生物学基本技能 教案 Ⅻ 生物人工杂交

基本技能Ⅻ生物人工杂交一、目标与任务本次教学主题基本技能Ⅻ生物人工杂交学时授课班级授课日期授课地点主讲教师实验目的1.了解各种生物人工杂交技术的基本原理和操作流程。2.掌握动物、植物和微生物的人工杂交技术技能分解杂交相关术语植物人工杂交技术动物人工杂交技术微生物人工杂交技术实验操作实训思政元素崇尚科学，追求真理；尊重自然，敬畏生命；理论与实践相结合教学方法讲授法、演示法、讨论法、案例分析法、课堂观摩法、实训法教学媒体教材、课件、教案、多媒体、投影仪二、教学进度教学过程教学内容教学活动教学时间（分钟）教师活动学生活动理论知识讲授一、杂交相关术语杂交技术是遗传分析和遗传育种常用的最基本的实验方法，通过杂交可以获得杂种或新的种质资源，继而选择培育出新品种。根据杂种产生的方式，杂交技术可分为自然杂交和人工杂交。自然杂交亦称为“天然杂交”，是遗传基础不同的亲本在自然状态下的交配，产生的杂种具有双亲遗传性或超亲本性状，易于定向培育，是常规育种的重要原始材料。人工杂交是指在人工控制的条件下，按照预定的目标、计划，遵循一定的程序，采用一定的方法，使遗传性不同的亲本进行交配或结合，产生的杂种具有双亲遗传性或超亲本性状。一般情况下，杂交都要经过个体间的接触即交配，这种杂交称为有性杂交；如果没有交配的过程，则称为无性杂交。把体细胞相互融合的过程称为体细胞杂交。杂交可以发生在不同的水平上，有个体水平上的杂交、细胞水平上的杂交和分子水平上的杂交。按生物的种类又可分为植物杂交、动物杂交、微生物杂交、噬菌体杂交等。二、植物人工杂交技术植物有性杂交是利用遗传性状不同的亲本进行交配，以组合两个或多个亲本的优良性状于杂种体中，并经过基因的分离和重组，产生各种性状的变异类型，从中选出需要的基因型，进而创造出对人类有利的优良品种。（一）水稻杂交技术（1）调节开花期。水稻母本和父本花期的调整，可用分期播种的方法，使二者的花期相遇。（2）选株。选株主要指选择母本植株。要选择具有本品种典型性状、生长健壮和没有病虫害的植株作母本。（3）选穗。用镊子轻轻撬开稻穗中部的小穗，若中部的小穗在当天或次日能够开花，则雌稻穗可以作为母本。当天能够开花的标志是花丝已经伸长，花药即将顶到内稃上端；次日开花的标志是雄蕊的长度已达内稃长度的2/3。可以将小穗对着太阳观看，从外表能隐约看到雄蕊在花里的位置。（4）整穗。先用剪刀剪去母本稻穗上部和下部枝梗上的小穗，留下中部枝梗上的20～30个小穗，其他小穗统统剪去。（5）去雄。（6）套袋挂牌。不管是采用哪一种方法去雄，去雄后都要及时在母本的稻穗上套上白色硫酸纸制作的袋子，以防发生自然杂交，并在母本稻穗下方挂上特制的小纸牌，用铅笔在小纸牌上注明母本名称、去雄日期、操作者姓名等内容。（7）采粉和授粉。去雄的母本稻穗应在当天或次日进行人工授粉。（8）检查。（9）收获。杂交籽粒成熟后，将每个杂交稻穗单独脱粒、保存，供来年播种观察。（二）小麦杂交技术（1）确定组合、种植亲本。根据育种目标，确定杂交组合。根据双亲生育期调整播期，晚熟的早播，早熟的迟播或分2～3期播种，每期相隔10～15天，以确保花期相遇。（2）选穗。根据杂交组合，在母本种植区内，选择具有该亲本典型性状且健壮无病虫害的植株作为杂交母本株，选取抽穗但未开花、中部小穗的花药呈黄绿色的麦穗作为杂交母穗。（3）整穗。用剪刀剪去上下部发育不良或过嫩的小穗，有芒品种剪去芒，每穗留中部小穗8～10个；用镊子夹去小穗上部的小花，每小穗只保留基部外侧两朵小花供去雄。（4）去雄。从穗的一侧上部小穗开始顺序而下，用剪刀剪去小花上部1/3左右的颖壳，用镊子轻轻取出每朵小花中的3枚花药。如花药破裂或伤及柱头，则将该小花除去，并将镊子浸入乙醇以杀死所沾花粉。（5）套袋。将麦穗上全部小花去雄后，立即套上透明硫酸纸袋，并将其下端斜折，用大头针别好。在麦穗和剑叶叶鞘间挂上小纸牌，注明母本名称、去雄日期和操作者姓名等，并在工作簿上逐一记录。（6）授粉。在去雄后第2～3天内授粉，通常在上午开花盛期进行，阴雨天可略推迟。普通授粉法；捻穗授粉法。授粉后在小纸牌上注明父本名称和授粉日期，并在工作簿上逐一记录。