第6章第1節(jié)雜交育種與誘變育種1

1、可遺傳的變異可遺傳的變異不可遺傳的變異：不可遺傳的變異：基因突變基因突變?nèi)旧w變異染色體變異基因重組基因重組僅僅僅僅由環(huán)境不同引起，遺傳物質(zhì)沒由環(huán)境不同引起，遺傳物質(zhì)沒有改變，不能進(jìn)一步遺傳給后代。有改變，不能進(jìn)一步遺傳給后代。生物變異的類型生物變異的類型( (來源來源) )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節(jié)節(jié) 雜交育種與誘變育種雜交育種與誘變育種 玉米起源于美洲大陸，玉米起源于美洲大陸，1515世紀(jì)傳入歐洲，世紀(jì)傳入歐洲，1616世紀(jì)經(jīng)世紀(jì)經(jīng)葡萄牙傳入中國，現(xiàn)在遍布全世界。遠(yuǎn)在古代，美洲的葡萄牙傳入中國，現(xiàn)在遍布全世界。遠(yuǎn)在古代，美洲的印第安人就選擇和培育了許多

2、穗大粒飽的玉米。原來他印第安人就選擇和培育了許多穗大粒飽的玉米。原來他們把玉米奉為神靈，用作祭祀的玉米是在隔離條件下種們把玉米奉為神靈，用作祭祀的玉米是在隔離條件下種植的，經(jīng)過精心管理和認(rèn)真選育，不僅果穗碩大、顆粒植的，經(jīng)過精心管理和認(rèn)真選育，不僅果穗碩大、顆粒飽滿，而且品質(zhì)優(yōu)良，無任何雜粒，這樣就選育出了具飽滿，而且品質(zhì)優(yōu)良，無任何雜粒，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。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：選擇范圍有限，育種周期長選擇范圍有限，育種周期長 人們利用生物的變異，通過人們利用生物的變異，通過長期長期的的選擇，汰劣留良，培育出新品種。選擇，汰劣留良，培育出新品種。選擇育種選擇育

3、種一、雜交育種一、雜交育種銹病銹病DDTTddttDdTtddTt高抗高抗 高不抗高不抗 矮抗矮抗 矮不抗矮不抗ddTT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(gè)能穩(wěn)定遺傳一個(gè)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？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毛折耳貓長毛折耳貓短毛折耳貓短毛折耳貓長毛立耳貓長毛立耳貓長毛立耳長毛立耳 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BbEe長立長立 長折長折 短立短立 短折短折

4、BbeeBBeeBBeeBbeebbeebbee長折長折 短折短折長折長折 長折長折 短折短折雜雜 交交F1 間間交交 配配選選 優(yōu)優(yōu)測測 交交F3長折長折 短折短折 將兩個(gè)或多個(gè)品種的優(yōu)良性狀通過交配集中在一起，再將兩個(gè)或多個(gè)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。經(jīng)過選擇和培育，獲得新品種的方法。基因重組基因重組雜交雜交 自交自交 選種選種 自交自交 將不同個(gè)體的優(yōu)良性狀集中到一個(gè)個(gè)體上將不同個(gè)體的優(yōu)良性狀集中到一個(gè)個(gè)體上雜交育種雜交育種育種時(shí)間長育種時(shí)間長 以袁隆平為首的我國科學(xué)家利用以袁隆平為首的我國科學(xué)家利用野生稻野生稻與與家家稻稻雜交，培育出優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)

5、的超級雜交稻，畝產(chǎn)雜交，培育出優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的超級雜交稻，畝產(chǎn)達(dá)達(dá)1200公斤，為我國和世界糧食生產(chǎn)作出了重大公斤，為我國和世界糧食生產(chǎn)作出了重大貢獻(xiàn)。貢獻(xiàn)。野生稻野生稻超級雜交稻超級雜交稻超級雜交稻的優(yōu)良性狀超級雜交稻的優(yōu)良性狀能穩(wěn)定遺傳給后代嗎能穩(wěn)定遺傳給后代嗎？ 黑珍珠玉米：黑珍珠玉米： 是廣東省農(nóng)科院蔬菜是廣東省農(nóng)科院蔬菜研究所最新育成的玉米研究所最新育成的玉米新品種，籽粒黑色，皮新品種，籽粒黑色，皮薄，適口性好，糯甜香薄，適口性好，糯甜香軟，營養(yǎng)豐富，與一般軟，營養(yǎng)豐富，與一般的白糯玉米比較，含有的白糯玉米比較，含有更豐富的蛋白質(zhì)和維生更豐富的蛋白質(zhì)和維生素，具有抗衰老的功效，素，具有抗

