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第第1 1节节 杂交育种与诱变育种杂交育种与诱变育种最早的育种方法：最早的育种方法：选择育种选择育种优点：优点：，缺点：缺点：。技术简单、容易操作技术简单、容易操作选择范围有限，育种周期长选择范围有限，育种周期长问题探讨：设想你是一位玉米育种专家，遇到这样的情况：设想你是一位玉米育种专家，遇到这样的情况：品种品种A子粒多，但不抗黑粉病；品种子粒多，但不抗黑粉病；品种B子粒少，子粒少，但抗黑粉病。但抗黑粉病。讨论：讨论：你用什么方法既能把两个品种的你用什么方法既能把两个品种的优良性状结合在一起优良性状结合在一起,又能把双又能把双方的缺点都去掉方的缺点都去掉?将你的设想用将你的设想用遗传图解表示出来。遗传图解表示出来。F11.1.如何进行杂交如何进行杂交?2.2.如何判断显隐性性状如何判断显隐性性状?3.3.如何选择得到纯合子？如何选择得到纯合子？4.4.如何才能得到稳定遗传的优势品种？如何才能得到稳定遗传的优势品种？P品种品种A品种品种B（子粒多（子粒多,不抗病）不抗病）(子粒少子粒少,抗病抗病)(选择检测基因型选择检测基因型)可能遇到的困难可能遇到的困难:粒多粒多不抗病不抗病粒多粒多抗病抗病粒少粒少不抗病不抗病粒少粒少抗病抗病F2一、杂交育种一、杂交育种1、概念、概念将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一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。起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。2、原理：、原理：基因重组基因重组已知小麦的高秆（已知小麦的高秆（D）对矮秆（）对矮秆（d）为显性，抗锈病）为显性，抗锈病（T）对易染锈病（）对易染锈病（t）为显性，两对性状独立遗传。现）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。你用什么方法有高秆抗锈病、矮秆易染病两纯系品种。你用什么方法能把两个品种的优良性状结合在一起，又能把双方的缺能把两个品种的优良性状结合在一起，又能把双方的缺点都去掉？将你的设想用遗传图解表示出来。点都去掉？将你的设想用遗传图解表示出来。试一试：植物杂交育种的方法试一试：植物杂交育种的方法以下是杂交的育种参考方案：以下是杂交的育种参考方案：高抗高抗 矮不抗矮不抗 高抗高抗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ddTT矮抗矮抗矮抗矮抗矮不抗矮不抗ddTtddTT杂交杂交自交自交选优选优自交自交F3选优选优若干次若干次不能产生新的基因，不能产生新的基因，杂种后代容易出现性状分离，育种年限长杂种后代容易出现性状分离，育种年限长3、方法：、方法：4、优点：、优点：缺点：缺点：杂交杂交自交自交（选优（选优自交）自交）稳定遗传稳定遗传 的优势品种的优势品种5、改进措施：改进措施：结合单倍体育种，缩短育种年限结合单倍体育种，缩短育种年限能集中位于不同品种中的优良性状。能集中位于不同品种中的优良性状。6 6、应用：、应用：可用于农作物品质的改良、产量的提可用于农作物品质的改良、产量的提高，培育新品种；也用于家禽、家畜的育种。高，培育新品种；也用于家禽、家畜的育种。若从播种到收获种子需要一年若从播种到收获种子需要一年,则培育出能稳定则培育出能稳定遗传的矮杆抗病的品种至少需要几年遗传的矮杆抗病的品种至少需要几年?P高杆抗病高杆抗病DDTT矮杆感病矮杆感病ddttF1高杆抗病高杆抗病DdTt第第1年年选育出需要的矮抗品种选育出需要的矮抗品种F2D_T_ D_tt ddT_ ddtt矮抗矮抗杂交育种杂交育种第第2年年第第3年年生长生长ddTTF3减数分裂减数分裂配子配子DTDtdTdt单倍体单倍体植株植株DTDtdTdt花药离体培养花药离体培养秋水仙素秋水仙素第第1年年第第2年年第第4年年单倍体育种单倍体育种DDttddTT ddtt纯合体纯合体DDTT矮抗矮抗 中国荷斯坦牛是荷斯坦牛中国荷斯坦牛是荷斯坦牛 与我国黄牛杂交选育后逐与我国黄牛杂交选育后逐渐形成的优良种。