生物：6.1《杂交育种与诱变育种》PPT课件(新人教版-必修2)

诱变育种——太空育种
利用太空环境研究植物生长发育和遗传变异的 讲究始于上世纪60年代初期，迄今已有40多年的历史。 前苏联(俄罗斯)、美国空间植物学研究的主要目标， 定位在以探索空间条件下植物生长发育规律，改善空 间人类生存的小环境，解决宇航员的食品供给及生存 安全等，这是为了将来“太空里的人类”。即使美国 航空航天局于1995年建立了引力生物学中心，重点研 究植物对引力的感受和反应，但其最终目标仍是开发 出更加适于太空旅行的植物。 而我国的太空育种则把更多的注意力投向如何利 用空间环境资源，开辟选育植物优良品种的新途径， 这是为了现在“地球上的人类”。因为目的的不同， 导致现在有“中国已经走上太空育种的最前沿”一说。
AAaaBBbb----⑥ （1）用①和②培育⑤所采用的D和F步骤分别是 杂交 和 自交 。其 应用的遗传学原理是 基因重组 。 花药离 秋水仙素 （2）用③培育⑤所采用的E和H步骤分别是体培养 和 处理幼苗 。 其应用的遗传学原理是 染色体变异（单倍体育种） 。 ②aabb
（3）用③培育⑥所采用的G步骤是_______________ 。 秋水仙素处理幼苗 其遗传学原理是______________。 染色体变异（多倍体育种）
G
练习2：试一试动物的杂交育种方法
假设现有长毛立耳猫（BBEE） 和短毛折耳猫（bbee），你能否培育 出能稳定遗传的长毛折耳猫（BBee）？ 写出育种方案（图解）
短毛折耳猫
长毛立耳猫
长毛折耳猫
杂交
Ｐ Ｆ１
长毛立耳 BBEE
短毛折耳 bbee
F1间 交配 Ｆ２ 长立 选优 测交
长毛立耳 BbEe
袁隆平:农学家、杂交水稻育种专家。 1995年当选为中国工程院院士。
袁隆平的性格
事迹
• 袁隆平长期从事杂交水稻育种理论研 究和制种技术实践。 • 1964年首先提出培育“不育系、保持 系、恢复系”三系法利用水稻杂种优 势的设想并进行科学实验。 • 1970年，与其助手李必湖和冯克珊在 海南发现一株花粉败育的雄性不育野 生稻，成为突破“三系”配套的关键。
• 1972年育成中国第一个大面积应用的 水稻雄性不育系“二九南一号A”和相 应的保持系“二九南一号B” • 1973年,育成了第一个大面积推广的强 优组合“南优二号”，并研究出整套 制种技术。 • 1986年提出杂交水稻育种分为“三系 法品种间杂种优势利用、两系法亚种 间杂种优势利用到一系法远缘杂种优 势利用”的战略设想。被誉为“世办 杂交水稻之父”。
微生物的育种方面
练习3 :请写出下面各项培育方法：
（1）通过花药离体培养再用秋水仙素加倍得到烟草新品种的方法 是 单倍体育种 。 （2）用60Co 辐射谷氨酸棒状杆菌，选育出合成谷氨酸的新菌种， 所用方法是 诱变育种 。 多倍体育种 （3）用小麦和黑麦培育八倍体黑小麦的方法是 。 （4）将青椒的种子搭载人造卫星，在太空中飞行数周后返回地面， 获得了果大、肉厚和维生素含量高的青椒新品种，这种育种原理本 诱变育种 。 质上属于 （5）用抗倒伏、不抗锈病和不抗倒伏、抗锈病的两个小麦品种， 培育出抗倒伏、抗锈病的品种，所用方法是 杂交育种 。 （6）用秋水仙素或硫酸二乙酯处理蕃茄、水稻种子，获得成熟期 早、蛋白质含量高的品系，这种方法是 诱变育种 。
诱变育种——太空育种
空间生命科学： 高真空(10—8pa) 微重力(10—4g) 强辐射(尤其是危害 性极大的HZE）
诱变育种——太空育种
例4：我国运用返回式运载卫星搭载水稻种子，返回地面 后种植，培育出的水稻穗长粒大，亩产达600kg，最高达 750kg，蛋白质含量增加8%-20%，生长期平均缩短10天。 请回答： （1）水稻产生这种变异的来源是_______，产生变异的原 因是________。 各种宇宙射线和失重的作用，使基因的分子 结构发生改变。 （2）这种方法育种的优点有__________。 能提高变异频率，加速育种进程，并能大幅度 改良某些性状
基因突变
原理：基因突变
二、诱变育种
物理方法(紫外线、α射线、失重等)或化学方 方法： 法(亚硝酸、硫酸二乙酯等)处理植株，再选择 符合要求的变异类型
优点： 产生新基因和新的性状，能提高变异的频率，
后代变异性状能较快稳定，加速育种进程。
