湖南省懷化市湖天中學(xué)高中生物 第6章 第1節(jié) 雜交育種與誘變育種課件 新人教版必修2

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1、最早的育種方法：最早的育種方法：選擇育種的優(yōu)點(diǎn)：選擇育種的優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)簡(jiǎn)單、容易操作技術(shù)簡(jiǎn)單、容易操作 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 選擇范圍有限，育種周期長(zhǎng)選擇范圍有限，育種周期長(zhǎng) 選擇育種選擇育種齊民要術(shù)齊民要術(shù)指出當(dāng)時(shí)人們不僅會(huì)將籽粒碩大而且飽滿的種子選擇下指出當(dāng)時(shí)人們不僅會(huì)將籽粒碩大而且飽滿的種子選擇下來，還建立了專門的種子田，把選出來的純色好穗，另外種植在種子來，還建立了專門的種子田，把選出來的純色好穗，另外種植在種子田里，避免與其他種子混雜，而且在收割時(shí)，要先收割種子田里的作田里，避免與其他種子混雜，而且在收割時(shí)，要先收割種子田里的作物，并單獨(dú)存放。這種古老的育種方法叫做選擇育種。物，并單獨(dú)存放。這

2、種古老的育種方法叫做選擇育種。 已知小麥的高稈（已知小麥的高稈（D）對(duì)矮稈（）對(duì)矮稈（d）為顯性，抗）為顯性，抗銹病（銹?。═）對(duì)易染銹?。ǎ?duì)易染銹病（t）為顯性，兩對(duì)性狀獨(dú)）為顯性，兩對(duì)性狀獨(dú)立遺傳?，F(xiàn)有高稈抗銹病、矮稈易染病兩立遺傳?，F(xiàn)有高稈抗銹病、矮稈易染病兩純系品純系品種種。你用什么方法能把兩個(gè)品種的優(yōu)良性狀結(jié)合。你用什么方法能把兩個(gè)品種的優(yōu)良性狀結(jié)合在一起，又能把雙方的缺點(diǎn)都去掉？在一起，又能把雙方的缺點(diǎn)都去掉？試一試：植物雜交育種的方法試一試：植物雜交育種的方法DDTTddttDdTtddTt高抗高抗 高不抗高不抗 矮抗矮抗 矮不抗矮不抗ddTT矮抗矮抗ddTTddTT矮抗矮抗d

3、dTtddTt矮抗矮抗矮抗矮抗 矮不抗矮不抗ddTT雜交雜交自交自交選優(yōu)選優(yōu)自交自交F3選優(yōu)選優(yōu)5 5、缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：雜交雜交自交自交選優(yōu)選優(yōu)自交自交.一、雜交育種一、雜交育種 能集中位于不同品種中的優(yōu)良性能集中位于不同品種中的優(yōu)良性狀。即狀。即“集優(yōu)集優(yōu)”, ,能產(chǎn)生新的基因型。能產(chǎn)生新的基因型。 雜交育種是將兩個(gè)或多個(gè)品種的優(yōu)良性雜交育種是將兩個(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。育，獲得新品種的方法?；蛑亟M基因重組3 3、方法：、方法：1 1、概念：、概念：2 2、原理：、原理：4 4、優(yōu)點(diǎn)：、優(yōu)點(diǎn)：雜交后代會(huì)出

4、現(xiàn)性狀分離現(xiàn)象，育雜交后代會(huì)出現(xiàn)性狀分離現(xiàn)象，育種進(jìn)程緩慢，過程復(fù)雜，不能創(chuàng)造種進(jìn)程緩慢，過程復(fù)雜，不能創(chuàng)造出原來沒有的新基因。出原來沒有的新基因。雜種優(yōu)勢(shì)雜種優(yōu)勢(shì)雜種優(yōu)勢(shì)是生物界普遍存在的現(xiàn)象。雜種優(yōu)勢(shì)是生物界普遍存在的現(xiàn)象。指基因型不同的親本個(gè)體相互雜交產(chǎn)生的雜種指基因型不同的親本個(gè)體相互雜交產(chǎn)生的雜種第一代，在生長(zhǎng)勢(shì)、生活力、繁殖力、抗逆性、第一代，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。的現(xiàn)象。Eg. 騾（體力強(qiáng)大，耐力好）騾（體力強(qiáng)大，耐力好） 他是一位真正的耕耘者。當(dāng)他還是一個(gè)鄉(xiāng)村教師的時(shí)候,已經(jīng)具有

