人教版高中生物必修二-杂交育种与诱变育种-名师公开课省级获奖课件(30张).ppt
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1、第第1节节 杂交育种与诱变育种杂交育种与诱变育种 问题探讨意在问题探讨意在结合你的生活经验结合你的生活经验,思考相关的育种方法思考相关的育种方法。发挥主观能动性,积极参与讨论。发挥主观能动性,积极参与讨论。 太空椒太空椒 普通椒普通椒在农业生产上获得在农业生产上获得高产的一个重要的高产的一个重要的方面是选择优良品方面是选择优良品种,那么,优良品种,那么,优良品种是如何来的呢?种是如何来的呢? 已知已知小麦小麦中有高杆中有高杆(D(D基因控制基因控制) )和矮杆和矮杆(d(d基因控制基因控制) )以以及抗锈病及抗锈病(T(T基因控制基因控制) )和不抗锈病和不抗锈病(t(t基因控制基因控制) )
2、。又已知高。又已知高杆的小麦易倒伏,矮杆的小麦抗倒伏。杆的小麦易倒伏,矮杆的小麦抗倒伏。 现有高杆抗锈病的小麦和矮杆不抗锈病的小麦两个品现有高杆抗锈病的小麦和矮杆不抗锈病的小麦两个品种,你能通过一定的方法培育出种,你能通过一定的方法培育出既抗倒伏又抗锈病既抗倒伏又抗锈病的小麦的小麦品种吗?说出原理和过程。品种吗?说出原理和过程。问:问:1 1、F F1 1、F F2 2的基因型和表现型如何?的基因型和表现型如何? F F2 2中符合要求的表现型是什么?基因型是什么?中符合要求的表现型是什么?基因型是什么?2 2、F F2 2中这样的品种能直接使用吗?为什么?中这样的品种能直接使用吗?为什么?3
3、 3、要成为可出销推广使用的品种,还要怎样做?、要成为可出销推广使用的品种,还要怎样做?4 4、说出原理和过程,说出原理和过程,5 5、请你写出遗传图解。、请你写出遗传图解。亲本亲本: 高杆抗锈病高杆抗锈病 矮杆不抗锈病矮杆不抗锈病P P DDTTDDTTddttddtt配子:配子:dt DTdt DTF F1 1: DdTtDdTt(高杆抗病)高杆抗病)自自 交交F F2 2: 高抗高抗 高不抗高不抗 矮抗矮抗 矮不抗矮不抗基因型基因型 D_T_ D_tt D_T_ D_tt ddT_ddT_ ddtt ddtt比例:比例: 9 9 : 3 3 : 3 3 : 1 1问问5 5:请你写出遗传
4、图解。:请你写出遗传图解。问问1 1: F F1 1、F F2 2的基因的基因型和表现型如何?型和表现型如何?F F2 2中符合要求的表现型中符合要求的表现型是什么?基因型是什是什么?基因型是什么?么?问问 2 2:F F2 2中中矮杆抗锈病矮杆抗锈病这样的品种能直接使这样的品种能直接使用吗?为什么?用吗?为什么?F F2 2中中个体中,能稳定个体中,能稳定遗传的个体才能做种遗传的个体才能做种ddTtddTtddTTddTTF F2 2:ddTTddTT自自 交交自自 交交ddTTddTT ddTtddTt ddttddttF F3 3:自自 交交问问 4 4:要成为可推广使用的品种,还要怎样
5、做?要成为可推广使用的品种,还要怎样做?问问 5 5:说出原理和过程,:说出原理和过程,选好亲本去杂交选好亲本去杂交子一自交选子二子一自交选子二子二自交选子三子二自交选子三自交选种多次做自交选种多次做定会选出新品种定会选出新品种思考思考:1、你认为实验室、生产上如、你认为实验室、生产上如何选出何选出ddTTddTT(矮杆抗锈病)矮杆抗锈病)2 2、如果是马铃薯又如何、如果是马铃薯又如何选出选出(矮杆抗锈病)矮杆抗锈病)让让矮杆抗锈病矮杆抗锈病个体进行自交,并淘汰后代中不抗锈病的个个体进行自交,并淘汰后代中不抗锈病的个体,这样自交几次并选种几次后,就能获得稳定遗传的矮体,这样自交几次并选种几次后
