人教版必修二 雜交育種與誘變育種 課件（34張）.ppt

第一節(jié)雜交育種與誘變育種 原理 一 古代人類的育種方式 選擇育種 利用生物的變異 通過長期選擇 汰劣留良 培養(yǎng)出優(yōu)良品種 育種周期長 可選擇的范圍有限 不足 九十年代后期 美國學(xué)者布朗拋出 中國威脅論 撰文說到下世紀 年代 中國人口將達到 億 到時誰來養(yǎng)活中國 誰來拯救由此引發(fā)的全球性糧食短缺和動蕩危機 二 雜交育種 是將兩個或多個品種的優(yōu)良性狀通過交配集中在一起 再經(jīng)過選擇和培育 獲得新品種的方法 小麥高稈 d 對矮稈 d 為顯性 抗銹病 t 對不抗銹病 t 為顯性 現(xiàn)有純合的高稈抗銹病的小麥 ddtt 和矮稈不抗銹病的小麥 ddtt 如果你是袁隆平 怎樣才能得到矮稈抗病的優(yōu)良品種 ddtt 想一想 植物雜交育種的方法 以下是雜交育種的參考方案 高抗矮不抗 高抗 ddtt ddtt ddtt ddtt 高抗高不抗矮抗矮不抗 ddtt 矮抗矮不抗 ddtt ddtt 雜交 f3 思考 要培育出一個能穩(wěn)定遺傳的植物品種至少要幾代 連續(xù)自交 直到后代不再發(fā)生性狀分離 如何利用純種的高稈抗銹病 ddtt 和矮稈不抗銹病 ddtt 的水稻植株獲得優(yōu)良性狀且能穩(wěn)定遺傳的品種 矮桿抗銹病 ddtt 第一步 先雜交得到高稈抗銹病 ddtt 植株 第二步 讓高稈抗銹病 ddtt 植株自交 后代出現(xiàn)性狀分離 從中選擇矮桿抗銹病植株 第三步 將矮桿抗銹病植株連續(xù)自交直至不再發(fā)生性狀分離為止 練習(xí)1 某作物的高稈 a 對矮稈 a 為顯性 感病 r 對抗病 r 為顯性 aa和rr是位于非同源染色體上的兩對等位基因 今有高稈抗病和矮稈感病純種 人們希望利用雜交育種的方法在最少的世代內(nèi)培育出矮稈抗病新類型 應(yīng)該采取的步驟是 1 2 3 讓高稈抗病與矮桿感病的品種進行雜交得到f1 f1自交得到f2 在f2群體中選出矮桿抗病 aarr 的植株 思考 如何培育雜合子品種 pddrr ddrr 練習(xí)2 試一試動物的雜交育種方法 假設(shè)現(xiàn)有長毛立耳貓 bbee 和短毛折耳貓 bbee 你能否培育出能穩(wěn)定遺傳的長毛折耳貓 bbee 寫出育種方案 圖解 長毛折耳貓 短毛折耳貓 長毛立耳貓 長立長折短立短折 bbee bbee bbee bbee bbee bbee 長折 短折 長折 長折 短折 雜交 f3 長折 短折 思考 要培育選擇出一個能穩(wěn)定遺傳的動物品種一般需要幾代 3代 注意 1 動物雜交育種中純合子的獲得不能通過逐代自交 而應(yīng)改為測交 2 比植物雜交育種所需年限短 中國黃牛 中國荷斯坦牛 荷斯坦牛 騾是驢與馬雜交所產(chǎn)生的后代 至少在3000年前 在亞洲某些地區(qū)人們已經(jīng)用騾來馱運物品了 現(xiàn)在世界上許多地區(qū)仍在使用騾來干重活兒 騾能吃苦耐勞 可以在馬 驢等牲畜不能承擔(dān)其艱苦的條件下工作 騾的高度 皮毛的均勻度 頸部和臀部的形狀與馬相似 此外頭部短而粗 耳長 肢瘦 蹄小和毛短等方面像驢 是指基因型不同的親本相互雜交產(chǎn)生的雜種子一代 在生長勢 生活力 繁殖力 抗逆性 產(chǎn)量和品質(zhì)等一種或多種性狀上優(yōu)于兩個親本的現(xiàn)象 雜種優(yōu)勢在f1代表現(xiàn)最明顯 例如 我國勞動人民用馬 64條染色體 和驢 62條染色體 雜交獲得體力強大 耐力好的雜種 騾 63條染色體 雜種優(yōu)勢主要利用雜種f1代的優(yōu)良性狀 并不要求遺傳上的穩(wěn)定 需年年制種 如玉米或水稻的雜交種 每年農(nóng)科站都有供應(yīng) 雜種優(yōu)勢 雜交育種 原理 基因重組 方法 優(yōu)點 方法簡捷 使位于不同個體上的多個優(yōu)良性狀集中于一個個體上 即 集優(yōu) 能產(chǎn)生新的基因型 缺點 育種所需時間較長 只能進行本物種或親緣關(guān)系較近的物種雜交 