6.1 杂交育种与诱变育种 精美课件(人教版必修2)

第1节杂交育种与诱变育种学习目标1、了解杂交育种的概念、原理及杂交过程、应用等2、了解诱变育种的方法、应用3、综合比较杂交育种、诱变育种与单倍体育种、多倍体育种原理、方法、特点等一、概念：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。二、依据原理：基因重组三、常用方法：杂交自交选种自交四、优点：将不同个体的优良性状集中到一个个体上五、缺点：育种时间长杂交育种例如：如何利用纯种的高秆抗锈病(DDRR)和矮秆不抗锈病(ddrr)的水稻植株获得优良性状且能稳定遗传的品种。第一步：先杂交得到高抗植株；第二步：将矮抗植株连续自交直至不再发生性状分离为止。PDDRR×ddrrF1DdRrF1:DdRrD_R_,D_rr,ddR_,ddrrF2×连续自交直至到再发生性状分离为止ddRR(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。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。选育纯种选用纯合亲本杂交利用现有基因重新组合选种连续自交中国黄牛ⅹ中国荷斯坦牛荷斯坦牛1.动物育种一般采用杂交育种和诱变育种。2.动物杂交育种中不能自交，所以F1不能自交，但可以利用F1的雌雄个体进行杂交繁殖；3.在F2中可以用测交的方法判断杂合子和纯合子；4.动物杂交育种，不能用单倍体育种的方法。5.比植物杂交育种所需年限短。杂种优势：是指基因型不同的亲本相互杂交产生的杂种一代，在生长势、生活力、繁殖力、抗逆性、产量和品质等一种或多种性状上优于两个亲本的现象。杂种优势在F1代表现最明显。例如：我国劳动人民用马和驴杂交获得体力强大，耐力好的杂种——骡。杂种优势主要利用杂种F1代的优良性状，并不要求遗传上的稳定。需年年制种。如水稻的杂优种，每年农科站都有供应。诱变育种1）概念：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。2）优点：能提高突变率，产生新基因；在较短时间内获得更多的优良变异类型。3）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%。资料：航天技术的发展，使人类利用太空资源的愿望变成了现实。自1987年以来，中国利用自己研制的返回式卫星和神舟号飞船进行了11次航天育种搭载试验，试验品种达1200多种。航天诱变育种是利用太空的物理环境作为诱变因子，太空环境条件很复杂，与地球表面主要差异是微重力（10－3克～10－6克）、宇宙射线、重粒子、变化磁场和高真空等，这些物理条件的综合作用使生物产生基因突变。据统计，航天育种变异率达4％以上，株高变异为＋40cm～－30cm，果重变异达＋70％～＋100％（蔬菜），生育期变异为＋3天～－10天。当神舟六号航天飞船搭载着两位英雄宇航员成功返航时，一些特殊的乘客也回到了地球。他们是一些：生物菌种、植物组培苗和作物、植物、花卉种子等。在太空周游了115小时32分钟，返回地球后，搭载单位的科研人员将继续对它们进行有关试验。回答：（1）作物种子从太空返回地面后种植，往往能出现新的变异特征。这种变异的来源主要是植物种子经太空中的辐射后，其发生变异。请预测可能产生的新的变异对人类是否有益?，你判断的理由是。（2）试举出这种育种方法的优点宇宙射线等基因不一定基因突变是不定向的变异频率高，大幅度改良某些性状太空椒普通椒4）局限性：诱变育种的方向难以掌握，诱变体难以集中多个理想性状。5）克服方法：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。原因：基因突变是随机不定向的。讨论：怎样克服？课堂小结基因重组将不同个体的优良性状，集于一个个体上杂交自交选种自交时间长，需及时发现优良品种基因突变辐射诱变，激光诱变，空间技术育种提高育种频率，加速育种过程，或大幅度改良某些品种有利变异少，需大量处理实验材料依据原理常用方法优点缺点应用实例杂交育种诱变育种1．单倍体育种（1）原理：染色体变异（2）方法：花药离体培养获得单倍体植株，再人工诱导染色体数目加倍。（3）举例：已知小麦的高秆（D）对矮秆（d）为显性，抗锈病（R）对易染锈病（r）为显性，两对性状独立遗传。现有高秆抗锈病、矮秆易染病两纯系品种。要求用单倍体育种的方法培育出具有优良性状的新品种。①让纯种的高秆抗锈病和矮秆易染锈病小麦杂交得F1；②取F1的花药离体培养得到单倍体；③用秋水仙素处理单倍体幼苗，使染色体加倍，选取具有矮秆抗病性状的个体即为所需类型。（4）特点：由于得到的个体基因都是纯合的，自交后代不发生性状分离，所以相对于杂交育种来说，明显缩短了育种的年限。PDDRR×ddrr↓F1DdRr花药（配子）DRDrdRdr单倍体DRDrdRdr纯合子DDRRDDrrddRRddrr秋水仙素诱导染色体加倍离体培养（组织培养技术）减数分裂选取ddRR（矮抗）即为所需类型杂交（亲本）F1F2（分离）选择F3（分离）选择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）花药离体培养秋水仙素处理2．多倍体育种：（1）原理：染色体变异（2）方法：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，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，即可发育成多倍体植株。（3）举例：三倍体无子西瓜的培育常规育种诱变育种多倍体育种单倍体育种处理杂交用射线、激光、化学药品等处理生物用秋水仙素处理种子或幼苗花药离体培养原理通过基因重组把两亲本的优良性状组合在同一后代中用人工方法诱发基因突变，产生新性状，创造新品种或新类型抑制细胞分裂中纺锤体的形成，使染色体数目加倍后不能形成两个细胞(染色体变异)诱导精子直接发育成植株，再用秋水仙素加倍成纯合体(染色体变异)特点方法简便，但需较长年限方可获得纯合体加速育种的进程，大幅改良某些性状，但突变后有利个体往往不多器官大，营养物质含量高，但发育延迟，结实率低缩短育种年限，但方法复杂，成活率较低举例高杆抗病与矮杆不抗病小麦杂交产生矮杆抗病品种高产量青霉素菌株的育成三倍体西瓜、八倍体小黑麦抗病植株的育成这些题你会做吗？1.杂交育种所依据的主要遗传学原理是()A.基因突变；B.基因自由组合；C.染色体交叉互换：D.染色体变异。B2.在下列几种育种方法中，可以改变原有基因分子结构的育种方法是()A.杂交育种B.诱变育种C.单倍体育种D.多倍体育种3.现代农业育种专家采用诱变育种的方法改良某些农作物的原有性状，其原因是()A.提高了后代的出苗率B.产生的突变全部是有利的C.提高了后代的稳定性D.能提高突变率以供育种选择BD4.60Co是典型的γ放射源，可用于作物诱变育种。我国运用这种方法培育出了许多农作物新品种，如棉花高产品种“鲁棉1号”，在我国自己培养的棉花品种中栽培面积最大。γ射线处理后主要引起，从而产生可遗传的变异。除γ射线外，用于诱变育种的其他物理诱变因素还有、和。答案：基因突变；x射线；紫外线；激光