高中生物 第6章 第1節(jié) 雜交育種與誘變育種課件 新人教版必修2.ppt

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第6章 從雜交育種到基因工程,一、雜交育種,2．雜交育種 (1) 概念：將兩個(gè)或多個(gè)品種的優(yōu)良性狀通過(guò) 集中在一起，再經(jīng)過(guò) ，獲得新品種的方法。 (2) 原理： 。,交配,選擇和培育,基因重組,(3)過(guò)程(以高產(chǎn)抗病小麥品種的選育為例),(4)優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)便。,二、誘變育種,2．實(shí)例：黑農(nóng)五號(hào)、青霉素高產(chǎn)菌株。 3．優(yōu)點(diǎn)：可以提高 ，在較短時(shí)間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類型。 4．應(yīng)用 (1)在農(nóng)作物誘變育種方面取得了可喜的成果。 (2)在 育種方面也發(fā)揮了重要作用。,突變率,微生物,一、雜交育種 1．閱讀教材P98～99，分析回答下列問(wèn)題： (1)古印第安人是最早選擇和培育玉米的，最突出的貢獻(xiàn)是選育了果穗大、淀粉含量高的玉米，請(qǐng)分析以下問(wèn)題： ①古印第安人是用什么方法進(jìn)行玉米育種的？古印第安人是怎樣進(jìn)行“選擇”的？ 提示：此方法稱為選擇育種，通過(guò)淘汰劣勢(shì)個(gè)體保留優(yōu)良個(gè)體來(lái)進(jìn)行選擇的。 ②這種育種方法有哪些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)？ 提示：優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)簡(jiǎn)單、容易操作。 缺點(diǎn)：選擇范圍有限，育種周期長(zhǎng)。,(2)已知小麥的高稈(D)對(duì)矮稈(d)為顯性，抗銹病(T)對(duì)易染銹病(t)為顯性，兩對(duì)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(qǐng)?zhí)骄肯铝袉?wèn)題： ①如何使兩種優(yōu)良性狀集中在同一植株上？?jī)煞N優(yōu)良性狀集中在同一個(gè)體上的實(shí)質(zhì)是什么？ 提示：選用分別具有一優(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)體上。 ②雜交育種的選擇從第幾代開(kāi)始？為什么？ 提示：從F2 開(kāi)始選擇；因?yàn)閺腇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(huì)發(fā)生性狀分離，不能穩(wěn)定遺傳。,④怎樣處理才能得到穩(wěn)定遺傳的矮稈抗銹病個(gè)體？ 提示：從F2中選出矮稈抗銹病的個(gè)體，讓其不斷自交，在自交后代中逐步淘汰矮稈易染銹病的個(gè)體，直到不再發(fā)生性狀分離，即為要選育的矮稈抗銹病的穩(wěn)定遺傳的純合子品種——ddTT。,(3)根據(jù)上述實(shí)例分析雜交育種的優(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：能將多個(gè)優(yōu)良性狀集中到同一個(gè)體上。 ②依據(jù)(2)中實(shí)例分析，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若選育的兩種優(yōu)良性狀都是由隱性基因控制的，從F2中選出符合要求的個(gè)體后，還需要再連續(xù)自交嗎？ 提示：不需要連續(xù)自交。因?yàn)殡[性個(gè)體都是純合子。 ④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：a.選育工作量大：雜交育種從子二代開(kāi)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。,b．培育周期長(zhǎng)：雜交后代會(huì)出現(xiàn)性狀分離現(xiàn)象，一般需要的 時(shí)間較長(zhǎng)。,2．判斷正誤 (1)動(dòng)物雜交育種的過(guò)程中常通過(guò)連續(xù)自交的方式來(lái)獲得穩(wěn)定遺傳的個(gè)體。( ) (2)雜交育種有操作繁瑣、培育周期長(zhǎng)等缺點(diǎn)。( ) (3)雜交育種的后代常表現(xiàn)為雜種優(yōu)勢(shì)。( ),×,×,√,二、誘變育種 我國(guó)航天事業(yè)發(fā)展迅猛，隨之開(kāi)展的航天育種已取得了可喜成果，到目前為止，通過(guò)航天工程育種技術(shù)培育出了70多個(gè)具有穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)性能的新品種、新品系。 