從雜交育種到基因工程第1節(jié)雜交育種與誘變育種

1、.第第6 6章章 從雜交育種到基因工程從雜交育種到基因工程第第1 1節(jié)節(jié) 雜交育種與誘變育種雜交育種與誘變育種. 遠(yuǎn)在古代，美洲印第安人遠(yuǎn)在古代，美洲印第安人選擇選擇和培育了許多和培育了許多穗大粒飽的玉米。原來(lái)他們把玉米奉為神靈，用穗大粒飽的玉米。原來(lái)他們把玉米奉為神靈，用作祭祀的玉米是在隔離的條件下種植的，經(jīng)過(guò)精作祭祀的玉米是在隔離的條件下種植的，經(jīng)過(guò)精心的管理和認(rèn)真選育，不僅果穗碩大、顆粒飽滿，心的管理和認(rèn)真選育，不僅果穗碩大、顆粒飽滿，而且品質(zhì)優(yōu)良，無(wú)任何雜粒，這樣就選育出了具而且品質(zhì)優(yōu)良，無(wú)任何雜粒，這樣就選育出了具有優(yōu)良性狀的玉米品種。有優(yōu)良性狀的玉米品種。資料資料1方法方法（汰劣留

2、良）（汰劣留良）局限局限選擇范圍有限，育種周期長(zhǎng)選擇范圍有限，育種周期長(zhǎng)選擇育種選擇育種.資料資料2 小麥的高產(chǎn)（小麥的高產(chǎn)（D）對(duì)低產(chǎn)）對(duì)低產(chǎn)(d)是對(duì)顯性，抗是對(duì)顯性，抗?。ú。═）對(duì)不抗?。?duì)不抗病(t)是顯性是顯性.現(xiàn)有高產(chǎn)不抗病和現(xiàn)有高產(chǎn)不抗病和低產(chǎn)抗病的兩種純系小麥品種。低產(chǎn)抗病的兩種純系小麥品種。 你用什么方法能把兩個(gè)品種的優(yōu)良性狀你用什么方法能把兩個(gè)品種的優(yōu)良性狀（高產(chǎn)、抗?。┙Y(jié)合在一起，又能把雙方的缺（高產(chǎn)、抗?。┙Y(jié)合在一起，又能把雙方的缺點(diǎn)都去掉？點(diǎn)都去掉？ .一一、雜交育種（雜交育種（P99）概念概念: 是將兩個(gè)或多個(gè)品種的優(yōu)良性狀通過(guò)交配集是將兩個(gè)或多個(gè)品種的優(yōu)良性狀通

3、過(guò)交配集中在一起，再經(jīng)過(guò)選擇和培育，獲得新品種的方法中在一起，再經(jīng)過(guò)選擇和培育，獲得新品種的方法。.DDTTddttDdTtddTt高抗高抗 高不抗高不抗 矮抗矮抗 矮不抗矮不抗ddTT雜交雜交自交自交選優(yōu)選優(yōu)自交自交選優(yōu)選優(yōu)ddTT矮抗矮抗ddTt矮抗矮抗ddTT矮抗矮抗矮抗矮抗 矮不抗矮不抗ddTtddTTF3連續(xù)自交，直至不出連續(xù)自交，直至不出現(xiàn)性狀分離為止?，F(xiàn)性狀分離為止。如何利用如何利用DDtt和和ddTT獲獲得得ddtt？若基因若基因D和和T控制優(yōu)良性狀，則用控制優(yōu)良性狀，則用DDtt和和ddTT雜交所獲得的后代具有所有的雜交所獲得的后代具有所有的優(yōu)良性狀嗎？能穩(wěn)定遺傳嗎？?jī)?yōu)良性狀