5、顛覆世界權(quán)威的膽識(shí);當(dāng)他名滿天下的時(shí)候,卻仍然只是專注于田疇,淡泊名利,一介農(nóng)夫,播撒智慧,收獲富足。他畢生的夢(mèng)想,就是讓所有的人遠(yuǎn)離饑餓。喜看稻菽千重浪,最是風(fēng)流袁隆平。動(dòng)物的雜交育種動(dòng)物的雜交育種中國(guó)荷斯坦牛：中國(guó)荷斯坦牛：荷斯荷斯坦坦弗里生牛與我國(guó)黃弗里生牛與我國(guó)黃牛雜交選育后逐漸形成牛雜交選育后逐漸形成的優(yōu)良種。泌乳期可達(dá)的優(yōu)良種。泌乳期可達(dá)305305天，年產(chǎn)乳量可達(dá)天，年產(chǎn)乳量可達(dá)6300kg6300kg以上。以上。 試一試：試一試：動(dòng)物的雜交育種方法動(dòng)物的雜交育種方法短毛折耳貓短毛折耳貓長(zhǎng)毛立耳貓長(zhǎng)毛立耳貓長(zhǎng)毛折耳貓長(zhǎng)毛折耳貓長(zhǎng)毛立耳長(zhǎng)毛立耳 短毛折耳短毛折耳BBEEbbee長(zhǎng)毛

6、立耳長(zhǎng)毛立耳BbEe長(zhǎng)毛立耳長(zhǎng)毛立耳BbEe長(zhǎng)立長(zhǎng)立 長(zhǎng)折長(zhǎng)折 短立短立 短折短折BbeeBBee雜交雜交F1間間交配交配選優(yōu)選優(yōu)測(cè)交測(cè)交BBeebbee長(zhǎng)折長(zhǎng)折 短折短折長(zhǎng)折長(zhǎng)折 BbeeBbeebbee長(zhǎng)折長(zhǎng)折 短折短折長(zhǎng)折長(zhǎng)折 短折短折bbeeBbee在植物雜交育種的過程中運(yùn)用單倍體育種的方在植物雜交育種的過程中運(yùn)用單倍體育種的方法可以顯著縮短育種進(jìn)程。法可以顯著縮短育種進(jìn)程。P高桿抗病高桿抗病 DDTT矮桿感病矮桿感病 ddttF1高桿抗病高桿抗病 DdTt第第1年年選育出需要的矮抗品種選育出需要的矮抗品種F2D_T_ D_tt ddT_ ddtt矮抗矮抗雜交育種雜交育種第第2年年第第

7、3年年生長(zhǎng)生長(zhǎng)ddTTF3減數(shù)分裂減數(shù)分裂配子配子DTDtdTdt單倍體單倍體 DTDtdTdt花藥離體培養(yǎng)花藥離體培養(yǎng)秋水仙素秋水仙素第第1年年第第2年年第第4年年單倍體育種單倍體育種DDttddTT ddtt純合體純合體DDTT矮抗矮抗二、誘變育種二、誘變育種 能提高突變率，產(chǎn)生能提高突變率，產(chǎn)生新基因新基因和新的性狀，和新的性狀，加速育種進(jìn)程，在加速育種進(jìn)程，在較短時(shí)間較短時(shí)間內(nèi)獲得更多的內(nèi)獲得更多的符合人類需要的優(yōu)良變異類型。符合人類需要的優(yōu)良變異類型。 利用物理因素（如利用物理因素（如X X射線，紫外線，激射線，紫外線，激光等）或化學(xué)因素（如亞硝酸等）處理生光等）或化學(xué)因素（如亞硝酸

