第1節(jié) 雜交育種與誘變育種,第6章 從雜交育種到基因工程,1.結(jié)合具體實例，簡述雜交育種的概念和基本原理，舉例說明雜交育種方法的優(yōu)點和不足。 2.舉例說出誘變育種在生產(chǎn)中的應(yīng)用。 3.討論遺傳和變異規(guī)律在生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用。,學(xué)習(xí)導(dǎo)航,重難點擊,雜交育種和誘變育種的原理和過程。,課堂導(dǎo)入,你見過像圖示的那樣大的南瓜嗎？它可不是普通的南瓜，它是由我國首次載人航天飛船“神舟”五號帶入太空培育的新品種。這種南瓜比一般的雜交種品質(zhì)好，一般重量在300400斤，是名副其實的“巨人”南瓜。這種育種方法的原理和過程是怎樣的呢？今天我們就來學(xué)習(xí)有關(guān)育種的知識。,內(nèi)容索引,一、雜交育種,二、誘變育種,當(dāng)堂檢測,一、雜交育種,知識梳理,答案,1.概念：將兩個或多個品種的優(yōu)良性狀通過交配集中在一起， 再經(jīng)過 和 ，獲得新品種的方法。 2.原理： 。,連續(xù)自交,基因重組,選擇,培育,雜交,自交,答案,4.優(yōu)缺點 可以把多個品種的 集中在一起，但是育種周期 ，育種篩選過程 ；不能產(chǎn)生 和新性狀。 5.實例：高產(chǎn)抗病小麥的選育 P 高產(chǎn)、不抗病低產(chǎn)、抗病 F1 高產(chǎn)、抗病(均為顯性性狀) F2 選出 個體 連續(xù) 選出 的所有高產(chǎn)、抗病個體 新的優(yōu)良品種,不發(fā)生性狀分離,優(yōu)良性狀,長,復(fù)雜,新基因,高產(chǎn)、抗病,1.培育細(xì)菌新品種時，能否用雜交育種的方法？,合作探究,答案,答案 不能，雜交育種只適用于進(jìn)行有性生殖的生物，如植物和動物。細(xì)菌是原核生物，不能進(jìn)行有性生殖。,2.上面培育高產(chǎn)抗病小麥的過程中，為什么要從F2開始篩選？選出后為什么還要連續(xù)自交？,答案 F2代中才出現(xiàn)所需要的高產(chǎn)抗病小麥，但不一定能穩(wěn)定遺傳，因此還要連續(xù)自交才會最終獲得穩(wěn)定遺傳的純合品系。,3.是不是所有的育種過程都必須從F2開始篩選？是不是也都需要連續(xù)自交提高純合度？舉例說明。,答案,答案 不一定。如果培育雜合子品種，選親本雜交得到的F1即可。如果選育的優(yōu)良性狀是隱性性狀，一旦出現(xiàn)就是純合的，不需要再連續(xù)自交了。,活學(xué)活用,1.有兩種純種的小麥，一個為高稈(D)抗銹病(T)，另一個為矮稈(d) 易感銹病(t)，這兩對性狀獨立遺傳，現(xiàn)要培育矮稈抗銹病新品種，方法如下：,(1)這種育種方法叫_育種。過程a叫_，過程b叫_。 (2)過程c的處理方法是_。 (3)F1的基因型是_，表現(xiàn)型是_，穩(wěn)定遺傳的矮稈抗銹病新品種的基因型為_。,解析答案,解析 將小麥兩個品種的優(yōu)良性狀通過雜交集中在一起，培育矮稈抗銹病新品種的方法叫做雜交育種。其中過程a叫雜交，產(chǎn)生的F1的基因型為DdTt，表現(xiàn)型為高稈抗銹病。過程b叫自交，目的是獲得表現(xiàn)型為矮稈抗銹病的小麥新品種(ddT_)，因為此過程所得后代會發(fā)生性狀分離，所以要想得到穩(wěn)定遺傳的矮稈抗銹病植株必須要經(jīng)過c過程，即連續(xù)自交，直到后代無性狀分離為止。 