缺点： 有利个体不多，须大量处理供试材料 ，工作
量大 。
应用: 太空辣椒的培育 、青霉菌的选育等
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。
诱变育种的突出优点是：提高变异的 频率，加速育种进程。大幅度地改 良某些性状。 缺点：难以控制突变方向，无法将多 个优良性状组合，有利性状比较少， 需要大量处理实验材料。
什么是作物空间技术育种，它的原理是什么？
作物空间技术育种是利用返回式的卫星 （或宇宙飞船，航天飞机）和高空气球，把 农作物种子带到太空，使种子产生变异，从 中选育新品种的育种方法。 它的实质是利用弱地心引力，强烈辐射 等多种空间环境wenku.baidu.com素的诱变作用，因此又叫 作物空间诱变育种。
例3：现有3个番茄品种，A品种的基因型为AABBdd，B 品种的基因型为AAbbDD，C品种的基因型为aaBBDD。3 对等位基因分别位于3对同源染色体上，并且分别控制叶 形、花色和果形3对性状。请回答： （1）如何运用杂交育种方法利用以上3个品种获得基因型 为aabbdd的植株？（用文字简要描述获得过程即可） 结合上述几个实例，请总结
年份 种类
1978 普通水稻
2000 普通水稻 &杂交水稻 单产达到 6.34
2010 杂交水稻 预计13.5
3.5 产量 (吨/每公顷）
中国于１９９６年提出超级杂交水稻培育计划。 推广应用杂交水稻所增产的稻谷每年可养活7000多万 人口。到2004年底止，杂交水稻在中国已累计推广约 3亿公顷，增产稻谷约4.5亿吨，成为中国解决粮食问 题的关键技术。
（1）A和B杂交得到杂交一代，杂交一代再与C杂交，得 出杂交育种的优点和缺点？ 到杂交二代，杂交二代自交，即可得到基因型为aabbdd 的种子，该种子可长成aabbdd植株
（2）如果从播种到获得种子需要一年，获得基因型为 aabbdd的植株最少需要多少年？
4年
一、杂交育种
杂交育种不能创造新的基因， 方法： 杂交→自交→选优 自交 并且所需时间要长，那有没 优点： 使位于不同个体上的多个优良性状集中于一个 有能出现意想不到的结果， 个体上，即“集优”,能产生新的基因型。 并且需要时间相对要短的育 缺点： 育种所需时间较长，只能进行本物种或亲缘关系较近 的物种杂交,杂交后代易出现性状分离，不能克服远缘 种方法呢？ 杂交不亲合的障碍。
F1自交得到F2 （2）____________________ 在F2群体中选出矮杆抗病的植株 （3）__________________________________
例题2 ：下图是用某种作物的两个品种①和②分别培育出④、⑤、 ⑥品种的示意图，试分析回答： ① AABB D ③AaBb E F Ab ------------④ AAbb----------⑤
应用：用纯种高秆抗病小麦与纯种矮秆不抗病小麦培育 矮秆抗病小麦
原理： 基因重组
杂种优势
生产上利用杂种优势可以 大幅度地提高产量。例如， 杂交高梁比纯系高梁增产 30%--50%，杂交水稻比纯系 水稻增产20%左右。
二、诱变育种
利用物理因素（如X射线，紫 外线，激光等）或化学因素（如 亚硝酸等）处理生物，使生物发 生基因突变。
长折 短立 Bbee BBee 短折 bbee
长毛立耳BbEe
短折
长折 BBee
长折 Bbee 长折
短折 bbee 短折
F3
长折
•
骡是公驴与母马杂交所产生的 后代。公马与母驴杂交的后代叫骡。 • 至少在3000年前，在亚洲某些 地区人们已经用骡来驮运物品了， 现在世界上许多地区仍在使用骡来 干重活儿。 • 骡能吃苦耐劳，可以在马、驴 等牲畜不能承担其艰苦的条件下工 作。骡的高度、皮毛的均匀度、颈 部和臀部的形状与马相似。此外头 部短而粗，耳长，肢瘦，蹄小和毛 短等方面像驴。
一、杂交育种
是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。
想一想：植物杂交育种的方法
例1： 小麦高秆（D）对矮秆（d）为显性，抗锈病 （T）对不抗锈病（t）为显性，现有纯合的高秆抗锈病的
小麦（DDTT）和矮秆不抗锈病的小麦（ddtt），如果你是
袁隆平，怎样才能得到矮秆抗病的优良品种（ddTT）？
