人教版生物必修2第六章第一节杂交育种和诱变育种（共32张PPT）.ppt

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 1节节 杂交育种与诱变育种杂交育种与诱变育种生物组：王维祥生物组：王维祥育种的根本目的是培育具有优良性状的新品育种的根本目的是培育具有优良性状的新品种，种，可能是可能是纯合子纯合子，防止后代发生性状分离便于，防止后代发生性状分离便于制种制种和推广；和推广；也可能是也可能是杂合体杂合体利用杂种优势的原理，利用杂种优势的原理，如杂交玉米的制种。如杂交玉米的制种。古人驯化野生动物家禽、家畜古人驯化野生动物家禽、家畜植植物物驯驯化化自然变异自然变异人工选择人工选择缺点缺点2 2 可选择的范围有限可选择的范围有限1 1 育种周期太长育种周期太长汰劣留良汰劣留良想一想：想一想：如何利用纯种的高秆抗锈病如何利用纯种的高秆抗锈病(DDRR)和矮秆不和矮秆不抗锈病抗锈病(ddrr)的小麦植株获得优良性状且能稳的小麦植株获得优良性状且能稳定遗传的品种。定遗传的品种。一、杂交育种一、杂交育种是将两个或多个品种的优良性状通过是将两个或多个品种的优良性状通过交配交配集中在一起，集中在一起，再经过选择和培育，获得再经过选择和培育，获得新品种新品种的方法。的方法。DDTTddttDdTtddTt高抗高抗 高不抗高不抗 矮抗矮抗 矮不抗矮不抗DDddTT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？练习：试一试动物的杂交育种方法练习：试一试动物的杂交育种方法长毛折耳猫长毛折耳猫在在植物植物育种中一般是用育种中一般是用自交自交的方法鉴定所选个的方法鉴定所选个体为纯合子，动物呢？体为纯合子，动物呢？长毛立耳长毛立耳 短毛折耳短毛折耳BBEEbbeeBbEeBbEe 长立长立 长折长折 短立短立 短短折折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F2F1长立长立长立长立BbeeBbeebbee九十年代后期，美国学者布朗抛出九十年代后期，美国学者布朗抛出“中国威胁中国威胁论论”，撰文说到下世纪年代，中国人口将达，撰文说到下世纪年代，中国人口将达到亿，到时谁来养活中国，谁来拯救由此引到亿，到时谁来养活中国，谁来拯救由此引发的全球性粮食短缺和动荡危机？这时，发的全球性粮食短缺和动荡危机？这时，袁隆平袁隆平向世界宣布：向世界宣布：“中国完全能解决自己的吃饭问题，中国完全能解决自己的吃饭问题，中国还能帮助世界人民解决吃饭问题中国还能帮助世界人民解决吃饭问题”。 (1)在农业生产中：在农业生产中：改良作物品质，提高农作物单位面积产量改良作物品质，提高农作物单位面积产量2000年国家最高科学技术奖年国家最高科学技术奖2004年十大感动中国人物之一年十大感动中国人物之一 袁隆平（杂交水稻专家）袁隆平（杂交水稻专家）杂交水稻杂交水稻：从：从19761976年到年到20062006年，年，累计增产粮食累计增产粮食52005200多亿公斤，平均每多亿公斤，平均每年解决年解决600600万人的粮食问万人的粮食问题。题。荷斯坦弗里生牛荷斯坦弗里生牛中国黄牛中国黄牛中国荷斯坦牛中国荷斯坦牛（ 泌乳期305 d，年产乳量6300 kg以上 )（2）家禽、家畜的育种）家禽、家畜的育种 优点：优点：将不同个体中的优良性状集中到同一个体上将不同个体中的优良性状集中到同一个体上缺点：缺点： 育种时间长，过程繁琐；育种时间长，过程繁琐； 只能利用已有的基因重组，不能产生新基因。只能利用已有的基因重组，不能产生新基因。 只适用于有性生殖的生物。只适用于有性生殖的生物。（1 1）分析上述杂交过程，杂交育种有哪些）分析上述杂交过程，杂交育种有哪些优点优点？（2）能否有能否有新的基因新的基因和和新的性状新的性状产生？产生？ （3 3）从杂交后代可能出现的）从杂交后代可能出现的各种类型各种类型及及育种时间育种时间来看，杂交育种有哪些缺点？来看，杂交育种有哪些缺点？思考与讨论思考与讨论如果要培育出新的基因和新的性状，应该怎样做？如果要培育出新的基因和新的性状，应该怎样做？2.2.诱变育种的方法？诱变育种的方法？物理因素有：物理因素有：化学因素有：化学因素有：紫外线、紫外线、X射线、激光等射线、激光等亚硝酸、硫酸二乙酯等亚硝酸、硫酸二乙酯等1.概念：概念： 黑龙江农科院用黑龙江农科院用辐射辐射方法处理大豆方法处理大豆种子种子，培，培育成育成“黑农五号黑农五号”大豆品种，大豆品种，含油量比原来的含油量比原来的品种提高了品种提高了2.5%2.5%，大豆产量提高了，大豆产量提高了16%16%。 3.应用应用我国科技人员用我国科技人员用6060CO产生的产生的射线射线照射水稻萌发的照射水稻萌发的种子种子，培育出优培育出优质高产、抗病虫害质高产、抗病虫害强的新品种强的新品种。种子种子19431943年从自然界分离出年从自然界分离出来的青霉菌只能产生青来的青霉菌只能产生青霉素霉素2020单位单位/mL/mL。后来人。