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。
第1节 杂交育种与诱变育种 (公开课)
同上述①→④育种方式比较，①→⑤→⑧育种方式的优 越性主要表现在明显缩短育种年限 ______________。
如图是植物育种方式的简要概括图，请据图回答：
基因突变 。 ⑨方法所运用的原理是________________ 秋水仙素(或低温) 处理萌发的种子或幼苗。 过程⑪常用__________________ 如图是植物育种方式的简要概括图，请据图回答：
第6章 从杂交育种到基因工程
第6章 从杂交育种到基因工程
歌曲：Tell Me Why
演唱者Declan Galbraith （迪克兰· 加尔布雷斯） 被英国媒体推崇为 「终生难得一见的歌唱奇才」
以歌声诘问人类 战争、饥饿、贫 穷，祈求人类和 平、友爱、富足。
P98
第1节 杂交育种与诱变育种
一、古代人类的育种方式－－选择育种
选优
Ｆ２ 高抗
矮抗 ddTT
自交
F3矮抗 ddTT
选优
点滴收获之 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。P
99
2、原理： 基因重组 3、方法： 植 物 杂 交 自交 纯 种
(选优
自交) 若干次
4、优点： 使不同个体的优良性状集于一体 5、缺点： 育种时间长，过程复杂
1：原理： 基因突变
用于微生物育种：
2000年 5万～6万单位/mL
紫外线、X光等
P100
中间为青霉菌，周围是细菌。
1943年20单位/mL
航天育种－－－水稻
水稻 粒大
亩产最高达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
杂交育种和诱变育种是现代农业中两种重要的育种方法，它们的原理和应用 有着独特的优势和挑战。让我们一起探索这两种育种技术的奥秘。
杂交育种的定义和原理
定义
杂交育种是通过在不同品种或种属间进行交配，利用杂种优势培育出更强大和优良的后代。
原理
通过结合两个有益基因的品种，杂交育种可以增强抗病性、提高产量和质量，并改进植物的各种特性。
诱变育种应用
通过诱发植物基因的突变，改良品种的耐逆性和抗病性。
未来育种发展方向和前景
1
基因编辑技术
利用CRISPR-Cas9等基因编辑技术，精确
遗传信息研究
2
修改植物基因，提高育种效率和精准性。
深入研究植物基因组，解析遗传信息，
探索新的育种策略和解决方案。
3
可持续农业
针对气候变化和资源短缺等挑战，培育 具有抗逆性和高效利用资源的新品种。
诱变剂包括化学物质（如EMS）和物理辐射（如X射线），它们能够诱导基因的突变。使用适当的浓度和处理 时间是诱发育种成功的关键。
应用
诱变育种被广泛用于改良农作物、蔬菜和花卉的抗病性、耐逆性和产量，以及培育新的农业与园艺品种。
比较和分析杂交育种和诱变育种的优劣
1 杂交育种优势
快速培育出高产和高质量的品种，利用优势 互补提高植物性状。
应用
杂交育种广泛应用于农作物、蔬菜和花卉的改良，以及品种选育和疾病抗性的培育。
诱变育种的定义和原理
定义
诱变育种是通过人工诱发植物基因组的变异，创造新的遗传多样性，以改善植物的性状和性能。
原理
通过使用化学物质或物理因素（如辐射）引起植物基因的突变，诱变育种可以产生新的品种并改进现有品种。
杂交育种和诱变育种
三、多倍体育种
1、处理方法： 用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。
2、原理
抑制纺锤体的形成，这样就造 成染色体复制后不能分配到两个细 胞中，使染色体数目加倍，形成多 倍体。
3、优缺点
（1）优点：器官较大，
营养物质含量高。
（2）缺点：发育延迟，结实率 低。
4、实例：三倍体西瓜的形成
人们平常食用的西瓜是二倍体。在二倍体西瓜 的幼苗期，用秋水仙素处理，可以得到四倍体植株。 然后，用四倍体植株作母本，用二倍体植株作父本， 进行杂交，得到的种子细胞中含有三个染色体组。 把这些种子种下去，就会长出三倍体植株。由于三 倍体植株在减数分裂的过程中，染色体的联会发生 紊乱，因而不能形成正常的生殖细胞。当三倍体植 株开花时，需要授给普通西瓜（二倍体）成熟的花 粉，刺激子房发育而成为果实（西瓜）。因为胚珠 并不发育成为种子，所以这种西瓜叫做无子西瓜。 我国种植的无子西瓜不仅满足了国内市场的需求， 而且远销国外。
杂交育种与诱变育种
一、杂交育种 1、杂交育种的概念 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 品种的方法。
2、杂交育种的原理
通过基因重组，把两个亲本的 优良性状组合在同一个后代中，从 而产生符合要求的新类型。
3、杂交育种的实例
我国奶牛的主要品种中国荷斯坦牛，是将 国外的荷斯坦-费里生牛引进后,在我国经过长 期驯化,与当地黄牛进行杂交和育种,逐渐形成 的优良种.
