rq61杂交育种与诱变育种.ppt

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1、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一6.16.1人类遗传病人类遗传病学习目标学习目标1.1.简述杂交育种的概念简述杂交育种的概念, ,举例说明杂交举例说明杂交育种方法的优点和不足。育种方法的优点和不足。2.2.举例说出诱变育种在生产中的应用。举例说出诱变育种在生产中的应用。3.3.讨论遗传和变异规律在生产实践中讨论遗传和变异规律在生产实践中的应用。的应用。4.4.总结杂交育种、诱变育种、多倍体总结杂交育种、诱变育种、多倍体育种、单倍体育种的异同点。育种、单倍体育种的异同点。环节一：自主学习环节一：自主学习阅读阅读P90-93P90

2、-931 1、什么是杂交育种？、什么是杂交育种？2 2、杂交育种的原理？方法？、杂交育种的原理？方法？3 3、什么是诱变育种、什么是诱变育种4 4、诱变育种的原理？方法？、诱变育种的原理？方法？5 5、总共有几种育种方式？列表比较、总共有几种育种方式？列表比较5 5分钟分钟环节二：合作学习环节二：合作学习任务分配（随机抽取）任务分配（随机抽取）1-21-2组：任务一组：任务一3-43-4组：任务二组：任务二5-65-6组：任务三组：任务三5 5分钟分钟环节三：小组展示环节三：小组展示小组展示任务一：小组展示任务一：不超过不超过8 8分钟分钟原原鸡鸡家家鸡鸡野野猪猪家家猪猪导入新课导入新课1.1

3、.在大约一万年以前在大约一万年以前, ,古人就开始驯古人就开始驯化野生动物、栽培植物。在生产实化野生动物、栽培植物。在生产实践中践中, ,人们知道要挑品质好的个体来人们知道要挑品质好的个体来传种。思考这种方法的传种。思考这种方法的缺点缺点是什么是什么? ?选择育种不仅周期长选择育种不仅周期长, ,而且可而且可选择的范围是有限的选择的范围是有限的探究一探究一:杂交育种杂交育种通过教材通过教材P9899P9899例子及图例子及图6-16-1, ,明确将小明确将小麦的优良品种麦的优良品种抗病和高产抗病和高产结合在一起的结合在一起的具体做法。总结杂交育种的概念并用红具体做法。总结杂交育种的概念并用红笔

4、标注关键词。笔标注关键词。1 1、杂交育种的概念、杂交育种的概念： 【自主学习【自主学习1】杂交育种是将两个或多个品种的杂交育种是将两个或多个品种的优良优良性状通过交配集中在一起性状通过交配集中在一起, ,再经过选再经过选择和培育择和培育, ,获得新品种的方法。获得新品种的方法。【自主学习【自主学习1】2 2、具体过程：、具体过程： 以高产抗病小麦的选育为例以高产抗病小麦的选育为例 （D-D-高产高产dddd地产；地产；T-T-不抗病不抗病tttt抗病）抗病） P: P: ； F1 F1： 接着让接着让F1 F1 ，筛选，再，筛选，再 再筛再筛选直至不出现选直至不出现 现象现象3 3、原理：、

5、原理： 。 高产不抗病高产不抗病DDtt低产抗病低产抗病ddTT高产不抗病高产不抗病DdTt自交自交自交自交性状分离性状分离基因重组基因重组(一一)植物杂交育种的方法植物杂交育种的方法 已知小麦的高秆已知小麦的高秆(D)(D)对矮秆对矮秆(d)(d)为显性为显性, ,抗锈病抗锈病(T)(T)对易染锈病对易染锈病(t)(t)为显性为显性, ,两对性状独立遗传。现有两对性状独立遗传。现有高秆抗锈病、矮秆易染病两纯系品种高秆抗锈病、矮秆易染病两纯系品种。将你的设。将你的设想用遗传图解表示出来。想用遗传图解表示出来。( (一一) )植物杂交育种的方法植物杂交育种的方法步骤：步骤：1 1、以以高杆抗病和

