生物：61《雜交育種與誘變育種》課件(新人教版必修2)

1、最早的育種方法：最早的育種方法： 玉米玉米起源于美洲大陸，起源于美洲大陸，1515世紀(jì)傳入歐洲，世紀(jì)傳入歐洲，1616世紀(jì)世紀(jì)經(jīng)葡萄牙傳入中國(guó)，現(xiàn)在遍布全世界。遠(yuǎn)在經(jīng)葡萄牙傳入中國(guó)，現(xiàn)在遍布全世界。遠(yuǎn)在古代古代，美，美洲的洲的印第安人印第安人就就選擇選擇和和培育培育了許多了許多穗大粒飽穗大粒飽的玉米。的玉米。原來(lái)他們把玉米奉為神靈，用作祭祀的玉米是在原來(lái)他們把玉米奉為神靈，用作祭祀的玉米是在隔離隔離條件條件下種植的，經(jīng)過(guò)精心管理和認(rèn)真選育，不僅果穗下種植的，經(jīng)過(guò)精心管理和認(rèn)真選育，不僅果穗碩大、顆粒飽滿，而且碩大、顆粒飽滿，而且品質(zhì)優(yōu)良品質(zhì)優(yōu)良，無(wú)任何雜粒，這樣，無(wú)任何雜粒，這樣就選育出了具有

2、優(yōu)良性狀的玉米品種。就選育出了具有優(yōu)良性狀的玉米品種。 古印第安人是最早選擇和培育玉米的，最突古印第安人是最早選擇和培育玉米的，最突出的貢獻(xiàn)是出的貢獻(xiàn)是選育了果穗碩大、淀粉含量高的玉米。選育了果穗碩大、淀粉含量高的玉米。請(qǐng)分析古印第安人培育玉米的方法所隱含的遺傳請(qǐng)分析古印第安人培育玉米的方法所隱含的遺傳學(xué)原理及其優(yōu)缺點(diǎn)。學(xué)原理及其優(yōu)缺點(diǎn)。（1 1）古印第安人培育玉米的方法稱為）古印第安人培育玉米的方法稱為 。（2 2）這里的）這里的“選擇選擇”的含義是的含義是 。（3 3）選擇育種的優(yōu)缺點(diǎn)是：）選擇育種的優(yōu)缺點(diǎn)是： 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：（4 4）現(xiàn)代育種工作是否運(yùn)用選擇育種的）現(xiàn)代育種工

3、作是否運(yùn)用選擇育種的“汰劣留汰劣留良良”這一措施？這一措施？選擇育種選擇育種育種周期太長(zhǎng)，選擇范圍有限。育種周期太長(zhǎng)，選擇范圍有限。技術(shù)簡(jiǎn)單、容易操作。技術(shù)簡(jiǎn)單、容易操作。汰劣留良汰劣留良設(shè)想：設(shè)想： 人們一直設(shè)想人們一直設(shè)想如果能想辦法如果能想辦法去掉去掉不良性不良性狀，讓狀，讓優(yōu)良性狀優(yōu)良性狀集于一身，創(chuàng)造出自然條件集于一身，創(chuàng)造出自然條件下沒(méi)有的新性狀組合，突破選擇育種的局限，下沒(méi)有的新性狀組合，突破選擇育種的局限，培育出具有培育出具有優(yōu)良性狀組合優(yōu)良性狀組合的新品種。的新品種。選擇育種的選擇育種的局限性局限性是：是： 只能利用生物在只能利用生物在自然環(huán)境條件自然環(huán)境條件下產(chǎn)生的下產(chǎn)生的

4、有限變有限變異異，在，在已有的性狀組合已有的性狀組合中選育優(yōu)良品種。中選育優(yōu)良品種。 九十年代后期，美國(guó)學(xué)者布朗拋出九十年代后期，美國(guó)學(xué)者布朗拋出“中國(guó)威脅論中國(guó)威脅論”，撰文，撰文說(shuō)到下世紀(jì)年代，中國(guó)人口將達(dá)到億，到時(shí)誰(shuí)來(lái)養(yǎng)說(shuō)到下世紀(jì)年代，中國(guó)人口將達(dá)到億，到時(shí)誰(shuí)來(lái)養(yǎng)活中國(guó)，誰(shuí)來(lái)拯救由此引發(fā)的全球性糧食短缺和動(dòng)蕩危機(jī)？活中國(guó)，誰(shuí)來(lái)拯救由此引發(fā)的全球性糧食短缺和動(dòng)蕩危機(jī)？設(shè)想你是一位玉米育種專設(shè)想你是一位玉米育種專家，遇到這樣的情況家，遇到這樣的情況: :品種品種A A：籽粒多籽粒多，但，但不抗不抗 黑粉??；黑粉?。?品種品種B B：籽粒少籽粒少，但，但抗抗黑黑粉病。粉病。討論：討論：你用什么