泌乳期可达渐形成的优良种。泌乳期可达305305天，年产天，年产乳量可达乳量可达6300kg6300kg以上。以上。动物的杂交育种动物的杂交育种中国黄牛中国黄牛荷斯坦牛荷斯坦牛中国荷斯坦牛中国荷斯坦牛试一试：动物的杂交育种方法试一试：动物的杂交育种方法假设现有长毛立耳猫（假设现有长毛立耳猫（假设现有长毛立耳猫（假设现有长毛立耳猫（BBEEBBEEBBEEBBEE）和）和）和）和短毛折耳猫（短毛折耳猫（短毛折耳猫（短毛折耳猫（bbeebbeebbeebbee），你能否培育出），你能否培育出），你能否培育出），你能否培育出能稳定遗传的长毛折耳猫（能稳定遗传的长毛折耳猫（能稳定遗传的长毛折耳猫（能稳定遗传的长毛折耳猫（BBeeBBeeBBeeBBee）？）？）？）？写出育种方案（图解）写出育种方案（图解）写出育种方案（图解）写出育种方案（图解）长毛折耳猫长毛折耳猫短毛折耳猫短毛折耳猫长毛立耳猫长毛立耳猫长毛立耳长毛立耳短毛折耳短毛折耳BBEEbbee长毛立耳长毛立耳 BbEe长毛立耳长毛立耳BbEe长立长立长折长折短立短立短折短折BbeeBBeeBBeeBbeebbeebbee长折长折短折短折长折长折长折长折短折短折杂交杂交F1间间交配交配选优选优测交测交 F3长折长折短折短折1 1、动物杂交育种中纯合子的获得不能通过、动物杂交育种中纯合子的获得不能通过逐代自交，而应改为逐代自交，而应改为测交测交。2 2、比植物杂交育种所需年限短。、比植物杂交育种所需年限短。3 3、动物杂交育种的过程中、动物杂交育种的过程中不能运用单倍体不能运用单倍体育种的方法。育种的方法。4 4、在植物杂交育种的过程中运用单倍体育在植物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。种的方法可以显著缩短育种进程。思考与讨论：思考与讨论：课本课本P99有没有能出现意想不到的结果，有没有能出现意想不到的结果，产生新基因的育种方法呢？产生新基因的育种方法呢？杂交育种的优点是很明显的，但是在实际杂交育种的优点是很明显的，但是在实际操作中会遇到不少困难。请从杂交后代可操作中会遇到不少困难。请从杂交后代可能出现的各种类型，以及育种时间等方面，能出现的各种类型，以及育种时间等方面，分析比较杂交育种方法的不足。分析比较杂交育种方法的不足。杂交育种只能利用杂交育种只能利用已有基因已有基因的重组，按需选的重组，按需选择，并不能创造新的基因。杂交后代会出现择，并不能创造新的基因。杂交后代会出现性状分离性状分离现象，育种进程现象，育种进程缓慢缓慢，过程繁琐，过程繁琐。二、诱变育种二、诱变育种能能提高突变率，提高突变率，产生产生新基因新基因和新的性状，和新的性状，加速育种进程。在加速育种进程。在较短时间较短时间内获得更多的内获得更多的符合人类需要的优良变异类型。符合人类需要的优良变异类型。利用物理因素（如利用物理因素（如X X射线，紫外线，激射线，紫外线，激光等）或化学因素（如亚硝酸等）处理生光等）或化学因素（如亚硝酸等）处理生物，使生物发生基因突变。物，使生物发生基因突变。基因突变基因突变3 3、方法：、方法：1 1、概念：、概念：2 2、原理：、原理：4 4、优点：、优点：物理、化学方法处理生物，再选择物理、化学方法处理生物，再选择符合要求的变异类型符合要求的变异类型 5.应用应用:农作物新品种的培育农作物新品种的培育，新品，新品种具有抗病力强、产量高、品种具有抗病力强、产量高、品质好等优点。如质好等优点。如“黑农五号黑农五号”大大豆，产量提高了豆，产量提高了16%，含油量，含油量比原来提高了比原来提高了2.5%。诱变育种除了采用常规的方法外，还采用诱变育种除了采用常规的方法外，还采用太空育种太空育种。太空育种太空育种主要是利用返回主要是利用返回式卫星和高空气球能达到式卫星和高空气球能达到的高空环境，通过的高空环境，通过强辐射、强辐射、微重力和高真空微重力和高真空等条件使等条件使植物种子的基因发生基因植物种子的基因发生基因突变的作物育种新技术。