第六章：常规杂交育种
1.（1）近缘杂交：指不存在杂交障碍的同一物种内，不同品种或变种之间的杂交。
（2）远缘杂交：指植物学上不同种、属以上类型间的杂交。
2.亲本的选择
定义：根据育种目标选择具优良性状的品种类型
原则：（1）从大量种质资源中精选亲本（广）
（2）亲本应尽可能具有较多的优良性状（精）
（3）明确亲本的目标性状，突出重点（明）
（4）重视选用地方品种（土）
（5）亲本的一般配合力要高（高）
（6）先考虑数量性状，再考虑质量性状（多）
（7）优先用稀有可贵性状作亲本（贵）
3 .亲本的选配
定义：从入选的亲本中选用恰当的亲本配制合理杂交组合
原则：（1）父母本性状互补（补）
（2）选用不同生态类型的亲本配组（态）
（3）以具有较多优良性状的亲本作母本（优母）
（4）亲本之一的性状应符合育种目标（符）
（5）用一般配合力要高的亲本配组（高）
（6）注意父母本的开花期和雌蕊的育性（期/育）
4.有性杂交技术流程
（1）制定杂交计划：确定杂交组合数、具体杂交组合、每个杂交组合杂交的花数
（2）准备器具：花粉收集容器、隔离网、毛笔等
（3）亲本株及杂交花的培育选择
原则：使亲本性状能充分体现，保证有足够数量的母本植株和杂交用花，花期相遇调节
（4）隔离和去雄：防止隔离范围外花粉混入。父母本均需要隔离。空间隔离（种子生产时使用）、器械隔离（育种实验使用硫酸纸套袋）、时间隔离（很少用）。
去雄目的：除去隔离范围内的花粉来源，包括雄株、雄花和雄蕊。
（5）花粉的制备
普遍方法：在授粉前一天摘取次日将开放的花蕾，带回室内，挑取花药至于培养皿内，在室温和干燥条件下，经过一定时间，花药会自然开裂。将散出的花粉收集于小三角瓶中，贴上标签，注明品种，并尽快置于剩有氯化钙或变色硅胶的干燥器内，放在低温、黑暗和干燥条件下贮藏。
（6）授粉、标记和登录
自然授粉和人工授粉
少量授粉：直接用雄蕊碰触母本柱头
大量授粉：授粉工具（橡皮头、海绵头、毛笔、蜂棒等）授粉时间：母本花雌蕊生活力最强的时期（开花当天）（7）授粉后管理
杂交后的头几天注意检查套袋等情况
雌蕊有效期过去后及时摘袋
加强母本植株的管理，及时摘除没有杂交花果等
注意病虫害、鸟害和鼠害等
5.（1）供体亲本（非轮回亲本)：只参加一次杂交的亲本；（2）受体亲本(轮回亲本)：多次参加回交的亲本；
6.杂种后代的选择方法
（1）系谱法：适合于自花授粉植物和常异花授粉植物，但异花授粉植物要区组隔离
系统群：来自同一F3系统（即属于同一F2单株后代）的不同F4系统。
姊妹系：同一系统群内各系统
品系：参加比较试验的系统
（2）混合法：在杂种分离世代，按组合混合种植，除淘汰明显的劣株和假杂株外，一般不加选择，直到杂种后代纯合百分率达到80%以上时（约在F5-F8）或在有利于选择时（如
病害流行或某种逆境条件如旱害、冻害严重年份）才进行个体选择，下一代种成系统（株系），然后选择优良系统升入比较试验。
优点：1、分离世代群体大，丢失最优良的基因型可能性小；
2、方法简便易行，选择效率高；
3、可利用自然选择的作用，获得对生物有利的性状；
4、适于多系杂种的选择；
5、可能得到育种目标以外的优良类型。
缺点：1、人工选择与自然选择目标不一致的性状易丢失；
2、未选择，存在许多不良基因类型；
3、杂种后代要求大群体，高代选择工作量大；
5、亲缘关系无法考证。
（3）单子传代法
与混合法比较：
优点：1、适于株行距大的作物和保护地加代；
2、F2个体繁殖机会均等，规模易控制；
与系谱法比较：
优点：1、减少了F3、F4分系种植和选择的工作量；
2、保证了高世代选留单株较多时，仍有大量性状差异较大的纯育株系供比较选择；
缺点：1、影响种子生长发育因素可能导致优良基因型丢失；
2、无法考证亲缘关系。
3、F3、F
4、F5代缺少株系评定，不利于某些性状选择如在温室或加代繁殖时对抗逆性选择就有困难
