雜交育種與誘變育種 全市一等獎(jiǎng)

第一節(jié)雜交育種與誘變育種［問(wèn)題情景］例1：小麥高稈（D）對(duì)矮稈（d）為顯性，抗銹?。═）對(duì)不抗銹?。╰）為顯性，現(xiàn)有純合的高稈抗銹病的小麥（DDTT）和矮稈不抗銹病的小麥（ddtt）兩個(gè)品系，根據(jù)你前面所學(xué)的遺傳變異基本規(guī)律的有關(guān)知識(shí)，你能否設(shè)計(jì)一個(gè)育種步驟怎樣才能得到矮稈抗病的優(yōu)良品種（ddTT）？①請(qǐng)你寫(xiě)出育種的步驟；②用遺傳圖解表示出育種過(guò)程。以下是雜交的育種參考方案：Ｐ高抗矮不抗Ｆ１高抗Ｆ２DDTTddttDdTtddTt高抗高不抗矮抗矮不抗ddTT矮抗矮不抗ddTtddTT雜交自交選優(yōu)自交F3選優(yōu)以下是育種的參考步驟：育種步驟①讓純種的高稈抗銹病和矮稈易染銹病小麥雜交得F1

；②讓F1自交得F2

；③選F2中矮稈抗銹病小麥自交得F3；④淘汰F3中的矮稈不抗病個(gè)體，選出F3中的矮稈抗銹病小麥再進(jìn)行自交，再選優(yōu)，經(jīng)過(guò)幾次連續(xù)不斷的自交和選優(yōu)。試一試：動(dòng)物的雜交育種方法假設(shè)現(xiàn)有長(zhǎng)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(zhǎng)毛折耳貓（BBee）？寫(xiě)出育種方案（圖解）長(zhǎng)毛折耳貓短毛折耳貓長(zhǎng)毛立耳貓長(zhǎng)毛立耳短毛折耳BBEEbbee長(zhǎng)立長(zhǎng)折短立短折BbeeBBeeBBeeBbeebbeebbee長(zhǎng)折短折長(zhǎng)折長(zhǎng)折短折雜交F1間交配選優(yōu)測(cè)交ＰＦ１Ｆ２F3♀長(zhǎng)毛立耳BbEe♂長(zhǎng)毛立耳BbEe長(zhǎng)折短折1、動(dòng)物雜交育種中純合子的獲得不能通過(guò)逐代自交，而應(yīng)改為測(cè)交。2、比植物雜交育種所需年限短。結(jié)合上述幾個(gè)實(shí)例，請(qǐng)總結(jié)出雜交育種的的原理、優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)？你能說(shuō)出植物雜交育種和動(dòng)物雜交育種的區(qū)別嗎？想一想？原理：

基因重組方法：優(yōu)點(diǎn)：使位于不同個(gè)體上的多個(gè)優(yōu)良性狀集中于一個(gè)個(gè)體上，即“集優(yōu)”,能產(chǎn)生新的基因型。缺點(diǎn)：雜交育種只能利用已有基因的重組，按需選擇，并不能創(chuàng)造新的基因。雜交后代會(huì)出現(xiàn)分離現(xiàn)象，育種過(guò)程緩慢，過(guò)程復(fù)雜。雜交→自交→選優(yōu)→自交概念：雜交育種是將兩個(gè)或多個(gè)品種的優(yōu)良性狀通過(guò)交配集中在一起，在經(jīng)過(guò)選擇和培育，獲得新品種的方法。2、有沒(méi)有更好的育種方法可以彌補(bǔ)雜交育種的這些缺陷呢？一、雜交育種1、雜交育種不能創(chuàng)造新的基因，并且所需時(shí)間要長(zhǎng)，你知道在什么情況下能夠產(chǎn)生新的基因嗎？可以用什么方法處理？[知識(shí)歸納總結(jié)]［問(wèn)題情景］

資料分析：我國(guó)運(yùn)用返回式運(yùn)載衛(wèi)星搭載水稻種子，返回地面后種植，培育出的水稻穗長(zhǎng)粒大，畝產(chǎn)達(dá)600kg，最高達(dá)750kg，蛋白質(zhì)含量增加8%-20%，生長(zhǎng)期平均縮短10天。請(qǐng)回答：（1）水稻產(chǎn)生這種變異的來(lái)源是_______，產(chǎn)生變異的原因是________?；蛲蛔兏鞣N宇宙射線和失重的作用，使基因的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。