突变的作物育种新技术。我国已培育成功我国已培育成功许多太空作物：许多太空作物：实践八号育种卫星发射成功实践八号育种卫星发射成功卫星上装载了粮、棉、油、蔬卫星上装载了粮、棉、油、蔬菜、林果花卉等大类菜、林果花卉等大类2000 2000 余余份约份约 215 215公斤农作物种子和菌公斤农作物种子和菌种，种子回收后，农业部将组种，种子回收后，农业部将组织农业科研单位进行育种筛选，织农业科研单位进行育种筛选，培育高产、优质、高效的优异培育高产、优质、高效的优异新品种，并进行推广新品种，并进行推广太空椒太空椒空间生命科学空间生命科学：高真空高真空(108pa)微重力微重力(104g)强辐射强辐射(尤其是危害尤其是危害性极大的性极大的HZE）太空番茄太空南瓜例如青霉素的选育。例如青霉素的选育。1943年从自然界分离年从自然界分离出来的青霉菌只能产生青霉素出来的青霉菌只能产生青霉素20单位单位/mL。后。后来人们对青霉菌多次进行来人们对青霉菌多次进行X射线射线、紫外线紫外线照射照射以及综合处理，培育成了青霉素高产菌株，目以及综合处理，培育成了青霉素高产菌株，目前青霉素的产量已达到前青霉素的产量已达到5000060000单单/mL。中间为青霉菌，周围是细菌。中间为青霉菌，周围是细菌。用于微生物育种用于微生物育种：思考与讨论：思考与讨论：P100 与杂交育种相比，诱变育种有什么优点？联系与杂交育种相比，诱变育种有什么优点？联系基因突变的特点，谈谈诱变育种的局限性。基因突变的特点，谈谈诱变育种的局限性。优点：优点：产生新基因产生新基因和和新的性状新的性状，能能提高变异频率提高变异频率，后，后代变异性状能较快稳定，代变异性状能较快稳定，加速育种进程加速育种进程。不足：不足：诱变育种的诱变育种的方向难以掌握方向难以掌握，产生的新基因或新性，产生的新基因或新性状并不一定是人们所需要的类型，诱变体状并不一定是人们所需要的类型，诱变体难以集中难以集中多个理想性状，且大多变异有害多个理想性状，且大多变异有害。克服：克服：可以扩大诱变后代的群体可以扩大诱变后代的群体（大量处理实大量处理实验材料验材料），），增加选择的机会。增加选择的机会。主要优点：有目的地把位于两个品种主要优点：有目的地把位于两个品种的优良性状集于一身的优良性状集于一身局限：不能产生新的基因局限：不能产生新的基因特点：在自然产生的变异中选择特点：在自然产生的变异中选择局限：不能把位于两个品种的优良性局限：不能把位于两个品种的优良性状集于一身状集于一身选择育种选择育种杂交育种杂交育种诱变育种诱变育种主要优点：能产生主要优点：能产生新基因新基因局限：该方法具有一定的盲目性局限：该方法具有一定的盲目性均均不不能能实实行行种种间间的的基基因因交交流流杂交育种杂交育种诱变育种诱变育种单倍体育种单倍体育种多倍体育种多倍体育种原原理理常常用用方方法法优优点点缺缺点点基因重组基因重组基因突变基因突变染色体变异染色体变异（成倍减少）（成倍减少）染色体变异染色体变异（成倍增加）（成倍增加）杂交和自交杂交和自交用物理或化学用物理或化学方法处理生物方法处理生物花药离体培养花药离体培养单倍体单倍体秋秋水仙素处理水仙素处理纯种纯种秋水仙素秋水仙素处理处理将不同个体的将不同个体的优良性状集中优良性状集中在一起在一起提高变异频率，提高变异频率，加速育种进程加速育种进程有利变异少，有利变异少，需大量处理供需大量处理供试材料试材料明显缩短育种明显缩短育种年限年限技术复杂，需技术复杂，需与杂交育种配与杂交育种配合合各种器官大、各种器官大、营养成分高、营养成分高、抗性强抗性强获得的新品获得的新品种发育延迟，种发育延迟，结实率低结实率低育种时间长育种时间长育种的方法有多种，各有各的优点，我们育种的方法有多种，各有各的优点，我们要合理的有机结合各种方法，高效的达到要合理的有机结合各种方法，高效的达到各种目的。各种目的。如果水稻的某迟熟（如果水稻的某迟熟（AA)品种品种,那么我们有什那么我们有什么好办法快速的得到早熟（么好办法快速的得到早熟（aa）品种？）品种？