1、第1節(jié)雜交育種與誘變育種,一、雜交育種 1.概念:將兩個或多個品種的優(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。 2.原理:基因重組。 3.過程:選擇具有不同優(yōu)良性狀的親本雜交,獲得F1F1自交獲得F2鑒別、選擇需要的類型。,4.實例:高產(chǎn)抗病小麥品種的培育 5.優(yōu)點:可以把多個品種的優(yōu)良性狀集中在一起。 6.缺點:獲得新品種的周期長。 7.應(yīng)用:農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,改良作物品質(zhì),提高農(nóng)作物單位面積產(chǎn)量;用于家畜、家禽的育種。,預(yù)習(xí)反饋 判斷正誤。 (1)雜交育種的范圍只能在有性生殖的植物中。( ) (2)雜交育種不一定需要連續(xù)自交。( ) (3)若培育的植物的生殖方式為營養(yǎng)繁殖(

2、如馬鈴薯),則不需要培育成純種,只要出現(xiàn)該性狀即可。( ) (4)已知a和b基因為優(yōu)良基因,并分別獨立控制不同的優(yōu)良性狀。欲利用現(xiàn)有的基因型為AABB、AAbb、aaBB三種純合子,較簡單的培育出優(yōu)良新品種的方法是雜交育種。( ) (5)抗蟲小麥與矮稈小麥雜交,通過基因重組可獲得抗蟲矮稈小麥。( ) (6)抗病植株連續(xù)自交若干代,純合抗病植株的比例逐代降低。( ),二、誘變育種 1.概念:利用物理因素(如X射線、射線、紫外線、激光等)或化學(xué)因素(如亞硝酸、硫酸二乙酯等)來處理生物,使生物發(fā)生基因突變,從而獲得優(yōu)良變異類型的育種方法。 2.原理:基因突變。 3.過程:,5.缺點:誘發(fā)產(chǎn)生的突變中

3、,有利的往往不多,需處理大量材料。 6.應(yīng)用:主要用于農(nóng)作物和微生物誘變育種,如培育的“黑農(nóng)五號”大豆和青霉素高產(chǎn)菌株。,預(yù)習(xí)反饋 1.判斷正誤。 (1)在誘變育種和雜交育種過程中均可產(chǎn)生新的基因和新的基因型。( ) (2)太空育種能按人的意愿定向產(chǎn)生所需優(yōu)良性狀。 ( ) (3)誘變育種可以大幅度提高有利變異的比例。( ) (4)誘變育種時可用硫酸二乙酯作為化學(xué)誘變劑,產(chǎn)生的子代中會出現(xiàn)新的基因,但基因的總數(shù)不變。( ) (5)原核生物的育種不能采用雜交育種和單倍體育種,但可以采用誘變育種。( ) (6)太空育種遵循基因突變的原理,一般利用干種子作為育種材料。( ),(7)誘變育種屬于分子水

4、平的育種,只有此育種方式能產(chǎn)生新基因。( ) (8)人工誘變后,還應(yīng)從中選育符合生產(chǎn)要求且能穩(wěn)定遺傳的類型,才能最后確定為新品種。( ) (9)誘變育種可通過改變基因的結(jié)構(gòu)達到育種目的。( ) (10)采用誘變育種可改良缺乏某種抗病性的水稻品種。( ),探究點,雜交育種和誘變育種 問題情景 閱讀下列資料,回答問題。 資料12018年5月新華網(wǎng)消息,節(jié)水抗旱小麥品種的推廣破解了華北地下水漏斗區(qū)超采難題,推廣節(jié)水抗旱品種成為華北麥區(qū)可持續(xù)發(fā)展的根本出路。小麥赤霉病是世界性的病害,不僅造成小麥減產(chǎn),而且大大降低品質(zhì)、影響食品安全,較抗赤霉病小麥新品種的推廣大幅減少了農(nóng)藥用量,穩(wěn)定了小麥產(chǎn)量,提升了小

5、麥品質(zhì)。 資料2當神舟飛船搭載著宇航員成功返航時,一些特殊的“乘客”也回到了地球。它們是一些生物菌種、植物組培幼苗和作物、植物、花卉種子等。返回地球后,科研人員將繼續(xù)對它們進行有關(guān)試驗,選育出一些新奇有趣的新品種,這就是“太空育種”。,探究點,1.培育細菌新品種時,能否用雜交育種的方法?培育高產(chǎn)抗赤霉病小麥新品種的過程中,為什么要從F2開始篩選?選出后為什么還要連續(xù)自交? 提示:不能,雜交育種只適用于進行有性生殖的生物,如植物和動物,細菌是原核生物,不能進行有性生殖。在F2中才出現(xiàn)所需要的高產(chǎn)抗赤霉病小麥新品種。F2中出現(xiàn)的高產(chǎn)抗病小麥不一定能穩(wěn)定遺傳,因此還要連續(xù)自交才會最終獲得穩(wěn)定遺傳的純

