高中生物雜交育種與誘變育種ppt

第6章從雜交育種到基因工程第1節(jié)雜交育種與誘變育種玉米黑粉病一·古代人類的育種方式－－選擇育種缺點(diǎn)：1·周期長(zhǎng)2·可以選擇的范圍有限從每一代的變異中選出最好的類型進(jìn)行繁殖、培育小麥高稈（D）對(duì)矮稈（d）為顯性，抗銹?。═）對(duì)不抗銹病（t）為顯性，現(xiàn)有純合的高稈抗銹病的小麥（DDTT）和矮稈不抗銹病的小麥（ddtt），如果你是育種工作者，怎樣才能得到矮稈抗病的優(yōu)良品種（ddTT）？例如：以下是雜交的育種參考方案：Ｐ高抗矮不抗Ｆ１高抗Ｆ２DDTTddttDdTtddTt高抗高不抗矮抗矮不抗ddTT雜交自交選優(yōu)自交F3選優(yōu)思考：要培育出一個(gè)能穩(wěn)定遺傳的植物品種一般需要幾代？連續(xù)自交，直至不出現(xiàn)性狀分離為止。6代雜交育種雜交育種雜交育種是將兩個(gè)或多個(gè)品種的優(yōu)良性狀通過交配集中在一起，再經(jīng)過選擇和培育，獲得新品種的方法。優(yōu)點(diǎn)：能集中位于不同品種中的優(yōu)良性狀。缺點(diǎn)：只能利用已有的基因組，并不能產(chǎn)生新的基因。雜交進(jìn)程緩慢，過程繁瑣。試一試：動(dòng)物的雜交育種方法假設(shè)現(xiàn)有長(zhǎng)毛立耳貓（BBEE）和短毛折耳貓（bbee），你能否培育出能穩(wěn)定遺傳的長(zhǎng)毛折耳貓（BBee）？寫出育種方案（圖解）長(zhǎng)毛折耳貓短毛折耳貓長(zhǎng)毛立耳貓長(zhǎng)毛立耳短毛折耳BBEEbbee長(zhǎng)毛立耳BbEe長(zhǎng)毛立耳BbEe長(zhǎng)立長(zhǎng)折短立短折BbeeBBeeBBeeBbeebbeebbee長(zhǎng)折短折長(zhǎng)折長(zhǎng)折短折雜交F1間交配選優(yōu)測(cè)交ＰＦ１Ｆ２F3長(zhǎng)折短折二、雜交育種原理：

基因重組方法：

優(yōu)點(diǎn)：使位于不同個(gè)體上的多個(gè)優(yōu)良性狀集中于一個(gè)個(gè)體上，即“集優(yōu)”,能產(chǎn)生新的基因型。缺點(diǎn)：育種所需時(shí)間較長(zhǎng)（自交選擇需五--六代)。應(yīng)用：用純種高稈抗病小麥與純種矮稈不抗病小麥培育矮稈抗病小麥

雜交→自交→選優(yōu)自交袁隆平培養(yǎng)雜交水稻過程中，他利用了哪一種變異的原理？基因重組中國(guó)黃牛ⅹ中國(guó)荷斯坦牛荷斯坦牛

雜種優(yōu)勢(shì)：是指基因型不同的親本相互雜交產(chǎn)生的雜種一代，在生長(zhǎng)勢(shì)、生活力、繁殖力、抗逆性、產(chǎn)量和品質(zhì)等一種或多種性狀上優(yōu)于兩個(gè)親本的現(xiàn)象。雜種優(yōu)勢(shì)在F1代表現(xiàn)最明顯。例如：我國(guó)勞動(dòng)人民用馬和驢雜交獲得體力強(qiáng)大，耐力好的雜種——騾。

雜種優(yōu)勢(shì)主要利用雜種F1代的優(yōu)良性狀，并不要求遺傳上的穩(wěn)定。需年年制種。如水稻的雜優(yōu)種，每年農(nóng)科站都有供應(yīng)。廣義的雜交育種包括獲得雜種優(yōu)勢(shì)的雜種。三、誘變育種原理：

