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,教師參考,新課導(dǎo)入 導(dǎo)入1:課件展示感動(dòng)中國(guó)袁隆平及頒獎(jiǎng)詞:“他是一位真正的耕耘者。當(dāng)他還是一個(gè) 鄉(xiāng)村教師的時(shí)候,已經(jīng)具有顛覆世界權(quán)威的膽識(shí);當(dāng)他名滿天下的時(shí)候,卻仍然只是專注于田疇;淡泊名利,一介農(nóng)夫,播撒智慧,收獲富足。他畢生的夢(mèng)想,就是讓所有的人遠(yuǎn)離饑餓。喜看稻菽千重浪,最是風(fēng)流袁隆平”。由他培育的雜交水稻及產(chǎn)量引出本課課題。 導(dǎo)入2:某農(nóng)科所通過(guò)如圖所示的育種過(guò)程培育成了高品質(zhì)的yyRR小麥。a過(guò)程屬于哪種育種方法?其原理是什么? 提示:單倍體育種,其原理是染色體變異。 若通過(guò)b過(guò)程連續(xù)自交能否獲得yyRR個(gè)體?此育種方法是什么?引出雜交育種課題。,自主學(xué)習(xí),要點(diǎn)探究,自主學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)目標(biāo):,1.簡(jiǎn)述雜交育種的概念,舉例說(shuō)明雜交育種方法的優(yōu)點(diǎn)和不足。 2.舉例說(shuō)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(shí)踐中的應(yīng)用。,知識(shí)梳理,一、從選擇育種到雜交育種 雜交育種 (1)概念:將兩個(gè)或多個(gè)品種的 通過(guò)交配集中在一起,再經(jīng)過(guò) ,獲得新品種的方法。 (2)原理: 。,優(yōu)良性狀,選擇和培育,基因重組,高產(chǎn)、抗病,(4)優(yōu)點(diǎn):操作簡(jiǎn)便。將 集于一體。,多種優(yōu)良性狀,(5),判斷 (1)雜合子品種的種子只能種一年,需要年年制種。( ) (2)雜交育種可形成新的基因。( ) (3)雜交育種所選擇的雜交親本必為純合子。( ) (4)雜交育種必須進(jìn)行人工異花傳粉。( ) (5)雜交育種的方法只適用植物,不適用于動(dòng)物。( ),二、誘變育種,物理,紫外線,激光,化學(xué),基因突變,突變率,思考 誘變育種有哪些不足? 提示:由于基因突變具有不定向性,且有利變異往往不多,所以誘變育種具有一定的盲目性,而且突變個(gè)體難以集中多個(gè)優(yōu)良性狀,所以需要處理大量的實(shí)驗(yàn)材料,工作量大。,問(wèn)題引領(lǐng): 1.雜交育種與單倍體育種二者有哪些區(qū)別和聯(lián)系? 2.雜交育種有哪些應(yīng)用?具體過(guò)程是什么?,要點(diǎn)探究,雜交育種與單倍體育種的區(qū)別及應(yīng)用,要點(diǎn)一,教師參考,圖解:,2.單倍體育種和雜交育種的區(qū)別,3.雜交育種的應(yīng)用 (1)培養(yǎng)雙雜合子:利用子一代(圖中)的雜種優(yōu)勢(shì)如玉米等,但種子只能種一年。 (2)培養(yǎng)隱性純合子:子二代(圖中)性狀符合要求的個(gè)體即可推廣。 (3)培養(yǎng)具有顯性性狀的純合子:要多次自交選出穩(wěn)定遺傳的個(gè)體(圖中)。,解析:過(guò)程a叫做雜交,產(chǎn)生的F1基因型為DdTt,表現(xiàn)型為高稈抗銹病。過(guò)程b叫做自交,目的是獲取表現(xiàn)型為矮稈抗銹病的小麥品種(ddT ),因?yàn)榇诉^(guò)程所得后代會(huì)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經(jīng)過(guò)過(guò)程c,即篩選和連續(xù)自交,直至后代不發(fā)生性狀分離。,答案: (1)雜交 雜交 自交 (2)篩選和連續(xù)自交,直至選出能夠穩(wěn)定遺傳的矮稈抗銹病新品種 (3)DdTt 高稈抗銹病 ddTT,方法透析 動(dòng)、植物雜交育種的不同 植物雜交育種獲得純合子,可通過(guò)逐代自交獲得,而動(dòng)物雜交育種獲得純合子不能通過(guò)逐代自交,而通過(guò)測(cè)交的方法進(jìn)行確認(rèn)后而獲得。