答案 (1)雜交 雜交 自交 (2)連續(xù)自交和觀察，直至選出能穩(wěn)定遺傳的矮稈抗銹病新品種 (3)DdTt 高稈抗銹病 ddTT,一題多變,(1)選育出的純合子新品種，在F2中的概率是多少？其在 F2的矮稈抗銹病植株中的概率又是多少？選種應(yīng)該從哪一代開始？,答案,(2)上述雜交育種過程至少需要幾年的時間(假設(shè)每年只繁殖一代)?,答案,答案 4年。 第一年：種植親代，雜交，收獲F1種子； 第二年：種植F1，自交，收獲F2種子； 第三年：種植F2，獲得表現(xiàn)型符合要求的小麥(矮抗)，同時矮抗自交，收獲F3種子，分單株保存； 第四年：分別種植符合要求的F3，觀察是否發(fā)生性狀分離，不發(fā)生性狀分離的為合乎要求的新品種。,(3)若上述過程改為單倍體育種的過程，則后代中ddTT占所有后代的比例是多少？單倍體育種獲得新品種至少需要幾年(假設(shè)每年只繁殖一代)?,返回,答案,第一年：種植親代，雜交，收獲F1種子； 第二年：種植雜交種子，長成植株開花后，取其花粉粒(精子的基因型有四種，為DT、Dt、dT、dt)進(jìn)行植物組織培養(yǎng)，得到單倍體植株(基因型也是四種，為DT、Dt、dT、dt)。在單倍體植株的幼苗期，用秋水仙素進(jìn)行染色體加倍，得到純合的二倍體植株(基因型分別為DDTT、DDtt、ddTT、ddtt)。選取表現(xiàn)型合乎要求的植株所結(jié)種子即可。,二、誘變育種,知識梳理,答案,1.概念 利用物理因素或化學(xué)因素來處理生物，使生物發(fā)生 ，從而獲得優(yōu)良變異類型的育種方法稱為誘變育種。 2.原理： 。 自然突變的頻率 ，而且是 的，較難獲得生產(chǎn)所需要的品種。物理因素或化學(xué)因素能提高 ，短時間內(nèi)獲得更多的 類型。 3.常用方法 運用物理的或者化學(xué)的手段處理 或幼苗，誘發(fā) ，從中選出需要的突變個體，然后進(jìn)行培育推廣。,基因突變,基因突變,基因突變,低,不定向,突變率,優(yōu)良變異,萌發(fā)的種子,答案,4.優(yōu)缺點 (1)優(yōu)點：提高變異頻率，加速育種進(jìn)程； 改良某些性狀。 (2)缺點：有利變異 ，需大量處理實驗材料；誘變的方向和性質(zhì)不能控制，具有 性。,青霉菌,盲目,大幅度,少,農(nóng)作物,合作探究,1.用誘變育種的方法選育農(nóng)作物優(yōu)良品種，為什么通常要處理萌發(fā)的種子或幼苗？,答案,答案 萌發(fā)的種子或者幼苗有絲分裂旺盛，在DNA復(fù)制時容易誘發(fā)基因突變。,2.當(dāng)神舟六號航天飛船搭載著兩位英雄宇航員成功返航時，一些特殊的乘客也回到了地球。它們是一些生物菌種、植物組培苗和作物、植物、花卉種子等。在太空周游了115小時32分鐘，返回地球后，搭載單位的科研人員將繼續(xù)對它們進(jìn)行有關(guān)試驗。請回答下列問題： (1)搭載航天器的植物種子需要做怎樣的處理？說明原因。,答案,答案 浸泡種子使其萌發(fā)。因為萌發(fā)的種子細(xì)胞分裂旺盛，易受到太空誘變因素的影響發(fā)生基因突變。,(2)作物種子從太空返回地面后種植，往往能出現(xiàn)全新的變異特征，這種變異的來源主要是什么？,答案 基因突變。,(3)這些新產(chǎn)生的變異對人類是否一定有益？,答案,答案 不一定。因為基因突變是不定向的。,(4)遨游太空回到地面后的種子，種植一代發(fā)現(xiàn)沒有所需要的性狀出現(xiàn)，可以隨意丟棄嗎？