6、,就能获得稳定遗传的矮杆抗锈病的个体了。杆抗锈病的个体了。 要想把两个小麦品种的优良性状结合在一起,育种上一个有效的方法就是要想把两个小麦品种的优良性状结合在一起,育种上一个有效的方法就是把这两个品种杂交,使基因重组从从第二代中挑选高产、抗病的个体,将它们的把这两个品种杂交,使基因重组从从第二代中挑选高产、抗病的个体,将它们的种子留下来,下一年播种。再从后代中挑选出符合高产抗病条件的植株,采收种种子留下来,下一年播种。再从后代中挑选出符合高产抗病条件的植株,采收种子留下来做种。如此经过几代汰劣留良的选择过程,就可以得到新的优良品种了。子留下来做种。如此经过几代汰劣留良的选择过程,就可以得到新的
7、优良品种了。 1.1杂交育种杂交育种 纯种纯种AABB AABB 纯种纯种aabbaabbAa Bb种植种植F2代中代中的高产、抗的高产、抗病,继续自病,继续自交,交, 期望下期望下代获得纯合代获得纯合体高产、抗体高产、抗病病(AAbb)种植种植F1代,代,自交自交1 1、概念:、概念: 杂交育种是杂交育种是将两个或多个品种的优良性状通过交配将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起,再经过选择和培育,获得新品种的方法。集中在一起,再经过选择和培育,获得新品种的方法。1.1杂交育种杂交育种 问问1 1、什么是杂交育种、什么是杂交育种? ? 杂交育种是改良作物品质,提高农作物单位面积产量杂交育
8、种是改良作物品质,提高农作物单位面积产量的常规方法。的常规方法。现在,在小麦、水稻生产中大量推广的高产、矮秆品种就是通过杂现在,在小麦、水稻生产中大量推广的高产、矮秆品种就是通过杂交育种的方法培育出来的。交育种的方法培育出来的。2 2、 特点:特点: 基因的自由组合(基因的自由组合(基因重组)基因重组)3 3、依据原理:、依据原理:问问2 2、杂交育种的特点是?、杂交育种的特点是?问问3 3、杂交育种遗传学原理是什么?常用方法?、杂交育种遗传学原理是什么?常用方法?P P杂交杂交F1F1自交自交F2F2选种选种再再自交自交稳定遗传的优良个体稳定遗传的优良个体4 4、常用方法:、常用方法:1.1
9、杂交育种杂交育种 问问4、杂交育种的实例、杂交育种的实例 我国科学家我国科学家袁隆平袁隆平多年来一直致力于多年来一直致力于杂交水稻杂交水稻的研究的研究,取得了,取得了骄人的成绩。据统计,我国有一半以上的稻田种植杂交水稻。通过骄人的成绩。据统计,我国有一半以上的稻田种植杂交水稻。通过推广杂交水稻,我国的水稻产量从原来的推广杂交水稻,我国的水稻产量从原来的4500kg/hm2 增加到增加到7500 kg/hm2 。从。从1976 年到年到1998 年,累计增产粮食年,累计增产粮食3.5108T ,平均,平均每年多解决约每年多解决约6 000万人的粮食问题万人的粮食问题 5 5、实例实例:1.1杂交
