高一生物杂交育种与诱变育种

高一生物杂交育种与诱变育种第一页，共四十五页，编辑于2023年，星期六杂交育种与诱变育种第二页，共四十五页，编辑于2023年，星期六改良动植物品种，最古老的育种方法是选择育种：从每一代的变异中选出最好的类型进行繁殖、培育。但是选择育种周期长，可选择的范围也有限。在生产实践中，人类摸索出杂交育种的方法。第三页，共四十五页，编辑于2023年，星期六什么是杂交育种？杂交育种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。一、杂交育种第四页，共四十五页，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），如果你是育种工作者，怎样才能得到矮秆抗病的优良品种（ddTT）？例如：第五页，共四十五页，编辑于2023年，星期六以下是杂交的育种参考方案：Ｐ高抗矮不抗Ｆ１高抗Ｆ２DDTTddttDdTtddTt高抗高不抗矮抗矮不抗ddTT杂交自交选优自交F3选优思考：要培育出一个能稳定遗传的植物品种一般需要几代？连续自交，直至不出现性状分离为止。5-6代第六页，共四十五页，编辑于2023年，星期六试一试：动物的杂交育种方法假设现有长毛立耳猫（BBEE）和短毛折耳猫（bbee），你能否培育出能稳定遗传的长毛折耳猫（BBee）？写出育种方案（图解）长毛折耳猫短毛折耳猫长毛立耳猫第七页，共四十五页，编辑于2023年，星期六长毛立耳短毛折耳BBEEbbee长毛立耳BbEe长毛立耳BbEe长立长折短立短折BbeeBBeeBBeeBbeebbeebbee长折短折长折长折短折杂交F1间交配选优测交ＰＦ１Ｆ２F3长折短折思考：要培育出一个能稳定遗传的动物品种一般需要几代？3代第八页，共四十五页，编辑于2023年，星期六！注意1、动物杂交育种中纯合子的获得不能通过逐代自交，而应改为测交。2、比植物杂交育种所需年限短。第九页，共四十五页，编辑于2023年，星期六例1：现有3个番茄品种，A品种的基因型为AABBdd，B品种的基因型为AAbbDD，C品种的基因型为aaBBDD。3对等位基因分别位于3对同源染色体上，并且分别控制叶形、花色和果形3对性状。请回答：（1）如何运用杂交育种方法利用以上3个品种获得基因型为aabbdd的植株？（用文字简要描述获得过程即可）（1）A和B杂交得到杂交一代，杂交一代再与C杂交，得到杂交二代，杂交二代自交，即可得到基因型为aabbdd的种子，该种子可长成aabbdd植株

（2）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？4年结合上述几个实例，请总结出杂交育种的优点和缺点？第十页，共四十五页，编辑于2023年，星期六一、杂交育种原理：

基因重组方法：

优点：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。缺点：育种所需时间较长（自交选择需五--六代,甚至十几代)。应用：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

杂交→自交→选优自交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结果，并且需要时间相对要短的育种方法呢？第十一页，共四十五页，编辑于2023年，星期六袁隆平培养杂交水稻过程中，他利用了哪一种变异的原理？基因重组第十二页，共四十五页，编辑于2023年，星期六我国奶牛的主要品种中国荷斯坦牛（原称中国黑白花牛），是将国外的荷斯坦-弗里生牛引进后，在我国经过长期驯化，与当地黄牛进行杂交和选育，逐渐形成的优良种。第十三页，共四十五页，编辑于2023年，星期六中国黄牛ⅹ中国荷斯坦牛荷斯坦牛第十四页，共四十五页，编辑于2023年，星期六二、诱变育种就是利用物理因素(如X射线、γ射线、紫外线，激光等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）来处理生物，使生物发生基因突变。第十五页，共四十五页，编辑于2023年，星期六二、诱变育种原理：

