高中生物人教版必修2教案-杂交育种与单倍体育种

杂交水稻之父三倍体无籽西瓜抗虫棉杂交育种单倍体育种多倍体育种基因工程育种细胞工程育种神奇的“太空椒”矮秆抗病的水稻诱变育种番茄–马铃薯你知道下列品种的育种方式吗？杂交育种与单倍体育种一、杂交育种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的方法。PF1F2高秆抗病矮秆抗病高秆感病矮秆感病两个小麦品种杂交示意图高秆抗病×矮秆感病DDTTddtt高秆抗病DdTtD_T_ddT_D_ttddtt在F2的这些矮秆抗病个体都是我们所需要的吗？为什么？第5~6年P高秆抗病DDTT×矮秆感病ddttF1高秆抗病DdTt↓F2D_T_D_ttddT_ddtt↓×第1年第2年矮秆抗病ddTT↑需要的矮抗品种1、某作物的高秆（A）对矮秆（a）为显性，感病（R）对抗病（r）为显性。A、a和R、r是位于非同源染色体上的两对等位基因。今有高秆抗病和矮秆感病纯种，人们希望在较短的时间内并且用简便的方法来培育出矮秆抗病新类型。（1）应采取的方法是。（2）育种的步骤是：①；②；③。杂交育种让高秆抗病和矮秆感病的两个品种进行杂交得到F1F1自交得到F2在F2中选出矮秆抗病的植株育种原理：技术手段：通过杂交，使控制所需性状的基因重新组合处理方法:杂交→自交→筛选优点:操作简便，使位于不同个体的多个优良性状集中于一个体。缺点：只能利用已有的基因的重组，按需选择，并不能创造新的基因。育种进程缓慢。基因重组（基因自由组合、基因的连锁与互换）但是,水稻属自花授粉植物，雌雄蕊着生在同一朵颖花里,由于颖花很小,而且每朵花只结一粒种子，因此很难用人工去雄杂交的方法来生产大量的第一代杂交种子,所以长期以来水稻的杂种优势未能得到应用。杂交水稻杂种优势现象:主要表现在生长旺盛，根系发达，穗大粒多，抗逆性强等方面.材料分析两系法杂交稻：是利用光、温敏不育系水稻为基本材料培育的。光温敏不育系水稻非常神奇，他的生育能力是随着光和温度的变化而达到一系两用的目的。具体地说：这种水稻在夏季，长日照、高温下，表现为雄性不育，这时所有正常品种都能和它杂交，生产杂交种子，这个种子就是两系杂交水稻的种子。这种光温敏不育系水稻在秋季，短日照、低温下又变成了正常的雄性可育水稻，也就是自行繁育不育系种子。因为水稻是属于雌雄同花的自花授粉植物。这种杂交水稻因为只有不育系（母本）、和恢复系（父本）、而不需要保持系（中间体），所以称两系法杂交水稻。两系法杂交稻不育系(AA)×恢复系(aa)（甲）（乙）杂交种(Aa)长日照、高温短日照、低温不育系(AA)雄性不育恢复系(aa)不育系(AA)雄性可育第一年留种如何得到杂交种？如何留种？♀♂同是不育系在不同条件下表现型不同说明了什么?恢复系(aa)第一年制种正常植株两系法杂交稻为我国独创，于1995年研究成功，是作物育种上的重大突破，近年的种植面积在4000万亩左右，一般比三系杂交稻增产5-10％。1995年，当选为中国工程院院士；2001年获首届（2000年度）“国家最高科学技术奖”；2004年，获以色列沃尔夫基金会“沃尔夫奖”（农业）；2004年，获美国世界粮食奖基金会“世界粮食奖”；2006年，当选为美国科学院外籍院士袁隆平专访人民网介绍袁隆平袁隆平的主要成就袁隆平院士分析说，我国水稻种植面积约占粮食作物种植面积的30%，推广超级杂交稻大大增加了粮食产量。第二期超级杂交稻推广后，大面积的平均亩产达600公斤以上，比一般的杂交稻增产150公斤，增产约30%。按年种植2亿亩计算，每年可多收获3000万吨稻谷，能多养活1亿人口。现在，正在向超级稻第三期目标努力,如果这一目标实现，大面积亩产又可以比第二期目标增加50公斤,粮食安全更有保障。