4、优缺点
（1）优点：方法简单，容易操作。
（2）缺点：不能创造新的基因，育 种进程缓慢，过程烦琐。
二、诱变育种 1、处理方法 利用物理因素（如x射线、y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。
杂交育种与诱变育种
杂交育种与诱变育种引言农作物的良种选育是提高农业生产力和保障粮食安全的重要手段。
杂交育种和诱变育种作为农作物改良的两种常用方法，在提高作物产量、品质和抗逆性方面都发挥了重要作用。
本文将重点探讨杂交育种和诱变育种的原理、应用以及存在的挑战。
一、杂交育种1. 杂交育种的原理杂交育种是通过将两个不同的亲本进行交配，获得拥有两个亲本优良性状的后代植株。
这是因为杂交组合可以充分利用杂种优势、亲子互补和杂种抗性等遗传效应，实现对目标性状的改良。
例如，在小麦育种中，通过将不同品种的小麦进行杂交，可以获得产量更高、抗病性更强的新品种。
2. 杂交育种的应用杂交育种广泛应用于农作物、蔬菜和果树等植物的改良中。
通过选育杂交种，可以快速提高产量、改良品质和增加抗逆性。
例如，在水稻育种中，通过选育高产种和优质种进行杂交，可以获得丰产优质的新品种。
杂交育种还可以应用于杂交玉米、杂交水果等高经济效益的品种选育。
3. 杂交育种的挑战杂交育种面临一些挑战，例如亲本选择、杂交体系建立和杂种纯度保持等问题。
亲本选择是杂交育种成功的关键，需要选择具有优良性状、亲缘关系远、且易于杂交的亲本。
杂交体系的建立和维护也是一个复杂的过程，需要对不同作物进行研究和优化。
此外，杂交后的杂种纯度保持是杂交育种中的另一个重要问题，需要制定合适的措施来避免杂种的进一步杂交或回交。
二、诱变育种1. 诱变育种的原理诱变育种是指通过物理、化学或生物手段诱导植物基因发生突变，从而获得新的遗传变异，并通过对突变体的筛选和选育，获得具有优良性状的新品种。
诱变育种可以通过破坏或产生特定的基因突变，改变植物的生长、发育和代谢过程，并获得新的品质性状。
例如，通过辐射或化学物质诱导水稻发生突变，可以获得抗性更强、产量更高的新品种。
2. 诱变育种的应用诱变育种广泛应用于农作物、花卉和观赏植物等领域。
通过诱变育种可以获得植物的新性状，例如增加产量、提高抗逆性以及改善品质。
在花卉育种中，通过诱变育种可以获得新的花色、花型和花香等特征，增加花卉的观赏价值。
6[2].1 杂交育种和诱变育种
![6[2].1 杂交育种和诱变育种](https://img.taocdn.com/s3/m/78a225fb4693daef5ef73d14.png)
试一试： 动物的杂交育种方法
短毛折耳猫 （BBEE）
长毛折耳猫 （BBee）
长毛立耳猫（bbee）
杂交 Ｐ F1间 交配 选优 测交
长毛立耳 BBEE
短毛折耳 bbee
Ｆ１
Ｆ２ 长立
长毛立耳 长毛立耳 BbEe BbEe 长折 短立 Bbee BBee 长折 Bbee 长折 Bbee 短折
长折 BBee
杂交育种的优点是很明显的，但是在实际 操作中会遇到不少困难。请从杂交后代可 能出现的各种类型，以及育种时间等方面， 分析比较杂交育种方法的不足。
杂交育种只能利用已有基因的重组，按需选 择，并不能创造新的基因。杂交后代会出现 性状分离现象，育种进程缓慢，过程繁琐。
有没有能出现意想不到的结果， 产生新基因的育种方法呢？
玉米起源于美洲大陆，15世纪传入欧洲，16世纪经 葡萄牙传入中国，现在遍布全世界。远在古代，美洲的 印第安人就选择和培育了许多穗大粒饱的玉米。原来他 们把玉米奉为神灵，用作祭祀的玉米是在隔离条件下种 植的，经过精心管理和认真选育，不仅果穗硕大、颗粒 饱满，而且品质优良，无任何杂粒，这样就选育出了具 有优良性状的玉米品种。
杂交育种 P F1
第 1 年 第 2 年 第 3 年
若从播种到收获种子需要一年,则培育出能稳定 遗传的矮杆抗病的品种至少需要几年?
