2020-2021学年高一生物人教版必修二6.1杂交育种与诱变育种课件（33张ppt）

(共33张PPT)
第六章
从杂交育种到基因工程
第1节
杂交育种与诱变育种
1.简述杂交育种的概念，举例说明杂交育种方法的优点和不足。
2.举例说出诱变育种在生产中的应用。
3.讨论遗传和变异规律在生产实践中的应用。
学习目标
2000年国家最高科学技术奖
2004年十大感动中国人物之一
大约在一万年以前，古人就开始驯化野生动物、栽培植物。在生产实践中，人们知道要挑品质好的个体来传种。这样利用生物的变异，通过长期选择，淘劣留良，就能培育出许多优良品种，比如产量高、能抗病虫害的粮食作物，产奶、产肉、产蛋较多的家畜、家禽，等等。
原
鸡
家
鸡
野
猪
家
猪
玉米起源于美洲大陆，15世纪传入欧洲，16世纪经葡萄牙传入中国，现在遍布全世界。
请同学们仔细阅读教材98页第二、三自然段，并思考以下几个问题：（2分钟）
1、古印第安人选育了果穗硕大、淀粉含量高的玉米，利用的方法是什么？其原理是什么？
2、小组讨论这种方法的优缺点？
一、选择育种
古印第安人是最早选择和培育玉米的，最突出的贡献是选育了果穗硕大、淀粉含量高的玉米。请分析古印第安人培育玉米的方法所隐含的遗传学原理及其优缺点。
（1）上述培育玉米的方法称为
。
（2）原理：
。
（3）这里的“选择”的含义是
。
（4）该育种方法
优点：
，
缺点：
。
选择育种
技术简单、容易操作
选择范围有限，只能在自然变异基础上选择
育种周期长
自然变异
人工选择
汰劣留良
Z.x.x.
K
锈病
设想你是一位小麦育种专家，遇到这样的情况：
现有纯合的高秆抗锈病的小麦和矮秆不抗锈病的小麦，小麦高秆（D）对矮秆（d）为显性，抗锈病（T）对不抗锈病（t）为显性.你用什么方法能把两个品种的优良性状结合在一起，又能把双方的缺点都去掉，得到矮秆抗病的优良品种？并用遗传图解表示出来。
以下是杂交的育种参考方案：
　Ｐ
高抗
　
矮不抗
Ｆ１
　
高抗
Ｆ２
DDTT
ddtt
DdTt
ddTt
高抗
高不抗
矮抗
矮不抗D_T_
D_tt
ddtt
ddTT
矮抗
ddTT
ddTt
矮抗
ddTT
矮抗
矮抗
矮不抗
ddTt
ddTT
杂交
自交
选优
自交
F3
选优
思考：要培育出一个能稳定遗传的植物品种至少要几年？
第一年
第二年
选优
第三年
第四年
连续自交，直至不出现性状分离为止。
1、定义
杂交育种是将两个或两个以上的优良性状通过交配集中在一起，在经过选择和培育，获得新品种的方法。
2、原理
基因重组
3、方法
杂交→自交→选优
→
自交……
二、杂交育种
4、适用范围
有性生殖
5、优点
将不同个体的优良性状集中到一个个体上
6、缺点
①只能利用已有的基因重组，不能创造新的基因。
②育种进程缓慢，所需时间较长
③只能进行本物种或亲缘关系比较近的物种之间的杂交，不能克服远缘杂交不亲和障碍等。
试一试：动物的杂交育种方法
　　　假设现有长毛立耳猫（BBEE）和短毛折耳猫（bbee），你能否培育出能稳定遗传的长毛折耳猫（BBee）？写出育种方案（图解）
长毛折耳猫
短毛折耳猫
长毛立耳猫
长毛立耳
短毛折耳
BBEE
bbee
长毛立耳
BbEe
长毛立耳
BbEe
长立
长折
短立
短折
Bbee
BBee
BBee
Bbee
bbee
bbee
长折
短折
长折
长折
短折
杂交
F1间交配
选优
测交
　Ｐ
Ｆ１
Ｆ２
F3
长折
短折
思考：要培育出一个能稳定遗传的动物品种一般需要几代？
3代
1、动物杂交育种中纯合子的获得不能通过逐代自交，而应改为测交。
