2-6-1杂交育种与诱变育种(教育精品).ppt

杂交育种杂交育种诱变诱变育种育种单倍体育种单倍体育种多倍体育种多倍体育种原理原理常用常用方法方法优点优点局限局限实例实例基因重组基因重组基因突变基因突变染色体组成倍染色体组成倍减少减少,然后再然后再加倍成纯种加倍成纯种染色体组染色体组成倍增加成倍增加杂交杂交自交自交 选优选优自交自交人工诱变人工诱变花药离体培养花药离体培养;秋水仙素诱导秋水仙素诱导加倍加倍秋水仙素处秋水仙素处理萌发种子理萌发种子.幼苗幼苗使不同个体的优使不同个体的优良性状集中于同良性状集中于同一个体上；一个体上；简便简便提高变异频提高变异频率率;改良性状改良性状;加速进程加速进程明显缩短育种明显缩短育种年限年限;后代全后代全为纯种为纯种器官巨大器官巨大,提提高产量和营高产量和营养成分养成分.方法简单方法简单杂交水稻杂交水稻杂交小麦杂交小麦青霉素高青霉素高产菌株产菌株普通小麦纯种普通小麦纯种单倍体玉米单倍体玉米三倍体无籽西瓜三倍体无籽西瓜八倍体小黑麦八倍体小黑麦生物变异与育种生物变异与育种育种年限长育种年限长有利变异少，有利变异少，需大量处理实需大量处理实验材料验材料方法复杂方法复杂成活率低成活率低发育迟缓发育迟缓成活率低成活率低仅限植物仅限植物一、杂交育种和单倍体育种的比较及应用一、杂交育种和单倍体育种的比较及应用1.1.单倍体育种和杂交育种的图解比较单倍体育种和杂交育种的图解比较2.2.分析图解分析图解上述图中的上述图中的分别表示的是配子和单倍体，分别表示的是配子和单倍体，、分别表分别表示的是花药离体培养和秋水仙素处理。根据育种目的不同可示的是花药离体培养和秋水仙素处理。根据育种目的不同可采用上述不同的育种方法。采用上述不同的育种方法。(1)(1)培育纯合子培育纯合子培育隐性纯合子，如上图中的培育隐性纯合子，如上图中的aabbaabb，用单倍体育种和杂交，用单倍体育种和杂交育种均可获得，两种育种方法所用时间相同，但杂交育种操育种均可获得，两种育种方法所用时间相同，但杂交育种操作简单。作简单。培育显性纯合子，如上述图中培育显性纯合子，如上述图中的的AABBAABB，经过多次的自交，经过多次的自交后获得，但所需时间长，若用单倍体育种的方法所需时间为后获得，但所需时间长，若用单倍体育种的方法所需时间为两年，育种时间较短。两年，育种时间较短。(2)(2)培育杂合子培育杂合子在农业生产上，可以将杂种一代在农业生产上，可以将杂种一代(图中图中)作为种子直接利用，作为种子直接利用，如玉米。此种方法获得的植株有高产、优质、抗性强等性状，如玉米。此种方法获得的植株有高产、优质、抗性强等性状，但种子只能种一年。但种子只能种一年。杂种优势主要利用杂种杂种优势主要利用杂种F F1 1的优良性状，而并不的优良性状，而并不要求遗传上的稳定，所以要年年制种。要求遗传上的稳定，所以要年年制种。杂交育种育成的纯合新品种，一旦育成，其优良品种可以杂交育种育成的纯合新品种，一旦育成，其优良品种可以稳定遗传。稳定遗传。【典例典例1 1】(2011(2011潍坊高二检测潍坊高二检测)从事玉米研究的遗传学家从事玉米研究的遗传学家有有3 3个纯种品系，其基因型分别是甲：个纯种品系，其基因型分别是甲：aaBBCCaaBBCC，乙：，乙：AAbbCCAAbbCC，丙：，丙：AABBccAABBcc，其中基因，其中基因a a、b b、c c所决定的性状会提高玉米所决定的性状会提高玉米的市场价值，请回答下列问题：的市场价值，请回答下列问题：(假定三对基因是独立分配假定三对基因是独立分配的，玉米可以自交和杂交的，玉米可以自交和杂交)(1)(1)获得获得aabbccaabbcc个体的杂交方案有多种，请写出其中简便有个体的杂交方案有多种，请写出其中简便有效的杂交方案。效的杂交方案。(如果用遗传图示表示，要有简要说明如果用遗传图示表示，要有简要说明)(2)(2)此杂交育种方案中，此杂交育种方案中，aabbccaabbcc表现型个体出现时的概率是表现型个体出现时的概率是_。【思路点拨思路点拨】题干中提供的三个亲本均含有一个纯合题干中提供的三个亲本均含有一个纯合的隐性基因，同时提示可以利用自交和杂交的方案进行育种。的隐性基因，同时提示可以利用自交和杂交的方案进行育种。