高中生物人教版必修2《6.1作物育种—杂交水稻》课件（35张PPT）

(共35张PPT)
2020-10-20
高三一轮复习微专题系列
作物育种—杂交水稻
破解“稻语”慰苍生
鲐背之年仍为“稻梁谋”
背景简介
发展历程
总结思考
一
二
三
学习内容
杂种优势
是指两个性状不同的亲本杂交产生的杂种F1代，在生长势、生活力、抗逆性、繁殖力、适应性以及产量、品质等性状方面明显优于双亲的现象。
一、背景简介
豌豆的花
水稻的花
一、背景简介
一、背景简介
左图为发现野败的地方，右图为1977年袁隆平和李必湖观察杂交水稻生长
一、背景简介
二、发展历程
第
5
代利用无融合生殖固定水稻杂种优势的一系法杂交水稻
第
1
代以细胞质雄性不育系为遗传工具的三系法杂交水稻
第
2
代以光温敏雄性不育系为遗传工具的两系法杂交水稻
第
3
代以遗传工程雄性不育系为遗传工具的杂交水稻
第
4
代
C4
型杂交水稻
二、发展历程
1.第1代杂交水稻
以细胞质雄性不育系为遗传工具
三系法
不育系
恢复系
保持系
水稻存在雄性不育基因：其中R(雄性可育)对r(雄性不育)为显性，是存在于细胞核中的一对等位基因；N(雄性可育)与S(雄性不育)是存在于细胞质中的基因；只有细胞质和细胞核中均为雄性不育基因时，个体才表现为雄性不育。
1.第1代杂交水稻
（1）请写出水稻植株与该性状相关的所有基因型
S(RR)
S(Rr)
S(rr)
N(RR)
N(Rr)
N(rr)
S(rr)
不育系
（2）若要使雄性不育系恢复育性并产生杂种优势，可以选择什么基因型的品系与之杂交？
（3）若要使雄性不育系不断繁殖，（让雄性不育系的后代，既保持雄性不育的特性，又能产生不育系种子），可以选择什么基因型的品系与之杂交？
S(RR)
S(Rr)
S(rr)
N(RR)
N(Rr)
N(rr)
N(RR)
N(rr)
1.第1代杂交水稻
恢复系
保持系
第1代杂交水稻于1964
年开始研究，1973
年三系配套成功，1976
年开始大面积推广。三系法成功开辟了一条利用水稻杂种优势大幅提高水稻产量的新途径。它的优点是其不育系育性稳定，不足之处是其不育系育性受恢保关系的制约，恢复系很少，
保持系更少，因此选到优良组合的难度大，几率较低
。
1.第1代杂交水稻
2.第2代杂交水稻
以光温敏雄性不育系为遗传工具
两系法
两用核不育系水稻（夏季长日照、高温条件下，表现为雄性不育；秋季短日照、低温条件下，恢复育性可以自交产生籽粒）在农业上与正常水稻杂交，用于生产高产杂交水稻。
23.3
不育起点温度越低，受粉时出现雄性可育的情况越少，不易出现自交和杂交种混杂的现象
2.第2代杂交水稻
（1）现有两个两用核不育系的水稻，其雄性不育的起点温度分别为23.3℃和26℃。在制备高产水稻杂交种子时，由于大田中环境温度会有波动，应选用雄性不育起点温度为______℃的品系，原因是
