高二生物教学 育种

高二生物教学育种第一页，共三十三页，编辑于2023年，星期六生物育种

生物育种是利用遗传学、细胞生物学、现代生物工程技术等方法原理培育生物新品种的过程。生物育种的技术和方法目前有：杂交育种、诱变育种、单倍体育种、多倍体育种、转基因育种和细胞工程育种等。生物育种是提高农作物产量和品质的主要途径，随着生物科学研究的进展，育种的方法发展迅速，效果也越来越好。

第二页，共三十三页，编辑于2023年，星期六生物的变异思考？生物变异的概念变异：是指生物的亲代与子代之间、以及子代个体之间在性状的差异。同遗传现象一样，变异的现象在生物界也是普遍存在的。

第三页，共三十三页，编辑于2023年，星期六变异的类型思考?生物的基因型、表现型及环境条件之间的关系表现型=基因型+环境条件（改变）（改变）（改变）（改变）遗传的变异不遗传的变异基因突变染色体变异基因重组来源诱因思考？遗传的变异与不遗传的变异的区别第四页，共三十三页，编辑于2023年，星期六你知道它们的育种方式吗？？高产量的青霉菌株神奇的“太空椒”无籽西瓜无芒抗病的水稻诱变育种？上述育种方式的原理是什么？培育各种生物的新品种这些方式都适用吗？诱变育种多倍体育种杂交育种第五页，共三十三页，编辑于2023年，星期六思考?基因突变、基因重组、染色体变异的概念、原因基因突变基因重组染色体变异概念原因DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或改变，引起的基因结构的改变生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合染色体的结构或数目的改变外因:外界环境条件（生物、物理、化学因素）；内因:DNA复制过程中基因中脱氧核苷酸的种类、数量、排列顺序发生局部改变1.减数分裂时非同源染色体上的非等位基因间自由组合；2.减数分裂四分体时，同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换；3.异源基因重组[基因工程]1.染色体的结构变异2.染色体的数目变异3.细胞工程(1)植物体细胞杂交不同植物的细胞融合，使遗传物质组成改变(2)动物细胞克隆通过核移植使重组细胞中的细胞核、细胞质遗传物质组成改变第六页，共三十三页，编辑于2023年，星期六杂交育种原理：方法：优点：缺点：应用：基因重组(基因的三大遗传基本定律)（1）连续自交选择（2）通过杂交使亲本的优良性状组合在一起（3）通过杂交使亲本的优良性状连锁在一起使位于不同个体上的多个优良性状集中于一个个体上，即“集优”,能产生新的基因型。育种所需时间较长（自交选择需五--六代,甚至十几代)。难以克服远缘杂交的障碍。用纯种高秆抗病小麦与纯种矮秆不抗病小麦培育矮秆抗病小麦

思考？杂交育种的原理、方法、优点、缺点、应用第七页，共三十三页，编辑于2023年，星期六小麦高秆（D）对矮秆（d）为显性，抗锈病（T）对不抗锈病（t）为显性，现有纯合的高秆抗锈病的小麦（DDTT）和矮秆不抗锈病的小麦（ddtt），可采用哪些育种方式得到矮秆抗病的优良品种（ddTT）？想一想：植物育种方式第八页，共三十三页，编辑于2023年，星期六以下为同学提供三组的育种方案：Ａ组Ｐ高抗矮不抗Ｐ高抗矮不抗Ｆ１高抗Ｆ２Ｂ组Ｃ组Ｆ１高抗花粉培育Ｆ２植株Ｐ高抗射线植株植株第九页，共三十三页，编辑于2023年，星期六（亲本）F1F2（分离）选择F3（分离）选择杂交育种F4（稳定品种）新品种单倍体植株纯合二倍体纯合二倍体种子长出的植株（选择与鉴定）单倍体育种花药离体培养秋水仙素处理？？？第十页，共三十三页，编辑于2023年，星期六诱变育种原理：方法：优点：缺点：应用:基因突变

物理方法(紫外线、α射线、激光、失重等)或化学方法(亚硝酸、硫酸二乙酯等)处理植株，再选择符合要求的变异类型

产生新基因和新的性状，能提高变异的频率，后代变异性状能较快稳定，加速育种进程。能大幅度改良某些性状。

有利个体不多，须大量处理供试材料，工作量大。盲目性大。“黑农五号”大豆、高产青霉菌、太空辣椒的培育

思考？诱变育种的原理、方法、优点、缺点、应用第十一页，共三十三页，编辑于2023年，星期六单倍体育种原理：方法：优点：缺点：应用：染色体变异(染色体组成倍地减少)常用方法为花药离体培养：(1)先将花药离体培养，培养出单倍体植株；(2)将单倍体幼苗经一定浓度的秋水仙素处理获得纯合体。