高杆抗病 DDTT
× 矮杆感病
↓
ddtt
F2 F3
高杆抗病 减数分裂 DdTt ↓× D_T_ D_tt ddT_ ddtt 配子 DT 矮抗 × 单倍体 DT
第 1 年
（3）希望得到的结果：矮秆抗锈病。 （3）希望得到的结果：早熟水稻。 （4）预计产生这种结果的（所需类型）的几率：1/4。 （4）预计F2产生这种结果的（所需类型）的几率：3/16。 （4）预计产生这种结果的（所需类型）的几率：极低或不出现。 （5）写出育种的简要过程（可用图解） 高抗ⅹ矮病 F1F1高抗 自交 F （高抗、矮抗、高病、矮病）。 用射线、激光照射或秋水仙素等化学试剂处理（或用太空飞船 高抗ⅹ矮病 高抗 2 搭载）水稻，使之产生基因突变。 F1花药离体培养 单倍体植株，再经秋水仙素处理，染色体 （6）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。 加倍成为纯合的高抗、矮抗、高病、矮病植株。 （6）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。 将F2矮秆抗锈病品种连续自交，分离淘汰提纯到基本不分离 （6）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。 将处理的水稻种植下去，进行观察，选择矮秆抗倒伏的水稻， 为止。 并纯化。 挑选矮秆抗锈病的植株即可。
杂交育种和诱变育种
短折 bbee 短折
1、动物杂交育种中纯合子的获得不用通 过逐代自交，可改为测交。 2、比植物杂交育种所需年限短。
你能举出我国在杂交育种方面的成就?
ⅹ
中国黄牛 荷斯坦牛
中 国 荷 斯 坦 牛
拓展：杂种优势是指基因型不同的 亲本个体相互杂交产生的杂种第一 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。 举例：杂交水稻 杂种优势在F1代表现最明显，F2代 以后逐渐减弱
(一)概念
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。
原理：基因重组
想一Байду номын сангаас：植物杂交育种的方法
小麦高秆（D）对矮秆（d）为显性，抗锈病（T）
对不抗锈病（t）为显性，现有纯合的高秆抗锈病的小
麦（DDTT）和矮秆不抗锈病的小麦（ddtt），如果你是 袁隆平，怎样才能得到矮秆抗病的优良品种（ddTT）？
第6章
从杂交育种到基因工程
第 1节
一、选择育种
(一)方法
杂交育种与诱变育种
利用生物的变异,通过长期选择,汰劣留良, 培育优良品种
(二)缺点
周期长,可选择的范围有限
二、杂交育种
从第二代挑选高产、抗病的个体，留种。下一年 播种，再从后代中挑选高产、抗病的个体，留种。 经过几代汰劣留良的选择过程，就可以得到优良 品种。
以下是杂交的育种参考方案： 杂交 Ｐ 自交 Ｆ１
思考：要培育出 高抗 矮不抗 一个能稳定遗传 ddtt DDTT 的植物品种至少 要几年？ 高抗 DdTt
高不抗 矮抗 矮不抗 ddTT ddTt 矮抗 ddTt 矮抗 矮不抗 ddTT ddTt
6.1 杂交育种与诱变育种
杂交育种
诱变育种 基因突变
多倍体育种 染色体变异 （成倍增加）
单倍体育种 染色体变异 （成倍减少， 再成倍增加）
原 理 处 理 方 法
基因重组
杂交→自交→ 选优→自交
用射线、化学药 品等处理生物， 诱发突变
花粉组织培养， 滴加秋水仙素或低 再用秋水仙素 温处理，人工诱导 处理，人工诱 染色体数目加倍 导染色体数目 加倍 优点：器官大，营 养物质含量高； 缺点：适用于植物， 发育延迟，结实率 低 优点：明显缩 短育种年限。 缺点：技术手 段复杂，成活 率较低
4. 诱变育种的应用——太空育种
4. 诱变育种的应用—农作物育种
甘肃种植的太空育种的蔬菜
4. 诱变育种的应用——农作物育种 在作物方面，应用诱变育种我国已培育 出100多种水稻、小麦、玉米、大豆等优良 品种。例如用射线处理籼稻干种子，选出提 早成熟15天的新品种，丰产等性状仍旧保持 下来，而且米粒中的蛋白质的含量提高很多。 又如用射线和其他诱变剂处理大豆，培育出 一种新品种。这品种含有改变了的酶系，在 同样的施肥和管理条件下可提高产量50%。