灵活创新、实际应用灵活创新、实际应用人工诱变人工诱变+单倍体育种单倍体育种早熟早熟品种品种(aa)(aa)花药离花药离花药离花药离体培养体培养体培养体培养当年就可以培育出优良新品种！当年就可以培育出优良新品种！迟熟迟熟品种品种(AA)(AA)杂合杂合子子(Aa)(Aa)人工人工诱变诱变幼苗幼苗（A）幼苗幼苗（a）秋水仙秋水仙素处理素处理早熟早熟品种品种(AA)(AA)秋水仙秋水仙素处理素处理时间：时间：分析下面各项培育方法：分析下面各项培育方法：（1 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）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是 。（2 2）用）用6060Co Co 辐射谷氨酸棒状杆菌，选育出合成谷氨酸的新菌种，辐射谷氨酸棒状杆菌，选育出合成谷氨酸的新菌种，所用方法是所用方法是 。（3 3）用小麦和黑麦培育八倍体黑小麦的方法）用小麦和黑麦培育八倍体黑小麦的方法是是。（4 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，）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质上属于 。（5 5）用抗倒伏、不抗锈病和不抗倒伏、抗锈病的两个小麦品种，）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，所用方法是培育出抗倒伏、抗锈病的品种，所用方法是 。（6 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）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，这种方法是早、蛋白质含量高的品系，这种方法是 。单倍体育种单倍体育种 诱变育种诱变育种 多倍体育种多倍体育种 诱变育种诱变育种 杂交育种杂交育种 诱变育种诱变育种 现有现有现有现有3 3 3 3个番茄品种，个番茄品种，个番茄品种，个番茄品种，A A A A品种的基因型为品种的基因型为品种的基因型为品种的基因型为 AABBddAABBddAABBddAABBdd，B B B B品品品品种种种种的的的的基基基基因因因因型型型型为为为为AAbbDDAAbbDDAAbbDDAAbbDD，C C C C品品品品种种种种的的的的基基基基因因因因型型型型为为为为aaBBDDaaBBDDaaBBDDaaBBDD。3 3 3 3对对对对等等等等位位位位基基基基因因因因分分分分别别别别位位位位于于于于3 3 3 3对对对对同同同同源源源源染染染染色色色色体体体体上上上上，并且分别控制叶形、花色和果形并且分别控制叶形、花色和果形并且分别控制叶形、花色和果形并且分别控制叶形、花色和果形3 3 3 3对性状。请回答：对性状。请回答：对性状。请回答：对性状。请回答：（1 1 1 1）如如如如何何何何运运运运用用用用杂杂杂杂交交交交育育育育种种种种方方方方法法法法利利利利用用用用以以以以上上上上3 3 3 3个个个个品品品品种种种种获获获获得得得得基基基基因因因因型型型型为为为为aabbddaabbddaabbddaabbdd的植株？（用文字简要描述获得过程即可）的植株？（用文字简要描述获得过程即可）的植株？（用文字简要描述获得过程即可）的植株？（用文字简要描述获得过程即可）A A A A和和和和B B B B杂交得到杂交一代，杂交一代再与杂交得到杂交一代，杂交一代再与杂交得到杂交一代，杂交一代再与杂交得到杂交一代，杂交一代再与C C C C杂交，得到杂交，得到杂交，得到杂交，得到杂交二代，杂交二代自交，即可得到基因型为杂交二代，杂交二代自交，即可得到基因型为杂交二代，杂交二代自交，即可得到基因型为杂交二代，杂交二代自交，即可得到基因型为aabbddaabbddaabbddaabbdd的种的种的种的种子，该种子可长成子，该种子可长成子，该种子可长成子，该种子可长成aabbddaabbddaabbddaabbdd植株植株植株植株 （2 2 2 2）如如如如果果果果从从从从播播播播种种种种到到到到获获获获得得得得种种种种子子子子需需需需要要要要一一一一年年年年，获获获获得得得得基基基基因因因因型型型型为为为为aabbddaabbddaabbddaabbdd的植株最少需要多少年？