基因突变

方法：

优点：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。缺点：有利个体不多，须大量处理供试材料，工作量大。应用:太空辣椒的培育、青霉菌的选育等利用物理因素（如x射线，γ射线、紫外线，激光等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）处理生物，使生物发生基因突变。第十六页，共四十五页，编辑于2023年，星期六医药工业应用的青霉素就是利用普通青霉菌，经过X射线的照射，产生的有利突变型。还有医学上应用的其他抗菌素如链霉素、地霉素、金霉素等，经辐射处理的突变系，比原始品系抗菌素产量增长几十倍到几百倍，促进和提高了抗菌素的生产。诱变育种的应用第十七页，共四十五页，编辑于2023年，星期六在作物方面，应用诱变育种我国已培育出100多种水稻、小麦、玉米、大豆等优良品种。例如用射线处理籼稻干种子，选出提早成熟15天的新品种，丰产等性状仍旧保持下来，而且米粒中的蛋白质的含量提高很多。又如用射线和其他诱变剂处理大豆，培育出一种新品种。这品种含有改变了的酶系，在同样的施肥和管理条件下可提高产量50%。第十八页，共四十五页，编辑于2023年，星期六拓展视野：太空育种利用太空中的高真空、微重力、强辐射等的作用，来诱导基因突变而培养新品种的诱变育种方法。第十九页，共四十五页，编辑于2023年，星期六“神舟”五号搭载育成的巨人南瓜甘肃种植的太空育种的蔬菜第二十页，共四十五页，编辑于2023年，星期六太空水稻搭载前后株系对比太空育种辣椒第二十一页，共四十五页，编辑于2023年，星期六例2：我国运用返回式运载卫星搭载水稻种子，返回地面后种植，培育出的水稻穗长粒大，亩产达600kg，最高达750kg，蛋白质含量增加8%-20%，生长期平均缩短10天。请回答：（1）水稻产生这种变异的来源是_______，产生变异的原因是________。基因突变

各种宇宙射线和失重及高真空的作用，使基因的分子结构发生改变。

（2）这种方法育种的优点有__________。能提高变异频率，加速育种进程，并能大幅度改良某些性状

第二十二页，共四十五页，编辑于2023年，星期六三、多倍体育种在育种过程中，人们用秋水仙素处理种子或幼苗从而使细胞内染色体数目加倍，染色体数目加倍的细胞继续进行正常的有丝分裂，发育为多倍体植株，得到多倍体品种。优点：器官大，营养物质含量高。缺点：发育延迟，结实率低。第二十三页，共四十五页，编辑于2023年，星期六多倍体育种秋水仙素处理萌发的幼苗时，可以诱导多倍体的产生，秋水仙素的作用是

。三倍体植株需要授以二倍体的成熟花粉，因为成熟花粉具有的色氨酸酶系（促使合成生长素），通过授粉为其子房的发育提供

。三倍体植株不能进行减数分裂的原因是由于卵原细胞3个染色体组（3N=33），减数分裂时同源染色体联会

，从而不能正常产生卵细胞。由此可以获得

的是

倍体果实，但是没有种子的无籽西瓜。上述过程需要的时间周期为2年。第一年可以由专门的种子培育公司完成3N和2N的种子；农户直接购买配比好的3N和2N的种子，按照正常的栽培方法培育，当年就可以获得

。抑制纺锤体的形成

生长素

紊乱

三

无籽西瓜

第二十四页，共四十五页，编辑于2023年，星期六四、单倍体育种采用花药离体培养的方法获得单倍体植株，再人工诱导染色体加倍，获取自交不发生性状分离的稳定遗传的纯系品种。优点：缩短育种年限。缺点：但方法复杂，成活率较低。第二十五页，共四十五页，编辑于2023年，星期六单倍体育种组织培养染色体加倍花药离体培养单倍体植株正常植株（纯合体）种子新植株（新品种）秋水仙素处理自交发育YyRrYRYryRyrYYRRYYrryyRRyyrrYYRRYYrryyRRyyrrYRYryRyrYYRRYYrryyRRyyrr第一年第二年第二十六页，共四十五页，编辑于2023年，星期六单倍体育种在野外发现抗锈病（显性基因D控制的）小麦植株，如何快速获取可以稳定遗传的抗锈病的种子呢？第二十七页，共四十五页，编辑于2023年，星期六

