雜交育種與誘變育種課件(人教版必修II)

第1節(jié)雜交育種與誘變育種袁隆平的超級稻第三期目標(biāo)畝產(chǎn)900kg攻關(guān)成功湖南省農(nóng)科院舉行的新聞發(fā)布會宣布，“雜交水稻之父”袁隆平院士的超級稻第三期目標(biāo)畝(合1/15hm2，下同)產(chǎn)900kg攻關(guān)獲得成功，在他領(lǐng)導(dǎo)下種植的隆回縣百畝試驗(yàn)田畝產(chǎn)達(dá)到926.6kg?！斑@次隆回縣百畝范圍內(nèi)平均畝產(chǎn)過900kg，是我國超級稻攻關(guān)一個(gè)重大突破，意味著中國的雜交稻研究水平已在世界上遙遙領(lǐng)先?！毕乱徊剑∑綄褗^斗目標(biāo)設(shè)定為畝產(chǎn)1000kg。袁隆平說：“當(dāng)然，這還是我的一個(gè)夢想，還需要科技部、農(nóng)業(yè)部的立項(xiàng)，我會積極向上爭取?！闭埶伎迹?/p>

1.雜交育種的原理是什么?2.雜交后代中有多種性狀,如何在雜交水稻中選擇人們需要的品種？課時(shí)目標(biāo)探究點(diǎn)理解1.簡述雜交育種過程、明確該育種方法的優(yōu)缺點(diǎn)◆結(jié)合實(shí)例分析雜交育種的過程◆分析雜交育種的優(yōu)缺點(diǎn)2.理解誘變育種的原理及優(yōu)缺點(diǎn)◆分析誘變育種的原理◆探究誘變育種材料的選擇及處理◆分析誘變育種的優(yōu)缺點(diǎn)

識記3.雜交育種的概念4.舉例說出誘變育種在生產(chǎn)中的應(yīng)用主題一雜交育種1.概念將兩個(gè)或多個(gè)品種的_________通過交配集中在一起，再經(jīng)過___________，獲得新品種的方法。2.原理：_________優(yōu)良性狀選擇和培育基因重組3.過程(以高產(chǎn)抗病小麥品種的選育為例)

高產(chǎn)、抗病不發(fā)生性狀分離4.優(yōu)點(diǎn)使同種生物的_____________結(jié)合在一起改良作物品質(zhì)提高農(nóng)作物________________________的育種：培育適應(yīng)性強(qiáng)的乳用、肉用或乳肉兼用型優(yōu)良品種家畜、家禽不同優(yōu)良性狀單位面積產(chǎn)量5.應(yīng)用農(nóng)業(yè)生產(chǎn)【判一判】(1)雜交育種的親本可利用具有優(yōu)良性狀的雜合親本。（）【分析】選用雜合親本，F(xiàn)1代存在性狀分離，不易選出同時(shí)含有控制優(yōu)良性狀的各基因的個(gè)體。(2)雜交育種過程中，從F2中選出符合人們要求性狀的個(gè)體就可以大田推廣種植。（）【分析】所需優(yōu)良性狀為隱性性狀時(shí)，從F2中選出的個(gè)體是純合子，得到的種子可以推廣種植；所需優(yōu)良性狀是顯性性狀時(shí)，從F2中選出的個(gè)體中存在雜合子，不能推廣種植，需要進(jìn)一步自交純化，得到純合子再推廣種植。××1.結(jié)合實(shí)例分析雜交育種的過程已知小麥的高稈(D)對矮稈(d)為顯性，抗銹病(T)對易染銹病(t)為顯性，兩對性狀獨(dú)立遺傳。現(xiàn)有高稈抗銹病、矮稈易染銹病兩純系品種，欲培育能穩(wěn)定遺傳的矮稈抗銹病的小麥，請?zhí)骄肯铝袉栴}：(1)如何使兩種優(yōu)良性狀集中在同一個(gè)植株上？兩種優(yōu)良性狀集中在一個(gè)個(gè)體上的實(shí)質(zhì)是什么？寫出遺傳圖解。提示：選用分別具有一種優(yōu)良性狀的純合親本雜交，即可將兩種優(yōu)良性狀集中在同一植株上。實(shí)質(zhì)是將控制兩種優(yōu)良性狀的基因集中在同一個(gè)植株體內(nèi)。遺傳圖解如下：