（2）這種方法育種的優(yōu)點(diǎn)有__________。能提高突變頻率，加速育種進(jìn)程，并能大幅度改良某些性狀［思考與討論］與雜交育種相比，誘變育種有什么優(yōu)點(diǎn)？聯(lián)系基因突變的特點(diǎn)，談?wù)務(wù)T變育種的局限性。要想克服這些局限性，可以采取什么辦法？誘變育種的優(yōu)點(diǎn)：是能夠提高突變率，在較短的時(shí)間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類型。是誘發(fā)突變的方向難以掌握，突變體難以集中多個(gè)理想性狀。要想克服這些局限性，可以擴(kuò)大誘變后代的群體，增加選擇的機(jī)會(huì)。誘變育種的局限性：二、誘變育種原理：基因突變

方法：物理方法(紫外線、α射線、失重等)或化學(xué)方法(亞硝酸、硫酸二乙酯等)處理植株，再選擇符合要求的變異類型優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)生新基因和新的性狀，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。缺點(diǎn)：應(yīng)用:太空辣椒的培育、青霉菌的選育等微生物的育種方面誘變育種的局限性是誘發(fā)突變的方向難以掌握，突變體難以集中多個(gè)理想性狀。要想克服這些局限性，可以擴(kuò)大誘變后代的群體，增加選擇的機(jī)會(huì)。[知識(shí)歸納總結(jié)]用于微生物育種：例如青霉素的選育。1943年從自然界分離出來(lái)的青霉菌只能產(chǎn)生青霉素20單位/mL。后來(lái)人們對(duì)青霉菌多次進(jìn)行X射線、紫外線照射以及綜合處理，培育成了青霉素高產(chǎn)菌株，目前青霉素的產(chǎn)量已達(dá)到50000～60000單位/mL。中間為青霉菌，周?chē)羌?xì)菌。育種的方法有多種，各有各的優(yōu)點(diǎn)，我們要合理的有機(jī)結(jié)合各種方法，高效的達(dá)到各種目的。如果水稻的某遲熟（AA)品種,那么我們有什么好辦法快速的得到早熟（aa）品種？四、靈活創(chuàng)新、實(shí)際應(yīng)用人工誘變+單倍體育種早熟品種(aa)花藥離體培養(yǎng)

當(dāng)年就可以培育出優(yōu)良新品種！遲熟品種(AA)雜合子(Aa)人工誘變

幼苗（A）幼苗（a）秋水仙素處理遲熟品種(AA)秋水仙素處理時(shí)間：你還記得雜交育種的步驟嗎？高桿抗病矮桿不抗病雜交F1自交F2篩選、自交穩(wěn)定遺傳的雙抗品種雜交育種原理：基因重組誘變育種物理方法、化學(xué)方法植株（白花：AA）植株（紅花：aa）原理：基因突變多倍體育種雜交ABDR不育雜種秋水仙素X普通小麥AABBDD黑麥RR小黑麥AABBDDRR原理：染色體變異單倍體育種X雜交F1配子幼苗DDTTddttDdTtddTTDdTt高桿抗病矮桿不抗病穩(wěn)定遺傳的雙抗品種XDDTTddttddTT原理：染色體變異花藥離體培養(yǎng)秋水仙素出來(lái)

雜交育種誘變育種

多倍體育種單倍體育種處理

原理

優(yōu)點(diǎn)