【标准解答标准解答】根据题干中提供的三个亲本及杂交方案，确定根据题干中提供的三个亲本及杂交方案，确定用杂交育种的方法进行。用两个不同的亲本甲、丙进行杂交，用杂交育种的方法进行。用两个不同的亲本甲、丙进行杂交，所得的后代基因型为所得的后代基因型为AaBBCcAaBBCc，第二年再用亲本乙与之杂交，第二年再用亲本乙与之杂交，得到的后代基因型为得到的后代基因型为AABbCCAABbCC、AABbCcAABbCc、AaBbCCAaBbCC、AaBbCcAaBbCc四四种且比例为种且比例为11111111，并且只有占，并且只有占1/41/4的的AaBbCcAaBbCc自交才能自交才能产生产生aabbccaabbcc，并且产生，并且产生aabbccaabbcc的比例为的比例为1/41/41/41/41/41/4，所，所以占所有后代的比例为以占所有后代的比例为1/2561/256。答案：答案：(1)(1)(2)1/256(2)1/256 【误区警示误区警示】本题中很容易认为将本题中很容易认为将F F2 2中的中的AaBbCcAaBbCc 选出选出让其自交得出让其自交得出aabbccaabbcc，所占比例为，所占比例为1/641/64，而忽略了，而忽略了F F2 2中的四中的四种基因型的后代其表现型是一致的，无法选出种基因型的后代其表现型是一致的，无法选出AaBbCcAaBbCc这样的这样的个体，所以应将所有后代都进行培养。个体，所以应将所有后代都进行培养。二、杂交育种和诱变育种的比较二、杂交育种和诱变育种的比较 杂交育种应用于能进行有性生殖的生物，主杂交育种应用于能进行有性生殖的生物，主要是植物和动物。要是植物和动物。诱变育种不仅能应用于进行有性生殖的生物，也能应用于诱变育种不仅能应用于进行有性生殖的生物，也能应用于进行无性生殖的生物，主要应用于植物和微生物。进行无性生殖的生物，主要应用于植物和微生物。【典例典例2 2】小麦高茎小麦高茎(D)(D)对矮茎对矮茎(d)(d)为显性，抗锈病为显性，抗锈病(T)(T)对不抗对不抗锈病锈病(t)(t)为显性为显性(两对基因独立遗传两对基因独立遗传)，现有高茎抗锈病纯合，现有高茎抗锈病纯合子和矮茎不抗锈病纯合子两个亲本，要想获得矮茎抗锈病的子和矮茎不抗锈病纯合子两个亲本，要想获得矮茎抗锈病的纯合新品种，育种专家提出了两种育种方案。如图所示，请纯合新品种，育种专家提出了两种育种方案。如图所示，请回答下列问题：回答下列问题：(1)(1)图中图中(一一)、(二二)所示过程在遗传学上分别叫所示过程在遗传学上分别叫_和和_。(2)(2)图中表示的两种常见的育种方法是图中表示的两种常见的育种方法是_育种和育种和_育种，其中哪种育种方法较为理想？育种，其中哪种育种方法较为理想？_，其优越性是，其优越性是_。(3)(3)图中图中(四四)处理的方法是处理的方法是_，目的是，目的是_。(4)(4)图中图中(二二)产生的矮茎抗锈病的个体比例是产生的矮茎抗锈病的个体比例是_，ddTddT_ _中中能够稳定遗传的个体占能够稳定遗传的个体占_。【思路点拨思路点拨】首先根据首先根据F F1 1的基因型的基因型,确定两种不同的育确定两种不同的育种方法种方法;然后推导出然后推导出(一一)(五五)过程所采取的措施。过程所采取的措施。【标准解答标准解答】(1)(2)(1)(2)方案甲是用两个纯合的亲本进行杂交，方案甲是用两个纯合的亲本进行杂交，获得杂种一代，通过对杂种后代的不断优选自交，获得所需获得杂种一代，通过对杂种后代的不断优选自交，获得所需的能够稳定遗传的个体，属于杂交育种；而方案乙只利用了的能够稳定遗传的个体，属于杂交育种；而方案乙只利用了其中的一个亲本，经过其中的一个亲本，经过(四四)获得新个体获得新个体(ddTtddTt)，由于基因，由于基因T T是亲本中所没有的，因此只能来自基因突变，由于基因突变是亲本中所没有的，因此只能来自基因突变，由于基因突变具有不定向性，多数是不利的变异，因而影响育种效率。而具有不定向性，多数是不利的变异，因而影响育种效率。而杂交育种目的性更强一些。杂交育种目的性更强一些。(3)(3)诱导基因突变可以用物理或化学的方法进行处理，诱变诱导基因突变可以用物理或化学的方法进行处理，诱变育种的特点是能够提高突变的频率，增加所需性状出现的几育种的特点是能够提高突变的频率，增加所需性状出现的几率。