明显缩短育种年限（一般为两年），加速育种进程。

不能从根本上改变原有性状，因而不能按人类意愿定向改变作物的的遗传特性。用纯种高秆抗病小麦与矮秆不抗病小麦杂交得F1，用F1的花药离体培育纯种矮秆抗病小麦

思考？单倍体育种的原理、方法、优点、缺点、应用第十二页，共三十三页，编辑于2023年，星期六多倍体育种原理：方法:优点：缺点：应用：染色体变异(染色体组成倍地增加)用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗.原理:有丝分裂秋水仙素抑制纺锤体形成细胞染色体数目加倍发育

多倍体植株育种周期短，能改良原有性状，提高产量（茎杆粗壮，叶片、果实和种子较大，营养物质含量较多。）一般只适合于植物，发育延迟，结实率低。同源多倍体育种(偶数染色体组数)。如：四倍体水稻的培育异源多倍体育种。如：可育性的“萝卜—甘蓝”和“八倍体小黑麦的培育”

含奇数染色体组数的多倍体的培育。如：三倍体无籽西瓜的培育

思考？多倍体育种的原理、方法、优点、缺点、应用第十三页，共三十三页，编辑于2023年，星期六练习题1请写出下面各项培育方法：（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是

。（2）用60Co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

。（3）用小麦和黑麦培育八倍体黑小麦的方法是

。（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，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

。（5）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

。单倍体育种

诱变育种

多倍体育种

诱变育种

杂交育种

第十四页，共三十三页，编辑于2023年，星期六练习题（6）用秋水仙素或硫酸二乙酯处理蕃茄、水稻种子，获得成熟期早、蛋白质含量高的品系，这种方法是

。（7）将白菜与甘蓝的体细胞用酶处理，再用聚乙二醇使其融合，通过组织培养获得新的植物品种。这种方法是

。（8）将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花受精卵中，培育出抗虫棉的方法是

。（9）生产“人工种子”采用的方法是

。植物组织培养转基因育种植物体细胞杂交育种

多倍体育种第十五页，共三十三页，编辑于2023年，星期六练习题2现有两个纯种小麦,一个纯种小麦性状是高秆(D)抗锈病(T);另一个纯种小麦性状是矮秆(d)易染病(t)(两对基因独立遗传)。育种专家提出了如图所示Ⅰ、Ⅱ两种育种方法以获得小麦新品种，问：PDDTT（高秆抗病）╳ddtt（矮秆不抗病）（一）F1DdTt(二）（三）

①Dt②dt（三）（三）（三）单倍体植株（四）（四）（四）（四）DDTT③④⑤D

T

D

ttddT

ddtt

（五）⑥ddttⅠⅡ(1)要缩短育种年限，应选择的方法是

。方法Ⅱ依据的变异原是

。

（2）图中①和④的基因组成为

和

。（3）过程（二）中，D和d的分离发生在

。过程（三）采用的方法是

。过程（四）最常用的化学药剂是

。（4）过程（五）产生的抗倒伏抗锈病植株中的纯合子占

。Ⅰ基因重组DTddTT减数第一次分裂后期花药离体培养秋水仙素1/3第十六页，共三十三页，编辑于2023年，星期六练习题3下图是用某种作物的两个品种①和②分别培育出④、⑤、⑥品种的示意图，试分析回答：①AABBEAb------------④

D③AaBbFAabb----------⑤②aabbGAAaaBBbb----⑥（1）用①和②培育⑤所采用的D和F步骤分别是

和

。其应用的遗传学原理是

。（2）用③培育⑤所采用的E和H步骤分别是

和

。其应用的遗传学原理是

。（3）用③培育⑥所采用的G步骤是

。其遗传学原理是

。H杂交自交基因重组花药离体培养秋水仙素处理幼苗染色体变异（单倍体育种）秋水仙素处理幼苗染色体变异（多倍体育种）第十七页，共三十三页，编辑于2023年，星期六练习题4假设水稻抗病(A)对感病(a)为显性，高杆（T）对矮杆（t）为显性。现有纯合的抗病高杆水稻和感病矮杆水稻。为了在较短的年限内培育出稳定遗传的抗病矮杆水稻，可采取以下步骤：（1）将纯合的抗病高杆水稻和感病矮杆水稻杂交，得到杂交种子。播种这些种子，长出的植株可产生基因型为

