自從人類開始種植作物和飼養(yǎng)動物以來

自從人類開始種植作物和飼養(yǎng)動物以來，就從未停止過對品種的改良。傳統(tǒng)的方法是選擇育種，通過汰劣留良的方法來選擇和積累優(yōu)良基因。自從孟德爾發(fā)現(xiàn)了遺傳規(guī)律之后，人工雜交的方法被廣泛應(yīng)用于動植物育種。人工誘變技術(shù)的應(yīng)用，使育種方法得到了較大的改進。基因工程的誕生，使人們能夠按照所設(shè)計的藍圖，進行跨越種間鴻溝的基因轉(zhuǎn)移，從而定向地改變生物的遺傳特性，創(chuàng)造出新的生物類型。從雜交育種到基因工程第1節(jié)雜交育種與誘變育種第2節(jié)基因工程及其應(yīng)用雜交育種與誘變育種本節(jié)聚焦：1、雜交育種的原理是什么？2、什么是誘變育種？3、雜交育種和誘變育種各有哪些優(yōu)點和不足？

小麥高稈（D）對矮稈（d）為顯性，抗銹病（T）對不抗銹?。╰）為顯性，現(xiàn)有純合的高稈抗銹病的小麥（DDTT）和矮稈不抗銹病的小麥（ddtt），可采用哪些育種方式得到符合人類要求的優(yōu)良品種？思考與討論一：以下為同學(xué)們提供的育種方案：雜交育種單倍體育種誘變育種復(fù)習(xí)孟德爾兩對相對性狀的雜交實驗1.怎樣做雜交實驗?根據(jù)什么可以判斷每對相對性狀的顯隱性?2.F2中出現(xiàn)了幾種表現(xiàn)型?有什么特點?F2中性狀重組的類型各占多少?可穩(wěn)定遺傳的占多少？雜交育種的優(yōu)點是很明顯的，但是在實際操作中會遇到不少困難。請從雜交后代可能出現(xiàn)的各種類型，以及育種時間等方面，分析雜交育種方法的不足。思考與討論二：PDDTT高稈抗銹病×ddtt矮稈易染銹病F1

DdTt高稈抗銹病F2

ddTt、ddTT矮稈抗銹病自交

自交

Fn

ddTT矮稈抗銹病∶∶∶雜交育種以下是雜交的育種參考方案：Ｐ高抗矮不抗Ｆ１高抗Ｆ２DDTTddttDdTtddTt高抗高不抗矮抗矮不抗ddTT矮抗ddTTddTt矮抗ddTT矮抗矮抗矮不抗ddTtddTT雜交自交選優(yōu)自交F3選優(yōu)思考：要培育出一個能穩(wěn)定遺傳的植物品種至少要幾年？概念：雜交育種是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。原理：基因重組優(yōu)點：能集中位于不同品種中的優(yōu)良性狀。缺點：只能利用已有的基因組，并不能產(chǎn)生新的基因。雜交進程緩慢，過程繁瑣。應(yīng)用：雜交水稻、中國荷斯坦牛等雜交育種2004年十大感動中國人物

頒獎辭

他是一位真正的耕耘者。當(dāng)他還是一個鄉(xiāng)村教師時，已具有顛覆世界權(quán)威的膽識；當(dāng)他名滿天下時，卻仍專注于田疇。淡薄名利，一介農(nóng)夫，播撒智慧，收獲富足。他畢生的夢想，就是讓所有的人遠(yuǎn)離饑餓。喜看稻菽千重浪，最是風(fēng)流袁隆平。試一試：動物的雜交育種方法假設(shè)現(xiàn)有長毛立耳貓（BBEE）和短毛折耳貓（bbee），你能否培育出能穩(wěn)定遺傳的長毛折耳貓（BBee）？寫出育種方案（圖解）長毛折耳貓短毛折耳貓長毛立耳貓長毛立耳短毛折耳BBEEbbee長毛立耳BbEe長毛立耳BbEe長立長折短立短折BbeeBBeeBBeeBbeebbeebbee長折短折長折長折短折雜交F1間交配選優(yōu)測交ＰＦ１Ｆ２F3長折短折思考：要培育出一個能穩(wěn)定遺傳的動物品種至少要幾年？！注意1、動物雜交育種中純合子的獲得不能通過逐代自交，而應(yīng)改為測交。2、比植物雜交育種所需年限短。小結(jié)：雜交育種的概念：原理：基因重組方法：優(yōu)點：使位于不同個體上的多個優(yōu)良性狀集中于一個個體上，即“集優(yōu)”,能產(chǎn)生新的基因型。雜交→自交→選優(yōu)自交如果有一天，農(nóng)民種植的水稻都換成了雜交水稻，其它品質(zhì)差、產(chǎn)量低的水稻品種都被農(nóng)民隨意丟棄了，你認(rèn)為結(jié)果會如何？國家農(nóng)業(yè)科研部門此時應(yīng)有何為？思考與討論三：DDTT高稈抗銹病×