7.重组育种和优势育种的异同点是什么？
不同点：
（1）优势育种着眼利用显性效应和上位效应，重组育种着眼利用加性效应。
（2）优势育种是先纯后杂，重组育种是先杂后纯。
（3）优势育种的F1代种子每年都需要制种，不能使用F2代或自行留种，重组育种成功后可自己留种。
相同点：都需要选择选配亲本，进行有性杂交。
第七章：优势杂交育种
1. 杂种优势的概念：指两个遗传性不同的亲本杂交产生的杂种，在生长势、生活力、繁殖力、适应性，以及产量、品质等性状方面超过其双亲的现象。
2.自交衰退：异花授粉植物由于长期异交，不利的隐性基因被保存下来，一旦自交隐性不利基因就表现出来，从而使自交后代出现生长势变弱、产量下降等现象。
3.用质核互作雄性不育系生产F1代杂交种
⑴设置制种隔离区生产F1代杂种雄性不育系与父本系（恢复系）按3～5∶1行比种植，隔离区内自由授粉或人工辅助授粉，在雄性不育系上收获的种子即为F1杂交种。用于商品生产。如果雄性不育系的不育株率和不育度均为100%，在父本系上收获的种子，下一代继续用于F1制种，否则另设父本隔离区繁殖父本系。
⑵设置雄性不育系繁殖隔离区
⑶设置保持系和父本系（恢复系）两个隔离区，分别繁殖留种。
4.杂种优势的度量方法
（1）中亲优势指杂交种（F1）的产量或某一数量性状的平均值与双亲（P1或P2）同一性状平均值差数的比率。中亲优势Hm =［F1－(P1+P2) /2］/ (P1+P2)/2 × 100%
意义：可以比较同一性状和不同性状间杂种优势的大小。超中优势或中亲值优势衡量的实用价值不大，因为即使Hm比较强，但若未超过大值亲本，也没有推广价值。
（2）超亲优势又称高亲值优势，以双亲中较优良的一个亲本的平均值（HP）作为衡量尺度，F1平均值与HP差数的比率。超亲优势 = （F1－HP）/ HP×100%
有些性状在 F1可能表现出超低值亲本 (LP) 的现象, 如这些性状也是杂种优势育种的目标时, 可称为负向的超亲优势。计算公式为 : 负向超亲优势 =（F1 － LP）/LP × 100% 意义：若F1不超过优良亲本就没有利用价值，因此该法可直接衡量杂种的推广价值。
（3）超标优势指杂交种 (F1) 的产量或某一数量性状的平均值与当地推广品种 (CK) 同一性状的平均值差数的比率。也有称为竞争杂种优势。
超标优势 = （F1－CK）/ CK × 100%
意义：该法经济上能反映杂种在生产上的推广价值，但不能提供任何与亲本有关的遗传信息，没有固定的可比性，一旦标准品种变了，Hs值也变了。
（4）杂种优势指数是杂交种某一数量性状的平均值与双亲同一性状的平均值的比值,也用百分率表示。计算公式如下: 杂种优势指数=F1/(P1+P2)/2×100%
意义：该法可以用来比较不同性状之间杂种优势的大小
（5）离中优势以双亲平均数之差的一半作为尺度衡量F1优势的方法。
意义：该法以遗传效应来度量杂种优势。加性效应是可以固定遗传的，显性效应是基因型杂合时才出现，不能固定遗传。可以反映杂种优势的遗传本质。
5.雄性不育性：两性花植物中由于生理或遗传的原因，出现雄性器官表现退化、畸形或丧失功能的现象，称为雄性不育性。
雄性不育系：对于可遗传的雄性不育，经过选育可育成不育性稳定遗传的系统，该系统即雄性不育系，简称不育系或A 系。
6.自交不亲和系的概念和意义
自交不亲和性（self-incompatibility，SI）：指两性花植物，雌雄性器官正常，在不同基因型的株间授粉能正常结籽，但是花期自交不能结籽或结籽率极低的特性。
自交不亲和系：通过连续多代自交选择，可育成具有自交不亲和性特点，且能稳定遗传的自交系。
意义：用于杂种种子生产（1）可以节省人工去雄；（2）降低种子生产成本；（3）保证较高的杂种率
表现形式：(1) 花粉在柱头上不能正常萌发。(2) 花粉萌发
后花粉管不能进入柱头。
