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1、第六章第六章 从杂交育种到基因工程从杂交育种到基因工程第一节第一节 杂交育种与诱变育种杂交育种与诱变育种 小小麦麦高高秆秆（D D）对对矮矮秆秆（d d）为为显显性性，抗抗病病（T T）对对不不抗抗锈锈病病（t t）为为显显性性，现现有有纯纯合合的的高高秆秆抗抗锈锈病病的的小小麦麦（DDTTDDTT）和和矮矮秆秆不不抗抗锈锈病病的的小麦（小麦（ddttddtt），怎样才能用），怎样才能用简便的方法简便的方法得到矮秆抗病得到矮秆抗病的优良品种（的优良品种（ddTTddTT）？）？【合作探究一】请各小组运用孟德尔遗传规律，结合教材 提示（1）拼出该育种过程的流程图，（2）讨论下列问题：为什么为什么
2、杂交杂交？杂交？杂交后可能出现几种性状？后可能出现几种性状？从从哪一代开始选种？为什么？哪一代开始选种？为什么？得得到到所所需需性性状状后后可可以以将将种种子子直直接接卖卖给给农农民民作作为为良良种种吗吗？如如果果不不能能的的话话，那应该怎样做呢？那应该怎样做呢？性性状状是是受受什什么么物物质质控控制制的的？性性状状的的重重新新组组合合过过程程中中有有没没有有新新基基因因的的出出现现？【合作建模】杂交育种杂交育种-参考参考方案：方案：高高抗抗 矮不抗矮不抗高高抗抗DDTTDDTTddttddttDdTtDdTt高抗高抗 高不抗高不抗 矮矮抗抗 矮矮不抗不抗ddT_ddT_连续自交，直至不连续自
3、交，直至不出现性状分离为止。出现性状分离为止。F2F1D_ttD_ttD_T_D_T_ddttddttP PF F1 1 高杆抗病高杆抗病高秆抗病高秆抗病矮秆感病矮秆感病DDTTDDTTddttddttDdTtDdTtDtDtD DTdTdt花药花药离体离体培养培养DT Dt dT dt 单倍体单倍体幼苗幼苗秋水仙素秋水仙素处理处理DDTT DDtt ddTT ddtt筛选所需的品种筛选所需的品种单倍体育种单倍体育种-参考方案：参考方案：理性思维理性思维1.1.为什么为什么杂交杂交？杂交？杂交后可能出现几种后可能出现几种性状性状类型类型？2.2.从从哪一代开始选种？为什么哪一代开始选种？为什么
4、？F F2 2中矮秆抗病植株所占的比例中矮秆抗病植株所占的比例是？是？3.3.得得到到所所需需性性状状后后可可以以将将种种子子直直接接卖卖给给农农民民作作为为良良种种吗吗？如如果果不不能能的的话话，那那应应该该怎怎样样做做呢呢？F F2 2中中能能稳稳定定遗遗传传的的矮矮杆杆抗抗病病植植株株所所占占的的比比例例是是？F F2 2的的矮矮杆杆抗抗病植株中能稳定遗传的所占的比例是？病植株中能稳定遗传的所占的比例是？4.4.性状性状是受什么物质控制的？性状的重新组合过程中有没有新基因的出现？是受什么物质控制的？性状的重新组合过程中有没有新基因的出现？一一、杂交育种、杂交育种将矮秆和抗锈病两种性状结合
5、到一起将矮秆和抗锈病两种性状结合到一起4 4种种F2F2开始出现开始出现性状分离性状分离3/16不可以不可以再再自交自交，选择，选择能稳定遗传能稳定遗传的纯合子的纯合子1/161/161/31/3基因基因没有没有归纳总结归纳总结一一、杂交育种、杂交育种1.1.过程过程：2 2.概概念念：将将两两个个或或多多个个品品种种的的优优良良性性状状通通过过交交配配集集中中在在一一起起，再再经经过过选选择择和培育，获得新品种的方法。和培育，获得新品种的方法。3 3.原理：原理：基因重组基因重组4 4.应用：可用于改良作物的品质，提高产量，培育新品种；应用：可用于改良作物的品质，提高产量，培育新品种；5.5
6、.优点优点：可以集中两个亲体的优良可以集中两个亲体的优良性状；操作简便性状；操作简便也也用于家禽、家畜的育种用于家禽、家畜的育种杂交杂交 自交自交 选种选种 自交自交 杂杂交交育育种种的的优优点点很很明明显显，但但是是在在实实际际操操作作中中会会遇遇到到不不少少困困难难。请请从从杂杂交交后后代代可可能能出出现现的的各各种种类类型型，以以及及育育种种时时间间等等方方面面，分分析析杂交育种的不足。杂交育种的不足。杂交育种杂交育种只能利用已有基因只能利用已有基因的重组，按需选择，的重组，按需选择，并不能产生新的基因并不能产生新的基因；批判性思维：杂种杂种后代出现分离现象，后代出现分离现象，育种进程缓
7、慢育种进程缓慢，过程复杂。，过程复杂。请各小组阅读教材 诱变育种 部分，讨论解决下列问题：【合作探究二】1 1.诱变育种的原理是什么？诱变育种的原理是什么？2.2.诱变育种的方法有哪些诱变育种的方法有哪些？3 3.诱变育种诱变育种的成果有哪些？新品种中有没有产生新基因？的成果有哪些？新品种中有没有产生新基因？4.4.诱变诱变育种育种有什么优点？有什么优点？物理因素物理因素（如（如X X射线、射线、射线、紫外线、激光等射线、紫外线、激光等）化学化学因素因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）基因突变基因突变归纳总结归纳总结二、诱变育种二、诱变育种1 1.原理：原理：基因突变基因突