6、矮杆不抗病高杆抗病和矮杆不抗病为亲本杂交获得为亲本杂交获得F1F1高高杆抗病。杆抗病。2 2、F1F1个体自交个体自交，得到后代得到后代F2F2；让让F2F2中的中的矮杆抗病矮杆抗病个体个体连续自交直到不出现性状分离连续自交直到不出现性状分离即得到纯合的矮即得到纯合的矮杆抗病（杆抗病（ddTTddTT）。）。长毛折耳猫（BBee）短毛折耳猫（bbee）长毛立耳猫（BBEE）( (二二) )动物杂交育种的方法动物杂交育种的方法（三）比较动植物杂交育种方法的差异（三）比较动植物杂交育种方法的差异 植物杂交育种中纯合子一般通植物杂交育种中纯合子一般通过过 方法获得，而动物方法获得，而动物杂交育种中一

7、般通过杂交育种中一般通过 进行确进行确认后获得。认后获得。自交自交杂交杂交思考：动植物杂交育种时间比较？思考：动植物杂交育种时间比较？要培育出一个能稳定遗传的动物要培育出一个能稳定遗传的动物品种一般需要几代？品种一般需要几代？【自主总结【自主总结1 】杂交育种杂交育种 概念：概念： 原理：原理： 方法：方法： 优点：优点： 缺点：缺点： 将两个或多个品种的优良性状通过将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起交配集中在一起, ,再经过选择和培再经过选择和培育育, ,获得新品种的方法。获得新品种的方法。基因重组基因重组杂交杂交自交自交选优连续自交直至不出选优连续自交直至不出现性状分离现性状分离

8、纯种纯种能将各种优良性状集于一个个体上能将各种优良性状集于一个个体上育种年限长育种年限长小组总结小组总结解答质疑解答质疑抽测抽测教师补充和检测教师补充和检测一、选择育种一、选择育种1 1、方法：驯化野生动物栽培植物的时候，挑选出品、方法：驯化野生动物栽培植物的时候，挑选出品质好的个体质好的个体2 2、原理：利用生物的变异、原理：利用生物的变异3 3、缺点：育种周期长，可选择范围小、缺点：育种周期长，可选择范围小二、杂交育种二、杂交育种1 1、方法、方法2 2、原理、原理3 3、优缺点、优缺点三、杂交育种的类型三、杂交育种的类型四、动植物杂交育种的区别四、动植物杂交育种的区别五、杂交育种和五、杂

9、交育种和杂种优势杂种优势P X F1 AaBbF2 A B A bb aaB aabb 9 ：3 ： 3 ： 1aaBBAAbbDDTTddttDdTtddTt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？第一年第一年第二年第二年选优选优第三年第三年第四年第四年长毛立耳长毛立耳 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Bb

10、Ee长立长立 长折长折 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F1间间交配交配选优选优测交测交F3长折长折 短折短折思考：要培育出一个能思考：要培育出一个能稳定遗传的动物品种至稳定遗传的动物品种至少要几代？少要几代？杂交杂交杂交育种与杂种优势的区别杂交育种与杂种优势的区别通过有性生殖，使不同的优良性状组合到后通过有性生殖，使不同的优良性状组合到后代的一个个体中，从而选育出优良品种的方法。代的一个个体中，从而选育出优良品种的方法。指基因型不同的个体杂交产生的杂交一代，指基因型不同的个体杂交产生的杂交一代，在适应能力等方面优

11、于两个亲本的现象。在适应能力等方面优于两个亲本的现象。杂交育种杂交育种杂种优势杂种优势杂种优势杂种优势基因型不同的两个亲本基因型不同的两个亲本个体杂交产生的杂种第个体杂交产生的杂种第一代，在生长、繁殖、一代，在生长、繁殖、抗逆性、产量等性状上抗逆性、产量等性状上优于两个亲本的现象。优于两个亲本的现象。如如骡子骡子杂交水稻、杂交玉米、混血儿外貌、智商优势较高植物得年年制种。植物得年年制种。 应用(1)在农业生产中：在农业生产中：改良作物品质，提高改良作物品质，提高农作物单位面积产量农作物单位面积产量杂交水稻杂交水稻：从：从19761976年到年到20062006年，年，累计增产粮食累计增产粮食5

