第6章第1节杂交育种与诱变育种1资料课件

可遗传的变异可遗传的变异不可遗传的变异：不可遗传的变异：基因突变基因突变染色体变异染色体变异基因重组基因重组仅仅仅仅由环境不同引起，遗传物质没由环境不同引起，遗传物质没有改变，不能进一步遗传给后代。有改变，不能进一步遗传给后代。生物变异的类型生物变异的类型(来源来源)第第6 6章章 从杂交育种到基因工程从杂交育种到基因工程第第1节节 杂交育种与诱变育种杂交育种与诱变育种 玉米起源于美洲大陆，玉米起源于美洲大陆，1515世纪传入欧洲，世纪传入欧洲，1616世纪经世纪经葡萄牙传入中国，现在遍布全世界。远在古代，美洲的葡萄牙传入中国，现在遍布全世界。远在古代，美洲的印第安人就选择和培育了许多穗大粒饱的玉米。原来他印第安人就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条件下种们把玉米奉为神灵，用作祭祀的玉米是在隔离条件下种植的，经过精心管理和认真选育，不仅果穗硕大、颗粒植的，经过精心管理和认真选育，不仅果穗硕大、颗粒饱满，而且品质优良，无任何杂粒，这样就选育出了具饱满，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。有优良性状的玉米品种。缺点：缺点：选择范围有限，育种周期长选择范围有限，育种周期长 人们利用生物的变异，通过人们利用生物的变异，通过长期长期的的选择，汰劣留良，培育出新品种。选择，汰劣留良，培育出新品种。选择育种选择育种 小麦高秆（小麦高秆（小麦高秆（小麦高秆（D D）对矮秆（）对矮秆（）对矮秆（）对矮秆（d d）为显性，抗锈病（）为显性，抗锈病（）为显性，抗锈病（）为显性，抗锈病（T T）对不）对不）对不）对不抗锈病（抗锈病（抗锈病（抗锈病（t t）为显性，现有纯合的高秆抗锈病的小麦）为显性，现有纯合的高秆抗锈病的小麦）为显性，现有纯合的高秆抗锈病的小麦）为显性，现有纯合的高秆抗锈病的小麦（DDTTDDTT）和矮秆不抗锈病的小麦（）和矮秆不抗锈病的小麦（）和矮秆不抗锈病的小麦（）和矮秆不抗锈病的小麦（ddttddtt），如果你是育），如果你是育），如果你是育），如果你是育种专家，怎样才能得到矮秆抗病的优良品种（种专家，怎样才能得到矮秆抗病的优良品种（种专家，怎样才能得到矮秆抗病的优良品种（种专家，怎样才能得到矮秆抗病的优良品种（ddTTddTT）？）？）？）？一、杂交育种一、杂交育种锈病锈病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选优选优思考：要培育出思考：要培育出一个能稳定遗传一个能稳定遗传的植物品种至少的植物品种至少要几年？要几年？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）和短）和短）和短）和短毛折耳猫（毛折耳猫（毛折耳猫（毛折耳猫（bbeebbeebbeebbee），你能否培育出能），你能否培育出能），你能否培育出能），你能否培育出能稳稳稳稳定遗传定遗传定遗传定遗传的长毛折耳猫（的长毛折耳猫（的长毛折耳猫（的长毛折耳猫（BBeeBBeeBBeeBBee）？写出育）？写出育）？写出育）？写出育种方案（图解）种方案（图解）种方案（图解）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 短折短折杂杂 交交F1 间间交交 配配选选 优优测测 交交 F3长折长折 短折短折注意注意:动物杂交育种中理想个体的获得不能通过动物杂交育种中理想个体的获得不能通过逐代自交。逐代自交。将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再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。经过选择和培育，获得新品种的方法。基因重组基因重组杂交杂交 自交自交 选种选种 自交自交 将不同个体的优良性状集中到一个个体上将不同个体的优良性状集中到一个个体上杂交育种杂交育种育种时间长育种时间长杂交水稻、中国荷斯坦牛等杂交水稻、中国荷斯坦牛等杂交水稻、中国荷斯坦牛等杂交水稻、中国荷斯坦牛等1 1 1 1、定义：、定义：、定义：、定义：2 2 2 2、原理：、原理：、原理：、原理：3 3 3 3、方法：、方法：、方法：、方法：4 4 4 4、优点：、优点：、优点：、优点：6 6 6 6、应用：、应用：、应用：、应用：5 5 5 5、缺点：、缺点：、缺点：、缺点：以袁隆平为首的我国科学家利用以袁隆平为首的我国科学家利用野生稻野生稻与与家家稻稻杂交，培育出优质、高产的超级杂交稻，亩产杂交，培育出优质、高产的超级杂交稻，亩产达达1200公斤，为我国和世界粮食生产作出了重大公斤，为我国和世界粮食生产作出了重大贡献。贡献。