第1節(jié)雜交育種與誘變育種第6章從雜交育種到基因工程1.舉例說出生物變異在育種上應(yīng)用的實(shí)例。2.簡述雜交育種和誘變育種的作用和局限性。3.簡述基因工程的原理及其應(yīng)用。

2011年9月19日農(nóng)業(yè)部公布，袁隆平的超級(jí)雜交稻試驗(yàn)田平均畝產(chǎn)926.6公斤，創(chuàng)中國水稻畝產(chǎn)最高紀(jì)錄。

2011年，在江蘇省泰州市農(nóng)業(yè)科技示范園區(qū)，新采摘的巨型南瓜吸引了游人。它是通過航天育種培育成的新品種。1.概念:

將兩個(gè)或多個(gè)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。2.原理：基因重組。3.方法:4.優(yōu)點(diǎn):將不同個(gè)體的優(yōu)良性狀集中到一個(gè)個(gè)體上。一、雜交育種5.缺點(diǎn):育種年限長，需連續(xù)自交才能選育出優(yōu)良的品種。連續(xù)自交，不斷選種。雜種優(yōu)勢雜種優(yōu)勢是生物界普遍存在的現(xiàn)象。指基因型不同的親本個(gè)體相互雜交產(chǎn)生的雜種第一代，在生長勢、生活力、繁殖力、抗逆性、產(chǎn)量和品質(zhì)等一種或多種性狀上優(yōu)于兩個(gè)親本的現(xiàn)象。例如：騾（馬和驢交配產(chǎn)下的后代，分為驢騾和馬騾。公驢可以和母馬交配，生下的叫“馬騾”，如果是公馬和母驢交配，生下的叫“驢騾”。騾個(gè)大，具有驢的負(fù)重能力和抵抗能力，有馬的靈活性和奔跑能力，是非常好的役畜，但不能生育）。思考：小麥高稈（D）對(duì)矮稈（d）為顯性，抗銹?。═）對(duì)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），如果你是袁隆平，怎樣才能得到矮稈抗銹病的優(yōu)良品種（ddTT）？雜交育種的過程方案Ｐ高抗矮不抗Ｆ1

高抗Ｆ2DDTTddttDdTtddTt高抗高不抗矮抗矮不抗ddTT矮抗ddTTddTT矮抗矮抗矮不抗ddTtddTTF3ddTt矮抗雜交自交選優(yōu)自交選優(yōu)【典例訓(xùn)練1】(2012·衡水高一檢測)某農(nóng)科所通過如圖育種過程培育成了高品質(zhì)的糯小麥。下列相關(guān)敘述不正確的是()A.育種方法Ⅰ最大的優(yōu)點(diǎn)是明顯縮短育種的年限B.a和c過程運(yùn)用的遺傳學(xué)原理都是染色體變異C.四倍體YYyyRRrr的花藥離體培養(yǎng)后形成的植株一定是二倍體D.通過b過程欲獲得純合yyRR，需要進(jìn)行不斷地自交來提高純合率【思路點(diǎn)撥】解答本題的關(guān)鍵是確定圖示各種育種方法，明確單倍體育種、雜交育種和多倍體育種的原理和操作流程。

動(dòng)物的雜交育種中國荷斯坦牛：荷斯坦—弗里生牛與我國黃牛雜交選育后逐漸形成的優(yōu)良種。泌乳期可達(dá)305天，年產(chǎn)乳量可達(dá)6300kg以上。李登海研究玉米育種近40年，與“雜交水稻之父”袁隆平齊名，被種業(yè)界譽(yù)為“南袁北李”，被稱為“中國緊湊型雜交玉米之父”。

