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1、第第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想一想：植物杂交育种的方法想一想：植物杂交育种的方法锈病锈病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矮抗矮抗矮矮抗抗 矮不抗矮不抗ddTtddTT杂交杂交自交自交选优选优自交自交F3选优选优试一试一试：动物的杂交育种方法试：动物的杂交育种方法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
2、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间交间交配配选优选优测交测交F3长折长折 短折短折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。长毛折耳猫长毛折耳猫1、什么叫杂交育种？、什么叫杂交育种？ 将两个或多个品种的优良性状通过交配集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，获得新品种的中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。方法。2、杂交育种依据的遗传学原理是什么？、杂交育种依据的遗传学原理是什么？基因重组基因重组3、常用的方法是什么？、常用的方法是什么？杂交
3、杂交 自交自交 选种选种 自交自交 4、杂交育种有什么、杂交育种有什么优点优点？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。5、你能举出我国在杂交育种方面的成就、你能举出我国在杂交育种方面的成就?中国黄牛中国黄牛中国荷斯坦牛中国荷斯坦牛荷斯坦牛荷斯坦牛 杂交育种只能利用已有的基因重组，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。杂交后按需选择，并不能创造新的基因。杂交后代会出现性状分离现象，育种进程缓慢，代会出现性状分离现象，育种进程缓慢，过程繁琐。过程繁琐。 杂交育种不能创造新的基因，并且杂交育种不能创造新的基因，并且所需时间长，那么，有没有
4、需要时间相所需时间长，那么，有没有需要时间相对要短的育种方法呢？对要短的育种方法呢？ 资料：资料：航天技术的发展，使人类利用太空资源的愿望航天技术的发展，使人类利用太空资源的愿望变成了现实。自变成了现实。自19871987年以来，中国利用自己研制的返回年以来，中国利用自己研制的返回式卫星和神舟号飞船进行了式卫星和神舟号飞船进行了1111次航天育种搭载试验，试次航天育种搭载试验，试验品种达验品种达12001200多种。多种。航天诱变育种是利用太空的物理环境作为诱变因子，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太空环境条件很复杂，与地球表面主要差
5、异是微重力（10103 3克克10106 6克）、宇宙射线、重粒子、变化磁场和克）、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高真空等，这些物理条件的综合作用使生物产生基因突变。变。 据统计，航天育种变异率达据统计，航天育种变异率达4 4以上，株高变异为以上，株高变异为4040cmcm30cm30cm，果重变异达果重变异达7070100100（蔬（蔬菜），生育期变异为菜），生育期变异为3 3天天1010天。天。白莲白莲:1994年江西广昌白莲研究所搭载白莲年江西广昌白莲研究所搭载白莲 种子种子 442粒，培育出太空莲粒，培育出太空莲3号等新品号等新品 种，亩产
6、种，亩产 达达120千克，比原品种提高千克，比原品种提高88，平均粒重，平均粒重 22克，最大为克，最大为33克（原品种平均粒重克（原品种平均粒重 为为1.1克），超过出口莲子标准。克），超过出口莲子标准。1 1 、太空莲太空莲3 3号中有没有产生新基因？号中有没有产生新基因？ 2 2、诱发基因突变的条件有哪些？、诱发基因突变的条件有哪些？ 3 3、诱变育种有哪些优点？、诱变育种有哪些优点？ 4 4、有哪些因素可以诱导生物产生基因、有哪些因素可以诱导生物产生基因突变？突变？ 答案：答案： 1 1、有新基因产生。、有新基因产生。 2 2、微重力、宇宙射线、重粒子、微重力、宇宙射线、重粒子、变化磁
