高中生物 6.1 雜交育種與誘變育種課件 新人教版必修2.ppt

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第1節(jié) 雜交育種與誘變育種,第6章 從雜交育種到基因工程,1.結(jié)合具體實(shí)例，簡(jiǎn)述雜交育種的概念和基本原理，舉例說(shuō)明雜交育種方法的優(yōu)點(diǎn)和不足。 2.舉例說(shuō)出誘變育種在生產(chǎn)中的應(yīng)用。 3.討論遺傳和變異規(guī)律在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用。,,學(xué)習(xí)導(dǎo)航,重難點(diǎn)擊,,雜交育種和誘變育種的原理和過(guò)程。,課堂導(dǎo)入,你見(jiàn)過(guò)像圖示的那樣大的南瓜嗎？它可不是普通的南瓜，它是由我國(guó)首次載人航天飛船“神舟”五號(hào)帶入太空培育的新品種。這種南瓜比一般的雜交種品質(zhì)好，一般重量在300～400斤，是名副其實(shí)的“巨人”南瓜。這種育種方法的原理和過(guò)程是怎樣的呢？今天我們就來(lái)學(xué)習(xí)有關(guān)育種的知識(shí)。,,,,,內(nèi)容索引,一、雜交育種,二、誘變育種,當(dāng)堂檢測(cè),一、雜交育種,知識(shí)梳理,,答案,1.概念：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， 再經(jīng)過(guò) 和 ，獲得新品種的方法。 2.原理： 。,連續(xù)自交,基因重組,選擇,培育,雜交,自交,,答案,4.優(yōu)缺點(diǎn) 可以把多個(gè)品種的 集中在一起，但是育種周期 ，育種篩選過(guò)程 ；不能產(chǎn)生 和新性狀。 5.實(shí)例：高產(chǎn)抗病小麥的選育 P 高產(chǎn)、不抗病低產(chǎn)、抗病 ↓ F1 高產(chǎn)、抗病(均為顯性性狀) ↓ F2 選出 個(gè)體 ↓連續(xù) 選出 的所有高產(chǎn)、抗病個(gè)體 ↓ 新的優(yōu)良品種,不發(fā)生性狀分離,優(yōu)良性狀,長(zhǎng),復(fù)雜,新基因,高產(chǎn)、抗病,,,,1.培育細(xì)菌新品種時(shí)，能否用雜交育種的方法？,合作探究,答案,答案 不能，雜交育種只適用于進(jìn)行有性生殖的生物，如植物和動(dòng)物。細(xì)菌是原核生物，不能進(jìn)行有性生殖。,2.上面培育高產(chǎn)抗病小麥的過(guò)程中，為什么要從F2開(kāi)始篩選？選出后為什么還要連續(xù)自交？,答案 F2代中才出現(xiàn)所需要的高產(chǎn)抗病小麥，但不一定能穩(wěn)定遺傳，因此還要連續(xù)自交才會(huì)最終獲得穩(wěn)定遺傳的純合品系。,,3.是不是所有的育種過(guò)程都必須從F2開(kāi)始篩選？是不是也都需要連續(xù)自交提高純合度？舉例說(shuō)明。,答案,答案 不一定。如果培育雜合子品種，選親本雜交得到的F1即可。如果選育的優(yōu)良性狀是隱性性狀，一旦出現(xiàn)就是純合的，不需要再連續(xù)自交了。,活學(xué)活用,1.有兩種純種的小麥，一個(gè)為高稈(D)抗銹病(T)，另一個(gè)為矮稈(d) 易感銹病(t)，這兩對(duì)性狀獨(dú)立遺傳，現(xiàn)要培育矮稈抗銹病新品種，方法如下：,(1)這種育種方法叫_______育種。過(guò)程a叫________，過(guò)程b叫________。 (2)過(guò)程c的處理方法是__________________________________________。 (3)F1的基因型是________，表現(xiàn)型是______________，穩(wěn)定遺傳的矮稈抗銹病新品種的基因型為_(kāi)_______。,,解析答案,解析 將小麥兩個(gè)品種的優(yōu)良性狀通過(guò)雜交集中在一起，培育矮稈抗銹病新品種的方法叫做雜交育種。其中過(guò)程a叫雜交，產(chǎn)生的F1的基因型為DdTt，表現(xiàn)型為高稈抗銹病。