• 自从1987年8月5日我国第一次利用返回式卫星搭载植 物种子以来，已成功进行了10余次航天育种试验。前 后共有70多种植物1000多个品种的植物种子经过太空 育种，共吸引全国23个省市的70多个单位参与种子搭 载试验。 奇迹出现了——水稻出现了大穗、大粒、优质、 高产的效果，经航天诱变育种培育出的航育1号水稻新 品种株高降低14厘米，生长期缩短13天，增产5%-10％， 累计已推广30万亩。华航一号水稻新品种穗大，粒多、 结实率高，可增产10％，亩产达500公斤以上，已推广 100万亩以上；小麦获得许多矮秆，丰产、早熟的后代 作物，产量增长10％～15％；青椒的优势亦很明显， 长势十分喜人，已培育出一些高产、优质、抗病能力 强的新品系，一种名叫87—2青椒，一个在250克以上， 亩产5000公斤左右，维生素C含量增加20％。苹果平均 重量从90克提高到160克，亩产比地面良种对照组高30 ％以上，丰产年份还达到122％。江西广昌县利用航天 育种培植出了特大粒白莲种卫星3号，每粒莲子重2．4 克以上，比常规品种可增产60％。
九十年代后期，美国学者布朗抛出 “中国威胁论”，撰文说到下世纪３０ 年代，中国人口将达到１６亿，到时谁 来养活中国，谁来拯救由此引发的全球 性粮食短缺和动荡危机？
袁隆平培养杂交水稻过程中，他利用了哪 一种变异的原理？
袁隆平
一个属于中国 也属于世界的名字 他发起的“第二次绿色革命” 给整个人类带来了福音。
以下是杂交育种的参考方案： 杂交 Ｐ 自交 选优 自交 选优 Ｆ１ Ｆ２ 高抗 高抗 DDTT 矮不抗 ddtt 高抗 DdTt 高不抗 思考：要培育出 一个能稳定遗传 的植物品种至少 要几年？
矮抗 ddTT F3矮抗 ddTT
矮抗 矮不抗 ddTT ddTt 矮抗 ddTt 矮抗 矮不抗 ddTT ddTt
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第六章《从杂交育种到基因工程》
第一节 《杂交育种与诱变 育种》
教学目标
• 知识与技能 • １、对应于课程标准的要求“搜集生物变异在育 种上应用的事例”，对学生在知识层面的要求是 达到理解水平。２、简述杂交育种的概念，举例 说明杂交育种方法的优点和不足。３、举例说出 诱变育种在生产中的应用。４、总结杂交育种、 诱变育种、多倍体育种、单倍体育种异同点。 • 过程与方法：尝试将你获得的遗传信息用图表、 图解的形式表达出来。 • 情感态度与价值观 • 体会科学技术在发展社会生产力、推动社会进步 等方面的巨大作用。 • 教学重难点：搜集生物变异在育种上应用的事例”
能引起基因突变的方法有三大类：
物理方法有：
紫外线、X射线、激光等
化学方法有：
亚硝酸、硫酸二乙酯等
生物方法有：
病毒等
诱变育种
• 医药工业应用的青霉素就是利用普通青霉菌，经过X 射线的照射，产生的有利突变型。还有医学上应用的 其他抗菌素如链霉素、地霉素、金霉素等，经辐射处 理的突变系，比原始品系抗菌素产量增长几十倍到几 百倍，促进和提高了抗菌素的生产。 • 在作物方面，应用诱变育种我国已培育出100多种水 稻、小麦、玉米、大豆等优良品种。例如用射线处理 籼稻干种子，选出提早成熟15天的新品种，丰产等性 状仍旧保持下来，而且米粒中的蛋白质的含量提高很 多。又如用射线和其他诱变剂处理大豆，培育出一种 新品种。这品种含有改变了的酶系，在同样的施肥和 管理条件下可提高产量50%。
贡献
• 如今，我国大江南北的农田普遍种 上了袁隆平研制的杂交水稻。杂交水稻 的大面积推广应用，为我国粮食增产发 挥了重要作用。杂交水稻被世界誉为中 华民族的“第五大发明” 。 • 袁隆平的杂交水稻引起了世界的关注， 许多国家的专家到中国来取经，印度、 越南等20多个国家和地区还引种了杂交 水稻。袁隆平的努力，也为解决世界粮 食短缺问题作出了贡献。
练习1：某作物的高秆（A）对矮秆（a）为显性， 感病（R）对抗病（r）为显性。Aa和Rr是位于 非同源染色体上的两对等位基因。今有高秆抗 病和矮秆感病纯种，人们希望利用杂交育种的 方法在最少的世代内培育出矮秆抗病新类型。 应该采取的步骤是：
让高秆抗病与矮杆感病的品种进行杂交得到F （1）__________________________________ 1