李振聲：中科院院士，小麥育種專家，獲得2006年度國家最高科技獎(jiǎng)。

雜交育種只能利用已有基因的重組，按需選擇，并不能創(chuàng)造新的基因。雜交后代會(huì)出現(xiàn)分離現(xiàn)象，育種進(jìn)程緩慢，過程復(fù)雜。雜交育種不能創(chuàng)造新的基因，并且所需時(shí)間較長，那有沒有能出現(xiàn)意想不到的結(jié)果，并且需要時(shí)間相對(duì)較短的育種方法呢？

思考與討論：從雜交后代可能出現(xiàn)的各種類型，以及育種時(shí)間等方面，分析雜交育種方法有哪些不足？

2012年3月，兩名神九女航天員選出，同時(shí)，飛船將首次搭載活體蝴蝶升空。1.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）來處理生物，使生物發(fā)生基因突變。2.原理：基因突變。3.方法：用物理因素或化學(xué)因素來處理生物。二、誘變育種4.優(yōu)點(diǎn)：能提高突變頻率，加速育種進(jìn)程，大幅度改良某些性狀，獲得人類需要的變異類型。5.缺點(diǎn)：有利變異少，需大量處理實(shí)驗(yàn)材料；誘變的方向和性質(zhì)不能控制，具有盲目性。2.誘變育種與雜交育種的比較項(xiàng)目雜交育種誘變育種原理方法優(yōu)點(diǎn)局限性基因重組基因突變雜交→自交→篩選→自交輻射誘變、激光誘變、化學(xué)藥劑誘變使不同個(gè)體的優(yōu)良性狀集中于同一個(gè)個(gè)體上可以提高突變的頻率，大幅度改良某些性狀，加速育種進(jìn)程育種年限較長有利變異的個(gè)體不多，需處理大量實(shí)驗(yàn)材料【典例訓(xùn)練2】小麥高莖(D)對(duì)矮莖(d)為顯性，抗銹病(T)對(duì)不抗銹病(t)為顯性(兩對(duì)基因獨(dú)立遺傳)，現(xiàn)有高莖抗銹病純合子和矮莖不抗銹病純合子兩個(gè)親本，要想獲得矮莖抗銹病的純合新品種，育種專家提出了兩種育種方案。如圖所示，請回答下列問題：(1)圖中(一)、(二)所示過程在遺傳學(xué)上分別叫_____________和_____________。(2)圖中表示的兩種常見的育種方法是_________________育種和________育種，其中哪種育種方法較為理想？_________，其優(yōu)越性是___________________________________________。(3)圖中(四)處理的方法是

，目的是___________。(4)圖中(二)產(chǎn)生的矮莖抗銹病的個(gè)體比例是_______，ddT_中能夠穩(wěn)定遺傳的個(gè)體占_________。雜交

自交雜交

誘變

雜交育種目的性強(qiáng)，能夠?qū)⒍鄠€(gè)品種的優(yōu)良性狀集中在一起用物理因素或化學(xué)因素誘發(fā)基因突變提高突變頻率，獲得所需要的變異個(gè)體

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雜交育種誘變育種多倍體育種單倍體育種依據(jù)原理常用方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)應(yīng)用實(shí)例通過基因重組，把兩個(gè)親本的優(yōu)良性狀組合在同一個(gè)后代中，從而產(chǎn)生符合要求的新類型用人工方法誘發(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，使染色體的數(shù)目加倍后不能形成兩個(gè)細(xì)胞誘導(dǎo)花粉直接發(fā)育成植株，再用秋水仙素加倍成純合子雜交輻射誘變，激光誘變，空間技術(shù)育種用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗花藥離體培養(yǎng)提高突變頻率，加速育種過程，或大幅度改良某些品種將不同個(gè)體的優(yōu)良性狀集中于一個(gè)個(gè)體上抗病植株的育成自交后代不發(fā)生性狀分離，可縮短育種年限(2年)器官較大，營養(yǎng)物質(zhì)含量高發(fā)育延遲，結(jié)實(shí)率低有利變異少,需大量處理實(shí)驗(yàn)材料時(shí)間長，需及時(shí)發(fā)現(xiàn)優(yōu)良品種三倍體無子西瓜、八倍體小黑麥青霉菌經(jīng)x射線、紫外線照射以及綜合處理后，培育出青霉素產(chǎn)量很高的菌株小麥高桿（易倒伏）抗銹病的純種與矮桿（抗倒伏）易染銹病的純種進(jìn)行雜交，培育出矮桿抗銹病小麥品種高度不育,方法復(fù)雜,成活率低（四）練習(xí)基礎(chǔ)題1.B。2.B。

