高中生物必修二 杂交育种和诱变育种
高考生物：杂交育种与诱变育种
高考生物：杂交育种与诱变育种
一、杂交育种
1.概念：是将两个或多个种类的优秀性状经过交配集中一同，再经过选择和培育，取得新种类的方法。
2.原理：基因重组。
经过基因重组发生新的基因型，从而发生新的优秀性状。
3.优点：可以将两个或多个优秀性状集中在一同。
4.缺陷：不会发生新基因，且杂交后代会出现性状分别，育种进程缓慢，进程复杂。
二、诱变育种
1.概念：指应用物理或化学因历来处置生物，使生物发生基因突变，应用这些变异育成新种类的方法。
2.诱变原理：基因突变
3.诱变要素：(1)物理：X射线，紫外线，γ射线(2)化学：亚硝酸，硫酸二乙酯等。
4.优点：可以在较短时间内取得更多的优秀性状。
5.缺陷：由于基因突变具有不定向性且有利的突变很少，所以诱变育种具有一定自觉性，所以应用理化要素出来生物提高突变率，且需求处置少量的生物资料，再停止选择培育。
三、四种育种方法的比拟
杂交育种
诱变育种
多倍体育种
单倍体育种
原理
基因重组
基因突变
染色体变异
染色体变异
方法
杂交
激光、射线或化学药品处置秋水仙素处置萌生种子或幼苗花药离体培育后加倍
优点
可集中优秀性状
时间短
器官大和营养物质含量高
延长育种年限
缺陷
育种年限长
自觉性及突变频率较低
植物中难以展开
成活率低，只适用
于植物
举例
高杆抗病与矮杆感病杂交取得矮杆抗病种类高产青霉菌株的育成
三倍体西瓜
抗病植株的育成。
高中生物必修二第六章
第6章从杂交育种到基因工程第一节杂交育种与诱变育种一、各种育种方法的比较：杂交育种诱变育种多倍体育种单倍体育种处理杂交→自交→选优→自交用射线、激光、化学药物处理用秋水仙素处理萌发后的种子或幼苗花药离体培养原理基因重组，组合优良性状人工诱发基因突变破坏纺锤体的形成，使染色体数目加倍诱导花粉直接发育，再用秋水仙素优缺点方法简单，可预见强，但周期长加速育种，改良性状，但有利个体不多，需大量处理器官大，营养物质含量高，但发育延迟，结实率低缩短育种年限，但方法复杂，成活率较低例子水稻的育种高产量青霉素菌株无子西瓜抗病植株的育成第二节基因工程及其应用一、基因工程1、概念：基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术。
通俗的说，就是按照人们意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。
2、原理：基因重组3、结果：定向地改造生物的遗传性状，获得人类所需要的品种。
二、基因工程的工具1、基因的“剪刀”—限制性核酸内切酶（简称限制酶）（1）特点：具有专一性和特异性，即识别特定核苷酸序列，切割特定切点。
（2）作用部位：磷酸二酯键（4）例子：EcoRI限制酶能专一识别GAATTC序列，并在G和A之间将这段序列切开。
（黏性末端）（黏性末端）（5）切割结果：产生2个带有黏性末端的DNA片断。
（6）作用：基因工程中重要的切割工具，能将外来的DNA切断，对自己的DNA无损害。
注：黏性末端即指被限制酶切割后露出的碱基能互补配对。
2、基因的“针线”——DNA连接酶（1）作用：将互补配对的两个黏性末端连接起来，使之成为一个完整的DNA分子。
（2）连接部位：磷酸二酯键3、基因的运载体（1）定义：能将外源基因送入细胞的工具就是运载体。
（2）种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。