8、等）處理生物，使生物發(fā)生基因突變。物，使生物發(fā)生基因突變。基因突變基因突變3 3、方法：、方法：1 1、概念：、概念：2 2、原理：、原理：4 4、優(yōu)點(diǎn)：、優(yōu)點(diǎn)：物理、化學(xué)方法處理生物，再選擇物理、化學(xué)方法處理生物，再選擇符合要求的變異類型符合要求的變異類型 太空番茄太空南瓜5、缺點(diǎn)：誘變方向難以掌握，誘變育種具、缺點(diǎn)：誘變方向難以掌握，誘變育種具有盲目性。大多數(shù)基因突變是有害的，必須有盲目性。大多數(shù)基因突變是有害的，必須大量處理生物材料，突變體難以集中多個(gè)優(yōu)大量處理生物材料，突變體難以集中多個(gè)優(yōu)良性狀。良性狀。太空椒太空椒誘變育種的應(yīng)用誘變育種的應(yīng)用: :農(nóng)作物新品種的培育農(nóng)作物新品種的培育

9、 用于微生物育種用于微生物育種例如青霉素的選育。例如青霉素的選育。19431943年從自然界分離年從自然界分離出來的青霉菌只能產(chǎn)生青霉素出來的青霉菌只能產(chǎn)生青霉素2020單位單位/mL/mL。后來人們對(duì)青霉菌多次進(jìn)行后來人們對(duì)青霉菌多次進(jìn)行X X射線、紫外射線、紫外線線照射以及綜合處理，培育成了青霉素高照射以及綜合處理，培育成了青霉素高產(chǎn)菌株，目前青霉素的產(chǎn)量已達(dá)到產(chǎn)菌株，目前青霉素的產(chǎn)量已達(dá)到50000500006000060000單位單位/mL/mL。 雜交育種雜交育種誘變育種誘變育種 多倍體育種多倍體育種單倍體育種單倍體育種處處理理 原原理理 優(yōu)優(yōu)點(diǎn)點(diǎn) 缺缺點(diǎn)點(diǎn)雜交雜交輻射、射線輻射、射

10、線化學(xué)藥劑化學(xué)藥劑秋水仙素秋水仙素花藥離花藥離 體培養(yǎng)體培養(yǎng)基因重組基因重組基因突變基因突變?nèi)旧w變異染色體變異可以集中兩可以集中兩 個(gè)親體的優(yōu)個(gè)親體的優(yōu) 良性狀良性狀育種年限縮育種年限縮 短，短，改良某改良某 些性些性狀狀果大，莖稈果大，莖稈 粗，粗，營(yíng)養(yǎng)物營(yíng)養(yǎng)物 豐富豐富年限短，年限短，易穩(wěn)定易穩(wěn)定時(shí)間長(zhǎng)時(shí)間長(zhǎng)有利不多，有利不多， 需大量處理需大量處理發(fā)育遲發(fā)育遲 結(jié)實(shí)低結(jié)實(shí)低高度不育高度不育 植株弱小植株弱小 育種技術(shù)的不斷完善與發(fā)展的動(dòng)力和育種技術(shù)的不斷完善與發(fā)展的動(dòng)力和原因是超越已有技術(shù)的局限性。育種原因是超越已有技術(shù)的局限性。育種學(xué)家將如何突破學(xué)家將如何突破“不能實(shí)行不能實(shí)行種間種