后来人们对青霉菌多次进行们对青霉菌多次进行X X射射线、紫外线照射线、紫外线照射以及综以及综合处理，培育成了青霉合处理，培育成了青霉素高产菌株，素高产菌株，目前青霉目前青霉素的产量已达到素的产量已达到50000500006000060000单位单位/mL/mL。诱变育种除了采用常规的诱变育种方法诱变育种除了采用常规的诱变育种方法外，还采用外，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式卫星和主要是利用返回式卫星和高空气球能达到的高空环境，通过高空气球能达到的高空环境，通过强辐射、微重力和高真空强辐射、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突变的作植物种子的基因发生基因突变的作物育种新技术。物育种新技术。“神七神七”搭载的太空种子搭载的太空种子奇怪的奇怪的“太空椒太空椒”太空茄子太空茄子太空南瓜太空南瓜太空葡萄（左）和普通葡萄（右）对比太空葡萄（左）和普通葡萄（右）对比 我国神州我国神州6 6号上太空时，重庆的一位村民花了号上太空时，重庆的一位村民花了1.51.5万元，把自己精心培育的万元，把自己精心培育的5050粒荷花种子送上天，粒荷花种子送上天，希望遨游太空回来，能培育出冬天开的荷花。希望遨游太空回来，能培育出冬天开的荷花。1 他的愿望一定能够实现吗？为什么？他的愿望一定能够实现吗？为什么？3 突变成的冬天开的荷花在其它性状一定都理想吗？突变成的冬天开的荷花在其它性状一定都理想吗？2 2 若要获得较多的理想性状个体，可采取什么措施？若要获得较多的理想性状个体，可采取什么措施？综合上述请你总结诱变育种的优点和局限性。综合上述请你总结诱变育种的优点和局限性。优点：优点：1 1、提高突变的、提高突变的频率频率；加速育种进程；加速育种进程2 2、能产生、能产生新的基因新的基因，大幅度地，大幅度地改良某些性状改良某些性状；缺点：缺点：1 1、难以、难以控制突变方向控制突变方向，具有一定的，具有一定的盲目性盲目性；2 2、无法将多个优良性状组合，有利个体不多。、无法将多个优良性状组合，有利个体不多。 需要用大量处理实验材料。需要用大量处理实验材料。措施：扩大诱变后代的群体，增加选择机会。措施：扩大诱变后代的群体，增加选择机会。 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染色体变异染色体变异杂交杂交用物理或化学方法用物理或化学方法处理生物处理生物花药离体培养花药离体培养单单倍体倍体秋水仙素处秋水仙素处理理纯种纯种秋水仙素处理秋水仙素处理使位于不同个体使位于不同个体的优良性状集中的优良性状集中于一个个体上于一个个体上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，需大有利变异少，需大量处理供试材料，量处理供试材料，诱发突变的方向难诱发突变的方向难以掌握，突变体难以掌握，突变体难以集中多个理想性以集中多个理想性状。状。明显缩短育种年限，明显缩短育种年限，育种时间较短。育种时间较短。技术复杂，需与杂交技术复杂，需与杂交育种配合育种配合各种器官大、营养各种器官大、营养成分高、抗性强成分高、抗性强获得的新品种发获得的新品种发育延迟，结实率育延迟，结实率高高 不能创造新的基因，不能创造新的基因，育种进程缓缦，育种进程缓缦，过程繁琐。过程繁琐。请请写出下面各项培育方法：写出下面各项培育方法：（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是_。（2）用60Co 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 。（3）用小麦和黑麦培育用秋水仙素处理获得八倍体黑小麦的方法是 。（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 。（5）用抗倒伏、不抗锈病和不抗倒伏、抗锈病的两个小麦品种，培育出抗倒伏、抗锈病的品种，所用方法是 。（6）用秋水仙素或硫酸二乙酯处理蕃茄、水稻种子，获得成熟期早、蛋白质含量高的品系，这种方法是 。单倍体育种诱变育种 多倍体育种 诱变育种 杂交育种 诱变育种1、农作物育种上，采用的方法有：诱变育种、农作物育种上，采用的方法有：诱变育种、 杂交育种、多杂交育种、多倍体育种、单倍体育种，它们的理论倍体育种、单倍体育种，它们的理论 依据依次是依据依次是（ ） 基因突变；基因突变；基因交换基因交换 ； 基因重组；基因重组；染色体变异。染色体变异。A、 B、C、 D、2、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（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AB3、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B 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 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