作物的繁殖方式與遺傳特點(diǎn)-教案

1、種子生產(chǎn)基礎(chǔ)教案授課題目作物的繁殖方式與遺傳特點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)技能點(diǎn)1、作物的繁殖方式2、作物的遺傳特點(diǎn)教學(xué)目標(biāo)通過(guò)學(xué)習(xí)了解作物的繁殖方式與遺傳特點(diǎn)，為課程學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。教學(xué)重點(diǎn)作物的繁殖方式教學(xué)難點(diǎn)作物的遺傳特點(diǎn)教學(xué)方式與分析講授 探究 問(wèn)答 實(shí)驗(yàn) 演示 練習(xí)本節(jié)課程包含2個(gè)知識(shí)點(diǎn)，應(yīng)結(jié)合網(wǎng)絡(luò)課程進(jìn)行信息化教學(xué)。授課類型理論課討論課實(shí)驗(yàn)課練習(xí)課演示練習(xí)參考資料1曹雯梅、劉彩霞.作物種子生產(chǎn)技術(shù).北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，20052顏啟傳種子學(xué)北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，20013王海波大田作物制種技術(shù)北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，2007知識(shí)點(diǎn)1 作物的繁殖方式與遺傳特點(diǎn)一、無(wú)性繁殖無(wú)性繁殖，即無(wú)性生殖。凡不經(jīng)過(guò)

2、雌雄配子受精過(guò)程而繁殖后代的繁殖方式，都稱為無(wú)性繁殖。通過(guò)無(wú)性繁殖方式繁衍后代的作物稱為無(wú)性繁殖作物。常見(jiàn)的無(wú)性繁殖作物多以營(yíng)養(yǎng)器官繁殖后代，如甘薯、馬鈴薯、洋蔥、蒜、楊樹(shù)、胡楊等。大部分果樹(shù)和花卉是用營(yíng)養(yǎng)器官繁殖后代。一個(gè)單株經(jīng)過(guò)無(wú)性繁殖產(chǎn)生的后代，稱為無(wú)性繁殖系或無(wú)性系，即克隆。由于無(wú)性系是由體細(xì)胞繁殖而來(lái)的，沒(méi)有經(jīng)過(guò)雌雄配子的減數(shù)分裂和染色體的重組等受精過(guò)程。所以，無(wú)性系內(nèi)所有植株的基因型與親代完全相同，個(gè)體間整齊一致，不發(fā)生性狀分離。因此，在無(wú)性繁殖情況下，不管個(gè)體的基因型如何，進(jìn)行一次單株選擇即能得到整齊一致的新品系。無(wú)性繁殖后代表現(xiàn)型的差異主要是環(huán)境變異和機(jī)械混雜所致，表現(xiàn)型差異比

3、較大則可以判定是機(jī)械混雜。自然方式的無(wú)性繁殖是作物在長(zhǎng)期的自然和人工選擇條件下形成的繁殖類型，在通常情況下不開(kāi)花或開(kāi)花不結(jié)實(shí)，故一般采用營(yíng)養(yǎng)器官作為繁殖體。如馬鈴薯花器構(gòu)造正常，可以開(kāi)花，一般情況下自交不親和，不能繁殖后代。但在適宜的自然或人工控制條件下，無(wú)性繁殖作物也能開(kāi)花結(jié)實(shí)，進(jìn)行有性繁殖。例如，甘薯可采用割蔓、嫁接、短日照處理等方法促使開(kāi)花；馬鈴薯則可利用長(zhǎng)日照處理方法促使開(kāi)花；有些甘薯和馬鈴薯品種也可以在自然條件下開(kāi)花結(jié)實(shí)。因此，可以先利用有性繁殖方式進(jìn)行基因重組，然后在雜種后代中選擇優(yōu)良單株進(jìn)行無(wú)性繁殖，這樣可以迅速把優(yōu)良性狀和雜種優(yōu)勢(shì)固定下來(lái)。這種有性雜交與無(wú)性繁殖相結(jié)合的方法，是

4、目前改良無(wú)性繁殖作物最常見(jiàn)和最有效的辦法。無(wú)性繁殖方式作物的種子比較特殊，一般是作物的營(yíng)養(yǎng)器官，比如馬鈴薯是塊莖，和有性繁殖作物的種子在形態(tài)上不一樣。這種繁殖方式中不存在生物學(xué)上混雜，只有機(jī)械混雜。在種子生產(chǎn)過(guò)程中，加強(qiáng)原料管理就可有效提高種子的質(zhì)量。二、有性繁殖凡由雌雄配子結(jié)合，形成合子，進(jìn)而發(fā)育形成種子，并用種子繁衍后代的繁殖方式，稱為有性繁殖。通過(guò)有性繁殖方式繁衍后代的作物稱為有性繁殖作物。授粉是作物有性繁殖的前提，根據(jù)授粉方式的不同，可將有性繁殖作物分為自花授粉作物、異花授粉作物和常異花授粉作物三類。（一）自花授粉作物在自然條件下，一花朵內(nèi)的雌蕊接受同一花朵內(nèi)雄蕊產(chǎn)生的花粉，實(shí)現(xiàn)雌雄配