2、动物杂交育种比植物杂交育种所需年限短。
3、在动物杂交育种的过程中不能运用单倍体育种的方法。
4、在植物杂交育种的过程中运用单倍体育种的方法可以显著缩短育种进程。
注意！
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
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，
在适应能力等方面优于两个亲本的现象。
杂交育种
杂种优势
(1)在农业生产中：
改良作物品质，提高
农作物单位面积产量
杂交水稻：从1976年到2006年，累计增产粮食5200多亿公斤，平均每年解决600万人的粮食问题。
7、应用
ⅹ
荷斯坦牛
中国黄牛
中国荷斯坦牛是荷斯坦牛与我国黄牛杂交选育后逐渐形成的优良种。泌乳期可达30天，年产乳量可达6300kg以上。
中国荷斯坦牛
（2）在家畜、家禽育种中的应用
杂交育种只能利用已有的基因重组，按需选择，并不能创造新的基因。杂交后代会出现性状分离现象，育种进程缓慢，过程繁琐
杂交育种不能创造新的基因，并且所需时间要长，那有没有能出现意想不到的结果，并且需要时间相对要短的育种方法呢？
如果要培育出新的基因和新的性状，
同时缩短年限，应该怎样做？
？
诱变育种
我国运用返回式运载卫星搭载水稻种子，返回地面后种植，培育出的水稻穗长粒大，亩产达600kg，最高达750kg，蛋白质含量增加8%-20%，生长期平均缩短10天。请回答：
（1）水稻产生这种变异的来源是：
产生变异的原因是：
基因突变
各种宇宙射线和失重的作用，使基因的分子结构发生改变。
（2）这种方法育种的优点：
能提高变异频率，加速育种进程，并能大幅度改良某些性状
1、定义
2、原理
3、方法
三、诱变育种
4、适用范围
5、优点
6、缺点
利用物理因素或化学因素来处理生物，使生物发生基因突变。
基因突变
能引起基因突变
的方法有三大类：
物理方法有：
化学方法有：
生物方法有：
紫外线、X射线、激光等
亚硝酸、硫酸二乙酯等
病毒等
任何生物，常用于植物和微生物。
能提高突变率，产生新基因；在较短时间内获得更多的优良变异类型。
难以控制突变方向，无法将多个优良性状组合；有利变异少，须大量处理实验材料。
（1）“黑农五号”大豆
黑龙江农科院用辐射方法处理大豆，培育成“黑农五号”大豆品种，含油量比原来的品种提高了2.5%，大豆产量提高了16%。
7、应用:
广泛应用于农作物育种和微生物育种
（2）青霉菌高产菌株的选育
1943年从自然界分离出来的青霉菌只能产生青霉素20单位/mL。后来人们对青霉菌多次进行X射线、紫外线照射以及综合处理，培育成了青霉素高产菌株，目前青霉素的产量已达到50000～60000单位/mL。
利用太空中的高真空、微重力、强辐射等的作用，来诱导基因突变而培养新品种的诱变育种方法。
（3）太空育种
“神舟”五号搭载育成的巨人南瓜
甘肃种植的太空育种的蔬菜
太空水稻搭载前后株系对比
太空育种辣椒
小
结：
选择育种
杂交育种
诱变育种
特点：在自然产生的变异中选择
局限：不能把位于两个品种的优良性状集
于一身
主要优点：有目的的把位于两个品种的优
良性状集于一身
局限：不能产生新的基因
主要优点：能产生新基因
局限：该方法具有一定的盲目性
均不能实行种间的基因交流
类型
杂交育种
人工诱变育种
单倍体育种
多倍体育种
原理
常用方法
优点
缺点
实例
将具有不同
优良性状的
两亲本杂交
用物理或化学
的方法处理生物
花药离体培养
用秋水仙素
