第1節 雜交育種與誘變育種,第6章 從雜交育種到基因工程,學習導航 1.結合具體實例，簡述雜交育種的概念和基本原理，并舉例說明雜交 育種方法的優點和不足。 2.舉例說出誘變育種在生產中的應用。 3.討論遺傳和變異規律在生產實踐中的應用。 重難點擊 雜交育種和誘變育種的原理和過程。,課堂導入 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？今天我們就來學習有關育種的知識。,一、雜交育種,當堂檢測,二、誘變育種,內容索引,一、雜交育種,基礎梳理,1.概念：將兩個或多個品種的優良性狀通過交配集中在一起，再經過 和 ，獲得新品種的方法。 2.原理： 。 3.常用流程：選擇具有不同優良性狀的親本 F1 F2 4.優缺點：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 ；不能產生 和新性狀。,雜交,自交,連續自交,選擇,培育,基因重組,優良性狀,長,復雜,新基因,穩定遺傳的良種。,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，現要培育矮稈抗銹病新品種，方法如下：,答案 雜交、自交、連續自交和觀察篩選。,問題探究,答案,請據此分析： 1.過程a、b、c的處理方法分別叫什么？,2.從哪一代開始出現矮稈抗銹病的新品種？其中有多少比例的純合子？,答案 4年。,3.上述雜交育種過程至少需要幾年的時間(假設每年只繁殖一代)?,答案,分析 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，觀察是否發生性狀分離，不發生性狀分離的為合乎要求的新品種。,分析,4.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(假設每年只繁殖一代)?,答案,分析 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)進行植物組織培養，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)。選取表現型合乎要求的植株所結種子即可。,分析,答案 不能，雜交育種只適用于進行有性生殖的生物，如植物和動物。細菌是原核生物，不能進行有性生殖。,5.培育細菌新品種時，能否用雜交育種的方法？,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。如果選育的優良性狀是隱性性狀,一旦出現就是純合的,不需要再連續自交了。,6.是不是所有的雜交育種過程都必須從F2開始篩選？是不是也都需要連續自交提高純合度？舉例說明。,答案,知識整合,雜交育種通過雜交將兩個或多個品種的優良性狀集中在一起，再經過自交，F2中就出現所需要的品種，如果優良性狀都是隱性性狀，從F2中直接選出即可，如果優良性狀為顯性性狀，需要連續自交和篩選(有些生物也可以從F2開始進行無性繁殖，如馬鈴薯)，需要較長時間；單倍體育種可以明顯縮短育種年限；雜交育種適合有性生殖的過程，原核生物一般不適用。,拓展應用,1.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純合子,答案,解析 雜合子(DdEe)種子中含有d、e基因，自交后一旦出現隱性性狀便能穩定遺傳，方法簡捷。,解析,2.為獲得純合高蔓抗病番茄植株(二倍體)，采用了下圖所示的方法：,圖中兩對相對性狀獨立遺傳，高蔓、感病是顯性性狀。據圖分析錯誤的是 A.過程的自交代數越多，純合高蔓抗病植株的比例越高 B.過程可以取F1中任一植株的適宜花藥作培養材料 C.經處理獲得的是由染色體加倍而成的多倍體植株 D.經處理后獲得的植株中符合生產要求的約占1/4,解析,答案,解析 在雜交育種中，通過反復自交可提高純合子的比例；由于F1中植株的基因型是相同的，故過程可以取F1中任一植株的適宜花藥作培養材料；由于該番茄植株是二倍體，故其單倍體經秋水仙素處理后染色體加倍而培養成的是純合的二倍體植株。育種要求是獲得高蔓抗病番茄植株，F1產生4種類型的花藥，故經處理后獲得的植株中符合生產要求的約占1/4。,二、誘變育種,基礎梳理,1.概念：利用物理因素或化學因素來處理生物，使生物發生 ，從而獲得優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，較難獲得生產所需要的品種。物理因素或化學因素能提高 ，短時間內獲得更多的 類型。 3.常用方法：運用物理的或者化學的手段處理 或幼苗，誘發 ，從中選出需要的突變個體，然后進行培育推廣。,基因突變,基因突變,不定向,低,突變率,優良變異,萌發的種子,基因突變,4.優缺點 (1)優點：提高變異頻率，加速育種進程； 改良某些性狀。 (2)缺點：有利變異 ，需大量處理實驗材料；誘變的方向和性質不能控制，具有 性。,5.