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永仁一中生物教研组王宏鸣第一节杂交育种与诱变育种设想你是一位玉米育种专家，遇到这样的情况:品种A籽粒多，但不抗黑粉病；品种B籽粒少，但抗黑粉病。讨论：你用什么方法把两个品种的优良性状结合在一起，又能去掉缺点？黑粉病创设情景学习目标：1．简述杂交育种和诱变育种的概念，举例说明杂交育种和诱变育种方法的优点和不足。（简述杂交育种和诱变育种的作用及其局限性。）2．举例说明杂交育种、诱变育种在生产中的应用。3．讨论遗传和变异规律在生产实践中的应用。学习重点：遗传和变异规律在改良农作物和培育家畜品种等方面的应用。学习难点：杂交育种和诱变育种的优点和局限性。确立目标1、什么叫杂交育种？杂交育种依据的遗传学原理是什么？2、杂交育种常用的方法是什么？杂交育种有什么优点和缺点？5、请举出我国在杂交育种和诱变育种方面的成就?自学题纲3、什么叫诱变育种？诱变育种依据的遗传学原理是什么？4、诱变育种常用的方法是什么？优点和缺点各是什么？6、你能从原理、常用方法、优点、缺点四个方面列表分析四种育种方法的区别吗?(杂交育种和诱变育种、单倍体和多倍体育种)原理：一、古代人类的育种方式－－选择育种反馈矫正利用生物的变异，通过长期选择，汰劣留良，培养出优良品种。育种周期长，可选择的范围有限。不足：二、杂交育种1、概念:杂交育种是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种（稳定遗传）的方法。3、方法：2、原理：反馈矫正杂交自交(选优自交)若干次纯种基因重组杂交F1间交配选优测交植物动物5、不足：4、应用：反馈矫正可用于农作物品质的改良、产量的提高，培育新品种；也用于家禽、家畜的育种。杂交育种只能利用已有基因的重组，按需选择，并不能产生新的基因；杂种后代出现分离现象，育种进程缓慢，过程复杂。例如：如何利用纯种的高秆抗锈病(DDRR)和矮秆不抗锈病(ddrr)的水稻植株获得优良性状且能稳定遗传的品种。第一步：先杂交得到高抗植株；第二步：让高抗植株自交，后代出现性状分离，从中选择矮抗植株；第三步：将矮抗植株连续自交直至不再发生性状分离为止。PDDRR×ddrrF1DdRr反馈矫正F1:DdRrD_R_,D_rr,ddR_,ddrrF2×连续自交直至到不再发生性状分离为止ddRR(矮抗)像这样显性性状是优良性状，采用杂交育种必须连续自交4～5代后种子才相对较纯，育种年限至少5年。反馈矫正杂种优势：是指基因型不同的亲本相互杂交产生的杂种一代，在生长势、生活力、繁殖力、抗逆性、产量和品质等一种或多种性状上优于两个亲本的现象。杂种优势在F1代表现最明显。例如：我国劳动人民用马（64条染色体）和驴（62条染色体）杂交获得体力强大，耐力好的杂种——骡（63条染色体）。杂种优势主要利用杂种F1代的优良性状，并不要求遗传上的稳定。需年年制种。如水稻和玉米的杂优种，每年农科站都有供应。反馈矫正三、诱变育种（1）概念：人工利用物理因素（如X射线、γ射线、紫外线、激光等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）来处理生物，使生物发生基因突变。（2）优点：能提高突变率，产生新基因；在较短时间内获得更多的优良变异类型。（3）应用：①农作物新品种的培育，新品种具有抗病力强、产量高、品质好等优点。如“黑农五号”大豆，产量提高了16%，含油量比原来提高了2.5%。反馈矫正诱变育种除了采用常规的诱变育种方法外，还采用太空育种。太空育种主要是利用返回式卫星和高空气球能达到的高空环境，通过强辐射、微重力和高真空等条件使植物种子的基因发生基因突变的作物育种新技术。我国已培育成功许多太空作物：反馈矫正太空椒普通椒反馈矫正②用于微生物育种：例如青霉素高产菌株的选育。1943年从自然界分离出来的青霉菌只能产生青霉素20单位/mL。后来人们对青霉菌多次进行X射线、紫外线照射以及综合处理，培育成了青霉素高产菌株，目前青霉素的产量已达到50000～60000单位/mL。中间为青霉菌，周围是细菌。反馈矫正（4）局限性：（5）克服方法：原因：基因突变是随机不定向的。讨论：怎样克服？除了杂交育种和诱变育种之外我们前面还学过什么育种方式？