5、方法把兩你用什么方法把兩個(gè)品種的個(gè)品種的優(yōu)良性狀優(yōu)良性狀結(jié)合在結(jié)合在一起，又能把缺點(diǎn)去掉？一起，又能把缺點(diǎn)去掉？黑粉病黑粉病孟德爾兩對(duì)孟德爾兩對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)最早的育種方法：最早的育種方法： 玉米玉米起源于美洲大陸，起源于美洲大陸，1515世紀(jì)傳入歐洲，世紀(jì)傳入歐洲，1616世紀(jì)世紀(jì)經(jīng)葡萄牙傳入中國(guó)，現(xiàn)在遍布全世界。遠(yuǎn)在經(jīng)葡萄牙傳入中國(guó)，現(xiàn)在遍布全世界。遠(yuǎn)在古代古代，美，美洲的洲的印第安人印第安人就就選擇選擇和和培育培育了許多了許多穗大粒飽穗大粒飽的玉米。的玉米。原來(lái)他們把玉米奉為神靈，用作祭祀的玉米是在原來(lái)他們把玉米奉為神靈，用作祭祀的玉米是在隔離隔離條件條件下種植的，

6、經(jīng)過(guò)精心管理和認(rèn)真選育，不僅果穗下種植的，經(jīng)過(guò)精心管理和認(rèn)真選育，不僅果穗碩大、顆粒飽滿，而且碩大、顆粒飽滿，而且品質(zhì)優(yōu)良品質(zhì)優(yōu)良，無(wú)任何雜粒，這樣，無(wú)任何雜粒，這樣就選育出了具有優(yōu)良性狀的玉米品種。就選育出了具有優(yōu)良性狀的玉米品種。 古印第安人是最早選擇和培育玉米的，最突古印第安人是最早選擇和培育玉米的，最突出的貢獻(xiàn)是出的貢獻(xiàn)是選育了果穗碩大、淀粉含量高的玉米。選育了果穗碩大、淀粉含量高的玉米。請(qǐng)分析古印第安人培育玉米的方法所隱含的遺傳請(qǐng)分析古印第安人培育玉米的方法所隱含的遺傳學(xué)原理及其優(yōu)缺點(diǎn)。學(xué)原理及其優(yōu)缺點(diǎn)。（1 1）古印第安人培育玉米的方法稱為）古印第安人培育玉米的方法稱為 。（2 2

7、）這里的）這里的“選擇選擇”的含義是的含義是 。（3 3）選擇育種的優(yōu)缺點(diǎn)是：）選擇育種的優(yōu)缺點(diǎn)是： 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：（4 4）現(xiàn)代育種工作是否運(yùn)用選擇育種的）現(xiàn)代育種工作是否運(yùn)用選擇育種的“汰劣留汰劣留良良”這一措施？這一措施？選擇育種選擇育種育種周期太長(zhǎng)，選擇范圍有限。育種周期太長(zhǎng)，選擇范圍有限。技術(shù)簡(jiǎn)單、容易操作。技術(shù)簡(jiǎn)單、容易操作。汰劣留良汰劣留良設(shè)想：設(shè)想： 人們一直設(shè)想人們一直設(shè)想如果能想辦法如果能想辦法去掉去掉不良性不良性狀，讓狀，讓優(yōu)良性狀優(yōu)良性狀集于一身，創(chuàng)造出自然條件集于一身，創(chuàng)造出自然條件下沒(méi)有的新性狀組合，突破選擇育種的局限，下沒(méi)有的新性狀組合，突破選擇育種的