10、育种杂交育种 杂交育种的方法也用于杂交育种的方法也用于家畜、家禽的育种家畜、家禽的育种。将引进的优。将引进的优质种牛与本地品种杂交,可以培育出适应性强的乳用、肉用或乳肉质种牛与本地品种杂交,可以培育出适应性强的乳用、肉用或乳肉兼用型优良品种。我国奶牛的主要品种兼用型优良品种。我国奶牛的主要品种中国荷斯坦牛中国荷斯坦牛(原称中国黑原称中国黑白花牛),是将国外的荷斯坦白花牛),是将国外的荷斯坦-弗里生牛引进后,在我国经过长期弗里生牛引进后,在我国经过长期驯化,与当地黄牛进行杂交和选育,逐渐形成的优良种。这种牛的驯化,与当地黄牛进行杂交和选育,逐渐形成的优良种。这种牛的泌乳期可达泌乳期可达305d
11、,年产乳里让可达,年产乳里让可达6 300 kg 以上以上 5 5、实例实例:7 7、缺点:、缺点:将不同个体的优良性状集中到一个个体上将不同个体的优良性状集中到一个个体上1 1、杂交育种杂交育种只能利用已有的基因的重组,按需选择并不能只能利用已有的基因的重组,按需选择并不能创造新基因。创造新基因。2 2、杂交后代会出现性状分离现象,育种进程缓缦,过程、杂交后代会出现性状分离现象,育种进程缓缦,过程复杂。复杂。6 6、优点:、优点:1.1杂交育种杂交育种 思考与讨论思考与讨论 杂交育种的优点是很明显的,但是在实际操作中会遇到不少困难。杂交育种的优点是很明显的,但是在实际操作中会遇到不少困难。请
12、从杂交后代可能出现的请从杂交后代可能出现的各种类型各种类型,以及,以及育种时间育种时间等方面,分析育等方面,分析育种方法的不足。种方法的不足。 问问5、杂交育种的优点?、杂交育种的优点?问:有没有更好的育种方法来弥补这些缺陷呢?问:有没有更好的育种方法来弥补这些缺陷呢?2.22.2诱变育种诱变育种 我们知道,物理因素或化学因索都能诱发基因突变。将这一原我们知道,物理因素或化学因索都能诱发基因突变。将这一原理应用在育种中,就发展为育种的新方法理应用在育种中,就发展为育种的新方法-诱变育种诱变育种 资料:资料:航天技术的发展,使人类利用太空资源的愿望变成了现实。航天技术的发展,使人类利用太空资源的
13、愿望变成了现实。自自19871987年以来,中国利用自己研制的返回式卫星和神舟号飞船进行年以来,中国利用自己研制的返回式卫星和神舟号飞船进行了了1111次航天育种搭载试验,试验品种达次航天育种搭载试验,试验品种达12001200多种。多种。 航天诱变育种是利用太空的物理环境作为诱变因子,太空环境航天诱变育种是利用太空的物理环境作为诱变因子,太空环境条件很复杂,与地球表面主要差异是微重力(条件很复杂,与地球表面主要差异是微重力(10103 3克克10106 6克)、克)、宇宙射线、重粒子、变化磁场和高真空等,这些物理条件的综合作宇宙射线、重粒子、变化磁场和高真空等,这些物理条件的综合作用使生物产
14、生基因突变。用使生物产生基因突变。 据统计,航天育种变异率达据统计,航天育种变异率达4 4以上,株高变异为以上,株高变异为40cm40cm30cm30cm,果重变异达,果重变异达7070100100(蔬菜),生育期变异为(蔬菜),生育期变异为3 3天天1010天。天。2.22.2诱变育种诱变育种 20 20世纪世纪60 60 年代以来,我国在年代以来,我国在农作物诱变育种农作物诱变育种方而取得方而取得了可喜的成果,培育出了数百个农作物新品种。这些新品种具有抗了可喜的成果,培育出了数百个农作物新品种。这些新品种具有抗病力强、产量高、品质好等优点,在农业生产中发挥了巨大作用。病力强、产量高、品质好