4. 诱变育种的应用——微生物育种 青霉素(第一种治疗
人类疾病的抗生素)
的应用，被誉为 人类寿命的第2 次革命，它把人 的平均寿命从40 岁提高到65岁。
青霉菌
4. 诱变育种的应用——微生物育种 医学上应用的其他抗生素如四环素、 链霉素、地霉素、金霉素等。
灵活创新、实际应用
育种的方法有多种，各有各的优点，要合理 的有机结合各种方法，高效地达到育种目的。
如果水稻的某迟熟（AA)品种,那么有什么好 办法快速的得到早熟（aa）品种？
人工诱变 + 单倍体育种
迟熟 人工 杂合 药离 子 品种 体培养 诱变 (Aa) (AA)
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6-1杂交育种和诱变育种
【学习目标】
1、简述杂交育种的概念，举例说明杂交育种方法的优点和不足。
2、举例说出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。
【新知预习】
一、杂交育种
1、古代人们利用__________________，通过长期选择，汰劣留良，培育出许多优良品种，这种选择育种不仅_____________，而且_________________________。
2、杂交育种是将__________或__________品种的_____________，通过__________集中在一起，在经过___________和___________。
获得________________的方法。
3、在农业生产中，杂交育种是___________________的常规方法。
杂交育种的方法也用于
_____________________的育种。
二、诱变育种
1、诱变育种的原理是_________________________________。
2、诱变育种是指利用_______________________________，使生物____________________的方法。
3、诱变育种的优点的________________________________________________。
4、诱变育种取得的成就：
（1）培育__________________________________；
（2）在___________________方面也发挥了重要作用，如：_____________________________。
【知识细目表】
一、杂交育种
1、概念：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，获得新品种的方法。
2、原理：基因重组
3、应用：在改良农作物品种、培育家畜新品种等方面广泛应用。
4、一般步骤：①两亲本杂交，获得F1;②F1自交，获得F2；③在F2中选出符合要求的性状并进行多次自交获得较纯的新品种。
5、优点：操作简单
6、缺点：育种时间长、工作量大、只能利用已有的基因杂交，不能产生新的基因、只能进行本物种或亲缘关系比较近的物种之间杂交，不能克服远缘杂交不亲和障碍等。
二、诱变育种
1、概念：诱变育种是利用物理、化学等因素诱导生物发生变异（基因突变），并从变异后代中选育新品种的过程。
2、原理：基因突变
3、应用：诱变育种广泛应用于农作物和微生物育种方法。
是创造动植物新品种和微生物新类型的重要的方法，许多有价值的生物新类型是用诱变育种的方法培育出来的，如：青霉素的高产菌株。
4、优点：提高突变频率、加快育种进程，大幅度改良某些性状，创造人们需要的变异类型。
5、缺点：诱发产生的个体有利的不多，必须大量处理实验材料。
6、人工诱变的主要方法：①辐射诱变②化学诱变
【课堂练习】
1、杂交育种依据的主要遗传学原理是（）
A、染色体变异
B、基因的交叉互换
C、基因的自由组合
D、基因突变
2、进行有性生殖的生物其亲代和子代之间总是存在一定差异的主要原因是（）
A、基因重组
B、基因突变
C、染色体变异
D、生活条件的改变
3、诱变育种能改善某些现象的原因是（）
A、提高了后代的生存率
B、一般能提高有利突变率
C、一般能提高突变频率
D、提高了后代的稳定性
4、下面列举了几种能诱发基因突变的原因，其中不正确的是（）
A、射线的辐射作用
B、杂交
C、激光照射
D、紫外线