的植株最少需要多少年？的植株最少需要多少年？的植株最少需要多少年？4 4 4 4年年年年例例2：下图是用某种作物的两个品种：下图是用某种作物的两个品种和和分别培育出分别培育出 品种的示意图，试分析回答：品种的示意图，试分析回答：AABB E Ab-D AaBb F AAbb-aabb G AAaaBBbb-（1）用）用和和培育培育所采用的所采用的D和和F步骤分别是步骤分别是 和和 。其应用的遗传学原理是。其应用的遗传学原理是 。（2）用）用培育培育所采用的所采用的E和和H步骤分别是步骤分别是 和和 。其应用的遗传学原理是。其应用的遗传学原理是 。（3）用）用培育培育所采用的所采用的G步骤是步骤是 其遗传学原理是其遗传学原理是 。H杂交杂交自交自交基因重组基因重组花药离体培养花药离体培养秋水仙素秋水仙素处理幼苗处理幼苗染色体变异染色体变异.秋水仙素秋水仙素 处理幼苗处理幼苗染色体变异（多倍体育种）染色体变异（多倍体育种）.1、杂交育种所依据的原理是什么、杂交育种所依据的原理是什么 A.基因突变基因突变 B.基因自由组合基因自由组合 C.染色体交叉互换染色体交叉互换 D.染色体变异染色体变异 2、据你所知道杂交选育新品种之外，杂交的、据你所知道杂交选育新品种之外，杂交的另一个结果是获得另一个结果是获得 A.纯种纯种 B.杂种表现的优势杂种表现的优势 C.基因突变基因突变 D.染色体变异染色体变异3、在下列几种育种方法中，可以改变原有基因、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分子结构的育种方法是A.杂交育种杂交育种B.诱变育种诱变育种C.单倍体育种单倍体育种D.多倍体育种多倍体育种4、现代农业育种专家采用诱变育种的方法改良、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：某些农作物的原有性状，其原因是：A.提高了后代的出苗率提高了后代的出苗率B.产生的突变全部是有利的产生的突变全部是有利的C.提高了后代的稳定性提高了后代的稳定性D.能提高突变率以供育种选择能提高突变率以供育种选择5、4倍体草莓比野生的普通草莓的果实大，营养倍体草莓比野生的普通草莓的果实大，营养物质含量有所增加。物质含量有所增加。4倍体草莓的培育成功属于倍体草莓的培育成功属于A.单倍体育种单倍体育种B.多倍体育种多倍体育种C.诱变育种诱变育种D.杂交育种杂交育种6、在一块马铃薯甲虫成灾的地里，喷了一种新的、在一块马铃薯甲虫成灾的地里，喷了一种新的农药后，约农药后，约98的甲虫死了，约的甲虫死了，约2的甲虫生存的甲虫生存下来，生存下来的原因是下来，生存下来的原因是A.有基因突变产生的抗药性个体存在有基因突变产生的抗药性个体存在B.以前曾喷过某种农药，对农药有抵抗力以前曾喷过某种农药，对农药有抵抗力C.约有约有2的甲虫未吃到沾有农药的叶子的甲虫未吃到沾有农药的叶子D.生存下来的甲虫是身强体壮的年轻个体生存下来的甲虫是身强体壮的年轻个体7、通过诱变育种培育的是、通过诱变育种培育的是A.三倍体无子西瓜三倍体无子西瓜B.青霉素高产菌株青霉素高产菌株C.二倍体无子番茄二倍体无子番茄D.八倍体小黑麦八倍体小黑麦8、大麻是雌雄异株植物，体细胞中有、大麻是雌雄异株植物，体细胞中有20条染色条染色体。若将其花药离体培养，将获得的幼苗再用秋体。若将其花药离体培养，将获得的幼苗再用秋水仙素处理，所得植株的染色体组成状况应是水仙素处理，所得植株的染色体组成状况应是A.18XXB.18XYC.20XXD.18XX或或XY9、根据遗传学原理，能迅速获得新品种的育种、根据遗传学原理，能迅速获得新品种的育种方法是方法是A.杂交育种杂交育种B.多倍体育种多倍体育种C.单倍体育种单倍体育种D.诱变育种诱变育种END
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