15、等优点,在农业生产中发挥了巨大作用。例如,黑龙江省农业科学院用辐射方法处理大豆,培育成了例如,黑龙江省农业科学院用辐射方法处理大豆,培育成了“黑农黑农五号五号”等大豆品种等大豆品种,产量提高了,产量提高了16%16%,含油量比原来的品种提高了,含油量比原来的品种提高了2.5 2.5 。 20 20 世纪世纪5050年代以前。我国大豆产量居世界首位,到了年代以前。我国大豆产量居世界首位,到了60 60 年年代末代末70 70 年代初,我国大豆生产产量下滑,生产满足不了需求。后年代初,我国大豆生产产量下滑,生产满足不了需求。后来,我国科学家应用来,我国科学家应用X X射线和化学诱变剂进行人工诱变处
16、理,从诱射线和化学诱变剂进行人工诱变处理,从诱变后代中选出抗病性强的优良个体,具有这些性状的大豆不断繁衍,变后代中选出抗病性强的优良个体,具有这些性状的大豆不断繁衍,至今仍然是我国抗病性最强和应用最广的种源。至今仍然是我国抗病性最强和应用最广的种源。 在在微生物育种方面微生物育种方面,诱变育种也发挥了重要作用。,诱变育种也发挥了重要作用。青霉菌的选青霉菌的选育育就是一个典型的例子。现在世界各国生产青霉素的菌种,最初是就是一个典型的例子。现在世界各国生产青霉素的菌种,最初是在在1943 1943 年从一个发霉的甜瓜上得来的。这种野生的青霉菌分泌的年从一个发霉的甜瓜上得来的。这种野生的青霉菌分泌的
17、青霉素很少,产量只有青霉素很少,产量只有20 20 单位单位mL mL 。后来,人们对青霉菌多次进。后来,人们对青霉菌多次进行行X X 射线、紫外线照射以及综合处理,培育成了青霉素产量很高的射线、紫外线照射以及综合处理,培育成了青霉素产量很高的菌株,目前青霉素的产量己经达到菌株,目前青霉素的产量己经达到50 000 50 000 一一60 000 60 000 单位单位mLmL。 1 1、实例:、实例:2 2、概念:、概念: 利用物理因素(如利用物理因素(如射线、射线、射线、紫外线、射线、紫外线、激光等)或化学因素(如亚硝酸、硫酸二乙酯等)来激光等)或化学因素(如亚硝酸、硫酸二乙酯等)来处理生
18、物,使生物发生基因突变。处理生物,使生物发生基因突变。3 3、依据原理:、依据原理:基因突变基因突变5 5、常用方法:、常用方法:6 6、优点:、优点:7 7、缺点:、缺点:2.22.2诱变育种诱变育种可以提高突变率,可以提高突变率,在较短时间内获得在较短时间内获得更多的优良变异类型。更多的优良变异类型。4 4、特点:、特点:2.22.2诱变育种诱变育种思考与讨论思考与讨论与杂交育种相比,诱变育种有什么优点?联系基因突变的特点,谈与杂交育种相比,诱变育种有什么优点?联系基因突变的特点,谈谈诱变育种的局限性。要想克服这些局限性,可以采取什么办法?谈诱变育种的局限性。要想克服这些局限性,可以采取什
19、么办法?诱变育种的优点诱变育种的优点是能够提高突变率,在较短的时间内获得是能够提高突变率,在较短的时间内获得更多的优良变异类型。更多的优良变异类型。诱变育种的局限性诱变育种的局限性是诱发突变的方向难以掌握,突变体难是诱发突变的方向难以掌握,突变体难以集中多个理想性状。以集中多个理想性状。 要想克服这些局限性,可以扩大诱变后代的群体,增要想克服这些局限性,可以扩大诱变后代的群体,增加选择的机会。加选择的机会。6 6、优点:、优点:可以提高突变率,可以提高突变率,加速育种过程,加速育种过程,在较短时间内获在较短时间内获得更多的优良变异类型。得更多的优良变异类型。大幅度地改良某些品种大幅度地改良某些
