第6章 從雜交育種到基因工程,第1節(jié)雜交育種與誘變育種,一,二,一、雜交育種 1.雜交育種之前的育種,2.雜交育種 (1)概念:將兩個(gè)或多個(gè)品種的優(yōu)良性狀通過交配集中在一起,再經(jīng)過選擇和培育,獲得新品種的方法。 (2)原理:基因重組。 (3)過程:選擇具有不同優(yōu)良性狀的親本雜交,獲得F1F1自交獲得F2鑒別、選擇需要的類型。,一,二,(4)實(shí)例:高產(chǎn)抗病小麥品種的培育 (5)優(yōu)點(diǎn):可以把多個(gè)品種的優(yōu)良性狀集中在一起。 (6)缺點(diǎn):獲得新品種的周期長(zhǎng)。 (7)應(yīng)用:農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,改良作物品質(zhì),提高農(nóng)作物單位面積產(chǎn)量;用于家畜、家禽的育種。,一,二,預(yù)習(xí)反饋 1.雜交育種的選擇從第幾代開始?為什么?從F2中選出的高產(chǎn)、抗病個(gè)體,能否立即推廣種植,為什么? 答案:從F2開始選擇,因?yàn)閺腇2開始出現(xiàn)性狀分離。從F2中選出的高產(chǎn)、抗病個(gè)體不能立即推廣種植。因?yàn)楦弋a(chǎn)、抗病個(gè)體的基因型有DDTT、DdTT、DDTt和DdTt四種,其中基因型為DdTT、DDTt、DdTt的個(gè)體自交后會(huì)發(fā)生性狀分離,不能穩(wěn)定遺傳。,一,二,2.下列對(duì)雜交育種的敘述,正確的是() A.依據(jù)的原理是非姐妹染色單體之間的交叉互換 B.依據(jù)的原理是染色體數(shù)目的變異 C.優(yōu)點(diǎn)是后代的性狀表現(xiàn)都符合育種的要求 D.缺點(diǎn)是育種所需的時(shí)間往往比較長(zhǎng) 解析:雜交育種依據(jù)的原理是非同源染色體上非等位基因的自由組合。由于基因重組,雜交育種的F1自交得到的后代會(huì)發(fā)生性狀分離,有的個(gè)體符合育種要求,有的個(gè)體不符合育種要求,往往需要F2連續(xù)自交和篩選才能培育出穩(wěn)定遺傳的符合育種要求的類型,因而育種所需的時(shí)間比較長(zhǎng)。 答案:D,一,二,3.兩個(gè)親本的基因型分別為AAbb和aaBB,這兩對(duì)基因的遺傳遵循自由組合定律。要培育出基因型為aabb的新品種,最簡(jiǎn)便的方法是() A.人工誘變種B.多倍體育種 C.單倍體育種D.雜交育種 答案:D,一,二,二、誘變育種 1.概念:利用物理因素(如X射線、射線、紫外線、激光等)或化學(xué)因素(如亞硝酸、硫酸二乙酯等)來處理生物,使生物發(fā)生基因突變,從而獲得優(yōu)良變異類型的育種方法。 2.原理:基因突變。 3.過程:選擇生物誘發(fā)基因突變選擇理想類型培育。,5.缺點(diǎn):誘發(fā)產(chǎn)生的突變中,有利的往往不多,需處理大量材料。 6.應(yīng)用:主要用于農(nóng)作物和微生物誘變育種,如培育的“黑農(nóng)五號(hào)”大豆和青霉素高產(chǎn)菌株。,一,二,預(yù)習(xí)反饋 1.誘變育種與雜交育種相比,最大的區(qū)別是什么? 答案:二者最大的區(qū)別在于誘變育種能創(chuàng)造出新基因。 2.利用60Co可進(jìn)行誘變育種,有關(guān)說法錯(cuò)誤的是 () A.利用60Co放出的射線照射種子時(shí)一般不選用干種子 B.若處理后的種子萌發(fā)后不具備新性狀,即可拋棄 C.處理后只有少部分種子發(fā)生基因突變 D.產(chǎn)生的新性狀大多對(duì)生產(chǎn)不利 答案:B,一,二,3.判斷正誤。 (1)在誘變育種和雜交育種過程中均可產(chǎn)生新的基因和新的基因型。( ) (2)太空育種能按人的意愿定向產(chǎn)生所需優(yōu)良性狀。 ( ) (3)誘變育種可以大幅度提高有利變異的比例。( ) (4)誘變育種時(shí)可用硫酸二乙酯作為化學(xué)誘變劑,產(chǎn)生的子代中會(huì)出現(xiàn)新的基因,但基因的總數(shù)不變。( ) (5)原核生物的育種不能采用雜交育種和單倍體育種,但可以采用誘變育種。( ) (6)太空育種遵循基因突變的原理,一般利用干種子作為育種材料。( ),探究點(diǎn),問題導(dǎo)引,典例剖析,歸納提升,活學(xué)活練,溫故知新,雜交育種和誘變育種,如何利用雜交育種方法培育純合子?