反馈矫正诱变育种的方向难以掌握，诱变体难以集中多个理想性状。要想克服这些局限性，可以扩大诱变后代的群体，增加选择的机会。萌发的种子、幼苗秋水仙素处理染色体加倍、不分离多倍体（1）方法：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗（2）原理：秋水仙素能抑制纺锤体形成。人工诱导多倍体育种:反馈矫正二倍体植株单倍体植株人工诱导染色体加倍恢复成二倍体植株（纯合体）自交纯合体单倍体育种的过程：花药离体培养（秋水仙素或低温处理幼苗）优点：明显缩短育种年限；自交后代不会发生性状分离。AaBbAABBaaBBAAbbaabbABaBAbab反馈矫正杂交育种诱变育种单倍体育种多倍体育种原理常用方法优点缺点基因重组基因突变染色体变异（成倍减少）染色体变异（成倍增加）杂交用物理或化学方法处理生物花药离体培养→单倍体→秋水仙素处理→纯种秋水仙素处理使位于不同个体的优良性状集中于一个个体上提高变异频率，加速育种进程，有利变异少，需大量处理供试材料明显缩短育种年限，育种时间较短。技术复杂，需与杂交育种配合各种器官大、营养成分高、抗性强与杂交育种配合；获得的新品种发育延迟育种时间最长讨论总结1.60Co是典型的γ放射源，可用于作物诱变育种。我国运用这种方法培育出了许多农作物新品种，如棉花高产品种“鲁棉1号”，在我国自己培养的棉花品种中栽培面积最大。γ射线处理后主要引起—————，从而产生可遗传的变异。除γ射线外，用于诱变育种的其他物理诱变因素还有———、——————和————————。达标测评基因突变x射线紫外线激光2、下列表示某种农作物①和②两种品种分别培育出④⑤⑥三种品种,根据上述过程,回答下列问题:Ⅳ①AABB②aabb③AaBb④Ab⑥AAaaBBbb⑤AAbbⅠⅡⅢⅤ⑴用①和②培育⑤所采用的方法Ⅰ称为_______,方法Ⅱ称为_________,由Ⅰ和Ⅱ培育⑤所依据的原理是________.⑵用③培育出④的常用方法Ⅲ是_____________,由④培育成⑤的过程中用化学药剂_________处理④的幼苗,方法Ⅲ和Ⅴ合称为_______育种.其优点是___________________.⑶由③培育出⑥的常用方法是_______________,形成的⑥叫____________。依据的原理是____________。杂交自交基因重组花药离体培养秋水仙素单倍体明显缩短育种年限用秋水仙素处理多倍体染色体变异达标测评达标测评3、杂交育种所依据的主要遗传学原理是（）A.基因突变B.基因自由组合C.染色体交叉互换D.染色体变异B4.运用不同生物学原理，可培育出各种符合人类需要的生物品种。下列叙述错误的是（）A．培育青霉素高产菌株是利用基因突变的原理B．培育无子西瓜是利用基因重组的原理C．培育八倍体小黑麦利用的是染色体变异的理D．培育无子番茄利用的是生长素促进果实发育的原理B5.在下列几种育种方法中，可以改变原有基因分子结构的育种方法是：A、杂交育种B、诱变育种C、单倍体育种D、多倍体育种答案：[]6.现代农业育种专家采用诱变育种的方法改良某些农作物的原有性状，其原因是：A、提高了后代的出苗率B、产生的突变全部是有利的C、提高了后代的稳定性D、能提高突变率以供育种选择答案：[]BD达标测评7．通过诱变育种培育的是（）A.三倍体无子西瓜B.青霉素高产菌株C.二倍体无子番茄D.八倍体小黑麦8．根据遗传学原理，能迅速获得新品种的育种方法是（）A.杂交育种B.多倍体育种C.单倍体育种D.诱变育种BC达标测评9.在生产实践和科研中，欲获得无子果实，可利用的方法有（）①人工诱导多倍体育种②人工诱变③单倍体育种④用适当浓度的生长素诱导A．①④B．②③C．③④D．①②10.下列高科技成果中，根据基因重组原理进行的是（）①我国科学家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻②我国科学家将苏云金杆菌的某些基因移植到棉花体内，培育出抗虫棉③我国科学家通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒④我国科学家通过体细胞克隆技术培养出克隆牛A.①B.①②C.①②③D.②③④AB达标测评