[中学联盟]湖南省怀化市湖天中学高中生物人教版必修2第6章：第1节杂交育种与诱变育种.ppt

最早的育种方法：最早的育种方法：选择育种的优点：选择育种的优点：技术简单、容易操作技术简单、容易操作 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 选择育种选择育种齐民要术齐民要术指出当时人们不仅会将籽粒硕大而且饱指出当时人们不仅会将籽粒硕大而且饱满的种子选择下来，还建立了专门的种子田，把选出满的种子选择下来，还建立了专门的种子田，把选出来的纯色好穗，另外种植在种子田里，避免与其他种来的纯色好穗，另外种植在种子田里，避免与其他种子混杂，而且在收割时，要先收割种子田里的作物，子混杂，而且在收割时，要先收割种子田里的作物，并单独存放。这种古老的育种方法叫做选择育种。并单独存放。这种古老的育种方法叫做选择育种。 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）为显性，抗锈病（锈病（T）对易染锈病（）对易染锈病（t）为显性，两对性状独）为显性，两对性状独立遗传。现有高秆抗锈病、矮秆易染病两立遗传。现有高秆抗锈病、矮秆易染病两纯系品纯系品种种。你用什么方法能把两个品种的优良性状结合。你用什么方法能把两个品种的优良性状结合在一起，又能把双方的缺点都去掉？在一起，又能把双方的缺点都去掉？试一试：植物杂交育种的方法试一试：植物杂交育种的方法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ddTtddTt矮抗矮抗矮抗矮抗 矮不抗矮不抗ddTT杂交杂交自交自交选优选优自交自交F3选优选优学科网学科网学科网学科网5 5、缺点：缺点：杂交杂交自交自交选优选优自交自交.一、杂交育种一、杂交育种 能集中位于不同品种中的优良性能集中位于不同品种中的优良性状。即状。即“集优集优”, ,能产生新的基因型。能产生新的基因型。 杂交育种是将两个或多个品种的优良性杂交育种是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。育，获得新品种的方法。基因重组基因重组3 3、方法：、方法：1 1、概念：、概念：2 2、原理：、原理：4 4、优点：、优点：杂交后代会出现性状分离现象，育杂交后代会出现性状分离现象，育种进程缓慢，过程复杂，不能创造种进程缓慢，过程复杂，不能创造出原来没有的新基因。出原来没有的新基因。杂种优势杂种优势杂种优势是生物界普遍存在的现象。杂种优势是生物界普遍存在的现象。指基因型不同的亲本个体相互杂交产生的杂种指基因型不同的亲本个体相互杂交产生的杂种第一代，在生长势、生活力、繁殖力、抗逆性、第一代，在生长势、生活力、繁殖力、抗逆性、产量和品质等一种或多种性状上优于两个亲本产量和品质等一种或多种性状上优于两个亲本的现象。的现象。Eg. 骡（体力强大，耐力好）骡（体力强大，耐力好） Z.x.x. KZ.x.x. KZ.x.x. KZ.x.x. K 他是一位真正的耕耘者。当他还是一个乡村教师的时候,已经具有颠覆世界权威的胆识;当他名满天下的时候,却仍然只是专注于田畴,淡泊名利,一介农夫,播撒智慧,收获富足。他毕生的梦想,就是让所有的人远离饥饿。喜看稻菽千重浪,最是风流袁隆平。动物的杂交育种动物的杂交育种中国荷斯坦牛：中国荷斯坦牛：荷斯荷斯坦坦弗里生牛与我国黄弗里生牛与我国黄牛杂交选育后逐渐形成牛杂交选育后逐渐形成的优良种。泌乳期可达的优良种。泌乳期可达305305天，年产乳量可达天，年产乳量可达6300kg6300kg以上。以上。 试一试：试一试：动物的杂交育种方法动物的杂交育种方法短毛折耳猫短毛折耳猫长毛立耳猫长毛立耳猫长毛折耳猫长毛折耳猫Zx.xk Zx.xk Zx.xk Zx.xk 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BbeeBBee杂交杂交F1间间交配交配选优选优测交测交BBeebbee长折长折 短折短折长折长折 BbeeBbeebbee长折长折 短折短折长折长折 短折短折bbeeBbee在植物杂交育种的过程中运用单倍体育种的方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。法可以显著缩短育种进程。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 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矮抗矮抗二、诱变育种二、诱变育种 能提高突变率，产生能提高突变率，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 太空番茄太空南瓜5、缺点：诱变方向难以掌握，诱变育种具、缺点：诱变方向难以掌握，诱变育种具有盲目性。