缺點(diǎn)秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗花藥離體培養(yǎng)后，人工誘變?nèi)旧w加倍基因重組基因突變?nèi)旧w變異可以集中兩個(gè)親體的優(yōu)良性狀可以提高變異的頻率，改良某些性狀，育種年限縮短，莖稈粗，果實(shí)和種子大，營(yíng)養(yǎng)物豐富明顯縮短育種的年限不能產(chǎn)生新基因；雜交后代會(huì)出現(xiàn)分離現(xiàn)象，育種進(jìn)慢。是誘發(fā)突變的方向難以掌握，突變體難以集中多個(gè)理想性狀。發(fā)育遲，結(jié)實(shí)低高度不育，弱小三、比較各種育種的方法雜交自交篩選自交X射線、紫外線、（亞硝酸）激光、化學(xué)藥劑【例３】、現(xiàn)有兩個(gè)小麥品種，一個(gè)純種小麥性狀是高桿(D)，抗銹病(T)；另一個(gè)純種小麥的性狀是矮桿(d)，易染銹病(t)。兩對(duì)基因獨(dú)立遺傳。育種專家提出了如圖所示的Ⅰ、Ⅱ兩種育種方法以獲得小麥新品種。問(wèn)：(1)要縮短育種年限，應(yīng)選擇的方法是_____________，依據(jù)的變異原理_________；另一種方法的育種原理是：__________________。(2)圖中①和④基因組成分別為_(kāi)___________和___________。(3)(二)過(guò)程中，D和d的分離發(fā)生在____________；（三）過(guò)程采用的方法稱為_(kāi)_____________；（四）過(guò)程最常用的化學(xué)藥劑是______________________,這種育種方法的優(yōu)點(diǎn)是

。Ⅰ

染色體變異

基因重組

DT

ddTT

減數(shù)分裂第一次分裂

花藥離體培養(yǎng)

秋水仙素

可以明顯的縮短育種年限

【例１】小麥抗銹病(T)對(duì)易染病(t)為顯性，易倒伏(D)對(duì)抗倒伏(d)為顯性。Tt位于一對(duì)同源染色體上，Dd位于另一對(duì)同源染色體上?，F(xiàn)用抗病但易倒伏純種和易染病抗倒伏的純種品種雜交，來(lái)培育既抗病又抗倒伏的高產(chǎn)品種。請(qǐng)回答：(1)F2代中，選種的數(shù)量大約占F2的（）

A.9/16 B.3/16 C.1/16 D.4/16(2)抗病又抗倒伏個(gè)體中，理想基因型是（）A.DT B．Dt C．ddTT D．Ddtt(3)F2代中理想基因型應(yīng)占（）

A.1/3 B.2/3 C.1/16 D.2/16(4)F2代選種后，下一步應(yīng)（）

A．雜交 B.測(cè)交 C．自交 D．回交BCCC【例２】．右圖縱軸表示青霉菌的菌株數(shù)，橫軸表示青霉菌產(chǎn)生的青霉素產(chǎn)量，曲線a表示使用誘變劑前菌株數(shù)與產(chǎn)量之間的變化，曲線b、c、d表示使用不同劑量的誘變劑后菌株數(shù)與產(chǎn)量之間的變化。請(qǐng)根據(jù)圖回答：(1)從曲線a可以看出青霉菌中存在不同變異類型的個(gè)體，有的產(chǎn)生青霉素多，有的產(chǎn)生青霉素少。引起這種變異的主要來(lái)源是

。(2)曲線b和a相比，說(shuō)明了

。(3)b、c、d3條曲線比較，說(shuō)明了

。

(4)比較b、c、d3條曲線的變化，最符合人們的菌株是

，從中我們可得到什么啟示?基因突變

誘變劑可以引起青霉菌發(fā)生基因突變，使青霉素的產(chǎn)量提高基因突變具有不定向性

d曲線對(duì)應(yīng)的青霉菌株

人們可以通過(guò)反復(fù)誘變，不斷地從誘變產(chǎn)生的突變中篩選出高產(chǎn)菌株，從而提高青霉素的產(chǎn)量。

【例４】、以下分別表示幾種不同的育種方法。請(qǐng)分析回答：（1）A所示過(guò)程稱“克隆”技術(shù)，新個(gè)體丙的基因型應(yīng)與親本中的_____________個(gè)體相同.（2）B過(guò)程中，由物種P突變?yōu)槲锓NP1。在指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成時(shí)，③處的氨基酸由物種P的_______改變成了_________。（纈氨酸GUC；谷氨酰胺CAG；天門(mén)冬氨酸GAC）（3）C過(guò)程所示的育種方法叫做_____________，該方法最常用的做法是在①處_____________（4）D表示的育種方法是______________，若要在F2中選出最符合要求的新品種，最簡(jiǎn)便的方法是___________________________________________________