7、场和高真空。变化磁场和高真空。3 3、可以提高突变率，或大幅度地、可以提高突变率，或大幅度地改良某些品种。改良某些品种。 4 4、物理因素、化学因素和生物因、物理因素、化学因素和生物因素。素。1、请你给诱变育种下一个合理的定义。、请你给诱变育种下一个合理的定义。 利用物理因素（如利用物理因素（如射线、射线、射线、紫外线、射线、紫外线、激光等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯激光等）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。等）来处理生物，使生物发生基因突变。2、依据什么原理、依据什么原理?基因突变基因突变3、常用的方法有哪些？、常用的方法有哪些？中国首批太空实验育种动
8、物诞生成功率低成功率低, ,有利个体往往不多有利个体往往不多需大量处理材料需大量处理材料诱变意义诱变意义: : 是创造动、植物新品种和微是创造动、植物新品种和微生物新类型的重要方法生物新类型的重要方法优点：优点：提高突变率，缩短育种周期提高突变率，缩短育种周期大幅度改良某些性状大幅度改良某些性状缺点缺点: :物理因素：物理因素：X X射线、射线、射线、紫外线、激光等射线、紫外线、激光等 化学因素：化学因素：亚硝酸、硫酸二乙酯等亚硝酸、硫酸二乙酯等 ：人工诱变在育种上的应用 这种太空南瓜这种太空南瓜王最大能长到王最大能长到200200多公斤，在生长繁多公斤，在生长繁殖期高峰时，南瓜殖期高峰时，南
9、瓜每天能增大每天能增大5 5公斤。公斤。（4 4）实例：）实例：用辐射方法培育用辐射方法培育“黑农五号黑农五号”大豆品种大豆品种用用X X射线、紫外线照射等方法培育高产青霉菌株射线、紫外线照射等方法培育高产青霉菌株太空椒太空椒 优点：能够提高突变率，在较短的时优点：能够提高突变率，在较短的时间内获得更多的优良变异类型。间内获得更多的优良变异类型。 局限性：诱发突变的方向难以掌握，局限性：诱发突变的方向难以掌握，突变体难以集中多个理想性状。突变体难以集中多个理想性状。 要想克服这些局限性，可以扩大诱变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。后代的群体，增加选择的机会。1212
10、、四种育种方式的比较、四种育种方式的比较杂交育种杂交育种人工诱变人工诱变育种育种单倍体育单倍体育种种多倍体育多倍体育种种原理原理常用常用方法方法优点优点缺点缺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1.杂交自交杂交自交选优自交选优自交染色体变异染色体变异2.杂交杂交杂交杂交辐射诱变辐射诱变激光诱变激光诱变化学药剂诱变化学药剂诱变花药的离体花药的离体培养后再加培养后再加倍倍秋水仙素处秋水仙素处理萌发的种理萌发的种子或幼苗子或幼苗提高变异频提高变异频率，出现新率，出现新性状，加快性状，加快育种进程育种进程使位于不同个使位于不同个体的优良品种体的优良品种性状集中于性状集中于一个个体上一
11、个个体上明显缩短育明显缩短育种年限种年限器官巨大型，器官巨大型，提高了产量提高了产量和营养成分和营养成分时间长，须及时间长，须及时发现优良时发现优良性状性状有利变异少，有利变异少，须大量处理须大量处理实验材料实验材料技术复杂技术复杂技术复杂，技术复杂，须与杂交育须与杂交育种配合种配合 当神舟六号航天飞船搭载着两位英雄宇航员成功返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。在太物菌种、植物组培苗和作物、植物、花卉种子等。在太空周游了空周游了115115小时小
12、时3232分钟，返回地球后，搭载单位的科分钟，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。研人员将继续对它们进行有关试验。 回答：回答：（1 1）作物种子从太空返回地面后种植，往往能出现新）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变异特征。这种变异的来源主要是植物种子经太空中的的 辐射后，其辐射后，其 发生改变。请预测可能产发生改变。请预测可能产生的新的变异对人类是否有益生的新的变异对人类是否有益? ? ，你判断的理由，你判断的理由是是_。（2 2）试举出这种育种方法的优点：）试举出这种育种方法的优点： 。 宇宙射线等宇宙射线等
13、基因基因 不一定不一定 基因突变是不定向的基因突变是不定向的 变异频率高，大幅度改良某些性状变异频率高，大幅度改良某些性状 这些题你会做吗？这些题你会做吗？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 B 2. .在下列几种育种方法中，可以改变原有基因分子结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：构的育种方法是： 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