为加快粮食增产的步伐，湖南省已经启动“种三产四”丰产工程，就是种三亩超级杂交稻，产出现有四亩地的粮食。如果全国五年发展6000万亩超级杂交稻，将产出8000万亩的粮食，这样既能保证国家粮食安全，又能为农业结构调整和农民致富创造条件。杂交水稻对人类的贡献水稻作为全球主要农作物，在世界上120个国家和地区广泛栽培种植，目前全世界有一半以上的人口以稻米为主食，但是直至目前，全球水稻平均亩产依然停留在200公斤左右。21世纪的地球上，依然有8亿人处于粮食短缺状态，每天有24000人死于饥饿。从1995年起，联合国粮农组织选择了15个水稻生产国，如印度和越南等，与这些国家的政府一道，制定杂交稻发展计划并给予一定的经费支持。受联合国粮农组织之聘，在中国政府的支持下，袁隆平等许多中国专家都担任过顾问，多次赴这些国家讲学、指导杂交水稻育种和繁殖制种技术。同时，还为这些国家培训杂交水稻技术骨干，从1981～2006年，袁隆平担任主任的国家杂交水稻工程技术研究中心等机构共举办了20多期国际杂交水稻培训班，培训了来自五大洲30多个国家的500多名科技人员。在中国的帮助下，越南和印度的杂交水稻发展很快，已应用于生产。2004年越南种植杂交水稻65万公顷，印度为56万公顷，并取得了比当地良种每公顷增产1.5～2.5吨的效果。美国科学院院长、诺贝尔化学奖获得者西瑟罗纳说：“袁隆平为世界粮食安全做出了杰出的贡献，增产的粮食每年为世界解决了7000万人的吃饭问题。他的当选也为美国科学院增添了光彩。”二、单倍体育种花药离体培养→配子DTDtdTdt↓DTDtdTdt↓↓↓↓DDTTDDttddTTddtt↓↓↓↓纯合子秋水仙素处理→↑需要的矮秆抗病品种P高秆抗病DDTT×矮秆感病ddttF1高秆抗病DdTt↓第1年第2年单倍体幼苗育种过程A×B→F1花粉→4种单倍体植株→4种纯种植株→种子杂交花药离体培养秋水仙素筛选基因重组植物组织培养染色体数目加倍优点：缩短了育种年限（2年）获得的后代均为纯种个体染色体变异花药离体培养、秋水仙素处理新植株（优良品种）单倍体育种原理：方法：2、（2003年春季高考试题）假设水稻抗病（R）对感病（r）为显性，高秆（T）对矮秆（t）为显性。现有纯合的抗病高秆水稻和感病矮秆水稻。为了在较短的年限内培育出稳定遗传的抗病矮秆水稻，可采取以下步骤：（1）将纯合的抗病高秆水稻和感病矮秆水稻杂交，得到杂交种子。播种这些种子，长出的植株可产生基因型为____________的花粉。（2）采用____________的方法得到单倍体幼苗。（3）用__________处理单倍体幼苗，使染色体加倍。（4）采用__________的方法，鉴定出其中的抗病植株。（5）从中选择表现抗病的矮秆植株，其基因型应是_________。RT、Rt、rT、rt花药离体培养秋水仙素病原体感染RRtt为什么说单倍体育种能明显缩短育种年限？㈡单倍体育种花药离体培养→配子DTDtdTdt↓DTDtdTdt↓↓↓↓DDTTDDttddTTddtt↓↓↓↓纯合体秋水仙素→↑需要的矮抗品种P高杆抗病DDTT×矮杆感病ddttF1高杆抗病DdTt↓第1年第2年㈠杂交育种第5~6年第1年第2年ddTT×↑需要的矮抗品种P高杆抗病DDTT×矮杆感病ddttF1高杆抗病DdTt↓F2D_T_D_ttddT_ddtt↓×矮抗3、为了提高玉米的产量，在农业生产上使用的玉米都是杂交种，杂交玉米的性状不能稳定遗传，因此农民每年都需要购买玉米杂交种。现有长果穗（A）白粒（b）和短果穗（a）黄粒（B）的两个玉米杂合子品种作为亲本，为了达到长期培育长果穗黄粒（AaBb）杂交种玉米的目的，请回答下列有关问题。（1）选用的亲本玉米的基因型为_____和_____。