高中生物人教版高中必修遺傳與進(jìn)化從雜交育種到基因工程雜交育種和誘變育種

玉米起源于美洲大陸，15世紀(jì)傳入歐洲，16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，這樣就選育出了具有優(yōu)良性狀的玉米品種。

古印第安人是最早選擇和培育玉米的，最突出的貢獻(xiàn)是選育了果穗碩大、淀粉含量高的玉米。請分析古印第安人培育玉米的方法所隱含的遺傳學(xué)原理及其優(yōu)缺點(diǎn)。（1）上述培育玉米的方法稱為

。（2）選擇育種的優(yōu)點(diǎn)：

，缺點(diǎn)：

。（3）現(xiàn)代育種工作怎樣改進(jìn)“選擇育種”？選擇育種技術(shù)簡單、容易操作選擇范圍有限，育種周期長高桿抗病

矮桿感病？穩(wěn)定遺傳的矮桿抗病品種依據(jù)原理：可遺傳變異目標(biāo)：探究實(shí)驗(yàn)方案，由純合的高桿抗病小麥（DDTT）和矮桿感病小麥（ddtt）培育穩(wěn)定遺傳的矮桿抗病小麥（ddTT）的方法。要求：用遺傳圖解說明你們的育種方案。小組合作探究P高桿抗病

DDTT×矮桿感病

ddttF1高桿抗病

DdTt↓配子DTDtdTdt單倍體幼苗DTDtdTdt↓花藥離體培養(yǎng)↓秋水仙素第1年第2年單倍體育種DDttddTTddtt純合體DDTT矮抗↓減數(shù)分裂優(yōu)點(diǎn)：明顯縮短育種年限缺點(diǎn)：技術(shù)要求較高。雜交育種：Ｐ高抗矮不抗Ｆ１

高抗Ｆ２DDTTddttDdTtddTt高抗高不抗矮抗矮不抗ddTTddTt矮抗雜交自交選優(yōu)連續(xù)自交選優(yōu)為什么不用測交？純合矮抗ddTT再自交，再選育試一試：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毛立耳短毛折耳BBEEbbee長毛立耳BbEe長毛立耳BbEe長立長折短立短折BbeeBBeeBBeeBbeebbeebbee長折短折長折長折短折雜交F1間交配選優(yōu)測交ＰＦ１Ｆ２F3長折短折！注意1、動物雜交育種中純合子的獲得不用通過逐代自交，可改為測交。2、比植物雜交育種所需年限短。長毛折耳貓雜交育種應(yīng)用中國荷斯坦牛：荷斯坦—弗里生牛與我國黃牛雜交選育后逐漸形成的優(yōu)良種。泌乳期可達(dá)305天，年產(chǎn)乳量可達(dá)6300kg以上。1.改良作物品質(zhì)，提高農(nóng)作物單產(chǎn)（如袁隆平與雜交水稻2.家畜、家禽育種（如中國荷斯坦牛）一、雜交育種

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。

基因重組方法：優(yōu)點(diǎn)將不同個(gè)體的優(yōu)良性狀集中到一個(gè)個(gè)體上雜交F1間相互交配選種測交

動物

雜交自交選種自交

選種

植物概念：原理：缺點(diǎn)：只能利用已有的基因，并不能產(chǎn)生新的基因。雜交進(jìn)程緩慢，過程繁瑣。應(yīng)用：可用于農(nóng)作物品質(zhì)的改良、產(chǎn)量的提高，培育新品種；也用于家禽、家畜的育種。雜種優(yōu)勢：雜種優(yōu)勢是雜合體在一種或多種性狀上優(yōu)于兩個(gè)親本的現(xiàn)象。

利用物理因素（如X射線，紫外線，激光等）或化學(xué)因

素（如亞硝酸等）處理生物，使生物發(fā)生基因突變?；蛲蛔冇梦锢矸椒ɑ蚧瘜W(xué)方法（處理植株，再選擇符合要求的變異類型）能提高突變率，產(chǎn)生新基因；在較短時(shí)間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類型。

由于突變的不定向性，誘變育種的方向難以掌握，有利變異少，須大量處理實(shí)驗(yàn)材料，工作量大。二、誘變育種概念：原理：方法：優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：基因突變的應(yīng)用:①農(nóng)作物新品種的培育高產(chǎn)青霉菌株：1943年青霉菌只能產(chǎn)生青霉素20單位/mL。后來人們對青霉菌多次進(jìn)行X射線、紫外線照射以及綜合處理，青霉素高產(chǎn)菌株產(chǎn)量達(dá)到50000～60000單位/mL。②用于微生物育種“黑農(nóng)五號”大豆：產(chǎn)量、含油量提高

誘變育種除了采用常規(guī)的誘變育種方法外，還采用太空育種。太空育種主要是利用返回式衛(wèi)星和高空氣球能達(dá)到的高空環(huán)境，通過強(qiáng)輻射、微重力和高真空等條件使植物種子的基因發(fā)生基因突變的作物育種新技術(shù)。空間生命科學(xué)：高真空(10—8pa)微重力(10—4g)強(qiáng)輻射(尤其是危害性極大的HZE）甘肅種植的太空育種的蔬菜雜交育種誘變育種單倍體育種多倍體育種原理常用方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)基因重組基因突變?nèi)旧w變異（成倍減少）染色體變異（成倍增加）雜交（自交、測交）用物理或化學(xué)方法處理生物花藥離體培養(yǎng)→單倍體幼苗→秋水仙素處理→純種秋水仙素處理種子或者幼苗使位于不同個(gè)體的優(yōu)良性狀集中于一個(gè)個(gè)體上提高變異頻率產(chǎn)生新基因，改善生物性狀有利變異少，需大量處理供試材料明顯縮短育種年限，得到純合體。技術(shù)復(fù)雜，需與雜交育種配合各種器官大、營養(yǎng)成分高、發(fā)育延遲，結(jié)實(shí)率低育種時(shí)間最長例題1：下列表示某種農(nóng)作物①和②兩種品種分別培育出④⑤⑥三種品種,根據(jù)上述過程,回答下列問題:Ⅳ①AABB②aabb③AaBb④Ab⑥AAaaBBbb⑤AAbbⅠⅡⅢⅤ⑴用①和②培育⑤所采用的方法Ⅰ稱為_______,方法Ⅱ稱為

_________,由Ⅰ和Ⅱ培育⑤所依據(jù)的原理是________.⑵用③培育出④的常用方法Ⅲ是_____________,由④培育成⑤的過程中用化學(xué)藥劑_________處理④的幼苗,方法Ⅲ和Ⅴ合稱為_______育種.其優(yōu)點(diǎn)是___________________.⑶由③培育出⑥的常用方法是_______________,形成的⑥叫____________。依據(jù)的原理是____________。雜交自交基因重組花藥離體培養(yǎng)秋水仙素單倍體明顯縮短育種年限用秋水仙素處理多倍體染色體變異練習(xí)

:請寫出下面各項(xiàng)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

單倍體育種

誘變育種

多倍體育種（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