人教版教学课件第六章 第一节 杂交育种与诱变育种

新疆大光华国际学校高中生物组王永平2011.11第6章从杂交育种到基因工程第1节杂交育种与诱变育种远在古代，美洲印第安人选择和培育了许多穗大粒饱的玉米。原来他们把玉米奉为神灵，用作祭祀的玉米是在隔离的条件下种植的，经过精心的管理和认真选育，不仅穗大选育出来粒饱，而且品质优良，无任何杂粒，这样就选育出了具有优良性状的玉米品种。资料1方法（汰劣留良）局限选择范围有限，育种周期长选择育种资料2小麦的高产（D）对低产(d)是对显性，抗病（T）对不抗病(t)是显性.现有高产不抗病和低产抗病的两种纯系小麦品种。你用什么方法能把两个品种的优良性状（高产、抗病）结合在一起，又能把双方的缺点都去掉？Ｐ高产不抗低产抗病Ｆ１高抗Ｆ２DDttddTTDdTt(D—T—)高不抗高抗低抗低不抗F3高不抗高抗低抗低不抗DDTT稳定遗传的高产抗病品种杂交自交选优自交选优显性纯合子品种隐性纯合子品种双亲Ｆ１F3Ｆ２自交….选出稳定遗传的个体，收获种子，扩大推广杂交自交双亲选出稳定遗传的个体，收获种子，扩大推广选优Ｆ１Ｆ２Ｆ１概念杂交育种就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，就得到新品种的方法。一、杂交育种原理：基因重组优点：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。中国荷斯坦牛成就袁隆平杂交水稻局限：育种进程缓慢，过程复杂（自交选择需五--六代,甚至十几代)。利用已有基因的重组，按需选择，并不能创造新基因；概念二、诱变育种诱变育种就是利用物理因素（如X射线、r射线、紫外线、激光等）或化学因素（亚硝酸、硫酸二乙脂等）来处理生物，使生物发生基因突变。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。物理方法（如x射线，γ射线、紫外线，激光等）化学方法（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）太空育种（微重力、高真空等）黑农大豆局限：具有不确定性；有利变异少，需大量处理实验材料，工作量大。杂交育种诱变育种多倍体育种单倍体育种依据原理常用方法优点缺点基因重组基因突变染色体变异杂交自交选优物理方法化学方法用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗花药离体培养，秋水仙素处理产生新基因；育种年限缩短；提高变异频率。可以集中两个亲体的优良性状年限短，易稳定器官较大，营养物质含量高发育延迟，结实率低有利变异少，需大量处理实验材料育种进程缓慢，过程复杂高度不育，方法复杂，成活率低三、几种育种方法的比较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。（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。单倍体育种诱变育种多倍体育种诱变育种杂交育种诱变育种2、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）1.识记并理解常见的育种方法。2.《课时讲练通》。课后作业杂交育种诱变育种多倍体育种单倍体育种原理基因重组基因突变染色体变异染色体变异方法杂交激光、射线或化学药品处理秋水仙素处理萌发种子或幼苗花药离体培养后加倍优点可集中优良性状时间短器官大和营养物质含量高缩短育种年限缺点育种年限长盲目性及突变频率较低动物中难以开展成活率低，只适用于植物举例高杆抗病与矮杆感病杂交获得矮杆抗病品种高产青霉菌株的育成三倍体西瓜抗病植株的育成几种育种方法的比较选择育种的局限性是：只能利用生物在自然环境条件下产生的有限变异，在已有的性状组合中选育优良品种。？能不能将不同品种中的优良性状结合在一起？进一步思考思考:1.你预计在实际操作中会遇到哪些困难?深入思考？还有什么育种方法有可能缩短育种年限，使具有小麦的矮杆抗锈病的品种能更迅速在生产实践上得到应用？引入单倍体育种，将旧知识与新知识联系起来，形成完整知识体系。在杂交育种的过程中运用单倍体育种的方法可以显著缩短育种进程。但是仍然不能产生新的基因，应怎样做才能产生更多可供选择的新基因呢？回忆基因突变的相关知识递进式问题讨论：与杂交育种相比，诱变育种有什么优点？优点：创造新的基因，提高变异频率，加速育种过程，可大幅度改良某些性状；变异范围广。联系基因突变的特点，谈谈诱变育种的局限性。局限性：由于突变的不定向性，有利变异少，必须大量处理材料，因此该种育种方法具有一定的盲目性。要克服这些局限性，可以采取什么办法？要想克服这些局限性，可以扩大诱变后代的群体，增加选择的机会。杂交育种诱变育种原理优点缺点应用基因重组基因突变可以集中两个亲本的优良性状育种年限缩短，改良某些性状不能创造出新的基因,育种时间长有利不多，需大量处理小结太空辣椒的培育、青霉菌的选育等微生物的育种方面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单倍体育种PDDTT×ddtt↓F1DdTt↓花药离体培养单倍体植株(DT、Dt、dT、dt)人工诱导加倍淘汰高杆易染锈病、选矮秆抗病的个体（ddTT）高杆抗病、矮秆易染锈病↓个体（DDTT、DDtt、ddtt）采收种子留种学生总结杂交育种的原理、优点、缺点原理：通过有性生殖实现基因重组（符合基因的自由组合定律或染色单体上的基因重组）优点：能根据人的预见把位于两个品种上的优良性状集于一身。缺点：（1）只能利用已有基因的重组，按需选择，不能创造新的基因（2）杂交后代会出现分离现象，育种进程缓慢，过程复杂。诱变育种人工利用物理因素（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。应用：①农作物新品种的培育，新品种具有抗病力强、产量高、品质好等优点。如“黑农五号”大豆，产量提高了16%，含油量比原来提高了2.5%。②用于微生物育种：例如青霉素的选育。1943年从自然界分离出来的青霉菌只能产生青霉素20单位/mL。后来人们对青霉菌多次进行X射线、紫外线照射以及综合处理，培育成了青霉素高产菌株，目前青霉素的产量已达到50000～60000单位/mL。中间为青霉菌，周围是细菌。●袁隆平（杂交水稻专家）2000年国家最高科学技术奖2004年十大感动中国人物之一颁奖辞：他是一位真正的耕耘者。当他还是一个乡村教师时，已具有颠覆世界权威的胆识；当他名满天下时，却仍专注于田畴。淡薄名利，一介农夫，播撒智慧，收获富足。他毕生的梦想，就是让所有的人远离饥饿。喜看稻菽千重浪，最是风流袁隆平。详情进行情感教育F1:DdTtD_T_,D_tt,ddT_,ddttF2×连续自交直至到不再发生性状分离为止ddTT(矮抗)像这样显性性状是优良性状，采用杂交育种必须连续自交4～5代后种子才相对较纯，育种年限至少5年。高杆抗病例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二、诱变育种生产上利用杂种优势可以大幅度地提高产量。例如，杂交高梁比纯系高梁增产30%--50%，杂交水稻比纯系水稻增产20%左右。杂种优势