率。(4)(4)通过通过DdTtDdTt的自交，所得后代中性状符合要求的占的自交，所得后代中性状符合要求的占3/163/16，其中其中ddTddT_ _中能够稳定遗传的个体占中能够稳定遗传的个体占1/31/3。答案：答案：(1)(1)杂交杂交 自交自交 (2)(2)杂交杂交 诱变诱变 杂交育种杂交育种 目的性强，能够将多个品种目的性强，能够将多个品种的优良性状集中在一起的优良性状集中在一起(3)(3)用物理方法或化学方法诱发基因突变用物理方法或化学方法诱发基因突变提高变异频率，获得所需要的变异个体提高变异频率，获得所需要的变异个体 (4)3/16 1/3(4)3/16 1/3【典例典例】普通小麦中有高秆抗病普通小麦中有高秆抗病(TTRR)(TTRR)和矮秆易感病和矮秆易感病(ttrrttrr)两个品种，控制两对相对性状的基因分别位于两对同源染色两个品种，控制两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上。实验小组利用不同的方法进行了如图三组实验：体上。实验小组利用不同的方法进行了如图三组实验：请分析回答：请分析回答：通过矮秆抗病通过矮秆抗病获得矮秆抗病小麦新品种的方法是获得矮秆抗病小麦新品种的方法是_。获得的矮秆抗病植株中能稳定遗传的占获得的矮秆抗病植株中能稳定遗传的占_。【常见错误常见错误】将该题错误的回答为将该题错误的回答为“单倍体育种单倍体育种”和和“0 0”。【错因分析错因分析】错答本题的原因：错答本题的原因：混淆了混淆了“单倍体育种单倍体育种”和和“花药离体培养花药离体培养”的关系。单倍体的关系。单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理幼苗等过程。花药离育种包括花药离体培养和秋水仙素处理幼苗等过程。花药离体培养得到的只是单倍体植株，经秋水仙素处理后才得到纯体培养得到的只是单倍体植株，经秋水仙素处理后才得到纯合植株。因此矮秆抗病植株合植株。因此矮秆抗病植株是单倍体，要获得矮秆抗病小是单倍体，要获得矮秆抗病小麦新品种需要用秋水仙素处理幼苗，得到的植株都是能稳定麦新品种需要用秋水仙素处理幼苗，得到的植株都是能稳定遗传的纯合植株。遗传的纯合植株。【正确解答正确解答】秋水仙素秋水仙素(或低温或低温)诱导染色体加倍诱导染色体加倍 100%100%1.(20111.(2011福州高一检测福州高一检测)科研人员利用科研人员利用射线辐射种子使其射线辐射种子使其产生变异，这种培育新品种的方法是产生变异，这种培育新品种的方法是()()A.A.杂交育种杂交育种 B.B.诱变育种诱变育种 C.C.多倍体育种多倍体育种 D.D.单倍体育种单倍体育种【解析解析】选选B B。利用。利用射线辐射种子是利用诱导基因突变的射线辐射种子是利用诱导基因突变的原理，获得新品种的方法，这种育种方法称为诱变育种。原理，获得新品种的方法，这种育种方法称为诱变育种。2.2.杂交育种和诱变育种所依据的遗传学原理依次是杂交育种和诱变育种所依据的遗传学原理依次是()()A.A.基因突变、基因重组基因突变、基因重组 B.B.基因重组、基因突变基因重组、基因突变C.C.染色体变异、基因突变染色体变异、基因突变 D.D.染色体变异、基因重组染色体变异、基因重组【解析解析】选选B B。杂交育种是把不同优良性状，通过基因重组。杂交育种是把不同优良性状，通过基因重组的形式集中到同一个体上；由于自然突变率低，所以人为地的形式集中到同一个体上；由于自然突变率低，所以人为地施加突变因素，使其突变率提高。因此，诱变育种是利用了施加突变因素，使其突变率提高。因此，诱变育种是利用了基因突变的原理，从中选出优良的个体。基因突变的原理，从中选出优良的个体。3.3.与杂交育种、单倍体育种等育种方法相比，尽管人工诱变与杂交育种、单倍体育种等育种方法相比，尽管人工诱变育种具有很大的盲目性，但是该育种方法的独特之处是育种具有很大的盲目性，但是该育种方法的独特之处是()()A.A.可以将不同品种的优良性状集中到一个品种上可以将不同品种的优良性状集中到一个品种上B.B.按照人类的意愿定向改造生物按照人类的意愿定向改造生物C.C.