(2)雜交育種的選擇從第幾代開始？為什么？提示：從F2開始選擇；因?yàn)镕2出現(xiàn)性狀分離。(3)從F2中選出矮稈抗銹病的個(gè)體，能否立即推廣種植，為什么？提示：不能。因?yàn)榘捒逛P病個(gè)體的基因型有ddTT和ddTt兩種，其中ddTt的個(gè)體自交后會發(fā)生性狀分離，不能穩(wěn)定遺傳。提醒：純合子才能夠穩(wěn)定遺傳。2.雜交育種優(yōu)缺點(diǎn)(1)由上述實(shí)例可知，雜交育種的最大優(yōu)點(diǎn)是什么？提示：將多個(gè)優(yōu)良性狀集中到同一個(gè)體上。(2)分析從親本到獲得可大田推廣種植的種子至少需要幾年時(shí)間？提示：4年。(3)從雜交后代性狀類型以及育種時(shí)間等方面分析雜交育種方法的不足。提示：①選育工作量大：雜交育種中從子二代開始，出現(xiàn)的性狀類型多，需要及時(shí)發(fā)現(xiàn)符合要求的優(yōu)良性狀個(gè)體；②培育周期長：雜交后代會出現(xiàn)性狀分離現(xiàn)象，一般需要的時(shí)間較長?！就卣寡由臁砍Ｒ?guī)雜交育種與雜種優(yōu)勢的區(qū)別(1)概念上的區(qū)別：①雜交育種是通過有性生殖，使不同品種的優(yōu)良性狀通過交配組合到后代的個(gè)體中，從而選育出優(yōu)良品種的方法，如小麥品種的選育。②雜種優(yōu)勢是指雜合子F1在抗性、產(chǎn)量、品質(zhì)等方面優(yōu)于純合子的現(xiàn)象，需要每年制種，如雜交玉米、雜交水稻的培育。(2)特點(diǎn)不同：①雜交育種不僅要求培育的品種性狀整齊，而且要求培育的品種穩(wěn)定遺傳(純合子)。②雜種優(yōu)勢主要利用F1的優(yōu)良性狀，不要求穩(wěn)定遺傳(雜合子)。

雜交育種的原理及操作的目的(1)原理：基因重組。(2)幾種操作目的：①親本雜交：將控制優(yōu)良性狀的基因集中在同一個(gè)體內(nèi)。②F1自交：獲得性狀分離的F2。③連續(xù)自交：選出符合要求的純合個(gè)體?！镜漕}訓(xùn)練】雜交育種是植物育種的常規(guī)方法，其選育新品種的一般方法是()A.根據(jù)雜種優(yōu)勢原理，從子一代中即可選出B.從子三代中選出，因?yàn)樽尤懦霈F(xiàn)純合子C.既可從子二代中選出，也可從子三代中選出D.只能從子四代中選出能穩(wěn)定遺傳的新品種【解題指南】明確選育新品種一般是選育純合子品種；選擇純合子時(shí)，若選擇隱性純合子，在子二代即可選出，若選擇顯性純合子，至少在子三代中選出?！窘馕觥窟xC。根據(jù)所需，若新品種為隱性純合子，則在F2中即可找到；若新品種為顯性個(gè)體，在F2中即可出現(xiàn)該性狀的個(gè)體，但不一定為純合子，經(jīng)隔離、選育后在F3中才能確定是否為純合子?！疽?guī)律方法】兩種雜交育種的操作步驟(1)培育雜合子品種(雜種優(yōu)勢的利用)：選取合適的雙親雜交→F1。(2)培育純合子品種：①培育隱性純合子：選取合適的雙親雜交→F1→自交→F2→直接選出表現(xiàn)型符合要求的個(gè)體推廣種植。②培育雙顯純合子或一隱一顯純合子：選取合適的雙親雜交→F1→自交→F2→選出表現(xiàn)型符合要求的個(gè)體自交F3→……(逐步淘汰不符合性狀要求的個(gè)體)→直到不發(fā)生性狀分離，選出穩(wěn)定遺傳的個(gè)體推廣種植。【變式訓(xùn)練】用純合的高稈抗銹病水稻(DDTT)和矮稈不抗銹病水稻(ddtt)進(jìn)行育種獲得純合矮稈抗銹病水稻時(shí)，一種方法是雜交得到F1，F(xiàn)1再自交得F2，然后再選育；另一種方法是用F1的花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)，再用秋水仙素處理幼苗得到相應(yīng)植株。下列敘述正確的是()A.前一種方法所得的F2中，重組類型占5/8B.后一種方法所得的植株中可用于生產(chǎn)的類型占2/3C.前一種方法的原理是基因重組，原因是非同源染色體自由組合D.后一種方法的原理是染色體變異，是由于染色體結(jié)構(gòu)發(fā)生改變【解析】選C。根據(jù)題意可知，F(xiàn)1基因型是DdTt，F(xiàn)1自交得F2，根據(jù)基因的自由組合定律可得F2中重組類型(D_tt,ddT_)占3/8。后一種方法所得的植株中可用于生產(chǎn)的類型比例為1/4。后一種方法的原理是染色體變異，是由于染色體數(shù)目發(fā)生了改變。主題二誘變育種

_____因素：如X射線、紫外線等

_____因素：如亞硝酸等原理：_________2.優(yōu)點(diǎn)可以___________，在_________內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類型。

_______誘變育種：如培育的“黑農(nóng)五號”大豆

_______育種：如選育青霉素高產(chǎn)菌株物理化學(xué)基因突變提高突變率較短時(shí)間農(nóng)作物微生物1.概念3.應(yīng)用處理方法【想一想】

在農(nóng)作物誘變育種的過程中應(yīng)該用誘變劑處理什么狀態(tài)的種子？為什么？提示：萌發(fā)的種子。由于基因突變主要發(fā)生在細(xì)胞分裂的間期，萌發(fā)的種子中細(xì)胞分裂旺盛。