6、衰老的功效，是理想的保健食品是理想的保健食品。黑珍珠玉米黑珍珠玉米荷斯坦牛荷斯坦牛中國黃牛中國黃牛 中國荷斯坦牛中國荷斯坦牛 荷斯坦牛與我國黃牛雜荷斯坦牛與我國黃牛雜交選育后逐漸形成的優(yōu)交選育后逐漸形成的優(yōu)良種。泌乳期可達(dá)良種。泌乳期可達(dá)305天，年產(chǎn)乳量可達(dá)天，年產(chǎn)乳量可達(dá)6300kg以上。以上。 雜交育種只能利用已有的基因重組，按需雜交育種只能利用已有的基因重組，按需選擇，并不能創(chuàng)造新的基因。選擇，并不能創(chuàng)造新的基因。 雜交后代會(huì)出現(xiàn)性狀分離現(xiàn)象，育種進(jìn)程雜交后代會(huì)出現(xiàn)性狀分離現(xiàn)象，育種進(jìn)程緩慢，過程繁瑣。緩慢，過程繁瑣。雜交育種不能創(chuàng)造新的基因，并且所需時(shí)間雜交育種不能創(chuàng)造新的基因，并且

7、所需時(shí)間要長，那有沒有能出現(xiàn)意想不到的結(jié)果，并要長，那有沒有能出現(xiàn)意想不到的結(jié)果，并且需要時(shí)間相對短的育種方法呢？且需要時(shí)間相對短的育種方法呢？2、誘變育種、誘變育種 航天育種結(jié)碩果航天育種結(jié)碩果 (中國航天科技集團(tuán)供圖中國航天科技集團(tuán)供圖) 用于微生物育種：例如青霉素的選用于微生物育種：例如青霉素的選育。育。1943年從自然界分離出來的青年從自然界分離出來的青霉菌只能產(chǎn)生青霉素霉菌只能產(chǎn)生青霉素20單位單位/mL。后來人們對青霉菌多次進(jìn)行后來人們對青霉菌多次進(jìn)行X射線射線、紫外線紫外線照射以及綜合處理，培育成照射以及綜合處理，培育成了青霉素高產(chǎn)菌株，目前青霉素的了青霉素高產(chǎn)菌株，目前青霉素的

8、產(chǎn)量已達(dá)到產(chǎn)量已達(dá)到5000060000單位單位/mL。中國首批太空實(shí)驗(yàn)育種動(dòng)物誕生中國首批太空實(shí)驗(yàn)育種動(dòng)物誕生誘變育種誘變育種 利用物理因素（如利用物理因素（如射線、射線、射線、紫外線、射線、紫外線、激光等）或化學(xué)因素（如亞硝酸、硫酸二乙酯等）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。來處理生物，使生物發(fā)生基因突變?；蛲蛔兓蛲蛔兾锢矸椒ǎ何锢矸椒ǎ夯瘜W(xué)方法化學(xué)方法:射線、紫外線、激光等射線、紫外線、激光等亞硝酸、硫酸二乙酯等亞硝酸、硫酸二乙酯等可以可以_ ，在較，在較_時(shí)間內(nèi)獲得更時(shí)間內(nèi)獲得更多的多的_類型。類型。能夠提高突變率能夠提高突變率短短優(yōu)良變異

9、優(yōu)良變異有利變異少，誘發(fā)突變的方向難以掌握，須大有利變異少，誘發(fā)突變的方向難以掌握，須大量處理實(shí)驗(yàn)材料量處理實(shí)驗(yàn)材料太空作物的培育太空作物的培育 、青霉菌的選育等。、青霉菌的選育等。青霉素高產(chǎn)菌青霉素高產(chǎn)菌株等株等有利變異少，有利變異少，具有不確定性，具有不確定性，需處理大量材需處理大量材料料提高突變率，提高突變率，加速育種進(jìn)程加速育種進(jìn)程用物理或化學(xué)用物理或化學(xué)因素處理因素處理基因突變基因突變誘變育種誘變育種三倍體無子西三倍體無子西瓜等瓜等普通小麥純普通小麥純合子等合子等雜交水稻等雜交水稻等實(shí)實(shí)例例目前只適用于目前只適用于植物植物技術(shù)復(fù)雜，技術(shù)復(fù)雜，需與雜交育需與雜交育種配合種配合時(shí)間長，時(shí)