（7）收获。待种子成熟后，及时按杂交组合将杂交穗收回，晒干脱粒，调查结实率，并按杂交组合或代号进行登记、编号，以备下季种植。（三）棉花杂交技术（1）母本选株和定蕾。在棉花开花的前一天16：00以后，在拟定组合的母本行中选择具有母本典型性状的生长健壮、无病优良的植株。第二天早晨必开的花的外观是：花冠呈螺旋形折叠，但花瓣已经长大露出苞叶。（2）去雄。授粉前一天下午，先检查和摘除田间已自花授过粉的棉铃，再对第二天将要开放的花朵实施剪雄去雄。用剪刀在花萼基部或花冠两侧剪开一条缝，然后把缝拨开，使雄蕊和雌蕊露出（也可剪去一部分花冠），再用剪刀或镊子除去花药。（3）父本隔离。在母本去雄的同时，选父本植株上次日可以开花的花蕾，用线或回形针或麦管隔离，注意用线扎花冠顶端时不要太松，以免次日花冠上张开的小孔让昆虫进入，使父本花粉混杂；也不要过紧，以免扎破花冠和扎住柱头。（4）授粉。在去雄后第2～3天内授粉，棉花绝大部分花在天气晴朗的上午8时左右开放。当露水退后，即可在父本行中采集花粉或摘花，给母本的花授粉。采集花粉，可用毛笔蘸取花粉涂抹在不育花的柱头上。如果摘下父本的花，可直接在母本的柱头上涂抹。（5）挂牌。授粉后在塑料牌上写明组合名称或代号、授粉日期和操作者姓名，挂在铃柄上。（6）检查受精情况。授粉3～4天后，若子房膨大，柱头失去光泽说明杂交成功。（7）管理收获和保存。对杂交株要注意摘老叶、整枝、摘去亮度心和果枝上多余的花蕾，改善通风透光条件，注意防治病虫，以提高结铃率和杂交种子数。吐絮后及时将杂交铃连同塑料牌一起收摘，放入种子袋中，晒干后可按组合剥出棉籽，妥善保存，以供下季种植。（四）玉米杂交技术（1）调节开花期。由于玉米是单性花，在调节开花期方面，必须使母本的雌穗和父本的雄穗的花期一致。可用分期播种的方法调节父、母本的花期。（2）选株。父、母本均应选择生长健壮、无病虫害和具有本品种典型性状的植株，作为杂交对象。（3）套袋隔离。当母本植株的雌穗已经露出而没有伸出柱头以前，用牛皮纸袋套好雌穗。当母本雌穗开始抽出柱头时，要在当天用牛皮纸袋套在父本植株的雄穗上。雌、雄穗的纸袋，要用细绳或回形针扎紧，以免脱落。（4）采粉。根据玉米的开花习性，其雄穗在始花后的第2～4天内开花最多，进入盛花期；一天中开花最多的时间是上午8～10时，而此时花粉的生活力也最强。雌穗在始花后的第2～4天处于盛花期，柱头已基本抽齐。采集花粉时，将父本雄穗稍稍下弯，轻轻抖动，用人工辅助授粉器（用光滑的厚纸制成1个圆锥形的纸筒，用厚纸作纸盖盖住下口。（5）授粉。授粉时，先取下雌穗上的纸袋，立即用人工辅助授粉器的下口对准雌穗的柱头，轻轻抖动授粉器，使花粉落在柱头上。授粉后，仍用原来的纸袋将雌穗套好，但应在袋顶和穗顶之间留出一定距离，以防止因果穗伸长而顶破纸袋。（6）挂牌。纸袋套好后，应在雌穗基部拴上纸牌（或塑料牌），写明杂交组合、授粉日期和操作者姓名等内容。（7）收获。母本果穗成熟后，应连同纸牌（或塑料牌）一起收获，并单独保存，供来年播种以检验杂交是否成功。三、动物人工杂交技术（一）果蝇杂交技术1.果蝇培养（1）培养基制备：酵母菌是果蝇幼虫和成虫的主要食物，凡是能发酵的物质都可成为果蝇的培养基。早年果蝇研究者用香蕉捣成泥糊做成培养基，现在实验室多用玉米粉琼脂培养基培养果蝇。果蝇培养基的配制方法很多，以配制1000mL为例说明配制的过程。（2）果蝇培养2.果蝇处理技术3.杂交操作（二）小鼠杂交技术1.小鼠操作方法2.杂交繁育技术不同品系、不同种群有不同的繁殖方法，适宜的繁殖方法是保证小鼠质量的前提。3.不同类型鼠群的繁育（1）近交系的维持和生产（2）封闭群小鼠的维持和生产四、微生物人工杂交技术（一）大肠杆菌杂交技术1.培养基制备LB培养基是一种应用最广泛和最普通的细菌基础培养基，其成分为：蛋白胨10g/L、酵母提取物5g/L、NaCl10g/L。若制备固体培养基，只需再加入琼脂粉15g/L，调节pH至7.4～7.6，配好后高压灭菌即可。2.杂交操作（二）放线菌杂交技术1.混合培养法2.平板杂交法3.玻璃纸转移法（三）真菌杂交技术1.选择直接亲本直接亲本的遗传标记多种多样，