14、 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：作物的原有性状，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 D4.60Co是典型的是典型的放射源，可用于作物放射源，可用于作物诱变育种。我国运用这种方法培育出了诱变育种。我国运用这种方法培育出了许多农作物新品种，如棉花高产品种许多农作
15、物新品种，如棉花高产品种“鲁棉鲁棉1 1号号”，在我国自己培养的棉花品，在我国自己培养的棉花品种中栽培面积最大。种中栽培面积最大。 射线处理后主要射线处理后主要引起引起，从而产生可遗传的变，从而产生可遗传的变异。除异。除射线外，用于诱变育种的其他射线外，用于诱变育种的其他物理诱变因素还有物理诱变因素还有、和和。 答案：基因突变；答案：基因突变；x射线；紫外线；激光射线；紫外线；激光 为提高农作物的单产量，获得早熟、抗倒伏、为提高农作物的单产量，获得早熟、抗倒伏、抗病等性状，科学工作者往往要采取多种育种方抗病等性状，科学工作者往往要采取多种育种方法来培育符合农民要求的新品种，请根据下面提法来培育
16、符合农民要求的新品种，请根据下面提供的材料，每小组设计一套育种方案：供的材料，每小组设计一套育种方案：已有的材料：已有的材料：A A小麦的高秆（显性）抗锈病（显性）纯种，小麦的高秆（显性）抗锈病（显性）纯种，B B小麦的矮秆不抗锈病纯种，小麦的矮秆不抗锈病纯种，C C水稻的迟熟种子水稻的迟熟种子 非生物材料：根据需要自选非生物材料：根据需要自选（1 1）育种名称：）育种名称： （2 2）所选择的生物材料：）所选择的生物材料： （3 3）希望得到的结果：）希望得到的结果： （4 4）预计产生这种结果的（所需类型）的几率）预计产生这种结果的（所需类型）的几率（5 5）写出育种的简要过程（可用图解）
17、写出育种的简要过程（可用图解） （6 6）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。 试试看，你行吗？试试看，你行吗？生物材料：生物材料：A A小麦的高秆（显性）抗锈病（显性）纯种，小麦的高秆（显性）抗锈病（显性）纯种，B B小小 麦的矮秆不抗锈病纯种，麦的矮秆不抗锈病纯种，C C水稻的迟熟种子水稻的迟熟种子 非非生物材料：根据需要自选生物材料：根据需要自选方案方案1 1：（1 1）育种名称：）育种名称：杂交杂交育种育种（2 2）所选择的生物材料：）所选择的生物材料：A A、B B。（3 3）希望得到的结果：）希望得到的结果：矮秆抗锈病矮秆抗锈病。（4 4）预计）预
18、计F F2 2产生这种结果的（所需类型）的几率：产生这种结果的（所需类型）的几率：3/163/16。（5 5）写出育种的简要过程（可用图解）写出育种的简要过程（可用图解）高抗高抗矮病矮病 F1 F1 高抗高抗 自交自交 F F2 2（高抗、矮抗、高病、矮病）高抗、矮抗、高病、矮病）。（6 6）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。 将将F F2 2矮秆抗锈病品种连续自交，分离淘汰提纯到基本不分离矮秆抗锈病品种连续自交，分离淘汰提纯到基本不分离为止。为止。方案方案2 2：（1 1）育种名称：）育种名称：单倍体单倍体育种育种（2 2）所选择的生物材料：）所选择的生物
19、材料：A A、B B。（3 3）希望得到的结果：）希望得到的结果：矮秆抗锈病矮秆抗锈病。（4 4）预计产生这种结果的（所需类型）的几率：）预计产生这种结果的（所需类型）的几率：1/41/4。（5 5）写出育种的简要过程（可用图解）写出育种的简要过程（可用图解）高抗高抗矮病矮病 F F1 1高抗高抗 F F1 1花药离体培养花药离体培养 单倍体植株，再经秋水仙素处理，染色体单倍体植株，再经秋水仙素处理，染色体加倍成为纯合的高抗、矮抗、高病、矮病植株加倍成为纯合的高抗、矮抗、高病、矮病植株。（6 6）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。挑选矮秆抗锈病的植株即可。挑
20、选矮秆抗锈病的植株即可。方案方案3 3：（1 1）育种名称：）育种名称：诱变诱变育种育种（2 2）所选择的生物材料：）所选择的生物材料：C C。（3 3）希望得到的结果：）希望得到的结果：早熟水稻早熟水稻。（4 4）预计产生这种结果的（所需类型）的几率：）预计产生这种结果的（所需类型）的几率：极低或不出现极低或不出现。（5 5）写出育种的简要过程（可用图解）写出育种的简要过程（可用图解）用射线、激光照射或秋水仙素等化学试剂处理（或用太空飞船用射线、激光照射或秋水仙素等化学试剂处理（或用太空飞船搭载）水稻，使之产生基因突变搭载）水稻，使之产生基因突变。（6 6）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。将处理的水稻种植下去，进行观察，选择矮秆抗倒伏的水稻，将处理的水稻种植下去，进行观察，选择矮秆抗倒伏的水稻，并纯化。并纯化。