rq61雜交育種與誘變育種

1、2000年國家最高科學技術獎年國家最高科學技術獎2004年十大感動中國人物之一年十大感動中國人物之一6.16.1人類遺傳病人類遺傳病學習目標學習目標1.1.簡述雜交育種的概念簡述雜交育種的概念, ,舉例說明雜交舉例說明雜交育種方法的優(yōu)點和不足。育種方法的優(yōu)點和不足。2.2.舉例說出誘變育種在生產(chǎn)中的應用。舉例說出誘變育種在生產(chǎn)中的應用。3.3.討論遺傳和變異規(guī)律在生產(chǎn)實踐中討論遺傳和變異規(guī)律在生產(chǎn)實踐中的應用。的應用。4.4.總結雜交育種、誘變育種、多倍體總結雜交育種、誘變育種、多倍體育種、單倍體育種的異同點。育種、單倍體育種的異同點。環(huán)節(jié)一：自主學習環(huán)節(jié)一：自主學習閱讀閱讀P90-93P90

2、-931 1、什么是雜交育種？、什么是雜交育種？2 2、雜交育種的原理？方法？、雜交育種的原理？方法？3 3、什么是誘變育種、什么是誘變育種4 4、誘變育種的原理？方法？、誘變育種的原理？方法？5 5、總共有幾種育種方式？列表比較、總共有幾種育種方式？列表比較5 5分鐘分鐘環(huán)節(jié)二：合作學習環(huán)節(jié)二：合作學習任務分配（隨機抽?。┤蝿辗峙洌S機抽?。?-21-2組：任務一組：任務一3-43-4組：任務二組：任務二5-65-6組：任務三組：任務三5 5分鐘分鐘環(huán)節(jié)三：小組展示環(huán)節(jié)三：小組展示小組展示任務一：小組展示任務一：不超過不超過8 8分鐘分鐘原原雞雞家家雞雞野野豬豬家家豬豬導入新課導入新課1.1

3、.在大約一萬年以前在大約一萬年以前, ,古人就開始馴古人就開始馴化野生動物、栽培植物。在生產(chǎn)實化野生動物、栽培植物。在生產(chǎn)實踐中踐中, ,人們知道要挑品質好的個體來人們知道要挑品質好的個體來傳種。思考這種方法的傳種。思考這種方法的缺點缺點是什么是什么? ?選擇育種不僅周期長選擇育種不僅周期長, ,而且可而且可選擇的范圍是有限的選擇的范圍是有限的探究一探究一:雜交育種雜交育種通過教材通過教材P9899P9899例子及圖例子及圖6-16-1, ,明確將小明確將小麥的優(yōu)良品種麥的優(yōu)良品種抗病和高產(chǎn)抗病和高產(chǎn)結合在一起的結合在一起的具體做法?？偨Y雜交育種的概念并用紅具體做法?？偨Y雜交育種的概念并用紅筆

4、標注關鍵詞。筆標注關鍵詞。1 1、雜交育種的概念、雜交育種的概念： 【自主學習【自主學習1】雜交育種是將兩個或多個品種的雜交育種是將兩個或多個品種的優(yōu)良優(yōu)良性狀通過交配集中在一起性狀通過交配集中在一起, ,再經(jīng)過選再經(jīng)過選擇和培育擇和培育, ,獲得新品種的方法。獲得新品種的方法。【自主學習【自主學習1】2 2、具體過程：、具體過程： 以高產(chǎn)抗病小麥的選育為例以高產(chǎn)抗病小麥的選育為例 （D-D-高產(chǎn)高產(chǎn)dddd地產(chǎn)；地產(chǎn)；T-T-不抗病不抗病tttt抗病）抗?。?P: P: ； F1 F1： 接著讓接著讓F1 F1 ，篩選，再，篩選，再 再篩再篩選直至不出現(xiàn)選直至不出現(xiàn) 現(xiàn)象現(xiàn)象3 3、原理：、

5、原理： 。 高產(chǎn)不抗病高產(chǎn)不抗病DDtt低產(chǎn)抗病低產(chǎn)抗病ddTT高產(chǎn)不抗病高產(chǎn)不抗病DdTt自交自交自交自交性狀分離性狀分離基因重組基因重組(一一)植物雜交育種的方法植物雜交育種的方法 已知小麥的高稈已知小麥的高稈(D)(D)對矮稈對矮稈(d)(d)為顯性為顯性, ,抗銹病抗銹病(T)(T)對易染銹病對易染銹病(t)(t)為顯性為顯性, ,兩對性狀獨立遺傳?，F(xiàn)有兩對性狀獨立遺傳?，F(xiàn)有高稈抗銹病、矮稈易染病兩純系品種高稈抗銹病、矮稈易染病兩純系品種。將你的設。將你的設想用遺傳圖解表示出來。想用遺傳圖解表示出來。( (一一) )植物雜交育種的方法植物雜交育種的方法步驟：步驟：1 1、以以高桿抗病和