雜交育種與單倍體育種有什么區(qū)別? 有兩個(gè)純種的小麥品種,一個(gè)為高稈(D)抗銹病(T),另一個(gè)為矮稈(d)不抗銹病(t),這兩對(duì)性狀獨(dú)立遺傳。用兩種育種方法培育矮稈抗銹病的新品種。,a過程叫雜交,b過程叫自交。 c過程的處理方法是不斷種植和選擇,直到選出穩(wěn)定遺傳的矮稈抗銹病新品種。,探究點(diǎn),問題導(dǎo)引,典例剖析,歸納提升,活學(xué)活練,溫故知新,F1的基因型是DdTt,表現(xiàn)型是高稈抗銹病,培育出的矮稈抗銹病新品種的基因型應(yīng)是ddTT。,e過程是指減數(shù)分裂;f過程是花藥離體培養(yǎng);g過程是指人工誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍,此過程最常用的物質(zhì)是秋水仙素。 (3)育種方法一叫雜交育種,方法二叫單倍體育種。,探究點(diǎn),問題導(dǎo)引,典例剖析,歸納提升,活學(xué)活練,溫故知新,誘變育種的原理是什么?有何優(yōu)缺點(diǎn)? 經(jīng)太空育種發(fā)育成的個(gè)體,有的出現(xiàn)了有利變異,有的個(gè)體的變異不利于生物的生存或生長(zhǎng)。回答下列問題。 (1)試分析出現(xiàn)此現(xiàn)象的原因。 答案:誘變育種的原理是基因突變,基因突變具有不定向性,故可以產(chǎn)生有利變異和不利變異。 (2)如何才能獲得更多的有利變異? 答案:處理大量的實(shí)驗(yàn)材料,獲得更多的變異個(gè)體,從中篩選出有利的變異類型。,探究點(diǎn),問題導(dǎo)引,典例剖析,歸納提升,活學(xué)活練,溫故知新,普通小麥中有高稈抗病(TTRR)和矮稈易感病(ttrr)兩個(gè)品種,控制兩對(duì)性狀的基因分別位于兩對(duì)同源染色體上。實(shí)驗(yàn)小組利用不同的方法進(jìn)行了如下三組實(shí)驗(yàn):,探究點(diǎn),問題導(dǎo)引,典例剖析,歸納提升,活學(xué)活練,溫故知新,請(qǐng)分析回答問題。 (1)A組由F1獲得F2的方法是,F2矮稈抗病植株中不能穩(wěn)定遺傳的占。 (2)、三類矮稈抗病植株中,最可能產(chǎn)生不育配子的是類。 (3)A、B、C三組方法中,最不容易獲得矮稈抗病小麥品種的是組,原因是。 (4)通過矮稈抗病獲得矮稈抗病小麥新品種的方法是。獲得的矮稈抗病植株中能穩(wěn)定遺傳的占。,探究點(diǎn),問題導(dǎo)引,典例剖析,歸納提升,活學(xué)活練,溫故知新,解析:(1)雜交育種的過程是具有兩對(duì)相對(duì)性狀的純合子雜交得F1,F1再自交得F2,F2中出現(xiàn)所需的類型,若所需類型是顯性性狀,還需連續(xù)自交直至不發(fā)生性狀分離為止。F2中矮稈抗病有1/3ttRR、2/3ttRr,其中不能穩(wěn)定遺傳的(ttRr)占2/3。(2)花藥離體培養(yǎng)得到的是單倍體植株,不能進(jìn)行正常的減數(shù)分裂,所以不能產(chǎn)生正常的配子。(3)基因突變的頻率較低,而且是不定向的。(4)單倍體育種的過程是先通過花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體,再用秋水仙素(或低溫)處理單倍體幼苗,誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍,得到的個(gè)體一定是純合子。 答案:(1)自交2/3(2)(3)C基因突變的頻率極低且是不定向的(4)秋水仙素(或低溫)誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍100%,探究點(diǎn),問題導(dǎo)引,典例剖析,歸納提升,活學(xué)活練,溫故知新,規(guī)律方法(1)誘變育種屬于分子水平的育種,只有此育種方式能產(chǎn)生新基因。 (2)人工誘變方法中使用的射線、激素或化學(xué)藥劑要適量,可提高突變率,以不使生物被殺死為佳。 (3)人工誘變后,還應(yīng)從中選育符合生產(chǎn)要求且能穩(wěn)定遺傳的類型,才能最后確定為新品種。,問題導(dǎo)引,典例剖析,歸納提升,活學(xué)活練,探究點(diǎn),溫故知新,1.