高中生物必修二课件：6.1杂交育种与诱变育种 (共29张PPT)

(共29张PPT)
最早的育种方法：
选择育种的优点：技术简单、容易操作
缺点： 选择范围有限，育种周期长
选择育种
选择育种的局限性是：只能利用生物在自然环境条件下产生的有限变异，在已有的性状组合中选育优良品种。
设想：每种生物都有不少性状，这些性状有的是优良性状，有的是不良性状，而且不同的优良性状存在于不同的品种中。人们一直设想如果能想办法去掉不良性状，让优良性状集于一身，创造出自然条件下没有的新性状组合，突破选择育种的局限，培育出具有优良性状组合的新品种。
已知小麦的高秆（D）对矮秆（d）为显性，抗锈病（T）对易染锈病（t）为显性，两对性状独立遗传。现有高秆抗锈病、矮秆易染病两纯系品种。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？

试一试：植物杂交育种的方法
以下是杂交育种的参考方案：
　Ｐ 高抗 　 矮不抗
Ｆ１ 　 高抗
Ｆ２
DDTT
ddtt
DdTt
ddTt
高抗 高不抗 矮抗 矮不抗
ddTT
矮抗 矮不抗
ddTt
ddTT
杂交
F3
思考：要培育出一个能稳定遗传的植物品种至少要几年？
5、缺点：
杂交→自交→选优→自交（测交）
一、杂交育种
能集中位于不同品种中的优良性状。即“集优”,能产生新的基因型。
杂交育种是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。
基因重组
3、方法：
1、概念：
2、原理：
4、优点：
课本P99
练习1：某作物的高秆（A）对矮秆（a）为显性，感病（R）对抗病（r）为显性。Aa和Rr是位于非同源染色体上的两对等位基因。今有高秆抗病和矮秆感病纯种，人们希望利用杂交育种的方法在最少的世代内培育出矮秆抗病新类型。应该采取的步骤是：
（1）__________________________________
（2）____________________
（3）__________________________________
让高秆抗病与矮杆感病的品种进行杂交得到F1
F1自交得到F2
在F2群体中选出矮杆抗病的植株
杂种优势
杂种优势是生物界普遍存在的现象。 指基因型不同的亲本个体相互杂交产生的杂种第一代，在生长势、生活力、繁殖力、抗逆性、产量和品质等一种或多种性状上优于两个亲本的现象。
Eg. 骡（体力强大，耐力好）

　骡是公驴与母马杂交所产生的后代。公马与母驴杂交的后代叫骡。
　　至少在3000年前，在亚洲某些地区人们已经用骡来驮运物品了，现在世界上许多地区仍在使用骡来干重活儿。
　　骡能吃苦耐劳，可以在马、驴等牲畜不能承担其艰苦的条件下工作。骡的高度、皮毛的均匀度、颈部和臀部的形状与马相似。此外头部短而粗，耳长，肢瘦，蹄小和毛短等方面像驴。
他是一位真正的耕耘者。当他还是一个乡村教师的时候,已经具有颠覆世界权威的胆识;当他名满天下的时候,却仍然只是专注于田畴,淡泊名利,一介农夫,播撒智慧,收获富足。他毕生的梦想,就是让所有的人远离饥饿。喜看稻菽千重浪,最是风流袁隆平。
试一试：
动物的杂交育种方法
长毛立耳 短毛折耳
BBEE
bbee
长立 长折 短立 短折
杂交
F1间交配
选优
　Ｐ
Ｆ１
Ｆ２
动物的杂交育种
中国荷斯坦牛：荷斯坦—弗里生牛与我国黄牛杂交选育后逐渐形成的优良种。泌乳期可达305天，年产乳量可达6300kg以上。
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、比植物杂交育种所需年限短。
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。
选育出需要的矮抗品种
杂交育种
ddTT
F3
单倍体育种
思考与讨论
有没有能出现意想不到的结果，产生新基因的育种方法呢？
杂交育种的优点是很明显的，但是在实际操作中会遇到不少困难。请从杂交后代可能出现的各种类型，以及育种时间等方面，分析比较杂交育种方法的不足。
杂交育种只能利用已有基因的重组，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。
课本P99
二、诱变育种
能提高突变率，产生新基因和新的性状，加速育种进程。在较短时间内获得更多的符合人类需要的优良变异类型。
利用物理因素（如X射线，紫外线，激光等）或化学因素（如亚硝酸等）处理生物，使生物发生基因突变。
基因突变
3、方法：
1、概念：
2、原理：
4、优点：
物理、化学方法处理生物，再选择符合要求的变异类型
太空番茄
太空南瓜
太空椒
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。 思考后请回答：
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。
思考：自然突变和诱发突变特点的异同？
普遍、随机、不定向性；诱发突变的突变频率较高
基因突变的应用:
①农作物新品种的培育 ②用于微生物育种
例如青霉素的选育。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。
联系基因突变的特点，谈谈诱变育种的局限性。要想克服这些局限性，可以采取什么办法？
不足：诱变育种的方向难以掌握，有利变异少，诱变体难以集中多个理想性状。
克服：可以扩大诱变后代的群体（大量处理实验材料），增加选择的机会。
课本P100
原因：基因突变是随机不定向的。
杂交
辐射、射线
化学药剂
秋水仙素
花药离体培养再用秋水仙素处理
基因重组
基因突变
染色体变异
可以集中两 个亲体的优 良性状
育种年限
缩短，改良
某些性状
果大，茎秆
粗，营养物
丰富
年限短，易稳定
时间长
有利不多， 需大量处理
发育迟 结实低
高度不育 植株弱小
? 杂交育种 诱变育种? 多倍体育种 单倍体育种
处理
?
?
原理
?

优
点
?
缺点


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
再用秋水仙素加倍成纯合子
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
几种主要育种方法的比较
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
育种技术的不断完善与发展的动力和原因是超越已有技术的局限性。育种学家将如何突破“不能实行种间的基因交流”这一育种技术的局限呢？
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：有目的地把位于两个品种
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
下图是用某种作物的两个品种①和②分别培育出 ④⑤⑥品种的示意图，试分析回答：
① AABB E Ab ------------④
D ③AaBb 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 。
H
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.
秋水仙素 处理幼苗
染色体变异（多倍体育种）
.
.
.
育种的方法有多种，各有各的优点，我们要合理的有机结合各种方法，高效的达到各种目的。
如果水稻的某迟熟（AA)品种,那么我们有什么好办法快速的得到早熟（aa） 品种？
灵活创新、实际应用
人工诱变 + 单倍体育种
早熟品种(aa)
花药离
体培养
迟熟品种
(AA)
杂合子
(Aa)
人工
诱变
幼苗 （A）
幼苗
（a）
秋水仙素处理
迟熟品种(AA)
秋水仙素处理
P106