6、矮桿不抗病高桿抗病和矮桿不抗病為親本雜交獲得為親本雜交獲得F1F1高高桿抗病。桿抗病。2 2、F1F1個體自交個體自交，得到后代得到后代F2F2；讓讓F2F2中的中的矮桿抗病矮桿抗病個體個體連續(xù)自交直到不出現(xiàn)性狀分離連續(xù)自交直到不出現(xiàn)性狀分離即得到純合的矮即得到純合的矮桿抗?。U抗?。╠dTTddTT）。）。長毛折耳貓（BBee）短毛折耳貓（bbee）長毛立耳貓（BBEE）( (二二) )動物雜交育種的方法動物雜交育種的方法（三）比較動植物雜交育種方法的差異（三）比較動植物雜交育種方法的差異 植物雜交育種中純合子一般通植物雜交育種中純合子一般通過過 方法獲得，而動物方法獲得，而動物雜交育種中一

7、般通過雜交育種中一般通過 進行確進行確認后獲得。認后獲得。自交自交雜交雜交思考：動植物雜交育種時間比較？思考：動植物雜交育種時間比較？要培育出一個能穩(wěn)定遺傳的動物要培育出一個能穩(wěn)定遺傳的動物品種一般需要幾代？品種一般需要幾代？【自主總結【自主總結1 】雜交育種雜交育種 概念：概念： 原理：原理： 方法：方法： 優(yōu)點：優(yōu)點： 缺點：缺點： 將兩個或多個品種的優(yōu)良性狀通過將兩個或多個品種的優(yōu)良性狀通過交配集中在一起交配集中在一起, ,再經(jīng)過選擇和培再經(jīng)過選擇和培育育, ,獲得新品種的方法。獲得新品種的方法。基因重組基因重組雜交雜交自交自交選優(yōu)連續(xù)自交直至不出選優(yōu)連續(xù)自交直至不出現(xiàn)性狀分離現(xiàn)性狀分離

8、純種純種能將各種優(yōu)良性狀集于一個個體上能將各種優(yōu)良性狀集于一個個體上育種年限長育種年限長小組總結小組總結解答質疑解答質疑抽測抽測教師補充和檢測教師補充和檢測一、選擇育種一、選擇育種1 1、方法：馴化野生動物栽培植物的時候，挑選出品、方法：馴化野生動物栽培植物的時候，挑選出品質好的個體質好的個體2 2、原理：利用生物的變異、原理：利用生物的變異3 3、缺點：育種周期長，可選擇范圍小、缺點：育種周期長，可選擇范圍小二、雜交育種二、雜交育種1 1、方法、方法2 2、原理、原理3 3、優(yōu)缺點、優(yōu)缺點三、雜交育種的類型三、雜交育種的類型四、動植物雜交育種的區(qū)別四、動植物雜交育種的區(qū)別五、雜交育種和五、雜

9、交育種和雜種優(yōu)勢雜種優(yōu)勢P X F1 AaBbF2 A B A bb aaB aabb 9 ：3 ： 3 ： 1aaBBAAbbDDTTddttDdTtddTt高抗高抗 高不抗高不抗 矮抗矮抗 矮不抗矮不抗DDddTT矮抗矮抗ddTTddTt矮抗矮抗ddTT矮抗矮抗矮抗矮抗 矮不抗矮不抗ddTtddTT雜交雜交自交自交選優(yōu)選優(yōu)自交自交F3選優(yōu)選優(yōu)思考：要培育出思考：要培育出一個能穩(wěn)定遺傳一個能穩(wěn)定遺傳的植物品種至少的植物品種至少要幾年？要幾年？第一年第一年第二年第二年選優(yōu)選優(yōu)第三年第三年第四年第四年長毛立耳長毛立耳 短毛折耳短毛折耳BBEEbbee長毛立耳長毛立耳 BbEe長毛立耳長毛立耳Bb