ddtt矮稈易染銹病DdTt高稈抗銹病DT、dT、Dt、dt花藥離體培養(yǎng)ddTT矮稈抗銹病DT、dT、Dt、dt秋水仙素處理

單倍體

幼苗

花粉

純合體

植株

F1

P單倍體育種γ射線ＰDDTT高稈抗銹病

ddTT矮稈抗銹病γ射線Ｐddtt矮稈不抗銹病

ddTT矮稈抗銹病或與雜交育種相比，誘變育種有什么優(yōu)點？聯(lián)系基因突變的特點，談?wù)務(wù)T變育種的局限性。要想克服這些局限性，可心采取什么辦法？思考與討論四：誘變育種概念：利用物理因素（如x射線，γ射線、紫外線，激光等）或化學(xué)因素（如亞硝酸、硫酸二乙酯等）處理生物，使生物發(fā)生基因突變。原理：基因突變誘變育種優(yōu)點：提高變異的頻率，加速育種進程。大幅度地改良某些性狀。缺點：難以控制突變方向，無法將多個優(yōu)良性狀組合。應(yīng)用：農(nóng)作物育種——黑農(nóng)五號大豆

(產(chǎn)量提高16%、含油量提高2.5%)

微生物育種——青霉素

(20單位/ml→50000單位/ml)利用太空環(huán)境研究植物生長發(fā)育和遺傳變異的研究始于上世紀(jì)60年代初期，迄今已有40多年的歷史。前蘇聯(lián)(俄羅斯)、美國空間植物學(xué)研究的主要目標(biāo)，定位在以探索空間條件下植物生長發(fā)育規(guī)律，改善空間人類生存的小環(huán)境，解決宇航員的食品供給及生存安全等，這是為了將來“太空里的人類”。因而美國航空航天局于1995年建立了引力生物學(xué)中心，重點研究植物對引力的感受和反應(yīng)，但其最終目標(biāo)仍是開發(fā)出更加適于太空旅行的植物。而我國的太空育種則把更多的注意力投向如何利用空間環(huán)境資源，開辟選育植物優(yōu)良品種的新途徑，這是為了現(xiàn)在“地球上的人類”。因為目的的不同，導(dǎo)致現(xiàn)在有“中國已經(jīng)走上太空育種的最前沿”一說。太空育種拓展視野：空間生命科學(xué)：高真空(10—8pa)微重力(10—4g)強輻射拓展視野：太空育種“神舟”三號飛船上搭載的38種共計200克神舟三號”飛船從太空帶回的試管種苗“神舟”五號搭載育成的巨人南瓜甘肅種植的太空育種的蔬菜太空水稻搭載前后株系對比太空育種辣椒升載太空磨菇升載太空磨菇