基因突變

概念：

優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)生新基因，能提高變異的頻率，后代變異性狀能較快穩(wěn)定，加速育種進(jìn)程。缺點(diǎn)：有利個(gè)體不多，須大量處理供試材料，工作量大。應(yīng)用:太空椒的培育、青霉菌的選育等.利用物理因素（如x射線，γ射線、紫外線，激光等）或化學(xué)因素（如亞硝酸、硫酸二乙酯等）處理生物，使生物發(fā)生基因突變。原因：基因突變是隨機(jī)不定向的，多數(shù)是不利的。思考與討論與雜交育種相比，誘變育種有什么優(yōu)點(diǎn)？聯(lián)系基因變突的特點(diǎn)，談?wù)務(wù)T變育種的局限性。誘變育種的突出優(yōu)點(diǎn)是:

(1)提高變異的頻率，加速育種進(jìn)程。

(2)大幅度地改良某些性狀。誘變育種的缺點(diǎn)：

難以控制突變方向，無法將多個(gè)優(yōu)良性狀組合，有利性狀比較少，需要大量處理實(shí)驗(yàn)材料。農(nóng)作物黑龍江省農(nóng)科院用輻射方法處理大豆，培育成了“黑農(nóng)五號(hào)”等大豆品種，產(chǎn)量提高了16％，含油量比原來提高2·5％。微生物青霉菌最初從發(fā)霉的甜瓜上發(fā)現(xiàn)，這種野生的青霉菌分泌的青霉素很少，青霉素是抗菌素的一種，是第一種能夠治療肺炎、腦膜炎、膿腫等人類疾病的抗生素。但產(chǎn)量只有20單位/mL。后來，人們對(duì)青霉菌進(jìn)行X射線、紫外線照射以及綜合處理，培育成了青霉素產(chǎn)量很高的菌株，目前產(chǎn)量已經(jīng)可以達(dá)到50000單位/mL～60000單位/mL。拓展視野：太空育種利用太空中的高真空、微重力、強(qiáng)輻射等的作用，來誘導(dǎo)基因突變而培養(yǎng)新品種的誘變育種方法。太空育種太空辣椒平均單個(gè)重達(dá)500克，果實(shí)中維生素C的含量提高了10%～25%；黃瓜1根達(dá)1米多長(zhǎng)；“航天芝麻1號(hào)”不僅個(gè)大，而且單株蒴果達(dá)98粒以上；水稻蛋白質(zhì)含量可提高8.7%～12%。太空水稻搭載前后株系對(duì)比太空育種辣椒多倍體育種在育種過程中，人們用秋水仙素處理種子或幼苗從而使細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍，染色體數(shù)目加倍的細(xì)胞繼續(xù)進(jìn)行正常的有絲分裂，發(fā)育為多倍體植株，得到多倍體品種。優(yōu)點(diǎn)：器官大，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量高。缺點(diǎn)：發(fā)育延遲，結(jié)實(shí)率低。多倍體育種秋水仙素處理萌發(fā)的幼苗時(shí)，可以誘導(dǎo)多倍體的產(chǎn)生，秋水仙素的作用是

。三倍體植株需要授以二倍體的成熟花粉，因?yàn)槌墒旎ǚ劬哂械纳彼崦赶担ù偈购铣缮L(zhǎng)素），通過授粉為其子房的發(fā)育提供

。三倍體植株不能進(jìn)行減數(shù)分裂的原因是由于卵原細(xì)胞3個(gè)染色體組（3N=33），減數(shù)分裂時(shí)同源染色體聯(lián)會(huì)