_________________________________________________________________________。?
（2）用A与H（正常水稻）获得两用核不育系水稻A和持续培育高产水稻的方法是______。（用遗传图解表示并标明适用的温度条件）
P
♀A╳♂A
P
♀A╳♂H
↓低温条件
↓高温条件
收获F1种子（获得A水稻）
收获A植株所结种子（即为高产水稻）
第2代杂交水稻
（3）在两用核不育系大田中偶然发现一株黄叶突变体。实验发现，突变黄叶与正常绿叶这对相对性状受一对等位基因控制，绿叶相对于黄叶为显性。
在苗期可筛选出杂交种中混有的自交种
2.第2代杂交水稻
与普通两用核不育系相比，利用此自然黄叶突变体培育出的黄叶两用核不育系在实际生产中应用的优势_______________________________________。
两系法的优点是配组的自由度很高，几乎绝大多数常规品种都能恢复其不育系的育性，因此选到优良组合的几率大大高于三系法。但是，两系法的缺点是不育系育性容易受光照和气温的影响。
2.第2代杂交水稻
3.第3代杂交水稻
以遗传工程雄性不育系为遗传工具
例
水稻的育性由一对等位基因M
、m控制，基因型为MM和Mm的个体可产生正常的雌、雄配子，基因型为mm的个体只能产生正常的雌配子，表现为雄性不育，基因M可使雄性不育个体恢复育性。通过转基因技术将基因M与雄配子致死基因A、蓝色素生成D一起导入基因型为mm的个体中，并使其插入到一条不含m基因的染色体上，如图所示。基因D的表达可使种子呈现蓝色，无基因D的种子呈现白色。该方法可以利用转基因技术大量培育不含转基因成分的雄性不育个体。
3.第3代杂交水稻
（1）基因型为mm的个体在育种过程中作为__________，该个体与育性正常的非转基因个体杂交，子代可能出现的基因型是__________。
3.第3代杂交水稻
母本
Mm
mm
（2）图示的转基因个体自交，Fl的基因型及比例为____________________，其中雄性可育(能产生可育的雌、雄配子)的种子颜色为________。F1个体之间随机授粉，得到的种子中雄性不育种子所占比例为____，快速辨别雄性不育种子和转基因雄性可育种子的方法是_________________________________________________
×
♂
♀
?
P
F1
3.第3代杂交水稻
3.第3代杂交水稻
F1中两种基因型之比为1:1
雌配子
ADMm：m=1：3
雄配子
m
3.第3代杂交水稻
(2)图示的转基因个体自交，Fl的基因型及比例为___________________，其中雄性可育(能产生可育的雌、雄配子)的种子颜色为________。F1个体之间随机授粉，得到的种子中雄性不育种子所占比例为____，快速辨别雄性不育种子和转基因雄性可育种子的方法是_________________________________________________
mm∶ADMmm=1∶1
蓝色
3/4
白色种子为雄性不育种子，蓝色种子为转基因雄性可育种子
3.第3代杂交水稻
(3)若转入的基因D由于突变而不能表达，将该种转基因植株和雄性不育植株间行种植，使其随机授粉也能挑选出雄性不育种子，挑选方法是___________________________。但该方法只能将部分雄性不育种子选出，原因是_______________________________________。因此生产中需利用基因D正常的转基因植株大量获得雄性不育种子。
在雄性不育植株上收集种子
转基因植株上也存在雄性不育的种子
3.第3代杂交水稻
×
♂
♀
P
F1
3.第3代杂交水稻
白色种子，不含转基因成分，用于杂交制种
蓝色种子，含转基因成分，用于不育系繁殖
第3代杂交水稻不仅兼有三系不育系不育性稳定和两系不育系配组自由的优点，同时又克服了三系不育系配组受局限和两系不育系制种时育性易受环境影响的缺点。
3.第3代杂交水稻
3.第3代杂交水稻
4.第4代杂交水稻
C4型杂交水稻
将玉米的C4基因转入水稻的基因组以提高光合效率。
5.第5代杂交水稻
利用无融合生殖固定水稻的杂种优势
无融合生殖是不通过受精作用而产生种子的生殖方式，二倍体无融合生殖可使世代更迭但不会改变基因型，后代的遗传构成与母本相同，因此可以固定杂种优势，育成不分离的杂交种。
一系法
三、总结思考
细胞质雄性不育系
光温敏雄性不育系
遗传工程雄性不育系
高光合效率
无融合生殖
三系法
两系法
一系法
本节课提到了哪些关键词？
袁隆平对杂交水稻的研究给你带来哪些启示？
袁隆平的创新成就和贡献赢得了国内外的赞誉和尊重。他获得了共和国勋章、首届国家最高科学技术奖、国家技术发明奖特等奖、国家科技进步奖特等奖等国内重大奖项；同时也获得了联合国知识产权组织“杰出发明家”金质奖、联合国教科文组织“科学奖”等近20项国际性大奖。
禾下乘凉梦
杂交水稻覆盖全球梦
谢谢大家，敬请指正！
祝同学们学习进步，梦想成真！