,備選例題,已知小麥的高稈對(duì)矮稈為顯性、抗病對(duì)不抗病為顯性,分別由D/d和T/t控制,這兩對(duì)等位基因符合基因的自由組合定律?，F(xiàn)利用下圖兩種育種方法來(lái)獲得抗倒伏抗病(矮稈抗病)的植株。下列敘述錯(cuò)誤的是( ) A.圖中表示的基因組成分別為Dt、DDTT、ddTT B.圖中F2中從上到下含所列基因型的個(gè)體所占比例為 3931 C.圖中F3內(nèi)矮稈抗病的植株中,純合子占2/5 D.圖中代表的含義是連續(xù)多代自交,C,解析:圖中分別代表的是dT、Dt,而代表的是經(jīng)過(guò)秋水仙素處理而得到的純合子,即DDTT、ddTT、ddtt;雜交育種F1自交后代的性狀分離比為高稈抗病高稈不抗病矮稈抗病矮稈不抗病=9331;F2矮稈抗病植株中ddTT占1/3,ddTt占2/3,所以自交后代中矮稈抗病的植株為1/3+2/33/4=5/6,其中純合子為1/3+2/31/4=1/2,所占比例為3/5;圖中代表的含義是連續(xù)多代自交,目的是提高純合子的比例,選出所需的純種植株。,【題組演練】 1.(2015廣東增城新塘中學(xué)期中)下列有關(guān)雜交育種的敘述中,正確的是( ) A.可以得到新的優(yōu)良品種 B.需要用X射線處理生物 C.能明顯縮短育種年限 D.其遺傳學(xué)原理是染色體變異,解析:雜交育種是將兩個(gè)或多個(gè)品種的優(yōu)良性狀通過(guò)雜交集中在一起,再通過(guò)選擇和培育,獲得新品種的方法,A項(xiàng)正確;誘變育種需要用X射線處理,B項(xiàng)錯(cuò)誤;能明顯縮短育種年限的是單倍體育種,C項(xiàng)錯(cuò)誤;雜交育種的遺傳學(xué)原理是基因重組,D項(xiàng)錯(cuò)誤。,A,2.(2015福建泉州一中期中)如圖所示為農(nóng)業(yè)上關(guān)于兩對(duì)相對(duì)性狀的兩種不同育種方法的過(guò)程。據(jù)圖回答: (1)圖中由所示的育種方法是 育種,其顯著的優(yōu)點(diǎn)是 ,該育種方法中基因重組發(fā)生在 的過(guò)程中。 (2)從F1到F4連續(xù)多代自交的目的是提高 的含量;從F2開(kāi)始逐代進(jìn)行人工選擇是為了淘汰 。這種選擇必須從F2開(kāi)始而不能從F1開(kāi)始的原因是從F2才開(kāi)始發(fā)生 現(xiàn)象。,解析: (1)圖中所示的育種方法經(jīng)過(guò)了花藥離體培養(yǎng),然后經(jīng)過(guò)染色體數(shù)目加倍形成純合的二倍體,說(shuō)明是單倍體育種。單倍體育種的最大優(yōu)點(diǎn)是能明顯縮短育種年限。該育種方法中的基因重組發(fā)生在F1減數(shù)分裂形成配子(花粉粒)的過(guò)程中。 (2)連續(xù)自交是為了提高純合子的含量。從F2開(kāi)始逐代進(jìn)行人工選擇是為了淘汰表現(xiàn)型不符合育種目標(biāo)的個(gè)體,而留下符合育種目標(biāo)的個(gè)體。這種選擇必須從F2開(kāi)始而不能從F1開(kāi)始的原因是從F2才開(kāi)始發(fā)生性狀分離,在F1中只有1種表現(xiàn)型,只有從F2中才能選擇出所需要的植株。,答案: (1)單倍體 明顯縮短育種年限 F1減數(shù)分裂形成花粉粒 (2)純合子 表現(xiàn)型不符合育種目標(biāo)的個(gè)體 性狀分離,問(wèn)題引領(lǐng): 1.顯隱性突變?cè)谟N中有怎樣的應(yīng)用? 2.誘變育種與雜交育種有何不同?,誘變育種與雜交育種,要點(diǎn)二,教師參考,2.誘變育種與雜交育種的比較,【典例2】 要用基因型為AaBB的植物培育出以下基因型的品種:AaBb,AaBBC,AAaaBBBB,aB。則對(duì)應(yīng)的育種方法依次是( ) A.誘變育種、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、細(xì)胞融合、花藥離體培養(yǎng) B.雜交育種、花藥離體培養(yǎng)、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、多倍體育種 C.