双穗一秆双穗”植株，经鉴定该变异性状是由基因突变引起的。下列叙述正确植株，经鉴定该变异性状是由基因突变引起的。下列叙述正确的是的

14、是()A这种现象是由显性基因突变成隐性基因引起的这种现象是由显性基因突变成隐性基因引起的B该变异植株自交可产生这种变异性状的纯合个体该变异植株自交可产生这种变异性状的纯合个体C观察细胞有丝分裂中期染色体形态可判断基因突变发生观察细胞有丝分裂中期染色体形态可判断基因突变发生的位置的位置D将该株水稻的花粉离体培养后即可获得稳定遗传的高产将该株水稻的花粉离体培养后即可获得稳定遗传的高产品系品系思路点拨思路点拨解析解析基因突变往往只改变一个基因，由显性基因突变基因突变往往只改变一个基因，由显性基因突变成隐性基因属于隐性突变，一般不改变表现型；连续自交成隐性基因属于隐性突变，一般不改变表现型；连续自交属

15、于杂交育种中的核心过程，其目的是获得能够稳定遗传属于杂交育种中的核心过程，其目的是获得能够稳定遗传的个体的个体(纯合体纯合体)；观察细胞有丝分裂中期图像只能观察到；观察细胞有丝分裂中期图像只能观察到染色体形态，不能观察到基因；单倍体育种过程中，花粉染色体形态，不能观察到基因；单倍体育种过程中，花粉离体培养后获得的是单倍体，再经秋水仙素离体培养后获得的是单倍体，再经秋水仙素(或低温或低温)处理处理才可获得稳定遗传的高产品系。才可获得稳定遗传的高产品系。答案答案 B【方法规律方法规律】诱变育种的特点及应用诱变育种的特点及应用(1)优点：可以提高突变频率，在较短时间内获得更多的优点：可以提高突变频率

16、，在较短时间内获得更多的优良变异类型；大幅度地改良某些性状。优良变异类型；大幅度地改良某些性状。 (2)缺点：有利变异个体往往不多，需处理大量材料缺点：有利变异个体往往不多，需处理大量材料(盲盲目性大目性大)。(3)应用：培育具有新性状的类型，主要应用于农作物育应用：培育具有新性状的类型，主要应用于农作物育种和微生物育种。种和微生物育种。1杂交育种的原理是基因重组，诱变育种的原理是基杂交育种的原理是基因重组，诱变育种的原理是基因突变。因突变。2杂交育种是将两个或多个品种的优良性状通过杂交杂交育种是将两个或多个品种的优良性状通过杂交集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。培集中在一起，再

17、经过选择和培育，获得新品种的方法。培育显性纯合子品种，需连续自交，直到不出现性状分离为育显性纯合子品种，需连续自交，直到不出现性状分离为止。止。3杂交育种一般从杂交育种一般从F2开始筛选，因为从开始筛选，因为从F2开始才出现开始才出现性状分离。性状分离。4人工诱变育种提高突变率，但不能确定突变方向，人工诱变育种提高突变率，但不能确定突变方向，短时间内可以获得更多的优良变异性状。短时间内可以获得更多的优良变异性状。5青霉素高产菌株是通过诱变育种培育的。青霉素高产菌株是通过诱变育种培育的。1可获得无子西瓜、青霉素高产菌株、矮秆抗病小麦可获得无子西瓜、青霉素高产菌株、矮秆抗病小麦的方法分别是的方法分

18、别是()诱变育种诱变育种杂交育种杂交育种单倍体育种单倍体育种多倍体育多倍体育种种A BC D答案答案B2下列各项措施中，能够产生新基因的是下列各项措施中，能够产生新基因的是()A高秆抗病小麦与矮秆不抗病小麦杂交高秆抗病小麦与矮秆不抗病小麦杂交B用秋水仙素处理二倍体西瓜得到四倍体用秋水仙素处理二倍体西瓜得到四倍体C用花药离体培养小麦植株用花药离体培养小麦植株D用用X射线处理获得青霉素高产菌株射线处理获得青霉素高产菌株D基因突变能产生新的基因，用基因突变能产生新的基因，用X射线处理后获得青射线处理后获得青霉素高产菌株的原理是基因突变，而选项霉素高产菌株的原理是基因突变，而选项A的原理为基因的原理为

19、基因重组，选项重组，选项B、C的原理为染色体变异。的原理为染色体变异。3有一种塑料在乳酸菌的作用下能迅速分解为无毒物有一种塑料在乳酸菌的作用下能迅速分解为无毒物质，可以降解，不至于对环境造成严重的白色污染。培育质，可以降解，不至于对环境造成严重的白色污染。培育专门吃这种塑料的专门吃这种塑料的“细菌能手细菌能手”的方法是的方法是()A杂交育种杂交育种 B诱变育种诱变育种C单倍体育种单倍体育种 D多倍体育种多倍体育种B细菌属原核生物，原核生物不能进行有性生殖，因细菌属原核生物，原核生物不能进行有性生殖，因而不能实施杂交育种；原核生物无染色体不发生染色体变而不能实施杂交育种；原核生物无染色体不发生染色体变异，因而不能进行单倍体和多倍体育种。异，因而不能进行单倍体和多倍体育种。4下列