根據(jù)材料，分析下列問(wèn)題： 1．誘變育種原理 航天種子產(chǎn)生的變異屬于哪種類型？這種變異是否產(chǎn)生新的基因？這種變異具有什么特點(diǎn)？ 提示：屬于基因突變；該變異產(chǎn)生了新的基因；由于基因突變具有不定向性，因此變異性狀是不可預(yù)測(cè)的。,2．誘變育種材料選擇及處理 (1)搭載航天器的植物種子需要做怎樣處理？說(shuō)明原因。 提示：浸泡種子使其萌發(fā)。因?yàn)槊劝l(fā)的種子細(xì)胞分裂旺盛，易受到太空誘變因素的影響發(fā)生基因突變。 (2)遨游太空回到地面后，種植一代發(fā)現(xiàn)沒(méi)有所需要的性狀出現(xiàn)，可以隨意丟棄嗎？說(shuō)明原因。 提示：不可以。因?yàn)榭赡馨l(fā)生隱性突變。,3．誘變育種的優(yōu)缺點(diǎn) (1)從育種年限上分析，與雜交育種相比較，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提高突變頻率，能產(chǎn)生新基因，為育種創(chuàng)造豐富的原材料。③能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)生的有利個(gè)體少，需要大量處理實(shí)驗(yàn)材料。,1．雜交育種的原理及幾種操作的目的 (1)原理：基因重組。 (2)幾種操作的目的 ①親本雜交：將控制兩個(gè)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：選擇出符合要求的純合個(gè)體。,2．育種方式的選擇 (1)依據(jù)：育種目標(biāo)及要求。 (2)選擇方法,3.幾種育種方式的比較,[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(wú)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。,A．利用①、③品種間雜交篩選獲得a B．對(duì)品種 ③進(jìn)行染色體加倍處理篩選獲得b C．a(chǎn)、b和c的培育均可采用誘變育種方法 D．用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將外源抗旱基因?qū)擘壑蝎@得c,[研析] 本題通過(guò)文字信息給予方式考查生物育種方式的選擇。具體解題過(guò)程如下：,,,[審]——提取信息,,信息Ⅰ：現(xiàn)有小麥種質(zhì)資源：①高產(chǎn)、感??；②低產(chǎn)、抗 病；③高產(chǎn)、晚熟。 信息Ⅱ：滿足不同地區(qū)、不同環(huán)境條件的栽培需求，培育3類品種：a.高產(chǎn)、抗??；b.高產(chǎn)、早熟；c.高產(chǎn)、抗旱。,,,[聯(lián)]——聯(lián)系基礎(chǔ),,[判]——研判選項(xiàng),A項(xiàng)：通過(guò)雜交篩選獲得a可選擇各具有一優(yōu)良性狀的親本，即選擇①與②雜交，故A項(xiàng)錯(cuò)誤。 B項(xiàng)：獲得b品種可選用③通過(guò)誘變育種實(shí)現(xiàn)，進(jìn)行染色體加倍，得到的是多倍體，多倍體植株具有發(fā)育延遲的特點(diǎn)，該項(xiàng)方法不可行。 C項(xiàng)：a、b、c三種優(yōu)良性狀均可通過(guò)基因突變育種實(shí)現(xiàn)，只是需要生物材料多，符合要求的變異少，故該方法可行。 D項(xiàng)：獲得c品種可選用③品種通過(guò)基因工程育種實(shí)現(xiàn)，故該方法可行。,[答案] CD,將雙親優(yōu)良性狀集中在一起——雜交育種。 讓原品種產(chǎn)生前所未有的新性狀——誘變育種。 讓原品系具備人們所需的特有性狀——基因工程育種。,育種方法的選擇 根據(jù)不同育種要求和提供的不同材料，選擇不同的育種方法： (1)若要培育隱性性狀個(gè)體，可用自交或雜交的方法，只要出現(xiàn)該性狀即可。 (2)若要快速育種，可利用單倍體育種。 (3)若要大幅度改良某一品種，使之出現(xiàn)前所未有的性狀，則可利用誘變育種的方法。 (4)若要提高品種產(chǎn)量及其營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量，可運(yùn)用多倍體育種。 (5)若要將兩親本的兩個(gè)不同優(yōu)良性狀集中于同一生物體上，可用雜交育種，亦可利用單倍體育種。,————————[課堂歸納]————————,[網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建],填充：①基因重組 ②簡(jiǎn)便 ③基因突變 ④突變率 ,[關(guān)鍵語(yǔ)句],1．雜交育種的原理是基因重組。 2．