太空青茄大過小孩頭思考與討論五：太空育種的食品安全嗎？方法比較雜交育種誘變育種多倍體育種單倍體育種處理原理優(yōu)缺點舉例請比較各種育種方式：1、假設(shè)你想培育一個作物品種，你想要的性狀和不想要的性狀都是由隱性基因控制的。試說明培育方法，畫出遺傳圖解，并說明這各方法的優(yōu)缺點。2、育種方式只限以上四種嗎？還有什么更好的育種方式嗎？請發(fā)揮你的想象力!思考與討論六：謝謝!再見!課堂練習(xí)：P101常規(guī)育種誘變育種多倍體育種單倍體育種處理雜交用射線、激光、化學(xué)藥品等處理生物用秋水仙素處理種子或幼苗花藥離體培養(yǎng)原理通過基因重組把兩親本的優(yōu)良性狀組合在同一后代中用人工方法誘發(fā)基因突變，產(chǎn)生新性狀，創(chuàng)造新品種或新類型抑制細(xì)胞分裂中紡錘體的形成，使染色體數(shù)目加倍后不能形成兩個細(xì)胞誘導(dǎo)精子直接發(fā)育成植株，再用秋水仙素加倍成純合體特點方法簡便，但需較長年限方可獲得純合體加速育種的進程，大幅改良某些性狀，但突變后有利個體往往不多器官大，營養(yǎng)物質(zhì)含量高，但發(fā)育延遲，結(jié)實率低縮短育種年限，但方法復(fù)雜，成活率較低舉例高桿抗病與矮桿不抗病小麥雜交產(chǎn)生矮桿抗病品種高產(chǎn)量青霉素菌株的育成三倍體西瓜、八倍體小黑麥抗病植株的育成類別雜交育種人工誘變育種單倍體育種多倍體育種基因工程育種細(xì)胞融合技術(shù)細(xì)胞核移植技術(shù)依據(jù)原理基因重組基因突變?nèi)旧w組成倍減少，再加倍后得到純種染色體組成倍增加基因是控制生物性狀的基本單位基因重組、染色體變異基因重組、染色體變異常用方法雜交→自交→選種→自交輻射誘變激光誘變作物空間技術(shù)育種花藥的離體培養(yǎng)，然后再加倍秋水仙素處理萌發(fā)的種子、幼苗轉(zhuǎn)基因（DNA重組）技術(shù)將目的基因引入生物體內(nèi)，培育新品種讓不同生物細(xì)胞原生質(zhì)融合，同種生物細(xì)胞可融合為多倍體將具備所需性狀的體細(xì)胞核移植到去核卵中七種遺傳育種方法的比較優(yōu)點將不同個體的優(yōu)良性狀集中于一個體上可以提高變異的頻率，加速育種進程，或大幅度地改良某些品種可以明顯地縮短育種年限器官巨大，提高產(chǎn)量和營養(yǎng)成分打破物種界限，定向改變生物的性狀按照人們意愿改變細(xì)胞內(nèi)遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品且克服了遠(yuǎn)緣雜親不親和障礙可改良動物品種或保護瀕危物種缺點時間長，須及時發(fā)現(xiàn)優(yōu)良品種有利變異少，須大量處理實驗材料技術(shù)復(fù)雜且須與雜交育種配合發(fā)育延遲，結(jié)實率低有可能引起生態(tài)危機技術(shù)難度高技術(shù)要求高舉例矮稈抗銹病小麥青霉素高產(chǎn)菌株太空椒單倍體育種獲得的矮稈抗銹病小麥三倍體無籽西瓜八倍體小黑麥產(chǎn)生人胰島素的大腸肝菌、抗蟲棉白菜、甘藍、番茄、馬鈴薯克隆羊、鯉鯽、移核魚育種的方法有多種，各有各的優(yōu)點，我們要合理的有機結(jié)合各種方法，高效的達到各種目的。如果水稻的某遲熟（AA)品種,那么我們有什么好辦法快速的得到早熟（aa）品種？靈活創(chuàng)新、實際應(yīng)用人工誘變+單倍體育種早熟品種(aa)花藥離體培養(yǎng)

當(dāng)年就可以培育出優(yōu)良新品種！遲熟品種(AA)雜合子(Aa)人工誘變幼苗（A）幼苗（a）秋水仙素處理早熟品種(AA)秋水仙素處理時間：下圖表示以某種農(nóng)作物（1）和（2）兩個品種為基礎(chǔ)，培育出（4）、（5）、（6）、（7）四個品種的過程。根據(jù)下圖，回答下列問題：【答案】.(1)雜交

自交，

基因重組；（2）花藥離體培養(yǎng)；

人工誘導(dǎo)染色體加倍，縮短育種年限；（3）人工誘導(dǎo)多倍體，多倍體（4）采用射線照射或藥劑處理等人工誘變方式

練習(xí)題下圖是用某種作物的兩個品種①和②分別培育出④、⑤、⑥品種的示意圖，試分析回答：①AABBEAb------------④D③AaBbFAabb----------⑤②aabbGAAaaBBbb----⑥（1）用①和②培育⑤所采用的D和F步驟分別是

和

。其應(yīng)用的遺傳學(xué)原理是