10、Ee長立長立 長折長折 短立短立 短折短折BbeeBBeeBBeeBbeebbeebbee長折長折 短折短折長折長折 長折長折 短折短折F1間間交配交配選優(yōu)選優(yōu)測交測交F3長折長折 短折短折思考：要培育出一個能思考：要培育出一個能穩(wěn)定遺傳的動物品種至穩(wěn)定遺傳的動物品種至少要幾代？少要幾代？雜交雜交雜交育種與雜種優(yōu)勢的區(qū)別雜交育種與雜種優(yōu)勢的區(qū)別通過有性生殖，使不同的優(yōu)良性狀組合到后通過有性生殖，使不同的優(yōu)良性狀組合到后代的一個個體中，從而選育出優(yōu)良品種的方法。代的一個個體中，從而選育出優(yōu)良品種的方法。指基因型不同的個體雜交產(chǎn)生的雜交一代，指基因型不同的個體雜交產(chǎn)生的雜交一代，在適應能力等方面優(yōu)

11、于兩個親本的現(xiàn)象。在適應能力等方面優(yōu)于兩個親本的現(xiàn)象。雜交育種雜交育種雜種優(yōu)勢雜種優(yōu)勢雜種優(yōu)勢雜種優(yōu)勢基因型不同的兩個親本基因型不同的兩個親本個體雜交產(chǎn)生的雜種第個體雜交產(chǎn)生的雜種第一代，在生長、繁殖、一代，在生長、繁殖、抗逆性、產(chǎn)量等性狀上抗逆性、產(chǎn)量等性狀上優(yōu)于兩個親本的現(xiàn)象。優(yōu)于兩個親本的現(xiàn)象。如如騾子騾子雜交水稻、雜交玉米、混血兒外貌、智商優(yōu)勢較高植物得年年制種。植物得年年制種。 應用(1)在農業(yè)生產(chǎn)中：在農業(yè)生產(chǎn)中：改良作物品質，提高改良作物品質，提高農作物單位面積產(chǎn)量農作物單位面積產(chǎn)量雜交水稻雜交水稻：從：從19761976年到年到20062006年，年，累計增產(chǎn)糧食累計增產(chǎn)糧食5

12、2005200多億公斤，平均每多億公斤，平均每年解決年解決600600萬人的糧食問萬人的糧食問題。題。荷斯坦荷斯坦牛牛中國黃牛中國黃牛 中國荷斯坦牛是荷斯中國荷斯坦牛是荷斯坦牛與我國黃牛雜交選坦牛與我國黃牛雜交選育后逐漸形成的優(yōu)良種。育后逐漸形成的優(yōu)良種。泌乳期可達泌乳期可達3030天，年產(chǎn)天，年產(chǎn)乳量可達乳量可達6300kg6300kg以上。以上。中國荷斯坦牛中國荷斯坦牛（2）在家畜、家禽育種中的應用）在家畜、家禽育種中的應用檢測檢測 1 1. .用雜合子種子盡快獲得純合植株的用雜合子種子盡快獲得純合植株的方法是方法是( () )A.A.種植種植F2F2選不分離者選不分離者純合子純合子B.B

13、.種植種植秋水仙素處理秋水仙素處理純合子純合子C.C.種植種植花藥離體培養(yǎng)花藥離體培養(yǎng)單倍體幼苗單倍體幼苗秋秋水仙素處理水仙素處理純合子純合子D.D.種植種植秋水仙素處理秋水仙素處理花藥離體培養(yǎng)花藥離體培養(yǎng)純合子純合子A如果要培育出新的基因和新的如果要培育出新的基因和新的性狀，應該怎樣做？性狀，應該怎樣做？太空黃瓜太空黃瓜小組展示任務二：小組展示任務二：不超過不超過8 8分鐘分鐘【自主學習【自主學習2】 閱讀教材閱讀教材P100P100誘變育種誘變育種1 1、概念：、概念： 2 2、原理、原理 : : 3 3、常用方法：、常用方法： 4 4、優(yōu)點、優(yōu)點 : : 5 5、缺點、缺點 : : 6

14、6、應用舉例、應用舉例: : 利用利用物理因素物理因素或或化學因素化學因素來處理生物來處理生物, ,使生物發(fā)生使生物發(fā)生基因突變基因突變基因突變基因突變利用物理因素或化學因素來處理生物利用物理因素或化學因素來處理生物誘變育種有利變異少誘變育種有利變異少, ,需要大量處理實驗材料需要大量處理實驗材料, , 具有不定向性具有不定向性產(chǎn)生新基因和新的性狀產(chǎn)生新基因和新的性狀, ,能提高變異頻率能提高變異頻率, ,后代變異性狀能較快穩(wěn)定后代變異性狀能較快穩(wěn)定, ,加速育種進程。加速育種進程。黑農五號大豆培育黑農五號大豆培育, ,高產(chǎn)青霉素菌株選育高產(chǎn)青霉素菌株選育【自主總結2】 1.1.雜交育種與誘變