6、合品系。 2.用誘變育種的方法選育農(nóng)作物優(yōu)良品種時,為什么通常要處理萌發(fā)的種子或幼苗? 提示:萌發(fā)的種子或者幼苗有絲分裂旺盛,在DNA復(fù)制時容易誘發(fā)基因突變。,探究點,3.作物種子從太空返回地面后種植,往往能出現(xiàn)全新的性狀,這種新性狀的來源主要是什么?這些新產(chǎn)生的性狀對人類是否一定有益?為什么? 提示:基因突變。不一定,因為基因突變是不定向的。 4.遨游太空回到地面后的種子,種植一代發(fā)現(xiàn)沒有所需要的性狀出現(xiàn),可以隨意丟棄嗎?說明原因。 提示:不可以。因為可能發(fā)生隱性突變,在子代中出現(xiàn)所需的性狀。,探究點,歸納提升 1.生物育種程序圖,探究點,2.根據(jù)育種目的和提供的材料選擇合適的育種方法 (1

7、)集中不同親本的優(yōu)良性狀:一般情況下,選擇雜交育種,這也是較為簡單的方法;需要縮短育種年限(快速育種)時,選擇單倍體育種。 (2)培育果實較大或植株較大或營養(yǎng)物質(zhì)含量較高的新物種時,選擇多倍體育種。 (3)提高變異頻率,“改良”“改造”或“直接改變”現(xiàn)有性狀,獲得當前不存在的基因或性狀時,可選擇誘變育種。 (4)若要培育隱性性狀個體,可選擇自交或雜交育種,只要出現(xiàn)該性狀即可。 (5)不同的生物種類可采用不同的育種方法 植物:雜交育種、單倍體育種、多倍體育種、誘變育種。 動物:一般選用雜交育種、誘變育種。 微生物:誘變育種。,探究點,典例剖析 普通小麥中有高稈抗病(TTRR)和矮稈易感病(ttr

8、r)兩個品種,控制兩對性狀的基因分別位于兩對同源染色體上。實驗小組利用不同的方法進行了如下三組實驗:,探究點,請分析回答問題。 (1)A組由F1獲得F2的方法是,F2矮稈抗病植株中不能穩(wěn)定遺傳的占。 (2)、三類矮稈抗病植株中,最可能產(chǎn)生不育配子的是類。 (3)A、B、C三組方法中,最不容易獲得矮稈抗病小麥品種的是組,原因是。 (4)通過矮稈抗病獲得矮稈抗病小麥新品種的常用方法是。獲得的矮稈抗病植株中能穩(wěn)定遺傳的占。,探究點,解析:(1)雜交育種的過程是具有兩對相對性狀的純合子雜交得F1,F1再自交得F2,F2中出現(xiàn)所需的類型,若所需類型是顯性性狀,還需連續(xù)自交直至不發(fā)生性狀分離為止。A組的F

9、2中矮稈抗病植株有1/3ttRR、2/3ttRr,其中不能穩(wěn)定遺傳的(ttRr)占2/3。(2)花藥離體培養(yǎng)得到的是單倍體植株,不能進行正常的減數(shù)分裂,所以不能產(chǎn)生正常的配子。(3)基因突變的頻率較低,而且突變是不定向的。(4)單倍體育種的過程是先通過花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體,再用秋水仙素(或低溫)處理單倍體幼苗,誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍,得到的個體一定是純合子。 答案:(1)自交2/3(2)(3)C基因突變的頻率極低且突變是不定向的(4)秋水仙素(或低溫)誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍100%,探究點,活學(xué)活練 1.下列關(guān)于育種的說法正確的是() A.多倍體育種和單倍體育種的最終目的分別是得到多倍體和單倍體 B

10、.單倍體育種相對雜交育種的優(yōu)勢是更易獲得隱性純合子 C.三倍體無子西瓜培育時使用的秋水仙素作用于細胞有絲分裂的過程 D.自然狀態(tài)下基因突變是不定向的,而誘變育種時基因突變是定向的,探究點,解析:多倍體育種得到的是多倍體,但是單倍體育種中得到的單倍體還需用秋水仙素處理使染色體加倍,A項錯誤;單倍體育種相對于雜交育種的優(yōu)勢是明顯縮短育種年限,B項錯誤;秋水仙素作用于細胞有絲分裂前期,原理是抑制紡錘體形成,使染色體不能移向細胞兩極從而使染色體數(shù)目加倍,C項正確;自然狀態(tài)下和誘變育種時基因突變都具有不定向性,D項錯誤。 答案:C,探究點,2.如下圖所示,二倍體植株和雜交得到,再將做進一步處理。對此分析錯誤的是() A.由得到的育種原理是基因重組 B.圖中秋水仙素的作用是使染色體數(shù)目加倍 C.若的基因型是AaBbdd,則的基因型可能是aBd D.至的過程中,所產(chǎn)生的