雜交育種一般從F2開(kāi)始篩選，因?yàn)閺腇2開(kāi)始才出現(xiàn)性狀分離。 3．雜交育種能將兩個(gè)或多個(gè)品種的優(yōu)良性狀通過(guò)交配集中在一起。 4．誘變育種的原理是基因突變。 5．人工誘變只是提高了突變率，但不能確定突變方向。 6．青霉素高產(chǎn)菌株是通過(guò)誘變育種培育的。,答案：C,知識(shí)點(diǎn)一、誘變育種 1．對(duì)下列有關(guān)育種方法原理的解釋，正確的是( ) A．培育無(wú)子西瓜利用了單倍體育種的原理 B．雜交育種利用了染色體數(shù)目變異的原理 C．培育青霉素高產(chǎn)菌株過(guò)程中利用了基因突變的原理 D．四倍體番茄的培育利用了基因重組的原理 解析：三倍體無(wú)子西瓜的育種原理為染色體數(shù)目變異，雜交育種的原理為基因重組，青霉素高產(chǎn)菌株的培育利用了基因突變的原理，四倍體番茄的培育過(guò)程利用了染色體變異的原理。,2．誘變育種可以改良某種性狀，這是因?yàn)? ) ①后代性狀較快穩(wěn)定 ②提高突變率，增加變異類型 ③控制某些性狀的基因突變成其等位基因 ④有利突變體數(shù)目多 A．①② B．②③ C．①③ D．②④ 解析：誘變育種的原理是基因突變，經(jīng)人工誘變后會(huì)提高突變率，增加變異類型；基因突變后會(huì)產(chǎn)生原基因的等位基因。,答案：B,知識(shí)點(diǎn)二、雜交育種 3．有兩種柑橘，一種果實(shí)大但含糖量不高，另一種果實(shí)小但含糖量較高，如果想要培育出果實(shí)大且含糖量高的品種，比較簡(jiǎn)單有效的方法是( ) A．嫁接 B．人工誘變 C．雜交育種 D．組織培養(yǎng) 解析：兩個(gè)品種各具一種優(yōu)良性狀，要想使它們集中于一個(gè)個(gè)體上，據(jù)基因重組的原理，科學(xué)有效的方法是雜交育種；嫁接、組織培養(yǎng)屬無(wú)性繁殖，能保持母本的一切性狀，不能達(dá)到目的；人工誘變能產(chǎn)生新基因，產(chǎn)生新性狀，但過(guò)程比較繁瑣。 答案：C,4．雜交育種中，雜交后代的性狀一旦出現(xiàn)就能穩(wěn)定遺傳的是( ) A．優(yōu)良性狀 B．隱性性狀 C．顯性性狀 D．相對(duì)性狀 解析： 純合子的性狀是穩(wěn)定遺傳的，而顯性性狀的個(gè)體不一定是純合子，隱性性狀的個(gè)體一定是純合子，所以一旦出現(xiàn)即可穩(wěn)定遺傳。 答案：B,5．(新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ)現(xiàn)有兩個(gè)純合的某作物品種：抗病高稈(易倒伏)和感病矮稈(抗倒伏)品種，已知抗病對(duì)感病為顯性，高稈對(duì)矮稈為顯性，但對(duì)于控制這兩對(duì)相對(duì)性狀的基因所知甚少。回答下列問(wèn)題： (1)在育種實(shí)踐中，若利用這兩個(gè)品種進(jìn)行雜交育種，一般來(lái)說(shuō)，育種的目的是獲得具有________優(yōu)良性狀的新品種。 (2)雜交育種前，為了確定F2的種植規(guī)模，需要正確預(yù)測(cè)雜交結(jié)果。若按照孟德?tīng)栠z傳定律來(lái)預(yù)測(cè)雜交結(jié)果，需要滿足3個(gè)條件：條件之一是抗病與感病這對(duì)相對(duì)性狀受一對(duì)等位基因控制，且符合分離定律；其余兩個(gè)條件是______________________________________。 (3)為了確定控制上述這兩對(duì)性狀的基因是否滿足上述3個(gè)條件，可用測(cè)交實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行檢驗(yàn)。請(qǐng)簡(jiǎn)要寫出該測(cè)交實(shí)驗(yàn)的過(guò)程。___________________________________________。,解析：(1)雜交育種的目的是獲得同時(shí)具備兩種優(yōu)良性狀的個(gè)體，即抗病矮稈的新品種。(2)雜交育種的原理是基因重組，若控制兩對(duì)相對(duì)性狀的基因的遺傳遵循基因的自由組合定律，則這兩對(duì)相對(duì)性狀應(yīng)分別受一對(duì)等位基因控制，且兩對(duì)基因必須位于兩對(duì)同源染色體上。(3)先由純合的抗病高稈和感病矮稈雜交得到抗病高稈的雜合子，再與感病矮稈(隱性純合子)雜交，如果后代出現(xiàn)抗病高稈∶感病高稈∶抗病矮稈∶感病矮稈＝1∶1∶1∶1的性狀分離比，則可說(shuō)明這兩對(duì)基因的遺傳遵循基因的自由組合定律。,答案： (1)抗病矮稈 (2)高稈與矮稈這對(duì)相對(duì)性狀受一對(duì)等位基因控制，且 符合分離定律；控制這兩對(duì)性狀的基因位于非同源染色體上 (3)將純合的抗病高稈與感病矮稈雜交，產(chǎn)生F1 ，讓F1與感病矮稈雜交,