野生稻野生稻超级杂交稻超级杂交稻超级杂交稻的优良性状超级杂交稻的优良性状能稳定遗传给后代吗能稳定遗传给后代吗？黑珍珠玉米：黑珍珠玉米：是是广广东东省省农农科科院院蔬蔬菜菜研研究究所所最最新新育育成成的的玉玉米米新新品品种种，籽籽粒粒黑黑色色，皮皮薄薄，适适口口性性好好，糯糯甜甜香香软软，营营养养丰丰富富，与与一一般般的的白白糯糯玉玉米米比比较较，含含有有更更丰丰富富的的蛋蛋白白质质和和维维生生素素，具具有有抗抗衰衰老老的的功功效效，是理想的保健食品是理想的保健食品。黑珍珠玉米黑珍珠玉米荷斯坦牛荷斯坦牛中国黄牛中国黄牛 中国荷斯坦牛中国荷斯坦牛 荷斯坦牛与我国黄牛杂荷斯坦牛与我国黄牛杂交选育后逐渐形成的优交选育后逐渐形成的优良种。泌乳期可达良种。泌乳期可达305天，年产乳量可达天，年产乳量可达6300kg以上。以上。杂交育种只能利用已有的基因重组，按需杂交育种只能利用已有的基因重组，按需选择，并不能创造新的基因。选择，并不能创造新的基因。杂交后代会出现性状分离现象，育种进程杂交后代会出现性状分离现象，育种进程缓慢，过程繁琐。缓慢，过程繁琐。杂交育种不能创造新的基因，并且所需时间杂交育种不能创造新的基因，并且所需时间要长，那有没有能出现意想不到的结果，并要长，那有没有能出现意想不到的结果，并且需要时间相对短的育种方法呢？且需要时间相对短的育种方法呢？2、诱变育种、诱变育种 神奇的太空南瓜神奇的太空南瓜神奇的太空南瓜神奇的太空南瓜大连市跟随神舟六号上太空大连市跟随神舟六号上太空大连市跟随神舟六号上太空大连市跟随神舟六号上太空的的的的12,87012,870粒特种粮品种种子粒特种粮品种种子粒特种粮品种种子粒特种粮品种种子航天育种结硕果航天育种结硕果(中国航天科技集团供图中国航天科技集团供图)用于微生物育种：例如青霉素的选用于微生物育种：例如青霉素的选育。育。1943年从自然界分离出来的青年从自然界分离出来的青霉菌只能产生青霉素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、紫紫外线外线照射以及综合处理，培育成了照射以及综合处理，培育成了青霉素高产菌株，目前青霉素的产青霉素高产菌株，目前青霉素的产量已达到量已达到5000060000单位单位/mL。中国首批太空实验育种动物诞生中国首批太空实验育种动物诞生诱变育种诱变育种 利用物理因素（如利用物理因素（如射线、射线、射线、紫外线、激射线、紫外线、激光等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）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。来处理生物，使生物发生基因突变。基因突变基因突变物理方法：物理方法：化学方法化学方法:射线、紫外线、激光等射线、紫外线、激光等亚硝酸、硫酸二乙酯等亚硝酸、硫酸二乙酯等1 1 1 1、定义：、定义：、定义：、定义：2 2 2 2、原理：、原理：、原理：、原理：3 3 3 3、方法：、方法：、方法：、方法：可以可以_ ，在较，在较_时间内获得更时间内获得更多的多的_类型。类型。能够提高突变率能够提高突变率短短优良变异优良变异有利变异少，诱发突变的方向难以掌握，须大有利变异少，诱发突变的方向难以掌握，须大量处理实验材料量处理实验材料太空作物的培育太空作物的培育、青霉菌的选育等。、青霉菌的选育等。4 4 4 4、优点：、优点：、优点：、优点：6 6 6 6、应用：、应用：、应用：、应用：5 5 5 5、缺点：、缺点：、缺点：、缺点：青霉素高产菌青霉素高产菌株等株等有利变异少，有利变异少，具有不确定性，具有不确定性，需处理大量材需处理大量材料料提高突变率，提高突变率，加速育种进程加速育种进程用物理或化学用物理或化学因素处理因素处理基因突变基因突变诱变育种诱变育种三倍体无子西三倍体无子西瓜等瓜等普通小麦纯普通小麦纯合子等合子等杂交水稻等杂交水稻等实实例例目前只适用于目前只适用于植物植物技术复杂，技术复杂，需与杂交育种需与杂交育种配合配合时间长，时间长，过程复杂过程复杂缺缺点点提高产量和营提高产量和营养成分养成分明显缩短育种明显缩短育种年限年限集各优良性集各优良性状于一身状于一身优优点点秋水仙素处理秋水仙素处理萌发的种子或萌发的种子或幼苗幼苗花药离体培养花药离体培养后再用秋水仙后再用秋水仙素处理使加倍素处理使加倍杂交杂交方方法法染色体变异染色体变异（成倍增加）（成倍增加）染色体变异染色体变异（成倍减少）（成倍减少）基因重组基因重组原原理理多倍体育种多倍体育种单倍体育种单倍体育种杂交育种杂交育种例：例：为了提高玉米的了提高玉米的产量，量，在在农业生生产中使用的玉米种子中使用的玉米种子都是都是杂交种。交种。现有有长果穗果穗(A)白粒白粒(b)和短果穗和短果穗(a)黄粒黄粒(B)两两个玉米个玉米杂合子品种，合子品种，为了达到了达到长期培育期培育长果穗黄粒果穗黄粒(AaBb)玉玉米米杂交种的目的，科研人交种的目的，科研人员设计了以下快速育种方案。