1.分析誘變育種的原理和特點(diǎn)(1)“航天種子”產(chǎn)生的變異屬于哪種類型?這種變異是否產(chǎn)生了新的基因?提示：屬于基因突變；該變異產(chǎn)生了新的基因。(2)經(jīng)太空培育后的個(gè)體，發(fā)現(xiàn)有的出現(xiàn)了有利變異，有的個(gè)體的變異卻不利于生物的生存或生長，試分析出現(xiàn)此現(xiàn)象的原因。提示：因?yàn)檎T變育種的原理是基因突變，基因突變具有不定向性，所以可能產(chǎn)生有利變異和不利變異。(3)發(fā)生變異的個(gè)體，出現(xiàn)了一些新性狀，試探討出現(xiàn)新性狀的本質(zhì)原因。提示：基因突變能產(chǎn)生新基因，從而表現(xiàn)出一些新性狀。2.誘變育種的優(yōu)缺點(diǎn)(1)從育種年限、性狀變異程度方面分析，與雜交育種比較，誘變育種具有哪些優(yōu)點(diǎn)？提示：①可以加速育種進(jìn)程，縮短育種年限。②能提高突變率，產(chǎn)生新基因，為育種創(chuàng)造豐富的原材料。③大幅度改良生物的某些性狀。(2)從基因突變的特點(diǎn)分析，誘變育種有哪些局限性？提示：由于突變具有不定向性，產(chǎn)生的有利變異個(gè)體少，所以需要大量處理實(shí)驗(yàn)材料。根據(jù)育種目標(biāo)選擇育種方式育種目標(biāo)育種方式集中雙親優(yōu)良性狀快速育種單倍體育種操作簡單雜交育種讓原品系產(chǎn)生“新”性狀誘變育種

對原品種性狀進(jìn)行“增大”或“加強(qiáng)”多倍體育種

保持原品種“優(yōu)良”特性，快速繁殖(植物)

植物組織培養(yǎng)三種育種方式的比較雜交育種誘變育種單倍體育種原理基因重組基因突變?nèi)旧w變異(染色體組先成倍減少，再加倍，得到純種)

方法(1)雜交→自交→選優(yōu)；(2)雜交輻射誘變、激光誘變、化學(xué)藥劑處理花藥離體培養(yǎng)、秋水仙素誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍

雜交育種誘變育種單倍體育種優(yōu)點(diǎn)操作簡便提高突變率，大幅度改良某些性狀，加速育種進(jìn)程明顯縮短育種年限缺點(diǎn)時(shí)間長，需要及時(shí)發(fā)現(xiàn)優(yōu)良性狀有利變異少，需要處理大量實(shí)驗(yàn)材料，具有不確定性技術(shù)復(fù)雜，成本高【特別提醒】雜交育種只應(yīng)用于進(jìn)行有性生殖的生物，而誘變育種不僅能應(yīng)用于進(jìn)行有性生殖的生物，還能應(yīng)用于進(jìn)行無性生殖的生物。單倍體育種主要用于進(jìn)行有性生殖的植物?！镜漕}訓(xùn)練】1943年，青霉素產(chǎn)量只有20單位/mL，產(chǎn)量很低，不能滿足要求。后來科學(xué)家用X射線、紫外線等照射青霉菌，結(jié)果大部分青霉菌死亡，少量存活下來。在存活下來的青霉菌中，青霉素的產(chǎn)量存在很大差異，其中有的青霉菌產(chǎn)生的青霉素的量提高了幾千倍(目前已經(jīng)達(dá)到50000單位/mL～60000單位/mL)，從而選育出高產(chǎn)青霉菌株。根據(jù)以上材料回答下列問題：(1)用射線照射青霉菌，目的是誘發(fā)青霉菌發(fā)生

。(2)從分子水平看，發(fā)生上述變化的根本原因是

的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。(3)存活下來的青霉菌產(chǎn)生的青霉素的量存在著很大的差異，這說明

。(4)上述育種方式叫

育種，所獲得的高產(chǎn)青霉菌的青霉素產(chǎn)量提高了幾千倍，這說明這種育種方式的優(yōu)點(diǎn)是

?！窘忸}指南】明確誘變育種的原理是基因突變；基因突變具有不定向性,有利變異少、有害變異多的特點(diǎn)；基因突變的實(shí)質(zhì)是DNA分子結(jié)構(gòu)改變，產(chǎn)生新基因?！窘馕觥?1)用射線照射青霉菌，目的是誘發(fā)青霉菌發(fā)生基因突變。(2)基因突變的實(shí)質(zhì)是DNA分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。(3)由于基因突變具有不定向性，產(chǎn)生的后代有產(chǎn)量高的、有產(chǎn)量低的，但大部分青霉菌還是保持原有的產(chǎn)量水平，對少量的高產(chǎn)菌株做進(jìn)一步選育，即可得到所需品種。(4)該育種方式是誘變育種，誘變育種能提高突變率，加速育種進(jìn)程，并能大幅度改良某些性狀。答案：(1)基因突變