3.基因突變；X射線；紫外線；激光。拓展題

提示：可采用雜交育種的方法，遺傳圖解可參考教科書插圖61繪制。優(yōu)點(diǎn)是育種的目的性較強(qiáng)，能夠獲得具有優(yōu)良性狀、淘汰不良性狀的品種。缺點(diǎn)是育種周期長，過程繁瑣。1.小麥抗銹病對(duì)易染銹病為顯性，現(xiàn)有甲、乙兩種抗銹病的小麥，其中一種為純合子，需要鑒別和保留純合的抗銹病小麥，應(yīng)選用下列哪項(xiàng)最簡便易行（）A.甲×乙B.甲×乙得F1再自交C.甲、乙分別和隱性類型測交D.甲×甲乙×乙D2.(2012·福州高一檢測)科研人員利用γ射線輻射種子使其產(chǎn)生變異，這種培育新品種的方法是()A.雜交育種B.誘變育種C.多倍體育種D.單倍體育種【解析】選B。利用γ射線輻射種子是利用誘導(dǎo)基因突變的原理，獲得新品種的方法，這種育種方法稱為誘變育種。3.在下列幾種育種方法中，可以改變原有基因分子結(jié)構(gòu)的育種方法是（）A.雜交育種B.誘變育種C.單倍體育種D.多倍體育種4.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)育種專家采用誘變育種的方法改良某些農(nóng)作物的原有性狀，其原因是（）A.提高了后代的出苗率B.產(chǎn)生的突變?nèi)渴怯欣腃.提高了后代的性狀穩(wěn)定性D.能提高突變率以供育種選擇BD5.當(dāng)神舟六號(hào)航天飛船搭載著兩位英雄宇航員成功返航時(shí)，一些特殊的乘客也回到了地球。他們是一些生物菌種、植物組培苗和作物、植物、花卉種子等。在太空周游了115小時(shí)32分鐘，返回地球后，搭載單位的科研人員將繼續(xù)對(duì)它們進(jìn)行有關(guān)試驗(yàn)。回答：（1）作物種子從太空返回地面后種植，往往能出現(xiàn)新的變異特征。這種變異的來源主要是植物種子經(jīng)太空中的

輻射后，其

發(fā)生變異。請預(yù)測可能產(chǎn)生的新的變異對(duì)人類是否有益?

。你判斷的理由是____________________。（2）試舉出這種育種方法的優(yōu)點(diǎn)：

宇宙射線等

基因

不一定

基因突變是不定向的

突變頻率高，大幅度改良某些性狀。

雜交育種誘變育種多倍體育種單倍體育種依據(jù)原理常用方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)應(yīng)用實(shí)例通過基因重組，把兩個(gè)親本的優(yōu)良性狀組合在同一個(gè)后代中，從而產(chǎn)生符合要求的新類型用人工方法誘發(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，使染色體的數(shù)目加倍后不能形成兩個(gè)細(xì)胞誘導(dǎo)花粉直接發(fā)育成植株，再用秋水仙素加倍成純合子雜交輻射誘變，激光誘變，空間技術(shù)育種用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗花藥離體培養(yǎng)提高突變頻率，加速育種過程，或大幅度改良某些品種將不同個(gè)體的優(yōu)良性狀集中于一個(gè)個(gè)體上抗病植株的育成自交后代不發(fā)生性狀分離，