改变基因结构，创造前所未有的性状类型改变基因结构，创造前所未有的性状类型D.D.能够明显缩短育种年限，后代性状稳定快能够明显缩短育种年限，后代性状稳定快【解析解析】选选C C。诱变育种的原理为基因突变，具有不定向性，。诱变育种的原理为基因突变，具有不定向性，所以具有盲目性，与其他几种育种方法相比其独特之处就是所以具有盲目性，与其他几种育种方法相比其独特之处就是能够产生新的基因，从而创造出前所未有的性状类型。能够产生新的基因，从而创造出前所未有的性状类型。4.4.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，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，其原因是诱变育种其原因是诱变育种()()A.A.提高了后代的出苗率提高了后代的出苗率B.B.提高了后代的遗传稳定性提高了后代的遗传稳定性C.C.产生的突变大多是有利的产生的突变大多是有利的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【解析解析】选选D D。诱变育种是利用了基因突变的原理，使用化。诱变育种是利用了基因突变的原理，使用化学或物理方法增加了突变的频率以供育种选择。学或物理方法增加了突变的频率以供育种选择。5.5.甲地区的油菜，子大抗性差；乙地区的油菜，子小抗性强。甲地区的油菜，子大抗性差；乙地区的油菜，子小抗性强。要提高两地的油菜品种质量，通常采用的繁殖技术是要提高两地的油菜品种质量，通常采用的繁殖技术是()()A.A.杂交育种杂交育种 B.B.诱变育种诱变育种C.C.多倍体育种多倍体育种 D.D.单倍体育种单倍体育种【解析解析】选选A A。由于甲、乙两地的油菜分别具有不同的优良。由于甲、乙两地的油菜分别具有不同的优良性状，所以要通过杂交育种将不同亲本的性状集中到同一个性状，所以要通过杂交育种将不同亲本的性状集中到同一个体上。体上。6.6.利用遗传变异的原理培育作物新品种，在现代农业生产上得到广泛利用遗传变异的原理培育作物新品种，在现代农业生产上得到广泛应用。请回答下面的问题：应用。请回答下面的问题：(1)(1)水稻的大穗水稻的大穗(A)(A)对小穗对小穗(a)(a)为显性。基因型为为显性。基因型为AaAa的水稻自交，子一的水稻自交，子一代中，基因型为代中，基因型为_的个体表现出小穗，应淘汰；基因型为的个体表现出小穗，应淘汰；基因型为_的个体表现出大穗，需进一步自交和选育。的个体表现出大穗，需进一步自交和选育。(2)(2)水稻的晚熟水稻的晚熟(B)(B)对早熟对早熟(b)(b)为显性，请回答利用现有纯合水稻品种，为显性，请回答利用现有纯合水稻品种，通过杂交育种方法培育纯合大穗早熟水稻新品种的问题。通过杂交育种方法培育纯合大穗早熟水稻新品种的问题。培育纯合大穗早熟水稻新品种，选择的亲本基因型分别是培育纯合大穗早熟水稻新品种，选择的亲本基因型分别是_ 和和_。两亲本杂交的目的是。两亲本杂交的目的是 。将将F F1 1所结种子种下去，长出的水稻中表现为大穗早熟的几率是所结种子种下去，长出的水稻中表现为大穗早熟的几率是_，在这些大穗早熟植株中约有，在这些大穗早熟植株中约有_是符合育种要求的。是符合育种要求的。1/3aaaaAAAA或或AaAaAABBAABBaabbaabb将基因将基因A A和和b b集中到同一个体上集中到同一个体上3/163/16【解析解析】(1)(1)当具有一对相对性状时，应该用自交的方法提当具有一对相对性状时，应该用自交的方法提高显性纯合子的比例。高显性纯合子的比例。(2)(2)要想培育出纯合的具有早熟和大穗两个优良性状的个体要想培育出纯合的具有早熟和大穗两个优良性状的个体则用杂交育种的方法，两个亲本为纯合的则用杂交育种的方法，两个亲本为纯合的AABBAABB和和aabbaabb。杂交。杂交可使优良性状集中到同一个体上。可使优良性状集中到同一个体上。F F1 1的种子即是的种子即是F F2 2，其性状，其性状表现为大穗晚熟、大穗早熟、小穗晚熟、小穗早熟的比例为表现为大穗晚熟、大穗早熟、小穗晚熟、小穗早熟的比例为93319331。其中大穗早熟的占。其中大穗早熟的占3/163/16，这三份中只有一份是，这三份中只有一份是纯合的。纯合的。