四種育種方法的比較,問題導(dǎo)引,典例剖析,歸納提升,活學(xué)活練,探究點(diǎn),溫故知新,問題導(dǎo)引,典例剖析,歸納提升,活學(xué)活練,探究點(diǎn),溫故知新,問題導(dǎo)引,典例剖析,歸納提升,活學(xué)活練,探究點(diǎn),溫故知新,2.根據(jù)育種目的和提供的材料選擇合適的育種方法 (1)集中不同親本的優(yōu)良性狀:一般情況下,選擇雜交育種,這也是較為簡(jiǎn)單的方法;需要縮短育種年限(快速育種)時(shí),選擇單倍體育種。 (2)培育果實(shí)較大或植株較大或營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量較高的新物種時(shí),選擇多倍體育種。 (3)提高變異頻率,“改良”“改造”或“直接改變”現(xiàn)有性狀,獲得當(dāng)前不存在的基因或性狀時(shí),可選擇誘變育種。 (4)若要培育隱性性狀個(gè)體,可選擇自交或雜交育種,只要出現(xiàn)該性狀即可。,問題導(dǎo)引,典例剖析,歸納提升,活學(xué)活練,探究點(diǎn),溫故知新,(5)不同的生物種類可采用不同的育種方法 植物:雜交育種、單倍體育種、多倍體育種、誘變育種。 動(dòng)物:一般選用雜交育種、誘變育種。 微生物:誘變育種。 (6)若培育的植物的生殖方式為營(yíng)養(yǎng)繁殖(如馬鈴薯),則不需要培育成純種,只要出現(xiàn)該性狀即可。,問題導(dǎo)引,典例剖析,歸納提升,活學(xué)活練,探究點(diǎn),溫故知新,1.太空育種是指利用太空綜合因素,如強(qiáng)輻射、微重力等,誘導(dǎo)由宇宙飛船攜帶的種子發(fā)生變異,然后進(jìn)行培育的一種育種方法。下列說法正確的是() A.太空育種產(chǎn)生的突變總是有益的 B.太空育種產(chǎn)生的性狀是定向的 C.太空育種培育的植物是地球上原本不存在的 D.太空育種與其他誘變方法在本質(zhì)上是一樣的 解析:太空育種屬于利用物理因素進(jìn)行誘變的育種,原理是基因突變?；蛲蛔兙哂胁欢ㄏ蛐浴⒍嗪ι倮忍攸c(diǎn)。誘變育種能創(chuàng)造出新品種,但一般不會(huì)形成新物種。 答案:D,問題導(dǎo)引,典例剖析,歸納提升,活學(xué)活練,探究點(diǎn),溫故知新,2.如下圖所示,二倍體植株和雜交得到,再將做進(jìn)一步處理。對(duì)此分析錯(cuò)誤的是 () A.由得到的育種原理是基因重組 B.圖中秋水仙素的作用是使染色體數(shù)目加倍 C.若的基因型是AaBbdd,則的基因型可能是aBd D.至的過程中,所產(chǎn)生的變異都有利于生產(chǎn),問題導(dǎo)引,典例剖析,歸納提升,活學(xué)活練,探究點(diǎn),溫故知新,解析:和雜交后得到后,多次射線處理萌發(fā)的種子應(yīng)為誘變育種,由于突變是不定向的,所以產(chǎn)生的性狀可能有利,也可能是有害的;到的過程表示的是雜交育種的自交階段,遵循的原理為基因重組;由到的過程是花藥離體培養(yǎng),所得到的幼苗是單倍體,其基因型可能是aBd;秋水仙素的作用是抑制紡錘體的形成,進(jìn)而使染色體數(shù)目加倍。 答案:D,探究點(diǎn),溫故知新,1.雜交育種的兩個(gè)特點(diǎn) (1)能將多個(gè)優(yōu)良性狀集中到同一生物個(gè)體上。 (2)育種周期較長(zhǎng)。 2.誘變育種的方法和特點(diǎn) (1)兩種誘變方法:物理誘變、化學(xué)誘變。 (2)兩個(gè)特點(diǎn):多害少利;能產(chǎn)生新基因,創(chuàng)造生物新類型。 3.育種方法的兩點(diǎn)注意 (1)誘變育種多用于植物和微生物。原核生物不能進(jìn)行減數(shù)分裂,所以不能運(yùn)用雜交的方法進(jìn)行育種,如細(xì)菌的育種一般采用的方法是誘變育種。 (2)植物雜交育種中純合子的獲得一般通過逐代自交的方法;而動(dòng)物雜交育種中純合子的獲得一般通過雙親雜交獲得F1,F1雌雄個(gè)體間交配,選F2與異性隱性純合子測(cè)交的方法。,探究點(diǎn),溫故知新,4.育種方法的兩個(gè)誤區(qū) (1)誤認(rèn)為雜交育種一定需要連續(xù)自交 若選育顯性優(yōu)良純種,需要連續(xù)自交篩選;若選育隱性優(yōu)良純種,則只要出現(xiàn)該性狀個(gè)體即可。 (2)誤認(rèn)為花藥離體培養(yǎng)就是單倍體育種,單倍體育種主要包括雜交、花藥離體培養(yǎng)、秋水仙素處理和篩選四個(gè)過程。花藥離體培養(yǎng)僅僅是單倍體育種中的一步。,