（2）为了尽快培育出长果穗白粒与短果穗黄粒纯合子，应该采用的育种方式为__________。（3）由于每年都要培育长果穗黄粒（AaBb）杂交种玉米，不仅要考虑当年育种，还要考虑到下一年育种。现有上述亲本，请你以遗传图解加简要说明的形式，设计出在最短时间内培育出杂交种玉米的育种方案。AabbaaBb单倍体育种PAabbaaBbF1AAbbaaBB×F2AAbbaaBBAaBb部分自交留种部分杂交制种部分自交留种单倍体育种杂交玉米之父—李登海在当今世界玉米栽培史上，有档案记载的有两个人，一个是美国先锋种子公司的创始人华莱氏，世界春玉米高产纪录的保持者；一个就是李登海，世界夏玉米高产纪录的创始者。在我国育种领域，也有“南袁北李”之说。“南袁”是指杂交水稻之父袁隆平，“北李”就是指李登海，紧凑型玉米研究的创始者，被称为“杂交玉米之父”。培育纯合子与杂合子新品种的注意事项纯合子新品种培育杂交育种如果需要的性状是隐性性状，一旦出现就能推广。如果需要的性状是显性性状，子代出现后，要连续自交、选择，直到不发生性状分离为止。单倍体育种花药离休培养、经秋水仙素处理，得到的就是纯合子，一般要与杂交技术结合起来。杂合子新品种培育先要得到亲本纯合子，然后每年部分用来杂交制种，部分通过自交留种，为了加快育种进程，一般与单倍体育种结合起来。类型杂交育种单倍体育种原理常用方法优点缺点实例将具有不同优良性状的两亲本杂交花药离体培养操作简便明显缩短育种年限育种时间长技术复杂,需与杂交育种配合染色体变异基因重组培育杂交水稻培育矮抗小麦杂交育种与诱变育种的比较袁隆平专访人民网介绍袁隆平事迹李登海介绍5、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萌发种子或幼苗多倍体染色体变异6、（2004年高考卷）已知柿子椒果实圆锥形（A）对灯笼形（a）为显性，红色（B）对黄色（b）为显性，辣味对（C）对甜味（c）为显性，假定这三对遗传因子自由组合。现有以下4个纯合亲本：（1）利用以上亲本进行杂交，F2能出现灯笼形、黄色、甜味果实的植株亲本组合有____________________。（2）上述亲本组合中，F2出现灯笼形、黄色、甜味果实的植株比例最高的是________,其基因型为_________，这种亲本组合杂交F1的基因型和表现型是_________，其F2的全部表现型有_______________________，灯笼形、黄色、甜味果实的植株在该F2中出现的比例是____。aaBBCCaabbCCAABBccAAbbcc甲与丁,乙与丙,乙与丁乙与丁aabbCC与AAbbccAabbCc圆锥形黄色辣味,圆锥形黄色甜味,灯笼形黄色辣味,灯笼形黄色甜味1/167、现有3个番茄品种，A品种的基因型为AABBdd，B品种的基因型为AAbbDD，C品种的基因型为aaBBDD。3对等位基因分别位于3对同源染色体上，并且分别控制叶形、花色和果形3对性状。思考：（1）如何运用杂交育种方法利用以上3个品种获得基因型为aabbdd的植株？（用文字简要描述获得过程即可）（2）如果从播种到获得种子需要一年，获得基因型为aabbdd的植株最少需要多少年？（3）如果要缩短获得aabbdd植株的时间，可采用什么方法？简述其过程？单倍体育种技术A与B杂交得到杂交一代，杂交一代与C杂交，得到杂交二代，杂交二代自交，可以得到基因型为aabbdd的种子，该种子可长成基因型为aabbdd植株。4年AABBdd×AAbbDD（A）（B）AABbDd×aaBBDDAaBbDdaabbdd（种子）aabbdd（植株）配子abdabd（单倍体幼苗）aabbdd（植株）减数分裂秋水仙素处理花药离体培养第一年第二年第三年第四年第三年（C）×杂交育种单倍体育种8、普通小麦中有高杆抗病（T