三、基因工程的操作步骤1、提取目的基因2、目的基因与运载体结合3、将目的基因导入受体细胞4、目的基因的检测和鉴定四、基因工程的应用1、基因工程与作物育种：转基因抗虫棉、耐贮存番茄、耐盐碱棉花、抗除草作物、转基因奶牛、超级绵羊等等2、基因工程与药物研制：干扰素、白细胞介素、溶血栓剂、凝血因子、疫苗3、基因工程与环境保护：超级细菌五、转基因生物和转基因食品的安全性两种观点是：1、转基因生物和转基因食品不安全，要严格控制2、转基因生物和转基因食品是安全的，应该大范围推广。
生物必修2课堂教学课件—杂交育种与诱变育种
单倍体育种
染色体组 成倍减少 花药离体培养
多倍体育种
染色体组 成倍增加
用秋水仙素 处理萌发的 种子或幼苗 器官大型， 营养含量高 发育延迟， 结实率低； 主要用于植物 三倍体无子 西瓜的培育
优点 使于不同个体
的优良性状集 中于一体
明显缩短 育种年限
缺 点
实例
育种时间长
有利变异少 需大量处理 供试材料
有利个体不多，须大量处理供试材料 缺点： ，工作量大 。
应用:
太空辣椒的培育 、青霉菌的选育等 微生物的育种方面
2012-11-5
几种主要育种方法的比较
类型 原理 常用 方法 杂交育种
基因重组 将具有不同 优良性状的 两亲本杂交
人工诱变育种
基因突变 用物理或化学 的方法处理 提高变异频率 加速育种进程
2012-11-5
5
淘劣留良的选择过程
F2选择 F1植株种子分区播种，选留优良性状的单株，进行隔离自 交，并分单株留种（F2）。 F3选择 将F2植株种子分区播种，每一个单株后代成为一个株系，观 察性状表现。在优良株系中继续选留优良单株分别留种。 F4代及以后选择 继续按单株分区播种，并进行株系间比较。淘汰不良株系
缺点： 育种所需时间较长，只能进行本物种或亲缘关系较近
的物种杂交,杂交后代易出现性状分离，不能克服远缘 杂交不亲合的障碍。
应用： 用纯种高秆抗病小麦与纯种矮秆不抗病小麦培育矮秆
抗病小麦
杂种优势
生产上利用杂种优势可以大幅度地提高 产量。例如，杂交高梁比纯系高梁增产30%-50%，杂交水稻比纯系水稻增产20%左右。 某些优良品系的农作物可以利用无性繁 殖的方式保留杂合子的优良性状。
高中生物必修2 ※ 第6章 从杂交育种到基因工程
人教版高中生物必修二第六章第1节《杂交育种与诱变育种》(23张)
②aabb
G
AAaaBBbb----⑥
1）用①和②培育⑤若采用的D和F步骤分别是杂交和 自交 基因重组 。其应用的遗传学原理是 。 2）用③培育⑤所采用的I步骤可以用 x射线、紫外线等 ， 其应用的遗传学原理是 诱变育种 。
秋水仙素处理
染色体数目的变异
器官较大， 营养物质丰富 只能用于植物
可以集中 提高突变频率， 明显缩短 优点 两个亲本的 育种年限 加速育种进程 优良性状
育种时间长，突变的方向难 缺点 不能产生新 以控制，有利 基因 变异少 技术复杂
巩固练习：
1、杂交育种所依据的主要遗传学原理是： A.基因突变； C.染色体交叉互换： B.基因自由组合； D.染色体变异。 答[
B ]
2、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 C、单倍体育种 B、诱变育种 D、多倍体育种 答[ ]
B
3、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
又能把双方的缺点都去掉？产生的新品种还能
稳定遗传。
将你的设想用遗传图解表示出来。
杂交
自交 选优 自交 选优
思考：
P
高秆抗病 DDTT
× 矮秆感病
↓
ddtt
F1
F2