20、品种7 7、缺点:、缺点: 有利变异少,须大量处理实验材料有利变异少,须大量处理实验材料杂交育种杂交育种诱变育种诱变育种原理原理常用常用方法方法特点特点优点优点缺点缺点应用应用实例实例基因重组基因重组杂交杂交 自交自交选种选种自交自交育种周期长,育种周期长, 可选择的范围有限可选择的范围有限基因突变基因突变辐射诱变,激光诱变,辐射诱变,激光诱变,空间技术育种空间技术育种提高突变频率,加速育种过提高突变频率,加速育种过程,或大幅度改良某些品种程,或大幅度改良某些品种有利变异少,有利变异少, 需大量处理实验材料需大量处理实验材料课堂小结课堂小结将不同个体的优良性状,将不同个体的优良性状,集于一个个
21、体上集于一个个体上太空椒太空椒袁隆平袁隆平-杂交水杂交水稻的研究稻的研究杂交杂交杂种杂种物理方法物理方法化学方法化学方法改良作物品质,提高农作改良作物品质,提高农作物单位面积产量物单位面积产量的常规方法的常规方法。可以提高突变率,可以提高突变率,在较短时间在较短时间内获得更多的优良变异类型。内获得更多的优良变异类型。拓展题拓展题提示:提示:可采用杂交育种的方法,遗传图解可参考教科可采用杂交育种的方法,遗传图解可参考教科书插图书插图6-1绘制。绘制。优点是优点是育种的目的性较强,能够获得育种的目的性较强,能够获得具有优良性状、淘汰不良性状的品种。具有优良性状、淘汰不良性状的品种。缺点是缺点是育种
22、周期育种周期长,过程繁琐。长,过程繁琐。基础题基础题1.B。 2.B。 3.基因突变;基因突变;X射线;紫外线;激光。射线;紫外线;激光。1、杂交育种所依据的主要遗传学原理是:、杂交育种所依据的主要遗传学原理是:A.基因突变基因突变 B.基因自由组合基因自由组合 C.染色体交叉互换染色体交叉互换 D.染色体变异染色体变异2.2.在下列几种育种方法中,可以改变原有基因分子结构的在下列几种育种方法中,可以改变原有基因分子结构的育种方法是:育种方法是: A A、杂交育种、杂交育种 B B、诱变育种、诱变育种 C C、单倍体育种、单倍体育种 D D、多倍体育种、多倍体育种3.3.现代农业育种专家采用诱
23、变育种的方法改良某些农作物现代农业育种专家采用诱变育种的方法改良某些农作物的原有性状,其原因是:的原有性状,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、产生的突变全部是有利的、产生的突变全部是有利的 C C、提高了后代的稳定性、提高了后代的稳定性 D D、能提高突变率以供育种选择、能提高突变率以供育种选择B BD DB4.4.下图表示某种农作物品种:和两个品系培育出品种的可能下图表示某种农作物品种:和两个品系培育出品种的可能方法,请据图回答:方法,请据图回答:1)1)指出下列各种交配方式:由品种和培育出的过程指出下列各种交配方式:由品种和培育出的过程是是_,由品系培育出品
24、种经过的过程,由品系培育出品种经过的过程是是_。2 2)品系是一种)品系是一种_植株,由品系经过过程植株,由品系经过过程培养品种常用的方法是培养品种常用的方法是_。杂交育种杂交育种自交自交单倍体单倍体花药离体培养花药离体培养5.5.下图表示某种农作物品种:和两个品系培育出品种的可能下图表示某种农作物品种:和两个品系培育出品种的可能方法,请据图回答:方法,请据图回答:3 3)品种形成品种经过的过程)品种形成品种经过的过程中常用中常用_处处理。理。4 4)品种直接形成品种的过程需经)品种直接形成品种的过程需经_,由品,由品种产生品种的最简便方法是种产生品种的最简便方法是_。5 5)你认为成功率最高
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