雜交后代易出現(xiàn)性狀分離 不能克服遠緣雜交不親合的障礙 應(yīng)用 用純種高稈抗病小麥與純種矮稈不抗病小麥培育矮稈抗病小麥 雜交育種不能產(chǎn)生新的基因 只能是已有的基因重新組合 并且所需時間較長 那有沒有能出現(xiàn)意想不到的結(jié)果 并且需要時間相對較短的育種方法呢 拓展視野 太空育種 利用太空中的高真空 微重力 強輻射等的作用 來誘導(dǎo)基因突變而培養(yǎng)新品種的誘變育種方法 神舟 五號搭載育成的巨人南瓜 甘肅種植的太空育種的蔬菜 太空水稻搭載前后株系對比 太空育種辣椒 三 誘變育種 1 概念 利用物理因素 如x射線 射線 紫外線 激光等 或化學(xué)因素 如亞硝酸 硫酸二乙酯等 來處理生物 使生物發(fā)生基因突變 3 優(yōu)點 能提高突變率 產(chǎn)生新基因 大幅度地改良某些性狀 在較短時間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類型 4 應(yīng)用 農(nóng)作物新品種的培育 新品種具有抗病力強 產(chǎn)量高 品質(zhì)好等優(yōu)點 如用輻射方法培育成 黑農(nóng)五號 大豆 產(chǎn)量提高了16 含油量比原來提高了2 5 微生物育種 高產(chǎn)青霉菌的選育 利用x射線照射普通青霉菌 選出有利突變型 2 原理 基因突變 思考與討論 與雜交育種相比 誘變育種有什么優(yōu)點 聯(lián)系基因突變的特點 談?wù)務(wù)T變育種的局限性 5 局限性 誘變育種的方向難以掌握 有利性狀比較少 誘變體難以集中多個理想性狀 6 克服方法 要想克服這些局限性 可以擴大誘變后代的群體 增加選擇的機會 原因 基因突變是不定向的 討論 怎樣克服 當(dāng)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 他們是一些 生物菌種 植物組培苗和作物 植物 花卉種子等 在太空周游了115小時32分鐘 返回地球后 搭載單位的科研人員將繼續(xù)對它們進行有關(guān)試驗 回答 1 作物種子從太空返回地面后種植 往往能出現(xiàn)新的變異特征 這種變異的來源主要是植物種子經(jīng)太空中的輻射后 其發(fā)生突變 請預(yù)測可能產(chǎn)生的新的變異對人類是否有益 你判斷的理由是 2 試舉出這種育種方法的優(yōu)點 宇宙射線等 基因 不一定 基因突變是不定向的 變異頻率高 大幅度改良某些性狀 誘變育種 原理 基因突變 方法 物理方法 紫外線 射線 失重等 或化學(xué)方法 亞硝酸 硫酸二乙酯等 處理植株 再選擇符合要求的變異類型 優(yōu)點 產(chǎn)生新基因和新的性狀 能提高變異的頻率 加速育種進程 缺點 誘變育種的方向難以掌握 有利個體不多 須大量處理供試材料 應(yīng)用 農(nóng)作物育種 微生物育種 練習(xí)3 請寫出下面各項培育方法 1 通過花藥離體培養(yǎng)再用秋水仙素加倍得到煙草新品種的方法是 2 用60co輻射谷氨酸棒狀桿菌 選育出合成谷氨酸的新菌種 所用方法是 3 用小麥和黑麥培育八倍體黑小麥的方法是 4 將青椒的種子搭載人造衛(wèi)星 在太空中飛行數(shù)周后返回地面 獲得了果大 肉厚和維生素含量高的青椒新品種 這種育種原理本質(zhì)上屬于 5 用抗倒伏 不抗銹病和不抗倒伏 抗銹病的兩個小麥品種 培育出抗倒伏 抗銹病的品種 所用方法是 6 用秋水仙素或硫酸二乙酯處理蕃茄 水稻種子 獲得成熟期早 蛋白質(zhì)含量高的品系 這種方法是 單倍體育種 誘變育種 多倍體育種 誘變育種 雜交育種 誘變育種 將具有不同優(yōu)良性狀的兩親本雜交 用物理或化學(xué)的方法處理生物 花藥離體培養(yǎng) 用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗 方法簡便 使位于不同個體的優(yōu)良性狀集中于同一個體上 大幅改良某些性狀 提高變異頻率加速育種進程 明顯縮短育種年限 