11、間的基的基因交流因交流”這一育種技術(shù)的局限呢？這一育種技術(shù)的局限呢？選擇育種選擇育種雜交育種雜交育種誘變育種誘變育種特點(diǎn)：在自然產(chǎn)生的變異中選擇特點(diǎn)：在自然產(chǎn)生的變異中選擇局限：不能把位于兩個(gè)品種的優(yōu)良局限：不能把位于兩個(gè)品種的優(yōu)良性性 狀集于一身狀集于一身主要優(yōu)點(diǎn)：有目的地把位于兩個(gè)品種主要優(yōu)點(diǎn)：有目的地把位于兩個(gè)品種 的優(yōu)良性狀集于一身的優(yōu)良性狀集于一身局限：不能產(chǎn)生新的基因局限：不能產(chǎn)生新的基因主要優(yōu)點(diǎn)：能產(chǎn)生主要優(yōu)點(diǎn)：能產(chǎn)生新基因新基因局限：該方法具有一定的盲目性局限：該方法具有一定的盲目性均不能實(shí)行種間的基因交流均不能實(shí)行種間的基因交流下圖是用某種作物的兩個(gè)品種和分別培育出下圖是用某

12、種作物的兩個(gè)品種和分別培育出 品種的示意圖，試分析回答：品種的示意圖，試分析回答： AABB E Ab - D AaBb F AAbb- aabb G AAaaBBbb-（1）用和培育所采用的）用和培育所采用的D和和F步驟分別是步驟分別是 和和 。其應(yīng)用的遺傳學(xué)原理是。其應(yīng)用的遺傳學(xué)原理是 。（2）用培育所采用的）用培育所采用的E和和H步驟分別是步驟分別是 和和 。其應(yīng)用的遺傳學(xué)原理是。其應(yīng)用的遺傳學(xué)原理是 。 （3）用培育所采用的）用培育所采用的G步驟是步驟是 其遺傳學(xué)原理是其遺傳學(xué)原理是 。H雜交雜交自交自交基因重組基因重組花藥離體培養(yǎng)花藥離體培養(yǎng)秋水仙素秋水仙素處理幼苗處理幼苗染色體變異

13、染色體變異.秋水仙素秋水仙素 處理幼苗處理幼苗染色體變異（多倍體育種）染色體變異（多倍體育種） . . .育種的方法有多種，各有各的優(yōu)點(diǎn)，我們育種的方法有多種，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)到要合理的有機(jī)結(jié)合各種方法，高效的達(dá)到各種目的。各種目的。如果水稻的某遲熟（如果水稻的某遲熟（AA)AA)品種品種, ,那么我們那么我們有什么好辦法快速的得到早熟（有什么好辦法快速的得到早熟（aaaa） 品種？品種？靈活創(chuàng)新、實(shí)際應(yīng)用靈活創(chuàng)新、實(shí)際應(yīng)用人工誘變?nèi)斯ふT變 + + 單倍體育種單倍體育種早熟早熟品種品種(aa)(aa)花藥離花藥離體培養(yǎng)體培養(yǎng)遲熟遲熟品種品種(AA)(AA)雜

14、合雜合子子(Aa)(Aa)人工人工誘變誘變 幼苗幼苗 （A） 幼苗幼苗（a）秋水仙秋水仙素處理素處理早熟早熟品種品種(AA)(AA)秋水仙秋水仙素處理素處理 我國(guó)運(yùn)用返回式運(yùn)載衛(wèi)星搭載水稻種子，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，返回地面后種植，培育出的水稻穗長(zhǎng)粒大，畝產(chǎn)達(dá)畝產(chǎn)達(dá)600kg600kg，最高達(dá)，最高達(dá)750kg750kg，蛋白質(zhì)含量增，蛋白質(zhì)含量增加加8%-20%8%-20%，生長(zhǎng)期平均縮短，生長(zhǎng)期平均縮短1010天。天。 思考思考后請(qǐng)回答：后請(qǐng)回答：水稻產(chǎn)生這種變異的來源是：水稻產(chǎn)生這種變異的來源是：產(chǎn)生變異的原因是：產(chǎn)生變異的原因是： 基因突變基因突變 各種宇宙射線和失重的作用，使基因的分各種宇宙射線和失重的作用，使基因的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。 思考：自然突變和誘發(fā)突變特點(diǎn)的異同？思考：自然突變和誘發(fā)突變特點(diǎn)的異同？ 普遍、隨機(jī)、不定向性；誘發(fā)突變的突變頻率較高普遍、隨機(jī)、不定向性；誘發(fā)突變的突變頻率較高