過(guò)程b叫自交，目的是獲得表現(xiàn)型為矮稈抗銹病的小麥新品種(ddT_)，因?yàn)榇诉^(guò)程所得后代會(huì)發(fā)生性狀分離，所以要想得到穩(wěn)定遺傳的矮稈抗銹病植株必須要經(jīng)過(guò)c過(guò)程，即連續(xù)自交，直到后代無(wú)性狀分離為止。 答案 (1)雜交 雜交 自交 (2)連續(xù)自交和觀察，直至選出能穩(wěn)定遺傳的矮稈抗銹病新品種 (3)DdTt 高稈抗銹病 ddTT,,,,一題多變,(1)選育出的純合子新品種，在F2中的概率是多少？其在 F2的矮稈抗銹病植株中的概率又是多少？選種應(yīng)該從哪一代開(kāi)始？,答案,,(2)上述雜交育種過(guò)程至少需要幾年的時(shí)間(假設(shè)每年只繁殖一代)?,答案,答案 4年。 第一年：種植親代，雜交，收獲F1種子； 第二年：種植F1，自交，收獲F2種子； 第三年：種植F2，獲得表現(xiàn)型符合要求的小麥(矮抗)，同時(shí)矮抗自交，收獲F3種子，分單株保存； 第四年：分別種植符合要求的F3，觀察是否發(fā)生性狀分離，不發(fā)生性狀分離的為合乎要求的新品種。,,(3)若上述過(guò)程改為單倍體育種的過(guò)程，則后代中ddTT占所有后代的比例是多少？單倍體育種獲得新品種至少需要幾年(假設(shè)每年只繁殖一代)?,返回,答案,第一年：種植親代，雜交，收獲F1種子； 第二年：種植雜交種子，長(zhǎng)成植株開(kāi)花后，取其花粉粒(精子的基因型有四種，為DT、Dt、dT、dt)進(jìn)行植物組織培養(yǎng)，得到單倍體植株(基因型也是四種，為DT、Dt、dT、dt)。在單倍體植株的幼苗期，用秋水仙素進(jìn)行染色體加倍，得到純合的二倍體植株(基因型分別為DDTT、DDtt、ddTT、ddtt)。選取表現(xiàn)型合乎要求的植株所結(jié)種子即可。,二、誘變育種,知識(shí)梳理,,答案,1.概念 利用物理因素或化學(xué)因素來(lái)處理生物，使生物發(fā)生 ，從而獲得優(yōu)良變異類(lèi)型的育種方法稱(chēng)為誘變育種。 2.原理： 。 自然突變的頻率 ，而且是 的，較難獲得生產(chǎn)所需要的品種。物理因素或化學(xué)因素能提高 ，短時(shí)間內(nèi)獲得更多的 類(lèi)型。 3.常用方法 運(yùn)用物理的或者化學(xué)的手段處理 或幼苗，誘發(fā) ，從中選出需要的突變個(gè)體，然后進(jìn)行培育推廣。,基因突變,基因突變,基因突變,低,不定向,突變率,優(yōu)良變異,萌發(fā)的種子,,答案,4.優(yōu)缺點(diǎn) (1)優(yōu)點(diǎn)：①提高變異頻率，加速育種進(jìn)程；② 改良某些性狀。 (2)缺點(diǎn)：①有利變異 ，需大量處理實(shí)驗(yàn)材料；②誘變的方向和性質(zhì)不能控制，具有 性。,青霉菌,盲目,大幅度,少,農(nóng)作物,,,,合作探究,1.用誘變育種的方法選育農(nóng)作物優(yōu)良品種，為什么通常要處理萌發(fā)的種子或幼苗？,答案,答案 萌發(fā)的種子或者幼苗有絲分裂旺盛，在DNA復(fù)制時(shí)容易誘發(fā)基因突變。,,2.當(dāng)神舟六號(hào)航天飛船搭載著兩位英雄宇航員成功返航時(shí)，一些特殊的乘客也回到了地球。它們是一些生物菌種、植物組培苗和作物、植物、花卉種子等。在太空周游了115小時(shí)32分鐘，返回地球后，搭載單位的科研人員將繼續(xù)對(duì)它們進(jìn)行有關(guān)試驗(yàn)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)搭載航天器的植物種子需要做怎樣的處理？說(shuō)明原因。,答案,答案 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)作物種子從太空返回地面后種植，往往能出現(xiàn)全新的變異特征，這種變異的來(lái)源主要是什么？,答案 基因突變。,,(3)這些新產(chǎn)生的變異對(duì)人類(lèi)是否一定有益？,答案,答案 不一定。因?yàn)榛蛲蛔兪遣欢ㄏ虻摹?(4)遨游太空回到地面后的種子，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。