了以下快速育种方案。请在括号内填写相关的基在括号内填写相关的基因型：因型：处理方法理方法A和和B分分别是指是指 、。以上。以上方案所依据的育种原理有方案所依据的育种原理有。AabbaaBbAAbbaaBB花药离体培养花药离体培养秋水仙素处理秋水仙素处理基因重组、基因重组、染色体变异染色体变异1 1、杂交育种所依据的主要遗传学原理是：、杂交育种所依据的主要遗传学原理是：A.A.基因突变；基因突变；B.B.基因自由组合；基因自由组合；C.C.染色体交叉互换：染色体交叉互换：D.D.染色体变异。染色体变异。答答 B2.在下列几种育种方法中，可以改变原有基因分子结构的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：育种方法是：A A、杂交育种杂交育种 B B、诱变育种诱变育种 C C、单倍体育种单倍体育种 D D、多倍体育种多倍体育种 答案：答案：3.3.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：的原有性状，其原因是：A A、提高了后代的出苗率提高了后代的出苗率 B B、产生的突变全部是有利的产生的突变全部是有利的 C C、提高了后代的稳定性提高了后代的稳定性 D 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 答案：答案：B BD D （1 1）用）用和和培育出培育出所采用的方法所采用的方法I I和和IIII分分别称称为 _和和_，其培育出，其培育出所依据的原理是所依据的原理是_。（2 2）由）由培育出培育出的常用方法的常用方法IIIIII是是_，；由；由培育成培育成的方法的方法V V称称_ 其其优点是点是_。（3 3）由）由培育出培育出的常用方法的常用方法IVIV是是_,_,其形成的其形成的称称_。（4 4）由）由培育出培育出的方法的方法VIVI是是_。4 4、下图表示以某种农作物（、下图表示以某种农作物（1 1）和（）和（2 2）两个品种为基础，培）两个品种为基础，培育出（育出（4 4）、（）、（5 5）、（）、（6 6）、（）、（7 7）四个品种的过程。根据下图，）四个品种的过程。根据下图，回答下列问题：回答下列问题：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多倍体多倍体秋水仙素处理萌发的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗种子或幼苗人工诱变育种人工诱变育种5、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、品品种的示意图，试分析回答：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。其应用的遗传学原理是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花药离体培养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处理幼苗秋水仙素处理幼苗染色体变异染色体变异 现现有有3个个番番茄茄品品种种，A品品种种的的基基因因型型为为AABBdd，B品品种种的的基基因因型型为为AAbbDD，C品品种种的的基基因因型型为为aaBBDD。3对对等等位位基基因因分分别别位位于于3对对同同源源染染色色体体上上，并并且且分分别别控控制制叶叶形、花色和果形形、花色和果形3对性状。请回答：对性状。请回答：（1）如如何何运运用用杂杂交交育育种种方方法法利利用用以以上上3个个品品种种获获得得基基因因型型为为aabbdd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和和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C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aabbdd的的种子，该种子可长成种子，该种子可长成aabbdd植株植株（2）如如果果从从播播种种到到获获得得种种子子需需要要一一年年，获获得得基基因因型型为为aabbdd的植株最少需要多少年？的植株最少需要多少年？4年年人有了知识，就会具备各种分析能力，人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说古人说“书中自有黄金屋。书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进鼓舞我们前进。