8、局限，培育出具有培育出具有優(yōu)良性狀組合優(yōu)良性狀組合的新品種。的新品種。選擇育種的選擇育種的局限性局限性是：是： 只能利用生物在只能利用生物在自然環(huán)境條件自然環(huán)境條件下產(chǎn)生的下產(chǎn)生的有限變有限變異異，在，在已有的性狀組合已有的性狀組合中選育優(yōu)良品種。中選育優(yōu)良品種。想一想：植物雜交育種的方法想一想：植物雜交育種的方法銹病銹病DDTTddttDdTtddTt高抗高抗 高不抗高不抗 矮抗矮抗 矮不抗矮不抗ddTT矮抗矮抗ddTTddTt矮抗矮抗ddTT矮抗矮抗矮抗矮抗 矮不抗矮不抗ddTtddTT雜交雜交自交自交選優(yōu)選優(yōu)自交自交F3選優(yōu)選優(yōu)一、雜交育種一、雜交育種 雜交育種是將雜交育種是將兩個(gè)兩個(gè)或

9、或多個(gè)多個(gè)品種的品種的優(yōu)良性優(yōu)良性狀狀通過(guò)通過(guò)交配交配集中在一起，再經(jīng)過(guò)集中在一起，再經(jīng)過(guò)選擇選擇和和培培育育，獲得，獲得新品種新品種的方法。的方法。1 1、概念：、概念：雜交育種是改良作物品質(zhì)，提高農(nóng)作物單雜交育種是改良作物品質(zhì)，提高農(nóng)作物單位面積產(chǎn)量的常規(guī)方法。位面積產(chǎn)量的常規(guī)方法。 我國(guó)科學(xué)家袁隆平多年來(lái)一直致力于雜交水稻的研究，我國(guó)科學(xué)家袁隆平多年來(lái)一直致力于雜交水稻的研究，取得了驕人的成績(jī)。我國(guó)有一半以上的稻田種植雜交水稻。取得了驕人的成績(jī)。我國(guó)有一半以上的稻田種植雜交水稻。水稻產(chǎn)量從原來(lái)的每公頃水稻產(chǎn)量從原來(lái)的每公頃45004500多千克增加到多千克增加到75007500千克。從千

10、克。從19761976年到年到19981998年，累計(jì)增產(chǎn)糧食年，累計(jì)增產(chǎn)糧食3.53.5億億噸，平均每年多解噸，平均每年多解決約決約60006000萬(wàn)萬(wàn)人的糧食問(wèn)題。人的糧食問(wèn)題。60006000萬(wàn)意味著什么？每個(gè)人都萬(wàn)意味著什么？每個(gè)人都能掂出其中分量。能掂出其中分量。鋤禾日當(dāng)午，汗滴禾下土。鋤禾日當(dāng)午，汗滴禾下土。誰(shuí)知盤中餐，粒粒皆辛苦。誰(shuí)知盤中餐，粒粒皆辛苦。憫農(nóng)唐憫農(nóng)唐李紳李紳動(dòng)物的雜交育種動(dòng)物的雜交育種中國(guó)荷斯坦牛中國(guó)荷斯坦牛：荷斯坦荷斯坦弗里弗里生牛與我國(guó)生牛與我國(guó)黃牛黃牛雜交選育后逐漸形成雜交選育后逐漸形成的優(yōu)良種。泌乳期可達(dá)的優(yōu)良種。泌乳期可達(dá)305305天，年產(chǎn)乳量可達(dá)天，

11、年產(chǎn)乳量可達(dá)6300kg6300kg以上。以上。家畜、家禽的育種也常用雜交育種。家畜、家禽的育種也常用雜交育種。試一試：動(dòng)物的雜交育種方法試一試：動(dòng)物的雜交育種方法長(zhǎng)毛折耳貓長(zhǎng)毛折耳貓短毛折耳貓短毛折耳貓長(zhǎng)毛立耳貓長(zhǎng)毛立耳貓長(zhǎng)毛立耳長(zhǎng)毛立耳 短毛折耳短毛折耳BBEEbbee長(zhǎng)毛立耳長(zhǎng)毛立耳 BbEe長(zhǎng)毛立耳長(zhǎng)毛立耳BbEe長(zhǎng)立長(zhǎng)立 長(zhǎng)折長(zhǎng)折 短立短立 短折短折BbeeBBeeBBeeBbeebbeebbee長(zhǎng)折長(zhǎng)折 短折短折長(zhǎng)折長(zhǎng)折 長(zhǎng)折長(zhǎng)折 短折短折測(cè)交測(cè)交F3長(zhǎng)折長(zhǎng)折 短折短折3代代雜交雜交F1間間交配交配選優(yōu)選優(yōu)思考：要培育出一個(gè)能思考：要培育出一個(gè)能穩(wěn)定遺傳的動(dòng)物品種一穩(wěn)定遺傳的動(dòng)物品