說明原因。,答案 不可以。因為可能發(fā)生隱性突變。,3.雜交育種和誘變育種有著很大的區(qū)別，請完成下表進(jìn)行比較：,答案,基因重組,基因突變,自交,篩選,輻射,化學(xué)藥劑,優(yōu)良性狀,集中,年限長,有利,活學(xué)活用,2.如下圖所示，科研小組用60Co照射棉花種子，誘變當(dāng)代獲得 棕色(纖維顏色)新性狀，誘變1代獲得低酚(棉酚含量)新性狀。已知棉花的纖維顏色由一對基因(A、a)控制，棉酚含量由另一對基因(B、b)控制，兩對基因獨立遺傳。請回答下列問題：,(1)兩種新性狀中，棕色是_性狀，低酚是_性狀。 (2)誘變當(dāng)代中，棕色、高酚的棉花植株的基因型是_，白色、高酚的棉花植株的基因型是_。 (3)棕色棉抗蟲能力強(qiáng)，低酚棉產(chǎn)量高。為獲得抗蟲高產(chǎn)棉花新品種，研究人員將誘變1代中棕色、高酚植株自交，每株自交后代種植在一個單獨的區(qū)域，從_的區(qū)域中得到純合棕色、高酚植株。請你利用該純合子作為一個親本，再從誘變1代中選擇另一親本，設(shè)計一個方案，盡快選育出抗蟲高產(chǎn)(棕色、低酚)的純合棉花新品種(用遺傳圖解和必要的文字表示)。,解析答案,解析 基因突變一般只是等位基因的一個基因發(fā)生突變，分為顯性突變和隱性突變二種情況，即：誘變當(dāng)代獲得棕色新性狀棕色為顯性性狀且誘變當(dāng)代基因型為AaBB。誘變1代獲得低酚新性狀低酚為隱性性狀且誘變當(dāng)代基因型為aaBb。要培育純合棕色低酚植株(其基因型為AAbb)，需用基因型為AABB的植株與誘變1代的白色低酚(aabb)植株進(jìn)行雜交，若要盡快選育則會用單倍體育種方法，因為它可明顯縮短育種年限。 答案 (1)顯性 隱性 (2)AaBB aaBb,解析答案,(3)不發(fā)生性狀分離(或全為棕色棉，或沒有出現(xiàn)白色棉) 遺傳圖解如下：,一題多變,(1)用60Co的射線輻射植物種子的目的是_。 (2)用60Co的射線輻射原本開紅花的植物種子，誘導(dǎo)產(chǎn)生了開白花、藍(lán)花的植株等，說明基因突變具有_性。50株突變植株中，47株逐漸死亡，說明基因突變具有_的特性。 (3)育種時用60Co的射線輻射正在萌發(fā)的種子，而不用60Co的射線輻射休眠的種子的原因是_。萌發(fā)種子的所有突變_(填“能”或“不能”)全部遺傳給子代。 (4)假如誘變產(chǎn)生的藍(lán)花植株自交，其后代中又出現(xiàn)了紅花植株，這說明藍(lán)花突變是_突變。,答案,提高突變率,不定向,多害少利,萌發(fā)的種子中細(xì)胞分裂旺盛，DNA復(fù)制旺盛，易發(fā)生基因突變,不能,顯性,返回,課堂小結(jié),答案,基因重組,基因突變,染色體變異,染色體變異,花藥離體培養(yǎng),秋水仙素處理,當(dāng)堂檢測,1.雜交育種是植物育種的常規(guī)方法，其選育新品種的一般方法是( ) A.根據(jù)雜種優(yōu)勢原理，從子一代中即可選出 B.從子三代中選出，因為子三代中才出現(xiàn)純合子 C.既可從子二代中選出，也可從子三代中選出 D.只能從子四代中選出能穩(wěn)定遺傳的新品種,C,解析答案,解析 雜交育種從子二代開始出現(xiàn)性狀分離。,1,2,3,4,5,2.用雜合子(DdEe)種子獲得純合子(ddee)最簡捷的方法是( ) A.種植F1選雙隱性植株純合子 B.種植秋水仙素處理純合子 C.種植花藥離體培養(yǎng)單倍體幼苗秋水仙素處理純合子 D.