高秆抗病 DdTt ↓× D_T_ D_tt ddT_ ddtt
高抗 高感 矮抗 矮抗 矮感
F3
ddTT ↓× ddTT 稳定遗传
ddTt ↓× ddT_ ddtt 发生性状分离
思考与讨论 P99
5、优点
生物必修二《杂交育种和诱变育种》课件
A 籽多不抗黑粉病 ？ B 籽少抗黑粉病 基因重组
籽多抗黑粉病 F1
X
X
F2
选择育种
在生产实践中，人们挑选品质好的个体来传 种。这样利用生物变异，通过长期选择，汰 劣留良，就能培育出新品种。例如：产蛋多 的家禽。这种育种方式是选择育种。 选择育种周期长，可选择的范围有限。
我曾梦见试验田的超级水稻长得比高粱高，稻穗比扫帚还长，谷粒 有花生那么大。沉甸甸下垂的千万个穗子，好似气势磅礴的大瀑布。 我就在它下面乘凉。但愿梦想成真，让天下人都有饱饭吃。 ——袁隆平
子搭载在卫星上上天。“搭星上天”的 种子主要有青椒、番茄、黄瓜、丝瓜、 胡萝卜、莴苣等蔬菜种子，以及水稻、 小麦、高粱等粮食作物和花卉草木等种 子，共计50多类。
视野拓展
卫星将农作物种子带到200～400千米的
太空中，利用太空中的空间宇宙射线、 微重力、高真空、交变磁场等各种特殊 因素对种子和微生物进行处理，使种子 产生地面得不到的变异，最终培育出高 产优质新品种。
高中生物必修2 遗传与进化
第6章 从杂交育种到基因工程
第1节 杂交育种和诱变育种
华清中学 杨明霞
2000年国家最高科学技术奖 2004年十大感动中国人物之一
上海世博会——太空家园馆
太空育种厅
教学目标
【知识方面】
1.举例说明生物变异在育种上的应用
2.简述杂交育种和诱变育种的作用及其局限性 【能力方面】
视野拓展
与“神六”飞船一起上太空的花卉“瓷玫瑰”、“老虎须”
太空黄瓜
视野拓展
我国运用返回式运载 卫星搭载水稻种子， 返回地面后种植，培 育出的水稻穗长粒大， 亩产达600kg，最高 达750kg，蛋白质含 量增加8%-20%，生长 期平均缩短10天。
杂交育种与诱变育种
稳产和具有优良品质的农作物，培育出具有各 种抗逆性的作物新品种，如_抗__虫__棉__等。 (2)药物研制：利用基因工程的方法，培养转基
因生物，利用转基因生物生产出各种高质量、 低成本的药品，如胰岛素、__干__扰__素____、乙肝 疫苗等。
(3)环境保护：如利用转基因细菌降解有毒有害
的化合物，吸收环境中的重金属，分解泄漏的 石油，处理工业废水等。
高酚植株自交，每株自交后代种植在一个单独的区 域，从________________的区域中得到纯合棕色、
高酚植株。请你利用该纯合体作为一个亲本，再从 诱变l代中选择另一个亲本，设计一方案，尽快选 育出抗虫高产(棕色、低酚)的纯合棉花新品种(用遗 传图解和必要的文字表示)。
的基因为抗除草剂基因，所以未成功导入目的
基因的细胞不具有抗除草剂的能力，可用含除 草剂的培养基筛选转基因烟草细胞。
实验专题探究
杂交育种实验 1．培育杂合子品种——杂种优势的利用 在农业生产上，可以将杂种一代作为种子直接利 用，如水稻、玉米等。 (1)基本步骤：选取双亲P(♀、♂)→杂交→F1。 (2)特点：高产、优质、抗性强，但种子只能种 一年。
4．优点：可以把多个品种的优良性状集中 在一起。 5．缺点：获得新品种的周期_长___。 6．意义：根据需要培育理想类型。 思考感悟 1．在杂交育种中，如果新品种是杂合子， 如玉米、水稻应注意什么？如果新品种是纯 合子，如小麦应该注意什么？
6.1杂交育种和诱变育种
（1）通过花药离体培养再用秋水仙素加倍得到烟草新品