器官大型 營養(yǎng)含量高 育種時間長 有利變異少需大量處理供試材料 技術(shù)復(fù)雜 需與雜交育種配合 只適用于植物 結(jié)實率低 基因突變 染色體變異 染色體變異 基因重組 培育矮抗小麥 培育青霉素高產(chǎn)菌株 三倍體無子西瓜的培育 快速培育矮抗小麥 幾種主要育種方法的比較 這些題你會做嗎 1 雜交育種所依據(jù)的主要遺傳學(xué)原理是 a 基因突變 b 基因自由組合 c 染色體交叉互換 d 染色體變異 b 2 在下列幾種育種方法中 可以改變原有基因分子結(jié)構(gòu)的育種方法是 a 雜交育種b 誘變育種c 單倍體育種d 多倍體育種3 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)育種專家采用誘變育種的方法改良某些農(nóng)作物的原有性狀 其原因是 a 提高了后代的出苗率b 產(chǎn)生的突變?nèi)渴怯欣腸 提高了后代的穩(wěn)定性d 能提高突變率以供育種選擇 b d 4 60co是典型的 放射源 可用于作物誘變育種 我國運用這種方法培育出了許多農(nóng)作物新品種 如棉花高產(chǎn)品種 魯棉1號 在我國自己培養(yǎng)的棉花品種中栽培面積最大 射線處理后主要引起 從而產(chǎn)生可遺傳的變異 除 射線外 用于誘變育種的其他物理誘變因素還有 和 答案 基因突變 x射線 紫外線 激光 為提高農(nóng)作物的單產(chǎn)量 獲得早熟 抗倒伏 抗病等性狀 科學(xué)工作者往往要采取多種育種方法來培育符合農(nóng)民要求的新品種 請根據(jù)下面提供的材料 每小組設(shè)計一套育種方案 已有的材料 a小麥的高稈 顯性 抗銹病 顯性 純種 b小麥的矮稈不抗銹病純種 c水稻的遲熟種子非生物材料 根據(jù)需要自選 1 育種名稱 2 所選擇的生物材料 3 希望得到的結(jié)果 4 預(yù)計產(chǎn)生這種結(jié)果的 所需類型 的幾率 5 寫出育種的簡要過程 可用圖解 6 簡答選擇能穩(wěn)定遺傳的新品種的方法 試試看 你行嗎 生物材料 a小麥的高稈 顯性 抗銹病 顯性 純種 b小麥的矮稈不抗銹病純種 c水稻的遲熟種子非生物材料 根據(jù)需要自選 方案2 1 育種名稱 單倍體育種 2 所選擇的生物材料 a b 3 希望得到的結(jié)果 矮稈抗銹病 4 預(yù)計產(chǎn)生這種結(jié)果的 所需類型 的幾率 1 4 5 寫出育種的簡要過程 可用圖解 高抗 矮病f1高抗f1花藥離體培養(yǎng)單倍體植株 再經(jīng)秋水仙素處理 染色體加倍成為純合的高抗 矮抗 高病 矮病植株 6 簡答選擇能穩(wěn)定遺傳的新品種的方法 挑選矮稈抗銹病的植株即可 方案3 1 育種名稱 誘變育種 2 所選擇的生物材料 c 3 希望得到的結(jié)果 早熟水稻 4 預(yù)計產(chǎn)生這種結(jié)果的 所需類型 的幾率 極低或不出現(xiàn) 5 寫出育種的簡要過程 可用圖解 用射線 激光照射或秋水仙素等化學(xué)試劑處理 或用太空飛船搭載 水稻 使之產(chǎn)生基因突變 6 簡答選擇能穩(wěn)定遺傳的新品種的方法 將處理的水稻種植下去 進行觀察 選擇矮稈抗倒伏的水稻 并純化 試試看 你能行嗎 1 指出下列各種交配方式 由品種 和 培育出 的過程i是 由品系 培育出品種 經(jīng)過的過程v是 2 品系 是一種 植株 由品系 經(jīng)過過程iii培養(yǎng)品種 常用的方法是 3 品種 形成品種 經(jīng)過的過程vi中常用 處理 4 品種 直接形成品種 的過程需經(jīng) 由品種 產(chǎn)生品種 的最簡便方法是 番茄 1992年黑龍江農(nóng)科院搭載 組培大黃 番茄純系 經(jīng)4代培育 育出 宇番1號 番茄新品種 畝產(chǎn)達6000千克 比原品種提高50 維生素c含量為17 83毫克 100克 提高33 3 可溶性固形物為2 9 提高70 6 目前已推廣萬畝 白蓮 1994年江西廣昌白蓮研究所搭載白蓮種