12、種一般需要幾代？般需要幾代？2 2、比植物雜交育種所需年限、比植物雜交育種所需年限短短。長(zhǎng)毛折耳貓長(zhǎng)毛折耳貓雜種優(yōu)勢(shì)雜種優(yōu)勢(shì)雜種優(yōu)勢(shì)是生物界普遍存在的現(xiàn)象。雜種優(yōu)勢(shì)是生物界普遍存在的現(xiàn)象。 指指基因型基因型不同的親本個(gè)體相互雜交產(chǎn)生的不同的親本個(gè)體相互雜交產(chǎn)生的雜種第一代雜種第一代，在生長(zhǎng)勢(shì)、生活力、繁殖力、抗在生長(zhǎng)勢(shì)、生活力、繁殖力、抗逆性、產(chǎn)量和品質(zhì)等逆性、產(chǎn)量和品質(zhì)等一種或多種一種或多種性狀上優(yōu)于兩性狀上優(yōu)于兩個(gè)親本的現(xiàn)象。個(gè)親本的現(xiàn)象。例如：騾（體力強(qiáng)大，耐力好）例如：騾（體力強(qiáng)大，耐力好） 你知道我國(guó)在雜交育種方你知道我國(guó)在雜交育種方面的哪些偉大成就？面的哪些偉大成就？袁隆平袁隆平“

13、三系雜交稻三系雜交稻”“二系雜交稻二系雜交稻”“超級(jí)雜交稻超級(jí)雜交稻”雜交水稻之父雜交水稻之父李登海李登海玉米之父玉米之父 選育的選育的緊湊型緊湊型玉米新品種玉米新品種掖單掖單1313號(hào)在號(hào)在20042004年年2 2月月2020日榮獲日榮獲國(guó)家科技進(jìn)步國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)0606年度國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)年度國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)-李振聲李振聲院士院士陜西有句民謠陜西有句民謠“要吃面，種小偃要吃面，種小偃”，小偃，小偃是種抗病強(qiáng)、是種抗病強(qiáng)、 產(chǎn)量高的小麥產(chǎn)量高的小麥基因重組基因重組原理:3 3 不能不能創(chuàng)造創(chuàng)造新基因新基因1 1 后代會(huì)后代會(huì)出現(xiàn)出現(xiàn)性狀分離性狀分離2 2 育種育種緩慢緩慢，過(guò)

14、程，過(guò)程繁瑣繁瑣將不同個(gè)體的優(yōu)良性狀將不同個(gè)體的優(yōu)良性狀集中集中到到同一個(gè)體上同一個(gè)體上優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：缺缺點(diǎn)點(diǎn)常用方法：常用方法：雜交雜交 自交自交 選種選種 自交自交 雜交育種雜交育種不能不能創(chuàng)造創(chuàng)造新新的基因的基因，并且所需時(shí)間要，并且所需時(shí)間要長(zhǎng)長(zhǎng)，那有，那有沒(méi)有能出現(xiàn)沒(méi)有能出現(xiàn)意想不到意想不到的結(jié)果的結(jié)果，并且需要時(shí)間相對(duì)要，并且需要時(shí)間相對(duì)要短短的的育種方法育種方法呢？呢？什么樣的情況下可產(chǎn)生新的基因？基因突變基因突變資料：資料：航天技術(shù)航天技術(shù)的發(fā)展，使人類的愿的發(fā)展，使人類的愿望變成了現(xiàn)實(shí)。自望變成了現(xiàn)實(shí)。自19871987年以來(lái)，中國(guó)利年以來(lái)，中國(guó)利用自己研制的用自己研制的返回式

15、衛(wèi)星返回式衛(wèi)星和和神舟號(hào)飛船神舟號(hào)飛船進(jìn)行了進(jìn)行了1111次次航天育種搭載試驗(yàn)，試驗(yàn)品航天育種搭載試驗(yàn)，試驗(yàn)品種達(dá)種達(dá)12001200多種。多種。航天誘變育種是利用太空的航天誘變育種是利用太空的物理環(huán)物理環(huán)境境作為誘變因子，太空環(huán)境條件很復(fù)雜，作為誘變因子，太空環(huán)境條件很復(fù)雜，與與地球表面地球表面主要差異是主要差異是微重力微重力、宇宙射宇宙射線線、重粒子重粒子、變化磁場(chǎng)變化磁場(chǎng)和和高真空高真空等，這等，這些物理?xiàng)l件的些物理?xiàng)l件的綜合作用綜合作用使生物產(chǎn)生基因使生物產(chǎn)生基因突變。突變。神奇的太空育種神奇的太空育種太空椒太空椒普通青椒普通青椒神奇的太空育種神奇的太空育種據(jù)統(tǒng)計(jì)，航天育種變異率達(dá)據(jù)統(tǒng)