种的方法是 单倍体育种 。（2）用60Co 辐射谷氨酸
棒状杆菌，选育出合成谷氨酸的新菌种，所用方法
是 诱变育种 。（3）用小麦和黑麦培育八倍体小黑麦的
方法是 多倍体育种。（4）将青椒的种子搭载人造卫星，
在太空中飞行数周后返回地面，获得了果大、肉厚和维生
状不分离的为所选品种
二、杂交育种
1、定义
杂交育种是将两个或两个以上的优良性状 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。
2、原理 基因重组
3、方法 4、实例
杂交→自交或雌雄间交配→选优 → 自交或测交……
例如：高产、矮秆水稻的培育
5、杂交育种的应用
杂交水稻之父：袁隆平,从 1976年到2006年，累计增 产粮食5200多亿公斤，平 均每年解决6000万人的粮 食问题。
而应改为测交。
动植物杂交育种的区别，请见遗传图解： （欲培育BBee品种）
P： BBEE × bbee
F1 ： F2 ：B E
BbEe ×
bbE
植物描述为 F1自交。
动物描述为 F1雌雄个体间交配。
B ee bbee
植物：连续自交 ， 直至性状不 分离。
动物：选异性进行 测交 ，以 检测亲本 基因型，性
二、诱变育种
1、定义 利用物理因素或化学因素来处理 生物，使生物发生基因突变。
2、原理 基因突变
3、方法 诱变→筛选→诱变 → 筛选……
4、应用
太空育种 “黑农五号”大豆 青霉菌高产菌株的选育
“黑农五号”大豆
黑龙江农科院用辐射 方法处理大豆，培育成 “黑农五号”大豆品种， 含油量比原来的品种提 高了2.5%，大豆产量 提高了16%。
高中生物必修2课件：6-1 杂交育种与诱变育种
课堂知识构建
概念：将两个或多个品种的优 良性状通过交配集中在一起， 杂交育种再经过选择和培育，获得新品 种的方法过程：杂交―→自交 ―→选优―→自交„„ 杂交育种和 概念：利用物理因素X射线、 γ射线、紫外线、激光等或化 诱变育种 学因素如亚硝酸、硫酸二乙 诱变育种 酯等 来处理生物，使生物发生 基因突变 优点：提高变异频率，在短时间 内获得更多的优良变异类型
)
[答案] D
[解析] 基因突变能产生新的基因，用X射线处理后获得 青霉素高产菌株的原理是基因突变，而选项A的原理为基因 重组，选项B、C的原理为染色体变异。
课后强化作业（点此链接）
[解析]
(1)利用射线辐射育种属于诱变育种。 (2)由杂交一
和杂交二可知，正反交之后，对高产、优质性状没有影响， 所以控制高产、优质性状的基因应该是位于非同源染色体上。 但是正反交的结果对于抗盐性状而言不一样，总是和母本一 样，属于细胞质遗传。(3)如果控制蛋白含量的基因是多对基 因，因为基因重组，测交或者自交后代的比例关系就一定不 会符合一对基因测交或者自交的比例关系。据此可以设计出 实验方案。
(三)思考与讨论二 诱变育种的优点是能够提高突变率，在较短的时间内获 得更多的优良变异类型。诱变育种的局限性是诱发突变的方 法难以掌握，突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。
课前预习导学
自 主 预 习
一、杂交育种 1．概念：将两个或多个品种的________通过交配集中在 一起，再经过________，获得新品种的方法。 2．原理：________。
学习目标：1.理解杂交育种依据的原理及在农牧业生产 中的应用。 2．了解诱变育种依据的原理和应用。 重点与难点：(1)遗传与变异规律在改良农作物和培育家 畜品种等方面的应用；(2)杂交育种与诱变育种的优点和局限 性。