10、間長，過程復(fù)雜過程復(fù)雜缺缺點(diǎn)點(diǎn)提高產(chǎn)量和營提高產(chǎn)量和營養(yǎng)成分養(yǎng)成分明顯縮短育種明顯縮短育種年限年限集各優(yōu)良性集各優(yōu)良性狀于一身狀于一身優(yōu)優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)秋水仙素處理秋水仙素處理萌發(fā)的種子或萌發(fā)的種子或幼苗幼苗花藥離體培養(yǎng)花藥離體培養(yǎng)后再用秋水仙后再用秋水仙素處理使加倍素處理使加倍雜交雜交方方法法染色體變異染色體變異（成倍增加）（成倍增加）染色體變異染色體變異（成倍減少）（成倍減少）基因重組基因重組原原理理多倍體育種多倍體育種單倍體育種單倍體育種雜交育種雜交育種單倍體育種過程單倍體育種過程普通植株普通植株減數(shù)減數(shù) 分裂分裂花粉花粉花藥離花藥離 體培養(yǎng)體培養(yǎng)單倍體幼苗單倍體幼苗秋水仙秋水仙 素處理素處理純合

11、子幼苗純合子幼苗篩選所需的品種篩選所需的品種DdTt花藥離花藥離 體培養(yǎng)體培養(yǎng)DT Dt dT dt 幼苗幼苗秋水仙秋水仙 素處理素處理DDTT DDtt ddTT ddtt篩選所需的品種篩選所需的品種DT Dt dT dt優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：明明顯縮短育顯縮短育種年限種年限 例：例：為了提高玉米的產(chǎn)量，為了提高玉米的產(chǎn)量，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用的玉米種子在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用的玉米種子都是雜交種?，F(xiàn)有長果穗都是雜交種。現(xiàn)有長果穗(A)白粒白粒(b)和短果穗和短果穗(a)黃粒黃粒(B)兩兩個(gè)玉米雜合子品種，為了達(dá)到個(gè)玉米雜合子品種，為了達(dá)到長期培育長果穗黃粒長期培育長果穗黃粒(AaBb)玉玉米雜交種的目的，科研人

12、員設(shè)米雜交種的目的，科研人員設(shè)計(jì)了以下快速育種方案。計(jì)了以下快速育種方案。請?jiān)诶ㄌ杻?nèi)填寫相關(guān)的基請?jiān)诶ㄌ杻?nèi)填寫相關(guān)的基因型：因型：處理方法處理方法A和和B分別是指分別是指 、 。以上。以上方案所依據(jù)的育種原理有方案所依據(jù)的育種原理有 。AabbaaBbAAbbaaBB花藥離體培養(yǎng)花藥離體培養(yǎng)秋水仙素處理秋水仙素處理基因重組、基因重組、 染色體變異染色體變異1 1、雜交育種所依據(jù)的主要遺傳學(xué)原理是：、雜交育種所依據(jù)的主要遺傳學(xué)原理是： A.A.基因突變；基因突變； B.B.基因自由組合；基因自由組合； C.C.染色體交叉互換：染色體交叉互換： D.D.染色體變異。染色體變異。 答答 B2. .在

13、下列幾種育種方法中，可以改變原有基因分子結(jié)構(gòu)的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：育種方法是： A A、雜交育種雜交育種 B B、誘變育種誘變育種 C C、單倍體育種單倍體育種 D D、多倍體育種多倍體育種 答案：答案： 3.3.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：的原有性狀，其原因是： A A、提高了后代的出苗率提高了后代的出苗率 B B、產(chǎn)生的突變?nèi)渴怯欣漠a(chǎn)生的突變?nèi)渴怯欣?C C、提高了后代的穩(wěn)定性提高了后代的穩(wěn)定性 D D、能提高突變率以供育種選擇能提高突變率以供育種選擇