,答案 不可以。因?yàn)榭赡馨l(fā)生隱性突變。,,3.雜交育種和誘變育種有著很大的區(qū)別，請(qǐng)完成下表進(jìn)行比較：,答案,基因重組,基因突變,自交,篩選,輻射,化學(xué)藥劑,優(yōu)良性狀,集中,年限長(zhǎng),有利,活學(xué)活用,2.如下圖所示，科研小組用60Co照射棉花種子，誘變當(dāng)代獲得 棕色(纖維顏色)新性狀，誘變1代獲得低酚(棉酚含量)新性狀。已知棉花的纖維顏色由一對(duì)基因(A、a)控制，棉酚含量由另一對(duì)基因(B、b)控制，兩對(duì)基因獨(dú)立遺傳。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：,,(1)兩種新性狀中，棕色是________性狀，低酚是________性狀。 (2)誘變當(dāng)代中，棕色、高酚的棉花植株的基因型是________，白色、高酚的棉花植株的基因型是________。 (3)棕色棉抗蟲(chóng)能力強(qiáng)，低酚棉產(chǎn)量高。為獲得抗蟲(chóng)高產(chǎn)棉花新品種，研究人員將誘變1代中棕色、高酚植株自交，每株自交后代種植在一個(gè)單獨(dú)的區(qū)域，從_____的區(qū)域中得到純合棕色、高酚植株。請(qǐng)你利用該純合子作為一個(gè)親本，再?gòu)恼T變1代中選擇另一親本，設(shè)計(jì)一個(gè)方案，盡快選育出抗蟲(chóng)高產(chǎn)(棕色、低酚)的純合棉花新品種(用遺傳圖解和必要的文字表示)。,解析答案,,解析 基因突變一般只是等位基因的一個(gè)基因發(fā)生突變，分為顯性突變和隱性突變二種情況，即：①誘變當(dāng)代獲得棕色新性狀→棕色為顯性性狀且誘變當(dāng)代基因型為AaBB。②誘變1代獲得低酚新性狀→低酚為隱性性狀且誘變當(dāng)代基因型為aaBb。要培育純合棕色低酚植株(其基因型為AAbb)，需用基因型為AABB的植株與誘變1代的白色低酚(aabb)植株進(jìn)行雜交，若要盡快選育則會(huì)用單倍體育種方法，因?yàn)樗擅黠@縮短育種年限。 答案 (1)顯性 隱性 (2)AaBB aaBb,解析答案,(3)不發(fā)生性狀分離(或全為棕色棉，或沒(méi)有出現(xiàn)白色棉) 遺傳圖解如下：,,,一題多變,,(1)用60Co的γ射線(xiàn)輻射植物種子的目的是____________。 (2)用60Co的γ射線(xiàn)輻射原本開(kāi)紅花的植物種子，誘導(dǎo)產(chǎn)生了開(kāi)白花、藍(lán)花的植株等，說(shuō)明基因突變具有________性。50株突變植株中，47株逐漸死亡，說(shuō)明基因突變具有__________的特性。 (3)育種時(shí)用60Co的γ射線(xiàn)輻射正在萌發(fā)的種子，而不用60Co的γ射線(xiàn)輻射休眠的種子的原因是____________________________________________________。萌發(fā)種子的所有突變______(填“能”或“不能”)全部遺傳給子代。 (4)假如誘變產(chǎn)生的藍(lán)花植株自交，其后代中又出現(xiàn)了紅花植株，這說(shuō)明藍(lán)花突變是______突變。,答案,提高突變率,不定向,多害少利,萌發(fā)的種子中細(xì)胞分裂旺盛，DNA復(fù)制旺盛，易發(fā)生基因突變,不能,顯性,,返回,課堂小結(jié),答案,基因重組,基因突變,染色體變異,染色體變異,花藥離體培養(yǎng),秋水仙素處理,當(dāng)堂檢測(cè),,1.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(shì)原理，從子一代中即可選出 B.從子三代中選出，因?yàn)樽尤胁懦霈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,C,解析答案,解析 雜交育種從子二代開(kāi)始出現(xiàn)性狀分離。,1,2,3,4,5,,2.用雜合子(DdEe)種子獲得純合子(ddee)最簡(jiǎn)捷的方法是( ) A.