15、育種的區(qū)別是雜交育種與誘變育種的區(qū)別是: : (1)(1)雜交育種只能利用已有基因的重組雜交育種只能利用已有基因的重組, ,按按需選擇需選擇, ,并不能創(chuàng)造新的并不能創(chuàng)造新的, ,雜交后代雜交后代會出現(xiàn)會出現(xiàn)現(xiàn)象現(xiàn)象, ,育種操作育種操作, ,但過程煩瑣。但過程煩瑣。 (2)(2)誘變育種的優(yōu)點是能提高誘變育種的優(yōu)點是能提高, ,而而局限性是誘變的局限性是誘變的難以控制難以控制, ,突變體突變體難以集中多個理想性狀難以集中多個理想性狀, ,要克服該局限性要克服該局限性, ,可擴大誘變后代的群體可擴大誘變后代的群體, ,增加增加的機的機會。會。 基因基因性狀分離性狀分離簡單簡單突變率突變率方向性

16、方向性有利變異有利變異2 2、四種育種方法的比較、四種育種方法的比較: :雜交育種雜交育種誘變育種誘變育種單倍體育種單倍體育種 多倍體育種多倍體育種原原理理 方方法法 優(yōu)優(yōu)點點 缺缺點點基因重組基因重組雜交雜交自交自交選優(yōu)選優(yōu)自自交交可以集中兩可以集中兩個親本的優(yōu)個親本的優(yōu)良性狀良性狀 育種時間長育種時間長基因突變基因突變用輻射、射用輻射、射線化學藥劑線化學藥劑處理處理提高變異的提高變異的頻率，加速頻率，加速育種進程。育種進程。有利變異不有利變異不多，需大量多，需大量處理實驗材處理實驗材料，具有不料，具有不定向性定向性 染色體變異染色體變異花藥離體培花藥離體培養(yǎng)，秋水仙養(yǎng)，秋水仙素處理素處理明

17、顯縮短育明顯縮短育種年限種年限 技術復雜一技術復雜一些，須與雜些，須與雜交育種配合交育種配合染色體變異染色體變異秋水仙素處秋水仙素處理萌發(fā)的種理萌發(fā)的種子或幼苗子或幼苗器官大，提器官大，提高產(chǎn)量和營高產(chǎn)量和營養(yǎng)成分養(yǎng)成分適用于植物，適用于植物，在動物方面在動物方面難于開展難于開展小組總結小組總結解答質疑解答質疑抽測抽測教師補充和檢測教師補充和檢測缺點：缺點：1.1.2 2. .需大量處理供試材料需大量處理供試材料重達300斤的太空南瓜 黑龍江農科院用黑龍江農科院用輻射方法處理大豆，輻射方法處理大豆，培育成培育成“黑農五號黑農五號”大豆品種，大豆品種，含油量比含油量比原來的品種提高了原來的品種提

18、高了2.5%2.5%，大豆產(chǎn)量提高，大豆產(chǎn)量提高了了16%16%。 應用應用19431943年從自然界分離出年從自然界分離出來的青霉菌只能產(chǎn)生青來的青霉菌只能產(chǎn)生青霉素霉素2020單位單位/mL/mL。后來人。后來人們對青霉菌多次進行們對青霉菌多次進行X X射射線、紫外線照射以及綜線、紫外線照射以及綜合處理，培育成了青霉合處理，培育成了青霉素高產(chǎn)菌株，素高產(chǎn)菌株，目前青霉目前青霉素的產(chǎn)量已達到素的產(chǎn)量已達到50000500006000060000單位單位/mL/mL。階階 段段 小小 結：結：選擇育種選擇育種雜交育種雜交育種誘變育種誘變育種特點：在自然產(chǎn)生的變異中選擇特點：在自然產(chǎn)生的變異中選

19、擇局限：局限：不能把位于兩個品種的優(yōu)良性狀集不能把位于兩個品種的優(yōu)良性狀集 于一身于一身主要優(yōu)點：有目的的把位于兩個品種的優(yōu)主要優(yōu)點：有目的的把位于兩個品種的優(yōu) 良性狀集于一身良性狀集于一身局限：不能產(chǎn)生局限：不能產(chǎn)生新的基因新的基因主要優(yōu)點：能產(chǎn)生新基因主要優(yōu)點：能產(chǎn)生新基因局限：該方法局限：該方法具有一定的盲目性具有一定的盲目性均不能實行種均不能實行種間的基因交流間的基因交流小組展示任務三：小組展示任務三：不超過不超過8 8分鐘分鐘 1 1、以下為五種不同的育種方法示意圖，請據(jù)圖回答以下為五種不同的育種方法示意圖，請據(jù)圖回答 ：親本親本( () )F F1 1F F2 2A AFnFn選擇