12、2005200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。荷斯坦荷斯坦牛牛中国黄牛中国黄牛 中国荷斯坦牛是荷斯中国荷斯坦牛是荷斯坦牛与我国黄牛杂交选坦牛与我国黄牛杂交选育后逐渐形成的优良种。育后逐渐形成的优良种。泌乳期可达泌乳期可达3030天，年产天，年产乳量可达乳量可达6300kg6300kg以上。以上。中国荷斯坦牛中国荷斯坦牛（2）在家畜、家禽育种中的应用）在家畜、家禽育种中的应用检测检测 1 1. .用杂合子种子尽快获得纯合植株的用杂合子种子尽快获得纯合植株的方法是方法是( () )A.A.种植种植F2F2选不分离者选不分离者纯合子纯合子B.B

13、.种植种植秋水仙素处理秋水仙素处理纯合子纯合子C.C.种植种植花药离体培养花药离体培养单倍体幼苗单倍体幼苗秋秋水仙素处理水仙素处理纯合子纯合子D.D.种植种植秋水仙素处理秋水仙素处理花药离体培养花药离体培养纯合子纯合子A如果要培育出新的基因和新的如果要培育出新的基因和新的性状，应该怎样做？性状，应该怎样做？太空黄瓜太空黄瓜小组展示任务二：小组展示任务二：不超过不超过8 8分钟分钟【自主学习【自主学习2】 阅读教材阅读教材P100P100诱变育种诱变育种1 1、概念：、概念： 2 2、原理、原理 : : 3 3、常用方法：、常用方法： 4 4、优点、优点 : : 5 5、缺点、缺点 : : 6

14、6、应用举例、应用举例: : 利用利用物理因素物理因素或或化学因素化学因素来处理生物来处理生物, ,使生物发生使生物发生基因突变基因突变基因突变基因突变利用物理因素或化学因素来处理生物利用物理因素或化学因素来处理生物诱变育种有利变异少诱变育种有利变异少, ,需要大量处理实验材料需要大量处理实验材料, , 具有不定向性具有不定向性产生新基因和新的性状产生新基因和新的性状, ,能提高变异频率能提高变异频率, ,后代变异性状能较快稳定后代变异性状能较快稳定, ,加速育种进程。加速育种进程。黑农五号大豆培育黑农五号大豆培育, ,高产青霉素菌株选育高产青霉素菌株选育【自主总结2】 1.1.杂交育种与诱变

15、育种的区别是杂交育种与诱变育种的区别是: : (1)(1)杂交育种只能利用已有基因的重组杂交育种只能利用已有基因的重组, ,按按需选择需选择, ,并不能创造新的并不能创造新的, ,杂交后代杂交后代会出现会出现现象现象, ,育种操作育种操作, ,但过程烦琐。但过程烦琐。 (2)(2)诱变育种的优点是能提高诱变育种的优点是能提高, ,而而局限性是诱变的局限性是诱变的难以控制难以控制, ,突变体突变体难以集中多个理想性状难以集中多个理想性状, ,要克服该局限性要克服该局限性, ,可扩大诱变后代的群体可扩大诱变后代的群体, ,增加增加的机的机会。会。 基因基因性状分离性状分离简单简单突变率突变率方向性

16、方向性有利变异有利变异2 2、四种育种方法的比较、四种育种方法的比较: :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 方方法法 优优点点 缺缺点点基因重组基因重组杂交杂交自交自交选优选优自自交交可以集中两可以集中两个亲本的优个亲本的优良性状良性状 育种时间长育种时间长基因突变基因突变用辐射、射用辐射、射线化学药剂线化学药剂处理处理提高变异的提高变异的频率，加速频率，加速育种进程。育种进程。有利变异不有利变异不多，需大量多，需大量处理实验材处理实验材料，具有不料，具有不定向性定向性 染色体变异染色体变异花药离体培花药离体培养，秋水仙养，秋水仙素处理素处理明