8、变2.2.概概念念：利利用用物物理理因因素素（如如X X射射线线、射射线线、紫紫外外线线、激激光光等等）或或化化学学因因素素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）来处理生物，使生物发生基因突变。（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）来处理生物，使生物发生基因突变。3.3.应用应用：(1)(1)农作物新品种的培育农作物新品种的培育4.4.优点：能提高突变率，优点：能提高突变率，产生新基因产生新基因；在短；在短时间内时间内获得更多获得更多的变异的变异类型类型。(2)(2)用于用于微生物育种微生物育种 联联系系基基因因突突变变的的特特点点，谈谈谈谈诱诱变变育育种种的的局局限限性性。要要想想克克服服这这些些局限性，可以采取什
9、么办法？局限性，可以采取什么办法？诱变育种的诱变育种的方向难以掌握方向难以掌握，诱变体难以集中多个理想性状。，诱变体难以集中多个理想性状。要想克服这些局限性，可以要想克服这些局限性，可以扩大诱变后代的群体扩大诱变后代的群体，增加选择的机会。，增加选择的机会。批判性思维：杂交育种杂交育种诱变育种诱变育种多倍体育种多倍体育种单倍体育种单倍体育种原理原理常用常用方法方法优点优点缺点缺点辐射、辐射、射线射线化学药剂等化学药剂等秋水仙素处理萌秋水仙素处理萌发的种子或幼苗发的种子或幼苗花药离体花药离体培养，秋培养，秋水仙素处理幼苗水仙素处理幼苗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可以可以集
10、中两个亲集中两个亲体的优良性状体的优良性状提高突变率，大幅提高突变率，大幅度改良度改良某些性状某些性状能产生自然界能产生自然界没有的物种没有的物种明显缩短明显缩短育种年限育种年限有利变异少，有利变异少，需需处处理大量理大量实验材料实验材料一般只适一般只适用于植物用于植物技术复杂，且技术复杂，且需与杂交育种需与杂交育种配合配合归纳归纳比较比较染色体变异染色体变异杂交杂交 自交自交 选种选种 自交自交 操作操作简便简便育种时间长育种时间长1.1.请请写出下面各项培育方法写出下面各项培育方法：（1 1）通过花药离体培养再用秋水仙素加倍得到烟草新品）通过花药离体培养再用秋水仙素加倍得到烟草新品种种 。
11、（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，所用方法辐射谷氨酸棒状杆菌，选育出合成谷氨酸的新菌种，所用方法是是 。（3 3）用二倍体西瓜和四倍体西瓜培育出三倍体无子西瓜的用二倍体西瓜和四倍体西瓜培育出三倍体无子西瓜的方法是方法是 。（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，获得了）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果大、肉厚和维生素含量高的新品的新品种，这种种，这种育种方法属于育种方法属于 。（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，培育出抗）用抗倒伏、不抗锈病和不
12、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，所用方法是倒伏、抗锈病的品种，所用方法是 。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 2.2.下下图是用某种作物的两个品种图是用某种作物的两个品种和和分别培育出分别培育出、品种的示意品种的示意图，试分析回答图，试分析回答：（1 1）用）用和和培育培育所采用的所采用的D D和和F F步骤分别是步骤分别是 和和 。其应用。其应用的遗传学原理是的遗传学原理是 。（2 2）用）用培育培育所采用的所采用的E E和和H H步骤分别步骤分别是是 和和 。其应用的遗传学原理是其应用的遗传学原理是
13、。（3 3）用）用培育培育所采用的所采用的G G步骤是步骤是 。其遗传学。其遗传学原理是原理是 。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处理秋水仙素处理幼苗幼苗染色体染色体变异变异秋水仙素秋水仙素处理萌发处理萌发的种子或幼苗的种子或幼苗染色体染色体变异变异杂交杂交课外实践：课外实践：列举出我国或其他国家在生产实践中用杂交育种和诱变列举出我国或其他国家在生产实践中用杂交育种和诱变育种育种的的实例，通过实例，通过媒体调查等途径媒体调查等途径，调查这些育种方法的经，调查这些育种方法的经济效益或增产效果。济效益或增产效果。与生物学有关的职业与生物学有关的职业育种工作者育种工作者主要任务：培育动植物新品种主要任务：培育动植物新品种就业单位：农业科研院、现代农业生产基地、园林设计单位、花卉生产企业就业单位：农业科研院、现代农业生产基地、园林设计单位、花卉生产企业学历要求：生物学、农学、林学等专业大学本科以上学历学历要求：生物学、农学、林学等专业大学本科以上学历职业乐趣：职业乐趣：服务农业，精神上服务农业，精神上满足；亲近自然。满足；亲近自然。感谢您的参与！感谢您的参与！