(3) 花粉管进入柱头后在花柱中不能继续延伸。(4) 花粉管到达胚囊后精卵不能结合
7.雌株系：指雌雄异株作物，如菠菜，通过选育获得遗传稳定，系统内全部为纯雌株或大部分为纯雌株，少部分为雌二性株（同一株上有大量雌花少量雄花）系的系统。
8.“三系”的概念
细胞质中有一种控制不能形成雄配子的遗传物值质S
细胞质中具有正常的遗传物值质为N
细胞核中有1对或几对影响细胞质育性的基因。以具1对基因为例
MsMs：能使不育性恢复为可育，称为恢复基因
msms：不能起育性恢复作用，称为不育基因
Msms：也能恢复育性
（1）雄性不育系（简称A系）：具有雄生不育特性的品种和自交系称为雄性不育系，简称不育系，其遗传组成为S （msms）。不育系由于体内生理机能失调，以致雄性器官不能正常发育，没有花粉或花粉空瘪，缺乏生育能力。但雌蕊发育正常，能接受外来花粉受精结实，故制种时用它作母本而不用去雄。
（2）雄性不育保持系（简称B系）：用来给不育系授粉，保持其不育性的品种或自交系叫雄性不育保持系，简称保持系。遗传组成为N（msms）。
（3）雄性不育恢复系（简称C系或R系）：用一些正常可育的品种或自交系的花粉授给不育系后，不但结实正常，而且F1的不育性消失了，恢复了正常散粉生育能力。故这些正常可育品种或自交系称为雄性不育恢复系，简称恢复系。其遗传组成为N（MsMs）和S（MsMs）两种。
9.雄性不育系的选育（书上有）
(1)原始雄性不育材料的获得和临时保存;
(2)细胞质雄性不育系的选育;
(3)核基因雄性不育系的选育;
(4)质核互作雄性不育系的选育
10. 优良自交不亲和系应具备的特性
1、具有高度的花期系内株间交配和自交不亲和性，
且稳定。
2、蕾期授粉有较高的亲和指数，可降低不亲和系原
种的成本。
3、自交多代后生活力衰退不显著。
4、具有整齐一致和良好的经济性状。
5、和其他自交不亲和系杂交时有较强的配合力。
6、胚珠和花粉有正常的生活力。
11.利用不亲和系制种方法
四、利用自交不亲和系制种法
1、选正反交的增产效果都显著而经济性状一致的
组合制种：不亲和系×不亲和系
父母本按1：1或1：2的比例隔行栽植采种。
2、采用“不亲和系×自交系”的制种法
优点只需选育一种基因型的自交不亲和系，可从大
量的自交系中选经济性状和配合力高的系统作父
本，简单且易育成优良组合。
缺点从自交系植株上收获的种子真杂种率较低。
12.雄性不育系的转育方法；
如果引进或选育的雄性不育系经济性状不符合要求或配合力不高时，就需要进行不育系的转育。直接转育法：选经济性状好、配合力高的品种内植株与不育系测交，从中筛选对不育性保持能力高的植株（即异型保持系）。然后用获得的不育株与异型保持系反复回交，使异型保持系成为同型保持系。间接转育法：是用乙品种作轮回亲本与甲品种保持系反复回交，不断增加乙品种的遗传物质，使甲保持系变成乙保持系。与此同时，也和甲不育系回交，使之变成乙不育系。
第九章远缘杂交及其在园艺植物育种中的应用
1.远源杂交不亲和性及其克服途径
杂交不亲和：远缘杂交时，由于双亲的亲缘关系较远，遗传差异较大，生理上也不协调，从而影响受精过程，使雌、雄配子不能结合形成合子。
一般而言，亲缘关系越远，杂交越不易成功，但不绝对；杂交不亲和原因①表面原因：花期不遇，花粉暴裂、不萌发、花粉管不进入胚囊，双受精不完全。
实质原因：物种间存在生殖隔离和遗传差异
②生理上差异：种间柱头环境和柱头分泌物差异太大
③遗传上差异：双亲的基因组成
克服方法
(1)注意亲本的选择选配
实践证明：在种属间杂交的范围内，采用染色体数较多或染色体倍数性高的种植母本较易杂交成功、用栽培种作母本容易成功。例：
（2）染色体加倍法
染色体倍性高低与远缘杂交的结实率高低有一定的关系，将双亲或亲本之一的染色体加倍，常常是克服不亲和性的最有效的办法。如秘鲁番茄与多腺番茄杂交时，如先将母本诱导成同源四倍体，可显著提高结籽率。如野生马铃薯2倍体与