應用,：培育“黑農五號”大豆 微生物： 的選育,大幅度,少,盲目,農作物,青霉菌,當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。在太空遨游了115小時32分鐘，返回地球后，搭載單位的科研人員將繼續對它們進行有關試驗。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 浸泡種子使其萌發。因為萌發的種子細胞分裂旺盛，易受到太空誘變因素的影響發生基因突變。,問題探究,答案,答案 基因突變。,2.作物種子從太空返回地面后種植，往往能出現全新的變異特征，這種變異的來源主要是什么？,答案 不一定。因為基因突變是不定向的。,3.這些新產生的變異對人類是否一定有益？,答案,答案 不可以。因為可能發生隱性突變。,4.遨游太空回到地面后的種子，種植一代發現沒有所需要的性狀出現，可以隨意丟棄嗎？說明原因。,知識整合,誘變育種通常處理萌發的種子或幼苗，因為這些細胞分裂旺盛，容易誘變基因突變，但因為基因突變是不定向的，不一定能獲得優良性狀；如果是隱性突變，還需要進一步雜交篩選。,拓展應用,3.如下圖所示，科研小組用60Co照射棉花種子，誘變當代獲得棕色(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。,答案,解析,顯性,隱性,解析 基因突變一般只是等位基因的一個基因發生突變，分為顯性突變和隱性突變二種情況，即：誘變當代獲得棕色新性狀棕色為顯性性狀且誘變當代基因型為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)植株進行雜交，若要盡快選育則應用單倍體育種方法，因為它可明顯縮短育種年限。,(2)誘變當代中，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_。,答案,AaBB,aaBb,(3)棕色棉抗蟲能力強，低酚棉產量高。為獲得抗蟲高產棉花新品種，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域，從_的區域中得到純合棕色、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，設計一個方 案，盡快選育出抗蟲高產(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)。,答案,不發生性狀分離(或全為棕色棉，或沒有出現白色棉),答案 遺傳圖解如圖：,4.結合上題繼續分析： (1)用60Co的射線照射植物種子的目的是_。 (2)用60Co的射線照射原本開紅花的植物種子，誘導產生了開白花、藍花的植株等，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的射線照射正在萌發的種子，而不用60Co的射線照射休眠的種子的原因是_ _。萌發種子的所有突變_(填“能”或“不能”)全部遺傳給子代。 (4)假如誘變產生的藍花植株自交，其后代中又出現了紅花植株，這說明藍花突變是_突變。,答案,提高突變率,不定向,多害少利,萌發的種子中細胞分裂旺盛，DNA復制旺盛，易發生基因突變,不能,顯性,課堂小結,基因重組,基因突變,染色體變異,染色體變異,花藥離體 培養,秋水仙素 處理,當堂檢測,1.雜交育種是植物育種的常規方法，其選育新品種的一般方法是 A.根據雜種優勢原理，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定遺傳的新品種,2,3,4,5,1,答案,解析 雜交育種從子二代開始出現性狀分離。,解析,2.用高稈抗病小麥和矮稈易染病小麥培育矮稈抗病小麥品種時，檢測基因型的常用方法是 A.連續自交 B.連續測交 C.秋水仙素誘導 D.顯微鏡觀察,答案,2,3,4,1,5,解析 檢測基因型的常用方法是連續自交。,解析,2,3,4,1,5,3.有一種塑料在乳酸菌的作用下能迅速分解為無毒物質，可以降解，不至于對環境造成嚴重的白色污染。培育專門降解這種塑料的“細菌能手”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,答案,解析,解析 細菌屬于原核生物，原核生物不能進行有性生殖，因而不能實施雜交育種；原核生物無染色體不發生染色體變異，因而不能進行單倍體和多倍體育種。,2,3,4,1,5,4.雜交育種和誘變育種所依據的遺傳學原理依次是 A.基因突變、基因重組 B.基因重組、基因突變 C.染色體變異、基因突變 D.染色體變異、基因重組,答案,解析 雜交育種遵循的遺傳學原理是基因重組，誘變育種遵循的遺傳學原理是基因突變。,解析,5.小香豬“天資聰穎”，略通人性，成為人們的新寵。其背部皮毛顏色由位于不同常染色體上的兩對基因(A、a和B、b)控制，共有四種表現型，黑色(A_B_)、褐色(aaB_)、棕色(A_bb)和白色(aabb)。現有多對黑色雜合的小香豬，要選育出純合的棕色小香豬，請簡要寫出步驟(假設親本足夠多，產