大多数基因突变是有害的，必须有盲目性。大多数基因突变是有害的，必须大量处理生物材料，突变体难以集中多个优大量处理生物材料，突变体难以集中多个优良性状。良性状。太空椒太空椒诱变育种的应用诱变育种的应用: :农作物新品种的培育农作物新品种的培育 用于微生物育种用于微生物育种例如青霉素的选育。例如青霉素的选育。19431943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2020单位单位/mL/mL。后来人们对青霉菌多次进行后来人们对青霉菌多次进行X X射线、紫外射线、紫外线线照射以及综合处理，培育成了青霉素高照射以及综合处理，培育成了青霉素高产菌株，目前青霉素的产量已达到产菌株，目前青霉素的产量已达到50000500006000060000单位单位/mL/mL。 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处处理理 原原理理 优优点点 缺缺点点杂交杂交辐射、射线辐射、射线化学药剂化学药剂秋水仙素秋水仙素花药离花药离 体培养体培养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集中两可以集中两 个亲体的优个亲体的优 良性状良性状育种年限缩育种年限缩 短，短，改良某改良某 些性些性状状果大，茎秆果大，茎秆 粗，粗，营养物营养物 丰富丰富年限短，年限短，易稳定易稳定时间长时间长有利不多，有利不多， 需大量处理需大量处理发育迟发育迟 结实低结实低高度不育高度不育 植株弱小植株弱小 育种技术的不断完善与发展的动力和原育种技术的不断完善与发展的动力和原因是超越已有技术的局限性。育种学因是超越已有技术的局限性。育种学家将如何突破家将如何突破“不能实行不能实行种间种间的基因的基因交流交流”这一育种技术的局限呢？这一育种技术的局限呢？选择育种选择育种杂交育种杂交育种诱变育种诱变育种特点：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局限：不能把位于两个品种的优良性性 状集于一身状集于一身主要优点：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不能实行种间的基因交流均不能实行种间的基因交流下图是用某种作物的两个品种和分别培育出下图是用某种作物的两个品种和分别培育出 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）用和培育所采用的）用和培育所采用的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）用培育所采用的）用培育所采用的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）用培育所采用的）用培育所采用的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） . . .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)AA)品种品种, ,那么我们那么我们有什么好办法快速的得到早熟（有什么好办法快速的得到早熟（aaaa） 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)花药离花药离体培养体培养迟熟迟熟品种品种(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P106P106 我国运用返回式运载卫星搭载水稻种子，我国运用返回式运载卫星搭载水稻种子，返回地面后种植，培育出的水稻穗长粒大，返回地面后种植，培育出的水稻穗长粒大，亩产达亩产达600kg600kg，最高达，最高达750kg750kg，蛋白质含量增，蛋白质含量增加加8%-20%8%-20%，生长期平均缩短，生长期平均缩短1010天。天。 思考思考后请回答：后请回答：水稻产生这种变异的来源是：水稻产生这种变异的来源是：产生变异的原因是：产生变异的原因是： 基因突变基因突变 各种宇宙射线和失重的作用，使基因的分各种宇宙射线和失重的作用，使基因的分子结构发生改变。子结构发生改变。 思考：自然突变和诱发突变特点的异同？思考：自然突变和诱发突变特点的异同？ 普遍、随机、不定向性；诱发突变的突变频率较高普遍、随机、不定向性；诱发突变的突变频率较高