的花粉。（2）采用

的方法得到单倍体幼苗。（3）用

处理单倍体幼苗，使染色体数目加倍。（4）采用

的方法，鉴定出其中的抗病植株。（5）从中选择表现抗病的矮杆植株，其基因型应是

。AT、At、aT、at花药离体培养秋水仙素病原体感染AAtt第十八页，共三十三页，编辑于2023年，星期六16．图25—4为五种不同育种方法示意图。据图回答：

（1）图中A、D方向所示的途径表示

育种方式，A→B→C的途径表示

育种方式。这两种育种方式相比较，后者的优越性主要表现在

。（2）B常用的方法为

。（3）E方法所运用的原理是

。（4）C、F过程中最常采用的药剂是

。（5）由G→J的过程中涉及到的生物工程技术有

和

。杂交育种单倍体育种育种时间短，后代全为纯合子花药离体培养基因突变秋水仙素基因工程和组织培养第十九页，共三十三页，编辑于2023年，星期六【2013四川卷】5．大豆植株的体细胞含40条染色体。用放射性60Co处理大豆种子后，筛选出一株抗花叶病的植株X，取其花粉经离体培养得到若干单倍体植株，其中抗病植株占50％。下列叙述正确的是（）A．用花粉离体培养获得的抗病植株，其细胞仍具有全能性B．单倍体植株的细胞在有丝分裂后期，共含有20条染色体C．植株X连续自交若干代，纯合抗病植株的比例逐代降低D．放射性60Co诱发的基因突变，可以决定大豆的进化方向今年各地高考真题第二十页，共三十三页，编辑于2023年，星期六【2013江苏卷】25．现有小麦种质资源包括:①高产、感病；②低产、抗病；③高产、晚熟等品种。为满足不同地区及不同环境条件下的栽培需求，育种专家要培育3类品种：a．高产、抗病；b．高产、早熟；c．高产、抗旱。下述育种方法可行的是A．利用①、③品种间杂交筛选获得aB．对品种③进行染色体加倍处理筛选获得bC．a、b和c的培育均可采用诱变育种方法D．用转基因技术将外源抗旱基因导入③中获得c第二十一页，共三十三页，编辑于2023年，星期六【2013上海卷】25．研究者从冰川土样中分离获得了具有较高脂肪酶活性的青霉菌菌株，为了在此基础上获得脂肪酶活性更高的菌株，最可行的做法是（）A．用紫外线照射青霉菌菌株，再进行筛选B．将青霉菌菌株与能高效水解蛋白质的菌株混合培养，再进行筛选C．将能高效水解蛋白质的菌株的基因导入青霉菌菌株，再进行筛选D．设置培养基中各种营养成分的浓度梯度，对青霉菌菌株分别培养，再进行筛选第二十二页，共三十三页，编辑于2023年，星期六转基因育种原理:方法:优点:缺点:应用:异源DNA(基因)重组[基因工程]“提取”“结合”“导入”“检测与表达”“筛选”。即：目的基因的提取，与运载体的结合，导入受体细胞，目的基因的检测与表达，筛选出符合要求的新品种。

不受生物亲缘关系的限制，可按人的意愿改造生物，目的性强，科技含量高，可以培育出高产、优质或具有特殊用途的动植物品种

技术复杂，操作要求精细,难度大。

抗虫棉、转基因“向日葵豆”“转基因超级绵羊”“转基因超级鲤鱼”等。思考？转基因育种的原理、方法、优点、缺点、应用第二十三页，共三十三页，编辑于2023年，星期六细胞工程育种一、植物体细胞杂交育种理论基础：方法：优点：缺点：应用：细胞的全能性“去壁”“诱融”“组培”。即：去细胞壁，诱导细胞融合，进行组织培养获得杂种植株。克服不同种生物间的生殖隔离和远缘杂交不亲和的障碍，可按人类意愿定向改变生物性状，培育作物新品种。技术复杂，操作要求精细,难度大。“白菜--甘蓝”“番茄—马铃薯”的培育。思考？植物体细胞育种的理论基础、方法、优点、缺点、应用第二十四页，共三十三页，编辑于2023年，星期六细胞工程育种二、动物细胞克隆育种理论基础：方法：优点：缺点：应用：