杂交育种诱变育种

多倍体育种单倍体育种处理

原理优点

缺点五、比较各种育种的方法第二十八页，共四十五页，编辑于2023年，星期六

杂交育种诱变育种

多倍体育种单倍体育种处理

原理

优点

缺点杂交辐射、射线化学药剂秋水仙素花药离体培养基因重组基因突变染色体变异可以集中两个亲体的优良性状育种年限缩短，改良某些性状果大，茎秆粗，营养物丰富年限短，易稳定时间长有利不多，需大量处理发育迟，结实低高度不育，弱小第二十九页，共四十五页，编辑于2023年，星期六育种的方法有多种，各有各的优点，我们要合理的有机结合各种方法，高效的达到各种目的。如果水稻的某迟熟（AA)品种,那么我们有什么好办法快速的得到早熟（aa）品种？六、灵活创新、实际应用第三十页，共四十五页，编辑于2023年，星期六人工诱变+单倍体育种早熟品种(aa)花药离体培养

当年就可以培育出优良新品种！迟熟品种(AA)杂合子(Aa)人工诱变幼苗（A）幼苗（a）秋水仙素处理早熟品种(AA)秋水仙素处理时间：第三十一页，共四十五页，编辑于2023年，星期六练习题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------------④D③AaBbFAabb----------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）第三十二页，共四十五页，编辑于2023年，星期六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：已有的材料：A小麦的高秆（显性）抗锈病（显性）纯种，B小麦的矮秆不抗锈病纯种，C水稻的迟熟种子非生物材料：根据需要自选（1）育种名称：（2）所选择的生物材料：（3）希望得到的结果：（4）预计产生这种结果的（所需类型）的几率（5）写出育种的简要过程（可用图解）（6）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。试试看，你行吗？第三十三页，共四十五页，编辑于2023年，星期六生物材料：A小麦的高秆（显性）抗锈病（显性）纯种，B小麦的矮秆不抗锈病纯种，C水稻的迟熟种子非生物材料：根据需要自选方案1：（1）育种名称：杂交育种（2）所选择的生物材料：A、B。（3）希望得到的结果：矮秆抗锈病。（4）预计F2产生这种结果的（所需类型）的几率：3/16。（5）写出育种的简要过程（可用图解）高抗ⅹ矮病F1高抗自交

F2（高抗、矮抗、高病、矮病）。（6）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。将F2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。方案2：（1）育种名称：单倍体育种（2）所选择的生物材料：A、B。（3）希望得到的结果：矮秆抗锈病。（4）预计产生这种结果的（所需类型）的几率：1/4。（5）写出育种的简要过程（可用图解）高抗ⅹ矮病F1高抗F1花药离体培养单倍体植株，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。（6）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。挑选矮秆抗锈病的植株即可。方案3：（1）育种名称：诱变育种（2）所选择的生物材料：C。（3）希望得到的结果：早熟水稻。（4）预计产生这种结果的（所需类型）的几率：极低或不出现。（5）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（或用太空飞船搭载）水稻，使之产生基因突变。（6）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，并纯化。第三十四页，共四十五页，编辑于2023年，星期六ⅹ品种A品种B新品种原材料新品种第三十五页，共四十五页，编辑于2023年，星期六bBAaAABBAABbAAbbAaBbAaBBAabbaaBBaaBbaabb双显性状单显单隐单隐单显双隐性状第三十六页，共四十五页，编辑于2023年，星期六AaAAaa第三十七页，共四十五页，编辑于2023年，星期六黄粒、非糯性白粒、糯性黄粒、糯性（AABB）（aabb)×AaBbA-B-，A-bb,aaB-,aabb第三十八页，共四十五页，编辑于2023年，星期六3、（2003理综高考题）小麦品种是纯合体，生产上用种子繁殖，现要选育矮杆（aa)、抗病（BB）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为杂合体），生产上通常用块茎繁殖，现要选育黄肉（Yy)、抗病(Rr)的马铃薯新品种。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）第三十九页，共四十五页，编辑于2023年，星期六

马铃薯第一代yyRrⅹYyrr亲本杂交第二代YyRr,yyRr,Yyrr,yyrr种植，选黄肉、抗病（YyRr）第三代YyRr用块茎繁殖

第四十页，共四十五页，编辑于2023年，星期六第三代F2A_B_,A_bb,aaB_,aabb

种植F2代，选矮杆、抗病（aaB_），继续自交，期望下代获得纯合体

小麦第一代PAABBⅹaabb亲本杂交第二代F1AaBb种植F1代，自交第四十一页，共四十五页，编辑于2023年，星期六资料：八倍体小黑麦的培育：

普通小麦是六倍体（AABBDD），体