14、答案：答案： B BD D （1 1）用）用和和培育出培育出所采用的方法所采用的方法I I和和IIII分別稱為分別稱為 _和和_，其培育出，其培育出所依據(jù)的原理是所依據(jù)的原理是_。 （2 2）由）由培育出培育出的常用方法的常用方法IIIIII是是_， ；由；由培育成培育成的方法的方法V V稱稱_ 其優(yōu)點(diǎn)是其優(yōu)點(diǎn)是_。 （3 3）由）由培育出培育出的常用方法的常用方法IVIV是是_,_, 其形成的其形成的稱稱_。 （4 4）由）由培育出培育出的方法的方法VIVI是是_。 4 4、下圖表示以某種農(nóng)作物（、下圖表示以某種農(nóng)作物（1 1）和（）和（2 2）兩個(gè)品種為基礎(chǔ)，培）兩個(gè)品種為基礎(chǔ)，培育出（育

15、出（4 4）、（）、（5 5）、（）、（6 6）、（）、（7 7）四個(gè)品種的過程。根據(jù)下）四個(gè)品種的過程。根據(jù)下圖，回答下列問題：圖，回答下列問題：雜交雜交自交自交基因重組基因重組花藥離體培養(yǎng)花藥離體培養(yǎng)多倍體多倍體秋水仙素處理萌發(fā)的秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗種子或幼苗人工誘變育種人工誘變育種 （3）AaBb （5）AAbb （6）AAaaBBbb （4）Ab （1） AABB （2）aabb VI （7）Aabb I II III V IV 5、 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

16、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)原理是其應(yīng)用的遺傳學(xué)原理是 。（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)原理是其遺傳學(xué)原理是 。H雜交雜交自交自交基因重組基因重組花藥離花藥離體培養(yǎng)體培養(yǎng)秋水仙素秋水仙素處理幼苗處理幼苗染色體變異染色體變異秋水仙素處理幼苗秋水仙素處理幼苗染色體變異染色體變異 現(xiàn)有現(xiàn)有3個(gè)番茄品種，個(gè)番茄品種，

17、A品種的基因型為品種的基因型為AABBdd，B品種的基因型為品種的基因型為AAbbDD，C品種的基因型為品種的基因型為aaBBDD。3對等位基因分別位于對等位基因分別位于3對同源染色體上，并且分別控制葉對同源染色體上，并且分別控制葉形、花色和果形形、花色和果形3對性狀。請回答：對性狀。請回答：（1）如何運(yùn)用雜交育種方法利用以上）如何運(yùn)用雜交育種方法利用以上3個(gè)品種獲得基因型個(gè)品種獲得基因型為為aabbdd的植株？（用文字簡要描述獲得過程即可）的植株？（用文字簡要描述獲得過程即可） A和和B雜交得到雜交一代，雜交一代再與雜交得到雜交一代，雜交一代再與C雜交，得雜交，得到雜交二代，雜交二代自交，即

18、可得到基因型為到雜交二代，雜交二代自交，即可得到基因型為aabbdd的種子，該種子可長成的種子，該種子可長成aabbdd植株植株 （2）如果從播種到獲得種子需要一年，獲得基因型為）如果從播種到獲得種子需要一年，獲得基因型為aabbdd的植株最少需要多少年？的植株最少需要多少年？4年年 練練一一練練：花生是自花花生是自花傳傳粉植物。粉植物。種種子粒大子粒大( (A)A)對對粒粒小小( (a)a)為顯為顯性，含油少性，含油少( (B)B)對對含油多含油多( (b)b)為顯為顯性，以上性，以上兩對兩對基因分基因分別別位于非同源染色體上。位于非同源染色體上?，F(xiàn)現(xiàn)有有粒大含油少品粒大含油少品種種、粒小含油少品粒小含油少品種種和和粒小含油多品粒小含油多品種種( (三三個(gè)個(gè)品品種種均均為純?yōu)榧兒象w合體) )，育，育種種家期望家期望獲獲得得粒大含油多的新品粒大含油多的新品種種，為為此此進(jìn)進(jìn)行行雜雜交。交。試試回答下列回答下列問題問題：(1)(1)應(yīng)選應(yīng)選用以上用以上哪兩個(gè)哪兩個(gè)品品種種作作為雜為雜交交親親本本? ?(2)(2)上述上述兩親兩親本本雜雜交交產(chǎn)產(chǎn)生的生的F F1 1代基因型和表代基因型和表現(xiàn)現(xiàn)型是什型是什么么? ? (3)(3)在在F F2 2代中表代中表現(xiàn)現(xiàn)粒大含油多的植株出粒大