16、計(jì)，航天育種變異率達(dá)4以上以上 太空南瓜王太空南瓜王 這種太空南瓜王最大能長(zhǎng)到這種太空南瓜王最大能長(zhǎng)到200多公斤，多公斤，在生長(zhǎng)繁殖期高峰時(shí)，南瓜每天能增大在生長(zhǎng)繁殖期高峰時(shí)，南瓜每天能增大5公斤。公斤。基因突變基因突變 利用利用物理因素物理因素（如如射線、射線、射線、射線、紫外線、激光等）紫外線、激光等）或或化學(xué)因素化學(xué)因素（如亞硝酸、（如亞硝酸、硫酸二乙酯等）硫酸二乙酯等）處理，使生物發(fā)生處理，使生物發(fā)生基因基因突變突變，獲得優(yōu)良變異類型。，獲得優(yōu)良變異類型。概念：概念：原理原理:二、 我國(guó)科技人員用我國(guó)科技人員用6060CO產(chǎn)生產(chǎn)生的射線照射水稻萌發(fā)的種子，的射線照射水稻萌發(fā)的種子，培

17、育出優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)、抗病蟲害強(qiáng)培育出優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)、抗病蟲害強(qiáng)的新品種。的新品種。紫外線照射紫外線照射 1945 1945年青霉素發(fā)明以來(lái)，世界各地科學(xué)家用紫外線照年青霉素發(fā)明以來(lái)，世界各地科學(xué)家用紫外線照射的方法處理青霉菌，將青霉素的產(chǎn)量提高了射的方法處理青霉菌，將青霉素的產(chǎn)量提高了23千倍，千倍，價(jià)格下降到原來(lái)的幾萬(wàn)分之一。價(jià)格下降到原來(lái)的幾萬(wàn)分之一。航天誘變育種 太空中各種輻射、失重、宇宙粒子、弱地磁，高真空等綜合作用，產(chǎn)生地面上難以實(shí)現(xiàn)的變異。幼苗微生物菌種種子 我國(guó)神州我國(guó)神州6 6號(hào)上太空時(shí)，重慶的一位村民花了號(hào)上太空時(shí)，重慶的一位村民花了1.51.5萬(wàn)元，把自己精心培育的萬(wàn)元，把自己精心培育

18、的5050粒荷花種子送上天，粒荷花種子送上天，希望遨游太空回來(lái)，能培育出冬天開的荷花。希望遨游太空回來(lái)，能培育出冬天開的荷花。1 1 他的愿望一定能夠?qū)崿F(xiàn)嗎？為什么？他的愿望一定能夠?qū)崿F(xiàn)嗎？為什么？2 2 突變的冬天開的荷花在其它方面的性狀突變的冬天開的荷花在其它方面的性狀 一定都如先前一樣理想嗎？一定都如先前一樣理想嗎？3 3 要使其保持先前的理想性狀，可采取什么要使其保持先前的理想性狀，可采取什么措施？措施？4 4 綜合上述請(qǐng)你總結(jié)誘變育種的優(yōu)點(diǎn)和局限性。綜合上述請(qǐng)你總結(jié)誘變育種的優(yōu)點(diǎn)和局限性。能產(chǎn)生能產(chǎn)生新新的基因，提高突變率。的基因，提高突變率。新的新的性狀的出現(xiàn)，加速育種進(jìn)程性狀的出現(xiàn)，加速育種進(jìn)程優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：突變突變方向方向難以掌握，突變體難以集難以掌握，突變體難以集中多個(gè)中多個(gè)理想性狀理想性狀，成功率成功率低低缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：擴(kuò)大誘變后代群體，增加選擇機(jī)會(huì)擴(kuò)大誘變后代群體，增加選擇機(jī)會(huì)措施：措施： 這些題你會(huì)做嗎？這些題你會(huì)做嗎？1 1、雜交育種所依據(jù)的主要遺傳學(xué)原理是：、雜交育種所依據(jù)的主要遺傳學(xué)原理是： A.A.基因突變；基因突變； B.B.基因自由組合；基因自由組合； C.C.染色體交叉互換：染色體交叉互換： D.D.