处理萌发的
种子或幼苗
使位于不同个
体的优良性状
集中于一个个
体上
提高变异频率加速育种进程
明显缩短
育种年限
器官大型，
营养含量高
育种时间长
有利变异少
需大量处理
供试材料
技术复杂，需与
杂交育种配合
只适用于植物
基因突变
染色体变异
染色体变异
基因重组
培育矮抗小麦
培育青霉
素高产菌株
三倍体无子
西瓜的培育
培育矮抗小麦
四、几种主要育种方法的比较
练习
:请写出下面各项培育方法：
（1）通过花药离体培养再用秋水仙素加倍得到烟草新品种的方法是
。
（2）用60Co
辐射谷氨酸棒状杆菌，选育出合成谷氨酸的新菌种，所用方法是
。
（3）用小麦和黑麦培育八倍体黑小麦的方法是
。
（4）将青椒的种子搭载人造卫星，在太空中飞行数周后返回地面，获得了果大、肉厚和维生素含量高的青椒新品种，这种育种原理本质上属于
。
（5）用抗倒伏、不抗锈病和不抗倒伏、抗锈病的两个小麦品种，培育出抗倒伏、抗锈病的品种，所用方法是
。
（6）用秋水仙素或硫酸二乙酯处理蕃茄、水稻种子，获得成熟期早、蛋白质含量高的品系，这种方法是
。
单倍体育种
诱变育种
多倍体育种
诱变育种
杂交育种
诱变育种
例1
：下图是用某种作物的两个品种①和②分别培育出④、⑤、⑥品种的示意图，试分析回答：
①
AABB
E
Ab
------------④
D
③
AaBb
F
AAbb----------⑤
②aabb
G
AAaaBBbb----⑥
（1）用①和②培育⑤所采用的D和F步骤分别是
和
。其应用的遗传学原理是
。
（2）用③培育⑤所采用的E和H步骤分别是
和
。其应用的遗传学原理是
。
（3）用③培育⑥所采用的G步骤是_______________
。
其遗传学原理是______________。
杂交
自交
基因重组
花药离体培养
秋水仙素处理幼苗
染色体变异（单倍体育种）
秋水仙素处理幼苗
染色体变异（多倍体育种）
H
1、杂交育种所依据的原理是什么
A.基因突变
B.基因自由组合
C.染色体交叉互换
D.染色体变异
2、据你所知道杂交选育新品种之外，杂交的另一个结果是获得
A.纯种
B.杂种表现的优势
C.基因突变
D.染色体变异
练习：
3、在下列几种育种方法中，可以改变原有基因分子结构的育种方法是
A.杂交育种
B.诱变育种
C.单倍体育种
D.多倍体育种
4、现代农业育种专家采用诱变育种的方法改良某些农作物的原有性状，其原因是：
A.提高了后代的出苗率
B.产生的突变全部是有利的
C.提高了后代的稳定性
D.能提高突变率以供育种选择
5、倍体草莓比野生的普通草莓的果实大，营养物质含量有所增加。4倍体草莓的培育成功属于
A.单倍体育种
B.多倍体育种　
C.诱变育种
　
D.杂交育种
6、在一块马铃薯甲虫成灾的地里，喷了一种新的农药后，约98％的甲虫死了，约2％的甲虫生存下来，生存下来的原因是
A.有基因突变产生的抗药性个体存在
B.以前曾喷过某种农药，对农药有抵抗力
C.约有2％的甲虫未吃到沾有农药的叶子
D.生存下来的甲虫是身强体壮的年轻个体
7、通过诱变育种培育的是
A.三倍体无子西瓜
　
B.青霉素高产菌株
C.二倍体无子番茄　
D.八倍体小黑麦
8、大麻是雌雄异株植物，体细胞中有20条染色体。若将其花药离体培养，将获得的幼苗再用秋水仙素处理，所得植株的染色体组成状况应是
A.18＋XX　　
B.
18＋XY
　
C.
20＋XX
　
D.18＋XX或XY
9、根据遗传学原理，能迅速获得新品种的育种方法是
?
A.杂交育种?
B.多倍体育种?
C.单倍体育种?
D.诱变育种