4、嗎？能穩(wěn)定遺傳嗎？. 選取雙親選取雙親.雜交雜交自交自交選優(yōu)選優(yōu)自交自交選優(yōu)選優(yōu)顯性純合子品種顯性純合子品種隱性純合子品種隱性純合子品種雙親雙親F3自交自交.選出穩(wěn)定遺傳的個(gè)體，收獲選出穩(wěn)定遺傳的個(gè)體，收獲種子，擴(kuò)大推廣種子，擴(kuò)大推廣雜交雜交自交自交雙親雙親選出穩(wěn)定遺傳的個(gè)體，收獲種選出穩(wěn)定遺傳的個(gè)體，收獲種子，擴(kuò)大推廣子，擴(kuò)大推廣選優(yōu)選優(yōu).2 2、試一試：動(dòng)物的雜交育種方法、試一試：動(dòng)物的雜交育種方法長(zhǎng)毛折耳貓長(zhǎng)毛折耳貓短毛折耳貓短毛折耳貓長(zhǎng)毛立耳貓長(zhǎng)毛立耳貓.長(zhǎng)毛立耳長(zhǎng)毛立耳 短毛折耳短毛折耳BBEEbbee長(zhǎng)毛立耳長(zhǎng)毛立耳 BbEe長(zhǎng)毛立耳長(zhǎng)毛立耳BbEe長(zhǎng)立長(zhǎng)立 長(zhǎng)折長(zhǎng)折 短立短立 短

5、折短折BbeeBBeeBBeeBbeebbeebbee長(zhǎng)折長(zhǎng)折 短折短折長(zhǎng)折長(zhǎng)折 長(zhǎng)折長(zhǎng)折 短折短折雜交雜交F1間間交配交配選優(yōu)選優(yōu)測(cè)交測(cè)交F3長(zhǎng)折長(zhǎng)折 短折短折思考思考：動(dòng)物雜交育種的方法與植物動(dòng)物雜交育種的方法與植物雜交育種的方法有何區(qū)別？雜交育種的方法有何區(qū)別？.中國(guó)黃牛中國(guó)黃牛中國(guó)荷斯坦牛中國(guó)荷斯坦牛荷斯坦牛荷斯坦牛.袁隆平培養(yǎng)雜交水稻過(guò)程中，他利用了哪袁隆平培養(yǎng)雜交水稻過(guò)程中，他利用了哪一種變異的原理？一種變異的原理？基因重組基因重組.1、概念：、概念： 。2、原理：、原理： 。3、方法：、方法： 。 4、優(yōu)點(diǎn)：、優(yōu)點(diǎn)： 。5、缺點(diǎn)：、缺點(diǎn)： 。6、應(yīng)用實(shí)例：、應(yīng)用實(shí)例： 。如袁隆平

6、。如袁隆平的雜交水稻、中國(guó)的荷坦牛等。的雜交水稻、中國(guó)的荷坦牛等。 是將兩個(gè)或多個(gè)品種的優(yōu)良性狀通過(guò)交配集中在一是將兩個(gè)或多個(gè)品種的優(yōu)良性狀通過(guò)交配集中在一起，再經(jīng)過(guò)選擇和培育，獲得新品種的方法起，再經(jīng)過(guò)選擇和培育，獲得新品種的方法基因重組基因重組方法簡(jiǎn)單，容易操作方法簡(jiǎn)單，容易操作育種進(jìn)程緩慢，過(guò)程煩瑣育種進(jìn)程緩慢，過(guò)程煩瑣動(dòng)植物優(yōu)良品種的選育動(dòng)植物優(yōu)良品種的選育特別提醒：特別提醒：雜交育種與雜種優(yōu)勢(shì)的區(qū)別：雜交育種與雜種優(yōu)勢(shì)的區(qū)別：主要是利用雜主要是利用雜種種F1的優(yōu)良性狀，并不要求遺傳上的穩(wěn)定（雜合子）。的優(yōu)良性狀，并不要求遺傳上的穩(wěn)定（雜合子）。而雜交育種是為了獲得具有穩(wěn)定優(yōu)良性狀的新

7、品種（純而雜交育種是為了獲得具有穩(wěn)定優(yōu)良性狀的新品種（純合子）。合子）。雜交育種不能創(chuàng)造新的基因，并且雜交育種不能創(chuàng)造新的基因，并且所需時(shí)間要長(zhǎng)，那有沒(méi)有能出現(xiàn)意所需時(shí)間要長(zhǎng)，那有沒(méi)有能出現(xiàn)意想不到的結(jié)果，并且需要時(shí)間相對(duì)想不到的結(jié)果，并且需要時(shí)間相對(duì)要短的育種方法呢？要短的育種方法呢？誘變育種誘變育種P雜交雜交F1自交自交F2選優(yōu)選優(yōu) 自交（或測(cè)交）自交（或測(cè)交）. 資料：資料：航天技術(shù)的發(fā)展，使人類利用太空資源的愿望航天技術(shù)的發(fā)展，使人類利用太空資源的愿望變成了現(xiàn)實(shí)。自變成了現(xiàn)實(shí)。自19871987年以來(lái)，中國(guó)利用自己研制的返回年以來(lái)，中國(guó)利用自己研制的返回式衛(wèi)星和神舟號(hào)飛船進(jìn)行了式衛(wèi)星和