20、穩(wěn)選擇穩(wěn)定品種定品種單倍體單倍體育種育種純合體純合體純合二倍體種子純合二倍體種子長出的植株長出的植株新品種新品種新品種推廣新品種推廣種子或幼苗種子或幼苗具有新基具有新基因的種子因的種子或幼苗或幼苗染色體組染色體組加倍的種加倍的種子或幼苗子或幼苗植物細胞植物細胞其它生其它生物基因物基因新細胞新細胞愈傷組織愈傷組織胚狀體胚狀體人工種子人工種子B BD DC CE EF FG GH HI IJ J圖中圖中A A、D D方向所示的途徑表示方向所示的途徑表示 育育種方式，種方式，ABCABC的途徑表示的途徑表示 育種方式。育種方式。這兩種育種方式相比較，后者優(yōu)越性主要表現(xiàn)在這兩種育種方式相比較，后者優(yōu)越

21、性主要表現(xiàn)在 雜交雜交單倍體單倍體能明顯縮短育種年限；無需篩選，直接獲得單倍體能明顯縮短育種年限；無需篩選，直接獲得單倍體 以下為五種不同的育種方法示意圖，請據(jù)圖回答以下為五種不同的育種方法示意圖，請據(jù)圖回答 ： 親本親本( () )F F1 1F F2 2A AFnFn選擇穩(wěn)選擇穩(wěn)定品種定品種單倍體單倍體育種育種純合體純合體純合二倍體種子純合二倍體種子長出的植株長出的植株新品種新品種新品種推廣新品種推廣種子或幼苗種子或幼苗具有新基具有新基因的種子因的種子或幼苗或幼苗染色體組染色體組加倍的種加倍的種子或幼苗子或幼苗植物細胞植物細胞其它生其它生物基因物基因新細胞新細胞愈傷組織愈傷組織胚狀體胚狀體

22、人工種子人工種子B BD DC CE EF FG GH HI IJ JB B法常用的方法為法常用的方法為: : E E法所用的原理是法所用的原理是: :C C、F F過程最常用的藥劑是過程最常用的藥劑是: :花藥離體培養(yǎng)花藥離體培養(yǎng)基因突變基因突變秋水仙素秋水仙素 以下為五種不同的育種方法示意圖，請據(jù)圖回答以下為五種不同的育種方法示意圖，請據(jù)圖回答 ： 親本親本( () )F F1 1F F2 2A AFnFn選擇穩(wěn)選擇穩(wěn)定品種定品種單倍體單倍體育種育種純合體純合體純合二倍體種子純合二倍體種子長出的植株長出的植株新品種新品種新品種推廣新品種推廣種子或幼苗種子或幼苗具有新基具有新基因的種子因的種

23、子或幼苗或幼苗染色體組染色體組加倍的種加倍的種子或幼苗子或幼苗植物細胞植物細胞其它生其它生物基因物基因新細胞新細胞愈傷組織愈傷組織胚狀體胚狀體人工種子人工種子B BD DC CE EF FG GH HI IJ J由由GJGJ的過程中涉及到的生物技術有的過程中涉及到的生物技術有 和和_?；蚬こ蹋椿蚬こ蹋碊NADNA拼接技術或拼接技術或DNADNA重組技術或重組技術或轉基因技術）轉基因技術） 和植物組織培養(yǎng)技術和植物組織培養(yǎng)技術 2 2、假設、假設A A、b b代表玉米的優(yōu)良基因代表玉米的優(yōu)良基因, ,這兩種這兩種基因是自由組合的。現(xiàn)有基因是自由組合的?，F(xiàn)有AABBAABB、aabbaab

24、b兩個兩個品種品種, ,為培育出優(yōu)良品種為培育出優(yōu)良品種AAbb,AAbb,可采用的方可采用的方法如下圖所示法如下圖所示: :(1)(1)由品種由品種AABBAABB、aabbaabb經(jīng)過過程經(jīng)過過程培育出新品種的育種培育出新品種的育種方式稱為方式稱為; ;經(jīng)過過程培育經(jīng)過過程培育出新品種的育種方式出新品種的育種方式稱為稱為 ; ;經(jīng)過經(jīng)過過程培育出新品種過程培育出新品種的育種方式稱為的育種方式稱為 。 雜交育種雜交育種單倍體育種單倍體育種誘變育種誘變育種 2 2、假設、假設A A、b b代表玉米的優(yōu)良基因代表玉米的優(yōu)良基因, ,這兩種這兩種基因是自由組合的。現(xiàn)有基因是自由組合的?，F(xiàn)有AABBAABB、a