17、显缩短育明显缩短育种年限种年限 技术复杂一技术复杂一些，须与杂些，须与杂交育种配合交育种配合染色体变异染色体变异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器官大，提器官大，提高产量和营高产量和营养成分养成分适用于植物，适用于植物，在动物方面在动物方面难于开展难于开展小组总结小组总结解答质疑解答质疑抽测抽测教师补充和检测教师补充和检测缺点：缺点：1.1.2 2. .需大量处理供试材料需大量处理供试材料重达300斤的太空南瓜 黑龙江农科院用黑龙江农科院用辐射方法处理大豆，辐射方法处理大豆，培育成培育成“黑农五号黑农五号”大豆品种，大豆品种，含油量比含油量比原来的品种提高了原来的品种提

18、高了2.5%2.5%，大豆产量提高，大豆产量提高了了16%16%。 应用应用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、紫外线照射以及综线、紫外线照射以及综合处理，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。阶阶 段段 小小 结：结：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

19、择局限：局限：不能把位于两个品种的优良性状集不能把位于两个品种的优良性状集 于一身于一身主要优点：有目的的把位于两个品种的优主要优点：有目的的把位于两个品种的优 良性状集于一身良性状集于一身局限：不能产生局限：不能产生新的基因新的基因主要优点：能产生新基因主要优点：能产生新基因局限：该方法局限：该方法具有一定的盲目性具有一定的盲目性均不能实行种均不能实行种间的基因交流间的基因交流小组展示任务三：小组展示任务三：不超过不超过8 8分钟分钟 1 1、以下为五种不同的育种方法示意图，请据图回答以下为五种不同的育种方法示意图，请据图回答 ：亲本亲本( () )F F1 1F F2 2A AFnFn选择

20、稳选择稳定品种定品种单倍体单倍体育种育种纯合体纯合体纯合二倍体种子纯合二倍体种子长出的植株长出的植株新品种新品种新品种推广新品种推广种子或幼苗种子或幼苗具有新基具有新基因的种子因的种子或幼苗或幼苗染色体组染色体组加倍的种加倍的种子或幼苗子或幼苗植物细胞植物细胞其它生其它生物基因物基因新细胞新细胞愈伤组织愈伤组织胚状体胚状体人工种子人工种子B BD DC CE EF FG GH HI IJ J图中图中A A、D D方向所示的途径表示方向所示的途径表示 育育种方式，种方式，ABCABC的途径表示的途径表示 育种方式。育种方式。这两种育种方式相比较，后者优越性主要表现在这两种育种方式相比较，后者优越

21、性主要表现在 杂交杂交单倍体单倍体能明显缩短育种年限；无需筛选，直接获得单倍体能明显缩短育种年限；无需筛选，直接获得单倍体 以下为五种不同的育种方法示意图，请据图回答以下为五种不同的育种方法示意图，请据图回答 ： 亲本亲本( () )F F1 1F F2 2A AFnFn选择稳选择稳定品种定品种单倍体单倍体育种育种纯合体纯合体纯合二倍体种子纯合二倍体种子长出的植株长出的植株新品种新品种新品种推广新品种推广种子或幼苗种子或幼苗具有新基具有新基因的种子因的种子或幼苗或幼苗染色体组染色体组加倍的种加倍的种子或幼苗子或幼苗植物细胞植物细胞其它生其它生物基因物基因新细胞新细胞愈伤组织愈伤组织胚状体胚状体