種植→F1→選雙隱性植株→純合子 B.種植→秋水仙素處理→純合子 C.種植→花藥離體培養(yǎng)→單倍體幼苗→秋水仙素處理→純合子 D.種植→秋水仙素處理→花藥離體培養(yǎng)→純合子,A,解析答案,解析 雜合子(DdEe)種子中含有d、e基因，自交后一旦出現(xiàn)隱性性狀便能穩(wěn)定遺傳，方法簡(jiǎn)捷。,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,,3.下列幾種育種方法，能改變?cè)谢虻姆肿咏Y(jié)構(gòu)的是( ) A.雜交育種 B.誘變育種 C.單倍體育種 D.多倍體育種,B,解析答案,解析 基因的分子結(jié)構(gòu)的改變是指基因中脫氧核苷酸的種類(lèi)或順序發(fā)生改變——基因突變。雜交育種、單倍體育種和多倍體育種都是在原有基因結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)重新組合、加倍等過(guò)程產(chǎn)生新的性狀組合，基因結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化。,1,2,3,4,5,,4.有一種塑料在乳酸菌的作用下能迅速分解為無(wú)毒物質(zhì)，可以降解，不至于對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的白色污染。培育專(zhuān)門(mén)降解這種塑料的“細(xì)菌能手”的方法是( ) A.雜交育種 B.誘變育種 C.單倍體育種 D.多倍體育種,B,解析答案,解析 細(xì)菌屬于原核生物，原核生物不能進(jìn)行有性生殖，因而不能實(shí)施雜交育種；原核生物無(wú)染色體不發(fā)生染色體變異，因而不能進(jìn)行單倍體和多倍體育種。,5.已知西瓜早熟(A)對(duì)晚熟(a)為顯性，皮厚(B)對(duì)皮薄(b)為顯性，沙瓤(C)對(duì)緊瓤(c)為顯性，控制上述三對(duì)性狀的基因獨(dú)立遺傳。現(xiàn)有三個(gè)純合的西瓜品種甲(AABBcc)、乙(aabbCC)、丙(AAbbcc)，進(jìn)行下圖所示的育種過(guò)程。 請(qǐng)分析并回答問(wèn)題：,1,2,3,4,5,(1)為獲得早熟、皮薄、沙瓤的純種西瓜，最好選用品種____和____進(jìn)行雜交。,1,2,3,4,5,,解析答案,解析 根據(jù)性狀的顯隱性，要獲得早熟、皮薄、沙瓤的純種西瓜，其基因型為AAbbCC，可選用品種乙(aabbCC)和丙(AAbbcc)進(jìn)行雜交，得到子代后再進(jìn)行自交，在F3中選育出純種西瓜。,乙,丙,(2)圖中____植株(填數(shù)字序號(hào))能代表無(wú)子西瓜，該植物體細(xì)胞中含有____個(gè)染色體組。,1,2,3,4,5,,解析答案,解析 由圖示可知，由自然生長(zhǎng)的二倍體⑤植株與四倍體⑥植株雜交，得到的⑨植株含有三個(gè)染色體組。,⑨,三,(3)獲得⑦幼苗常采用的技術(shù)手段是_________________；與⑧植株相比，⑩植株的特點(diǎn)是____________，所以明顯縮短育種年限。,1,2,3,4,5,,解析答案,解析 圖中⑦植株是由花粉離體培養(yǎng)得到的單倍體，經(jīng)過(guò)秋水仙素誘導(dǎo)染色體加倍后，得到的⑩植株全部為純合子。,花藥離體培養(yǎng),均為純合子,(4)按圖中所示的育種方案，④植株最不容易獲得AAbbCC品種，原因是_______________________________________________。,1,2,3,4,5,,解析答案,解析 圖中④植株是通過(guò)誘變育種而獲得，誘變育種的原理是基因突變，基因突變具有不定向性，且多害少利，因此該方法獲得AAbbCC品種的難度最大。,基因突變是不定向的，而且產(chǎn)生有利變異的頻率較低,,1,2,3,4,5,返回,解析答案,(5)圖中的⑥植株屬于新物種，其單倍體_______(可育、不可育)。,解析 圖中的⑥植株是由二倍體③植株經(jīng)過(guò)秋水仙素處理后得到的四倍體，產(chǎn)生的花粉發(fā)育成的植株的體細(xì)胞中含有2個(gè)染色體組，是可育的。,可育,