8、神舟號(hào)飛船進(jìn)行了1111次航天育種搭載試驗(yàn)，試次航天育種搭載試驗(yàn)，試驗(yàn)品種達(dá)驗(yàn)品種達(dá)12001200多種。多種。航天誘變育種是利用太空的物理環(huán)境作為誘變因子航天誘變育種是利用太空的物理環(huán)境作為誘變因子，太空環(huán)境條件很復(fù)雜，與地球表面主要差異是微重力，太空環(huán)境條件很復(fù)雜，與地球表面主要差異是微重力（10103 3克克10106 6克）、宇宙射線、重粒子、變化磁場(chǎng)和克）、宇宙射線、重粒子、變化磁場(chǎng)和高真空等，這些物理?xiàng)l件的綜合作用使生物產(chǎn)生基因突高真空等，這些物理?xiàng)l件的綜合作用使生物產(chǎn)生基因突變。變。二、誘變育種二、誘變育種.概念：概念： 誘變育種就是利用誘變育種就是利用物理因素物理因素（如如X射

9、射線、線、r射線、紫外線、激光等）或射線、紫外線、激光等）或化學(xué)因化學(xué)因素素（亞硝酸、硫酸二乙脂等）來(lái)處理生物，（亞硝酸、硫酸二乙脂等）來(lái)處理生物，使生物發(fā)生基因突變。使生物發(fā)生基因突變。原理：原理： 基因突變基因突變 .方法：方法： 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)生產(chǎn)生新基因新基因和和新的性狀；能提高變異的頻率；新的性狀；能提高變異的頻率；后代變異性狀能較快穩(wěn)定，加速育種進(jìn)程。后代變異性狀能較快穩(wěn)定，加速育種進(jìn)程。黑黑農(nóng)農(nóng)大大豆豆.局限：局限：具有不確定性；有利變異具有不確定性；有利變異少少，需大，需大量處理實(shí)驗(yàn)材料，工作量大。量處理實(shí)驗(yàn)材料，工作量大。.1 1 、太空蓮太空蓮3 3號(hào)中有沒(méi)有產(chǎn)生新基因？號(hào)

10、中有沒(méi)有產(chǎn)生新基因？ 2 2、誘發(fā)基因突變的條件有哪些？、誘發(fā)基因突變的條件有哪些？ 3 3、誘變育種有哪些優(yōu)點(diǎn)？、誘變育種有哪些優(yōu)點(diǎn)？ 4 4、有哪些因素可以誘導(dǎo)生物產(chǎn)生基因突變？、有哪些因素可以誘導(dǎo)生物產(chǎn)生基因突變？ 1994年江西廣昌白蓮研究所搭載白蓮年江西廣昌白蓮研究所搭載白蓮 種子種子 442粒，培育粒，培育出太空蓮出太空蓮3號(hào)等新品號(hào)等新品 種，畝產(chǎn)達(dá)種，畝產(chǎn)達(dá)120千克，比原品種提高千克，比原品種提高88，平均粒重平均粒重22克，最大為克，最大為33克（原品種平均粒重克（原品種平均粒重 為為1.1克），超過(guò)出口蓮子標(biāo)準(zhǔn)克），超過(guò)出口蓮子標(biāo)準(zhǔn)。有有微重力、宇宙射線、重粒子、變化磁微