5、长期接触X射线的人群，产生的后代中遗传病的发病率明显提高，主要原因是该人群的生殖细胞发生（）
A、基因重组
B、基因分离
C、基因交叉互换
D、基因突变
6、诱变育种突出的优点是（）
A、提高突变频率，加速育种进程
B、产生很多有利个体
C、节省实验材料
D、方法简单易行
7、通过人工诱变产生的新类型是（）
A、青霉素高产菌株
B、八倍体小黑麦
C、矮秆抗锈病小麦
D、无子番茄
8、下列叙述中不正确的是（）
A、培育无子西瓜利用染色体变异的原理
B、培育八倍体小黑麦的利用染色体变异的原理
C、培育中国黑白花牛是利用染色体变异的原理
D、培育青霉素高产菌株是利用基因突变
10、属于分子水平上的育种工作的是（）
A、诱变育种
B、杂交育种
C、单倍体育种
D、多倍体育种
11、1943年，青霉菌产生的青霉素只有20单位/ML。
后来科学家用X射线、紫外线灯照射青霉菌，结果大部分青霉菌死亡率，只有少数存活下来。
这些存活下来的青霉菌中，有的菌株青霉素产量提高了几十倍，请回答：
（1）用射线照射青霉菌，能培育出高产菌株，是由于射线使青霉菌发生____________的缘故。
（2）射线照射后，大部分青霉菌死亡，这说明了__________________________________。
（3）这种培育生物新品种的方法叫做_________________________。
（4）上述科学家是利用_________因素，使基因发生突变，这称之为_______________，其优点是_________________________________。
【课后练习】
1、下面关于生物变异的叙述，正确的是（）
A、基因突变都会遗传给后代
B、染色体变异产生的后代都是不育的
C、基因碱基序列发生改变，不一定导致性状改变
D、基因重组发生在有丝分裂过程中
2、两个亲本的基因型为AAbb和aaBB，这两对基因按照自由组合定律遗传。
要培育出基因型为aabb的新品种，最简捷的方法是（）A、人工诱变育种 B、杂交育种 C、多倍体育种 D、单倍体育种
3、太空育种是指利用太空综合因素，如强辐射、微重力等，诱导由宇宙飞船携带的种子发生变异，然后进行培育的一种育种方法。
下列说法正确的是（）
A、太空育种产生的突变总是有益的
B、太空育种产生的性状是定向的
C、太空育种培育的生物是地球上原本不存在的
D、太空育种与其他育种方法在本质上是一样的
4、假如水稻高杆（D）对矮杆（d）为显性，抗稻瘟病（R）对易感稻瘟病（r）为显性，两对性状独立遗传，用一个纯合易感病的矮杆品种（抗倒伏）与一纯合抗病高杆品种（易倒伏）杂交，后代中出现既抗病又抗倒伏类型的基因型及其比例为（）A、ddRR、1/8 B、ddRr、1/16
C、ddRR、1/16和ddRr、1/8
D、DDrr、1/16和DrRR、1/8
5、用杂合体种子尽快获得纯合植株的方法是（）
A、种植→F2→选不分离者→纯合体
B、种植→秋水仙素处理→纯合体
C、种植→花药离体培养→单倍体幼苗→秋水仙素处理→纯合体
D、种植→秋水仙素处理→花药离体培养→纯合体
6、变异是生命物质的基本特征之一，细菌产生可遗传变异的来源是（）
A、基因突变
B、基因重组
C、染色体变异
D、环境条件的改变
7、诱变育种和杂交育种的不同之处（）
①能大幅度改良某些性状②能形成新的基因③能形成新的基因型④一般对个体有利
A、①②
B、①③
C、②③
D、②④
8、在红粒的高杆的麦田里，偶然发现一株白粒矮杆优质小麦，要想在三年内能获得大量的白粒矮杆麦种，通常用的方法是（）
A、自交育种
B、诱变育种
C、人工嫁接
D、单倍体育种
9、有两组纯种小麦(DDTT），一个是矮杆不抗锈病（ddtt）。
现在将两个品种进行下列三组实验：假如以上三组实验都有矮杆抗锈病出现，分析以下的问题：
A组：P高抗×矮易B组：P高抗×矮易C组：P高抗
↓↓γ射线↓γ射线
F1高抗F1高抗F1植株
↓自交↓花粉培育
F2植株F2植株
（1）A组所得矮抗类型的基因型是，B组所得到矮抗类型的基因型是。
（2）C组获得矮抗是由于发生了基因突变。
但一般说来，这种情况不容易发生，因为。
（3）A组F2中的矮抗类型不能直接用大田栽种，原因是。
（4）B组所得到矮抗类型也不能直接用大田栽种，原因是。
但通过处理，可以直接产生理想的矮抗品种，基因型是。