5、子結(jié)合而繁殖后代的作物，稱為自花授粉作物，又稱自交作物。如小麥、水稻、大麥、燕麥、大豆、豌豆、綠豆、小豆、扁豆、花生、芝麻、煙草、馬鈴薯、番茄、茄子、辣椒等。這類作物的花器特點(diǎn)是：雌雄同花，花瓣一般沒(méi)有鮮艷色彩，缺少特殊香氣；雌、雄蕊同期成熟，甚至開(kāi)花前多已授粉；花朵開(kāi)放時(shí)間較短，花器保護(hù)嚴(yán)密，外來(lái)花粉不易侵入；有些植物雄蕊緊密圍繞雌蕊，花藥開(kāi)裂部位緊靠柱頭，極易自花授粉。所以自交率極高，而天然雜交率很低，一般在5%以下，因作物品種和環(huán)境條件而異。如水稻天然雜交率為0.20.4%；大麥的天然雜交率為0.040.15%；大豆天然雜交率為0.51%；小麥的天然雜交率為14%。在自花授粉作物的群體中

6、，個(gè)體之間極少有花粉的交流，也就是沒(méi)有遺傳物質(zhì)的交流，個(gè)體之間的基因型幾乎不相互影響，每個(gè)子代都只有一個(gè)親本，即“一粒單傳”。所以在自花授粉作物的群體中，每個(gè)個(gè)體都是許多代自交的產(chǎn)物，個(gè)體的基因型是純合的。遺傳學(xué)理論和實(shí)踐都證明了，一般的作物經(jīng)過(guò)十幾代的自交，基因型就基本純合了。這里需要注意的是，自花授粉群體的個(gè)體是純合的，并不等于說(shuō)群體的基因型就是純合的。在一個(gè)自花授粉作物群體中，也許存在著許多不同類型的純合體，比如約翰遜的菜豆自交試驗(yàn)。這個(gè)試驗(yàn)用的菜豆是市場(chǎng)上買回來(lái)的，是在比較自然的狀態(tài)上形成的自花授粉群體。在這樣一個(gè)群體中就存在大粒和小粒兩個(gè)株系。因?yàn)槭亲曰ㄊ诜圩魑?，大粒株系和小粒株系?/p>

7、間不發(fā)生基因的重組，各自遺傳各自的基因型。但是一旦加上了人工選擇，情況就不一樣了。在選擇壓力下，自花授粉作物的群體很容易純合?；谶@一特點(diǎn)，在自花作物授粉作物繁種時(shí)，一般通過(guò)一次單株選擇就可以達(dá)到品種保純的目的。自花授粉作物自交后代生活力不會(huì)明顯降低，這是經(jīng)長(zhǎng)期自然選擇而形成的一種特殊適應(yīng)性。這種自交不退化或退化較慢的性狀被自然選擇所保留，有利于此類物種的生存和繁衍。（二）異花授粉作物在自然條件下，一花朵內(nèi)的雌蕊接受同一植株不同花朵雄蕊產(chǎn)生的花粉或不同植株的花粉，實(shí)現(xiàn)雌、雄配子結(jié)合而繁殖后代的作物，稱為異花授粉作物，或稱異交作物。異花授粉作物主要依靠風(fēng)、昆蟲等媒介傳播不同植株上的花粉。這類作物

8、按花器特點(diǎn)可分為四種類型：第一種是雌雄異株（有公株、母株之分），即雌花和雄花分別生長(zhǎng)在不同植株上，異交率為100%。如大麻、蛇麻、菠菜等；第二種是雌雄同株異花，如玉米、蓖麻，以及某些瓜類作物如南瓜、葫蘆等；第三種是雌雄同花但自交不親和，如黑麥、甘薯、白菜型油菜、白菜、蘿卜等；第四種是雌雄同花但雌雄蕊熟期不同或花柱異型，如向日葵、蕎麥、甜菜、洋蔥等。異花授粉作物天然雜交率一般在50%以上，高的甚至達(dá)到100%。因此，自然群體內(nèi)各個(gè)體的基因型是雜合的，個(gè)體間在基因型和表現(xiàn)型上的不一致性，是異花授粉作物遺傳行為上的一個(gè)顯著特點(diǎn)。但在自由傳粉情況下，能保持群體遺傳結(jié)構(gòu)的相對(duì)穩(wěn)定性。繁種時(shí)宜采用混合選擇

9、法。若要獲得純合、穩(wěn)定的后代，必須在控制授粉的條件下進(jìn)行連續(xù)多代單株選擇。例如，玉米自交系的選育就采用強(qiáng)制自交的辦法。但因連續(xù)自交會(huì)導(dǎo)致其生活力顯著下降，自交后代在生產(chǎn)上不能直接利用，只有將不同基因型的優(yōu)良自交系間雜交，選到具有強(qiáng)大雜種優(yōu)勢(shì)的雜交種，才能用于生產(chǎn)。（三）常異花授粉作物常異花授粉作物是自花授粉作物和異花授粉作物的中間類型。一般以自花授粉為主，也經(jīng)常發(fā)生異花授粉，如棉花、高粱、蠶豆、甘藍(lán)型油菜、苜蓿等都屬于這種類型。常異花授粉作物花器的基本特點(diǎn)是：雌雄同花，雌雄蕊不等長(zhǎng)或不同期成熟，雌蕊外露，易接受外來(lái)花粉；花朵開(kāi)放時(shí)間長(zhǎng)，多數(shù)作物花瓣色彩鮮艷，能分泌蜜汁，以引誘昆蟲傳粉。常異花授粉作物天然雜交率在5-50%之間，因作物、品種、環(huán)境而異。如棉花天然雜交率一般為5-20%；高梁的天然雜交率一般在5-50%之間；甘藍(lán)型油菜和蠶豆的天然雜交率在10%左右。