11、重力、宇宙射線、重粒子、變化磁場(chǎng)和高真空。場(chǎng)和高真空?？梢蕴岣咄蛔兟?，或大幅度地改良某可以提高突變率，或大幅度地改良某些品種。些品種。物理因素、化學(xué)因素和生物因素。物理因素、化學(xué)因素和生物因素。.1、概念：、概念： 。2、處理時(shí)期：、處理時(shí)期： 。3、原理：、原理： 。4、誘變因素：、誘變因素：物理因素：物理因素： 。化學(xué)因素：化學(xué)因素： 。5、優(yōu)點(diǎn)：、優(yōu)點(diǎn)： 。 。6、缺點(diǎn)：基因突變的、缺點(diǎn)：基因突變的 和和 使選使選育工作量大，具有育工作量大，具有 。7、應(yīng)用：農(nóng)作物育種：培育出的新品種具有抗病力、應(yīng)用：農(nóng)作物育種：培育出的新品種具有抗病力強(qiáng)、產(chǎn)量高、品質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)。微生物育種：如青霉菌強(qiáng)、

12、產(chǎn)量高、品質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)。微生物育種：如青霉菌的選育。的選育。 利用物理因素或化學(xué)因素來(lái)處理生物，使生利用物理因素或化學(xué)因素來(lái)處理生物，使生物發(fā)生基因突變物發(fā)生基因突變正在萌發(fā)的種子或幼苗正在萌發(fā)的種子或幼苗基因突變基因突變X射線、射線、射線、紫外線、激光等射線、紫外線、激光等亞硝酸、硫酸二乙酯、亞硝酸、硫酸二乙酯、5溴尿嘧啶等溴尿嘧啶等提高突變頻率提高突變頻率，加速育種進(jìn)程，加速育種進(jìn)程不定向性不定向性多害少利多害少利性性盲目性盲目性大幅度改良生物的某些性狀大幅度改良生物的某些性狀與雜交育種相比，誘變育種有與雜交育種相比，誘變育種有什么優(yōu)點(diǎn)？聯(lián)系基因突變的特什么優(yōu)點(diǎn)？聯(lián)系基因突變的特點(diǎn)，談?wù)務(wù)T變

13、育種的局限性點(diǎn)，談?wù)務(wù)T變育種的局限性。.三、幾種育種方法的比較三、幾種育種方法的比較雜交育種雜交育種誘變育種誘變育種多倍體育種多倍體育種單倍體育種單倍體育種原理原理基因重組基因重組基因突變基因突變?nèi)旧w變異染色體變異染色體變異染色體變異方法方法雜交雜交激光、射線或激光、射線或化學(xué)藥品處理化學(xué)藥品處理秋水仙素處理萌發(fā)種子秋水仙素處理萌發(fā)種子或幼苗或幼苗花藥離體培養(yǎng)花藥離體培養(yǎng)后加倍后加倍優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)可集中優(yōu)良可集中優(yōu)良性狀性狀時(shí)間短時(shí)間短器官大和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量器官大和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量高高縮短育種年限縮短育種年限缺點(diǎn)缺點(diǎn)育種年限長(zhǎng)育種年限長(zhǎng)盲目性及突變盲目性及突變頻率較低頻率較低動(dòng)物中難以開(kāi)展動(dòng)物中難以開(kāi)展

14、成活率低，只適成活率低，只適用用于植物于植物舉例舉例高桿抗病與高桿抗病與矮桿感病雜矮桿感病雜交獲得矮桿交獲得矮桿抗病品種抗病品種高產(chǎn)青霉菌株高產(chǎn)青霉菌株的育成的育成三倍體西瓜三倍體西瓜抗病植株的育成抗病植株的育成. 課堂檢測(cè)課堂檢測(cè)1 1在雜交育種工作中，選擇通常從哪一代開(kāi)始，理由是在雜交育種工作中，選擇通常從哪一代開(kāi)始，理由是什么？什么？ （） A AF1 F1 基因出現(xiàn)重組基因出現(xiàn)重組 B BF1 F1 性狀開(kāi)始分離性狀開(kāi)始分離 C CF2 F2 性狀開(kāi)始分離性狀開(kāi)始分離 D DP P 基因開(kāi)始分離基因開(kāi)始分離2 2對(duì)下列有關(guān)實(shí)例形成原理的解釋對(duì)下列有關(guān)實(shí)例形成原理的解釋, ,正確的是正確