，從而不能正常產(chǎn)生卵細(xì)胞。由此可以獲得

的是

倍體果實(shí)，但是沒有種子的無籽西瓜。上述過程需要的時(shí)間周期為2年。抑制紡錘體的形成

生長(zhǎng)素

紊亂

三單倍體育種采用花藥離體培養(yǎng)的方法獲得單倍體植株，再人工誘導(dǎo)染色體加倍，獲取自交不發(fā)生性狀分離的穩(wěn)定遺傳的純系品種。優(yōu)點(diǎn)：都是純合子，縮短育種年限。缺點(diǎn)：但方法復(fù)雜，成活率較低。類型雜交育種人工誘變育種單倍體育種多倍體育種原理常用方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)實(shí)例將具有不同優(yōu)良性狀的兩親本雜交用物理或化學(xué)的方法處理生物花藥離體培養(yǎng)用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗使位于不同個(gè)體的優(yōu)良性狀集中于一個(gè)個(gè)體上提高變異頻率加速育種進(jìn)程明顯縮短育種年限器官大型，營(yíng)養(yǎng)含量高育種時(shí)間長(zhǎng)有利變異少需大量處理供試材料技術(shù)復(fù)雜，需與雜交育種配合只適用于植物基因突變?nèi)旧w變異染色體變異基因重組培育矮抗小麥培育青霉素高產(chǎn)菌株三倍體無子西瓜的培育培育矮抗小麥幾種主要育種方法的比較育種的方法有多種，各有各的優(yōu)點(diǎn)，我們要合理的有機(jī)結(jié)合各種方法，高效的達(dá)到各種目的。如果水稻的某遲熟（AA)品種,那么我們有什么好辦法快速的得到早熟（aa）品種？四、靈活創(chuàng)新、實(shí)際應(yīng)用人工誘變+單倍體育種早熟品種(aa)花藥離體培養(yǎng)

當(dāng)年就可以培育出優(yōu)良新品種！遲熟品種(AA)雜合子(Aa)人工誘變幼苗（A）幼苗（a）秋水仙素處理遲熟品種(AA)秋水仙素處理時(shí)間：練習(xí)題下圖是用某種作物的兩個(gè)品種①和②分別培育出④、⑤、⑥品種的示意圖，試分析回答：①AABBEAb------------④D③AaBbFAabb----------⑤②aabbGAAaaBBbb----⑥（1）用①和②培育⑤所采用的D和F步驟分別是

和

。其應(yīng)用的遺傳學(xué)原理是

。（2）用③培育⑤所采用的E和H步驟分別是——————————

和

。其應(yīng)用的遺傳學(xué)原理是

。（3）用③培育⑥所采用的G步驟是

。其遺傳學(xué)原理是

。H雜交自交基因重組花藥離體培養(yǎng)秋水仙素處理幼苗染色體變異（單倍體育種）秋水仙素處理幼苗染色體變異（多倍體育種）例2：現(xiàn)有3個(gè)番茄品種，A品種的基因型為AABBdd，B品種的基因型為AAbbDD，C品種的基因型為aaBBDD。3對(duì)等位基因分別位于3對(duì)同源染色體上，并且分別控制葉形、花色和果形3對(duì)性狀。請(qǐng)回答：（1）如何運(yùn)用雜交育種方法利用以上3個(gè)品種獲得基因型為aabbdd的植株？（用文字簡(jiǎn)要描述獲得過程即可）（1）A和B雜交得到雜交一代，雜交一代再與C雜交，得到雜交二代，雜交二代自交，即可得到基因型為aabbdd的種子，該種子可長(zhǎng)成aabbdd植株

（2）如果從播種到獲得種子需要一年，獲得基因型為aabbdd的植株最少需要多少年？4年結(jié)合上述幾個(gè)實(shí)例，請(qǐng)總結(jié)出雜交育種的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)？例2：我國(guó)運(yùn)用返回式運(yùn)載衛(wèi)星搭載水稻種子，返回地面后種植，培育出的水稻穗長(zhǎng)粒大，畝產(chǎn)達(dá)600kg，最高達(dá)750kg，蛋白質(zhì)含量增加8%-20%，生長(zhǎng)期平均縮短10天。請(qǐng)回答：（1）水稻產(chǎn)生這種變