花藥離體培養(yǎng)、誘變育種、多倍體育種、轉(zhuǎn)基因技術(shù) D.多倍體育種、花藥離體培養(yǎng)、誘變育種、轉(zhuǎn)基因技術(shù),解析:用基因型為AaBB的植物培育出AaBb品種,可利用物理或化學(xué)方法處理材料,通過(guò)基因突變獲得;要獲得AaBBC的品種,由于本物種沒(méi)有C基因,所以必須通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù);要獲得AAaaBBBB的品種,可通過(guò)細(xì)胞融合;要獲得aB的品種,可利用花藥離體培養(yǎng)。,答案:A,方法透析 育種方法的選擇,備選例題,C,解析: “太空營(yíng)養(yǎng)米”是通過(guò)誘變育種獲得的,原理為基因突變。A為雜交育種,原理為基因重組;B原理為生長(zhǎng)素促進(jìn)子房發(fā)育為果實(shí);C為誘變育種,原理為基因突變;D為多倍體育種,原理為染色體變異。,(2015河北邯鄲館陶一中調(diào)研)據(jù)河南日?qǐng)?bào)報(bào)道,“太空營(yíng)養(yǎng)米”是搭載衛(wèi)星上過(guò)太空的優(yōu)質(zhì)變異大米,分析下列哪項(xiàng)與“太空營(yíng)養(yǎng)米”品種培育所依據(jù)的原理相似( ) A.人工栽培選育出矮稈抗銹病的小麥品種 B.用一定濃度的生長(zhǎng)素處理番茄雌蕊柱頭獲得無(wú)子番茄 C.用X射線照射青霉菌使青霉菌的青霉素產(chǎn)量提高 D.用一定濃度的秋水仙素處理,獲得八倍體小黑麥,D,解析:航天育種是在宇宙輻射、微重力及弱地磁場(chǎng)等因素的誘導(dǎo)下發(fā)生基因突變,可縮短育種周期、快速培育農(nóng)作物優(yōu)良新品種;D項(xiàng)由于突變是不定向的,不一定能產(chǎn)生高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效的新品種。,【題組演練】 1.下列有關(guān)航天育種的說(shuō)法錯(cuò)誤的是( ) A.航天育種可縮短育種周期 B.種子在宇宙輻射、微重力及弱地磁場(chǎng)等因素的誘導(dǎo)下發(fā)生基因突變 C.航天育種技術(shù)作為航天技術(shù)與農(nóng)業(yè)育種技術(shù)相結(jié)合的一項(xiàng)創(chuàng)新性研究成果,是快速培育農(nóng)作物優(yōu)良新品種的重要途徑之一 D.“太空種子”都能培育出高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效的新品種,2.(2015山東德州期末)育種工作者運(yùn)用多種育種方法,培育茄子優(yōu)良品種,請(qǐng)回答下列問(wèn)題。 (1)太空搭載萌發(fā)的種子以獲得基因突變的茄子,這種育種方式稱為 。多次太空搭載是為了提高 。某一性狀出現(xiàn)多種變異類型,說(shuō)明變異具有 的特點(diǎn)。 (2)茄子晚開(kāi)花(A)對(duì)早開(kāi)花(a)為顯性,抗青枯病(B)對(duì)易感青枯病(b)為顯性,兩對(duì)基因自由組合。以下是快速培育二倍體早開(kāi)花、抗青枯病茄子品種的主要步驟:第一步:種植二倍體早開(kāi)花、易感青枯病茄子(aabb)與二倍體晚開(kāi)花、抗青枯病茄子(AABB),異花傳粉獲得基因型為AaBb的種子。第二步:播種F1種子得到F1植株,再用 的方法獲得單倍體。第三步:用 處理獲得的單倍體幼苗,得到純合體,選出早開(kāi)花、抗青枯病的植株。 (3)上述育種過(guò)程與雜交育種相比,優(yōu)點(diǎn)是 。,解析: (1)太空育種主要是利用太空中的射線等誘發(fā)基因突變的誘變育種。因?yàn)榛蛲蛔兙哂械皖l性,所以多次太空搭載以便提高突變率。某一性狀出現(xiàn)多種變異類型,說(shuō)明變異具有不定向性。 (2)要獲得單倍體需要利用花藥離體培養(yǎng)。要得到可育的純合體,可用秋水仙素或低溫對(duì)單倍體進(jìn)行染色體數(shù)目加倍處理。 (3)單倍體育種的優(yōu)點(diǎn)是能明顯縮短育種年限。 答案: (1)誘變育種 突變率 不定向性 (2)花藥離體培養(yǎng) 秋水仙素(或低溫) (3)明顯縮短育種年限,