15、的是 （ ） A A無(wú)子番茄的獲得是利用了多倍體育種原理無(wú)子番茄的獲得是利用了多倍體育種原理 B B培育無(wú)子西瓜是利用了單位體育種原理培育無(wú)子西瓜是利用了單位體育種原理 C C培育青霉素高產(chǎn)菌株是利用了基因突變?cè)砼嘤嗝顾馗弋a(chǎn)菌株是利用了基因突變?cè)?D D“多莉多莉”羊獲得是利用了雜交育種原理羊獲得是利用了雜交育種原理CC.3 3、請(qǐng)寫(xiě)出下面各項(xiàng)培育方法：、請(qǐng)寫(xiě)出下面各項(xiàng)培育方法：（1 1）通過(guò)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通過(guò)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是 。（2 2）用）用6060Co Co 輻射谷氨酸棒狀桿菌，選育出合成谷氨酸的新菌種，輻射谷氨

16、酸棒狀桿菌，選育出合成谷氨酸的新菌種，所用方法是所用方法是 。（3 3）用小麥和黑麥培育八倍體黑小麥的方法是）用小麥和黑麥培育八倍體黑小麥的方法是 。（4 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，）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)上屬于質(zhì)上屬于 。（5 5）用抗倒伏、不抗銹病和不抗倒伏、抗銹病的兩個(gè)小麥品種，）用抗倒伏、不抗銹病和不抗倒伏、抗銹病的兩個(gè)小麥品種，培育出抗倒伏、抗銹病的品種，所用方法是培育出抗倒伏、抗銹病的品種，所用方法是

17、。（6 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）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，這種方法是早、蛋白質(zhì)含量高的品系，這種方法是 。單倍體育種單倍體育種 誘變育種誘變育種 多倍體育種多倍體育種 誘變育種誘變育種 雜交育種雜交育種 誘變育種誘變育種.4.請(qǐng)分析下列兩個(gè)實(shí)驗(yàn)：請(qǐng)分析下列兩個(gè)實(shí)驗(yàn)：、用適當(dāng)濃度的生長(zhǎng)素溶液處理未授粉的番茄、用適當(dāng)濃度的生長(zhǎng)素溶液處理未授粉的番茄花蕾，子房發(fā)育成無(wú)子番茄?；ɡ伲臃堪l(fā)育成無(wú)子番茄。、用四倍體與二倍體西瓜雜交，獲得三倍體西、用四倍體與二倍體西瓜雜交，獲得三倍體西瓜植株，給其雌蕊授以二倍體西瓜的花粉子

18、房瓜植株，給其雌蕊授以二倍體西瓜的花粉子房發(fā)育成無(wú)子西瓜。試問(wèn)：發(fā)育成無(wú)子西瓜。試問(wèn)：a a、番茄的無(wú)子性狀是否能遺傳？、番茄的無(wú)子性狀是否能遺傳？ 若取這番茄植株的枝條扦插，長(zhǎng)成的植株所結(jié)若取這番茄植株的枝條扦插，長(zhǎng)成的植株所結(jié)果實(shí)中是否有種子？果實(shí)中是否有種子？ 。b b、三倍體無(wú)籽西瓜無(wú)性繁殖后，無(wú)子性狀是否、三倍體無(wú)籽西瓜無(wú)性繁殖后，無(wú)子性狀是否能遺傳？能遺傳？ 。若取這植株的枝條扦插，長(zhǎng)成。若取這植株的枝條扦插，長(zhǎng)成的植株的子房壁細(xì)胞含有的植株的子房壁細(xì)胞含有 個(gè)染色體組個(gè)染色體組。 否否能能有有3 .6、下圖是用某種作物的兩個(gè)品種和分別培育出、品、下圖是用某種作物的兩個(gè)品種和分別培育出、品種的示意圖，試分析回答：種的示意圖，試分析回答： AABB E Ab - D AaBb F AAbb-aabb G AAaaBBbb-（1）用和培育所采用的）用和培育所采用的D和和F步驟分別是步驟分別是 和和 。其。其應(yīng)用的遺傳學(xué)原理是應(yīng)用的遺傳學(xué)原理是 。（2）用培育所采用的）用培育所采用的E和和H步驟分別是步驟分別是 和和 。 其應(yīng)用的遺傳學(xué)原理其應(yīng)用的遺傳學(xué)原理是是 。（3）用培育所采用的）用培育所采用的G步驟是步驟是 。其遺傳學(xué)。其遺傳學(xué)原理是原理是 。H雜交雜交自交自交基因重組基因重組花藥離