種植秋水仙素處理花藥離體培養(yǎng)純合子,A,解析答案,解析 雜合子(DdEe)種子中含有d、e基因，自交后一旦出現(xiàn)隱性性狀便能穩(wěn)定遺傳，方法簡捷。,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,3.下列幾種育種方法，能改變原有基因的分子結(jié)構(gòu)的是( ) A.雜交育種 B.誘變育種 C.單倍體育種 D.多倍體育種,B,解析答案,解析 基因的分子結(jié)構(gòu)的改變是指基因中脫氧核苷酸的種類或順序發(fā)生改變基因突變。雜交育種、單倍體育種和多倍體育種都是在原有基因結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過重新組合、加倍等過程產(chǎn)生新的性狀組合，基因結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化。,1,2,3,4,5,4.有一種塑料在乳酸菌的作用下能迅速分解為無毒物質(zhì)，可以降解，不至于對環(huán)境造成嚴(yán)重的白色污染。培育專門降解這種塑料的“細(xì)菌能手”的方法是( ) A.雜交育種 B.誘變育種 C.單倍體育種 D.多倍體育種,B,解析答案,解析 細(xì)菌屬于原核生物，原核生物不能進(jìn)行有性生殖，因而不能實施雜交育種；原核生物無染色體不發(fā)生染色體變異，因而不能進(jìn)行單倍體和多倍體育種。,5.已知西瓜早熟(A)對晚熟(a)為顯性，皮厚(B)對皮薄(b)為顯性，沙瓤(C)對緊瓤(c)為顯性，控制上述三對性狀的基因獨立遺傳?，F(xiàn)有三個純合的西瓜品種甲(AABBcc)、乙(aabbCC)、丙(AAbbcc)，進(jìn)行下圖所示的育種過程。 請分析并回答問題：,1,2,3,4,5,(1)為獲得早熟、皮薄、沙瓤的純種西瓜，最好選用品種_和_進(jìn)行雜交。,1,2,3,4,5,解析答案,解析 根據(jù)性狀的顯隱性，要獲得早熟、皮薄、沙瓤的純種西瓜，其基因型為AAbbCC，可選用品種乙(aabbCC)和丙(AAbbcc)進(jìn)行雜交，得到子代后再進(jìn)行自交，在F3中選育出純種西瓜。,乙,丙,(2)圖中_植株(填數(shù)字序號)能代表無子西瓜，該植物體細(xì)胞中含有_個染色體組。,1,2,3,4,5,解析答案,解析 由圖示可知，由自然生長的二倍體植株與四倍體植株雜交，得到的植株含有三個染色體組。,三,(3)獲得幼苗常采用的技術(shù)手段是_；與植株相比，植株的特點是_，所以明顯縮短育種年限。,1,2,3,4,5,解析答案,解析 圖中植株是由花粉離體培養(yǎng)得到的單倍體，經(jīng)過秋水仙素誘導(dǎo)染色體加倍后，得到的植株全部為純合子。,花藥離體培養(yǎng),均為純合子,(4)按圖中所示的育種方案，植株最不容易獲得AAbbCC品種，原因是_。,1,2,3,4,5,解析答案,解析 圖中植株是通過誘變育種而獲得，誘變育種的原理是基因突變，基因突變具有不定向性，且多害少利，因此該方法獲得AAbbCC品種的難度最大。,基因突變是不定向的，而且產(chǎn)生有利變異的頻率較低,1,2,3,4,5,返回,解析答案,(5)圖中的植株屬于新物種，其單倍體_(可育、不可育)。,解析 圖中的植株是由二倍體植株經(jīng)過秋水仙素處理后得到的四倍體，產(chǎn)生的花粉發(fā)育成的植株的體細(xì)胞中含有2個染色體組，是可育的。,可育,