细胞的全能性核移植和胚胎移植

培育繁殖优良生物品种，用于保存频危物种，有选择地繁殖某性别动物

技术复杂，操作要求精细,难度大。鲤鲫移核鱼、克隆羊——“多莉”的培育

思考？动物细胞克隆育种的理论基础、方法、优点、缺点、应用第二十五页，共三十三页，编辑于2023年，星期六方法杂交育种诱变育种多倍体育种单倍体育种转基因育种植物体细胞杂交育种动物细胞克隆育种原理基因重组基因突变染色体变异染色体变异异源基因重组细胞的全能性细胞的全能性处理方法先不同个体间杂交得F1,F1自交在后代中经筛选得纯种物理方法:激光或辐射等;化学方法:秋水仙素或硫酸二乙酯处理先用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,使之成为多倍体,后从中选育花药离体培养,使花粉直接发育成单倍体,再经人工诱导染色体加倍提取、结合、导入、检测与表达、筛选去壁、诱融、组培核移植和胚胎移植特点使位于不同个体上的优良性状集中于一个个体上;育种年限较长(自交选择5—6代)提高突变频率,后代变异性状能较快稳定,加速育进程;能大幅度改良某些性状植物茎杆粗壮,叶片果实种子较大,营养物质含量较高,但发育延迟,结实率低明显缩短育种年限,一般只需2年;后代均为纯合体不受生物亲缘关系的限制，可定向改变生物性状,培育新品种克服生物间的生殖隔离和远缘杂交不亲和的障碍，可定向改变生物性状培育新品种。培育繁殖优良生物品种，保存频危物种，选择繁殖某性别动物第二十六页，共三十三页，编辑于2023年，星期六练习题2[2004年新课程高大综合试题]良种对于提高农作物产量、品质、和抗病性等具有重要作用。目前培养良种有多种途径。其一是具有不同优点的亲本杂交，从其后代中选择理想的变异类型，变异来源于

，选育过程中性状的遗传遵循

、

和连锁互换等规律。其二是通过射线处理，改变已有品种的个别重要性状，变异来源于

，实质上是细胞中DNA分子上的碱基发生改变。其三是改变染色体数目，例如用秋水仙素处理植物的分生组织，经过培育和选择能得到

植株。基因重组

基因分离规律

基因自由组合规律

基因突变

多倍体

第二十七页，共三十三页，编辑于2023年，星期六练习题5下图为“白菜—甘蓝”的杂交过程示意图，请据图回答：白菜细胞原生质A

甘蓝细胞原生质B正在融合的原生质③②①①杂种细胞愈伤组织白菜—甘蓝植株④（1）培育“白菜—甘蓝”植株的育种方法是

。（2）培育过程中所采用的①②③④步骤分别是

、

。

。整个培育过程中运用的生物手段分别是

和

。（3）通常情况下，白菜和甘蓝杂交是不能成功的，原因是

。通过上述育种方法获得的“白菜—甘蓝”所结种子，其育性从理论上分析，是的，理由是

。该育种方法的主要优点是

。植物细胞工程育种去除细胞壁诱导原生质体融合植物组织培养去分化再分化存在生殖隔离可育细胞中存在着同源染色体克服生物间的生殖隔离和远缘杂交不亲和的障碍，可按人类意愿定向改变生物性状培育新品种第二十八页，共三十三页，编辑于2023年，星期六练习题6

[1998年上海高考题]下列叙述中，正确的是()

A．培育无籽西瓜是利用生长素促进果实发育原理

B．培育八倍体小黑麦是利用染色体变异的原理

C．培育无籽番茄是利用基因重组的原理

D．培育青霉素高产菌株是利用基因突变的原理B、D

第二十九页，共三十三页，编辑于2023年，星期六[2002年上海高考题]为了培育节水高产品种，科学家将大麦中与抗旱节水有关的基因导入小麦，得到转基因小麦；其水分利用率提高了20％。这项技术的遗传学原理是()A基因突变

B．基因重组C．基因复制

D．基因分离B练习题7第三十页，共三十三页，编辑于2023年，星期六练习题8现有两个纯种小麦,一个纯种小麦性状是高秆(D)抗锈病(T);另一个纯种小麦性状是矮秆(d)易染病(t)(两对基因独立遗传)。育种专家提出了如图所示Ⅰ、Ⅱ两种育种方法以获得小麦新品种，问：PDDTT（高秆抗病）╳ddtt（矮秆不抗病）（一）F1DdTt(二）（三）

①Dt②dt（三）（三）（三）单倍体植株（四）（四）（四）（四）DDTT③④⑤D

T

D

ttddT

ddtt

（五）⑥ddttⅠⅡ(1)要缩短育种年限，应选择的方法是

。方法Ⅱ依据的变异原是

。

（2）图中①和④的基因组成为

和

。（3）过