22、人工种子人工种子B BD DC CE EF FG GH HI IJ JB B法常用的方法为法常用的方法为: : E E法所用的原理是法所用的原理是: :C C、F F过程最常用的药剂是过程最常用的药剂是: :花药离体培养花药离体培养基因突变基因突变秋水仙素秋水仙素 以下为五种不同的育种方法示意图，请据图回答以下为五种不同的育种方法示意图，请据图回答 ： 亲本亲本( () )F F1 1F F2 2A AFnFn选择稳选择稳定品种定品种单倍体单倍体育种育种纯合体纯合体纯合二倍体种子纯合二倍体种子长出的植株长出的植株新品种新品种新品种推广新品种推广种子或幼苗种子或幼苗具有新基具有新基因的种子因的种

23、子或幼苗或幼苗染色体组染色体组加倍的种加倍的种子或幼苗子或幼苗植物细胞植物细胞其它生其它生物基因物基因新细胞新细胞愈伤组织愈伤组织胚状体胚状体人工种子人工种子B BD DC CE EF FG GH HI IJ J由由GJGJ的过程中涉及到的生物技术有的过程中涉及到的生物技术有 和和_。基因工程（即基因工程（即DNADNA拼接技术或拼接技术或DNADNA重组技术或重组技术或转基因技术）转基因技术） 和植物组织培养技术和植物组织培养技术 2 2、假设、假设A A、b b代表玉米的优良基因代表玉米的优良基因, ,这两种这两种基因是自由组合的。现有基因是自由组合的。现有AABBAABB、aabbaab

24、b两个两个品种品种, ,为培育出优良品种为培育出优良品种AAbb,AAbb,可采用的方可采用的方法如下图所示法如下图所示: :(1)(1)由品种由品种AABBAABB、aabbaabb经过过程经过过程培育出新品种的育种培育出新品种的育种方式称为方式称为; ;经过过程培育经过过程培育出新品种的育种方式出新品种的育种方式称为称为 ; ;经过经过过程培育出新品种过程培育出新品种的育种方式称为的育种方式称为 。 杂交育种杂交育种单倍体育种单倍体育种诱变育种诱变育种 2 2、假设、假设A A、b b代表玉米的优良基因代表玉米的优良基因, ,这两种这两种基因是自由组合的。现有基因是自由组合的。现有AABB

25、AABB、aabbaabb两个两个品种品种, ,为培育出优良品种为培育出优良品种AAbb,AAbb,可采用的方可采用的方法如下图所示法如下图所示: :(2)(2)若经过过程若经过过程产生的子代总数为产生的子代总数为1 5521 552株株, ,则其中基则其中基因型为因型为AAbbAAbb理论上理论上有有株。株。基因型为基因型为AabbAabb的类的类型经过过程型经过过程, ,子子代中代中AAbbAAbb与与aabbaabb的的数量比是数量比是 。 97971111 2 2、假设、假设A A、b b代表玉米的优良基因代表玉米的优良基因, ,这两种这两种基因是自由组合的。现有基因是自由组合的。现有

26、AABBAABB、aabbaabb两个两个品种品种, ,为培育出优良品种为培育出优良品种AAbb,AAbb,可采用的方可采用的方法如下图所示法如下图所示: :(3)(3)过程常过程常采用采用 由由AaBbAaBb得到得到AbAb个体。个体。与过程的育与过程的育种方法相比种方法相比, ,过过程的优势是程的优势是 。 花药离体培养花药离体培养 明显缩短了育种年限明显缩短了育种年限小组总结小组总结解答质疑解答质疑抽测抽测教师补充和检测教师补充和检测总结总结 单倍体育种单倍体育种 多倍体育种多倍体育种 杂交育种杂交育种 诱变育种诱变育种 （选择育种）（选择育种） 方法、原理、优缺点、应用方法、原理、优缺点、应用 基因工程基因工程检测检测 萝卜萝卜和和甘蓝甘蓝两种植物杂交两种植物杂交, ,得到的得到的种子一般是不育的种子一般是不育的, ,但偶尔发现个别种但偶尔发现个别种子种下去后能产生可育后代子种下去后能产生可育后代, ,出现这种出现这种现象的原因是现象的原因是( () ) A.A.基因自由组合基因自由组合 B. B.基因突变基因突变 C.C.染色体结构变异染色体结构变异D.D.染色体数目加染色体数目加倍倍