栽培种不能杂交，但若将野生番茄加倍成四倍体后，再杂交则能成功。
（3）有性媒介法
利用亲缘关系与两亲本较近的第三个种作桥梁，这个“桥梁种”起了有性媒介作用。
如普通番茄Χ秘鲁番茄 32粒种子，4粒能发芽普通番茄Χ醋栗番茄→F1Χ秘鲁番茄 152粒种子 82粒发芽
（4）特殊的授粉方法
混合授粉法：利用不同种类花粉间的相互影响，改变授粉的生理环境，可以解除母本柱头上分泌妨碍异种花粉萌发特殊物质的影响。
重复授粉法：利用雌蕊不同发育程度、受精选择性的差异，在母本花的不同时期如花蕾期、开花期和临谢期进行多次重复授粉，以提高结籽率。
射线处理法：通过射线处理花粉或柱头，改变生理特性，克服杂交不亲和性。
（5）柱头移植或花柱短截法
柱头移植：父本花粉授在同种植物柱头上，然后在花粉管尚未完全伸长之前切下柱头，移植到异种的母本花柱上；或先进行异种柱头嫁接，待1-2天愈合后进行授粉。
花柱截短：将母本花柱切除或剪短，直接授上父本花粉；或
将花粉的悬浮液注入子房(人工授粉)，不需花柱直接胚珠授精(对蒴果型的子房较方便)。
这些方法操作要求高。
(6)理化因素刺激
GA、萘乙酸、硼酸、吲哚乙酸等涂抹或喷洒处理母本雌蕊，促进花粉发芽和花粉管生长。如梅花GA50-100mg/L 处理柱头，结实率高3-10倍。又如中棉×陆地棉杂交，用萘乙酸滴入苞叶内结铃率、种子数多。
(7)试管授精与雌蕊培养
试管受精：从母本花中取出胚珠，置于试管中培养和人工授精，以克服远缘花粉不萌发、花粉管不能伸长或伸长过慢等障碍；已在烟草属、石竹属、芸苔属等植物中获得成功。雌蕊培养：为避免受精后子房早期脱落，也可在母本未开裂前取出雌蕊接种在培养基上培养。
2.远缘杂种不育性及克服途径
杂种不育性：远缘杂交中虽产生了受精卵，但因其与胚乳或母本生理机能不协调，在个体发育中表现出一系列不正常发育，以致不能长成正常植株的现象。
远缘杂种不育性的主要表现:
（1）受精后的幼胚不发育，发育不正常或中途停止；（2）杂种幼胚、胚乳和子房组织之间缺乏协调性，特别是
胚乳发育不正常，影响胚的正常发育，致使杂种胚部分或全部坏死；
（3）虽能得到包含杂种胚的种子，但种子不能发育，或虽能发芽，但在苗期或成株前夭亡。
远缘杂种不育原因：
（1）由于两亲的遗传差异大，引起受精过程不正常和幼胚细胞分裂的高度不规则，因而使胚胎发育中途停顿死亡。（2）由于小苗在生理上的不协调，因而影响了杂种的成苗、成株。例如，梨与苹果的杂种，种子发芽后正常，但不久根渐渐坏死并整株死亡。这是由于苹果和梨叶片中所含的酚类物质不同，杂种苗中含有梨叶的绿原酸、异绿原酸和熊果甙配糖物与苹果叶的根皮甙配糖物等所有酚类物质，互相起毒害植用，因而引起杂种苗的死亡。
（3）胚及母体组织(珠心、珠被)间的生理代谢失调或发育不良，也会导致胚乳发育不良及杂种幼胚死亡。如果没有胚乳或胚乳发育不全，胚便会中途停止发育或解体。
克服杂种不育的方法:
（1）胚的离体培养：当受精卵只发育成胚而无胚乳，或胚与胚乳的发育不适应时，可用胚培养技术获得杂种苗。这在许多植物的远缘杂交中得到应用。方法是将授粉十几天(或更长)的幼胚，在无菌条件下，接种在适宜的培养基上培养成幼苗，生根后再移人土壤。麦类一般在授粉后10-16天剥
取幼胚进行培养，张启翔(1992)将授粉后66d的北京玉蝶梅x 山桃的属间杂种幼胚在培养基上培养成苗。
（2）改善发芽和生长条件：远缘杂种由于生理不协调引起的生长不正常，在某些情况下可通过改善生长条件，恢复正常生长。例如，育苗移栽，当远缘杂交种子种皮过厚时，可刺破种子以利幼胚吸水和促进呼吸。如果种子瘪小，可用经过消毒的腐殖质含量高的营养土在温室内盆栽，为种子发芽创造良好的条件。
（3）嫁接：幼苗出土后如果发现由于根系发育不良而引起的夭亡，可将杂种幼苗嫁接在母本幼苗上，使杂种正常生长发育。
3.远缘杂种不稔性原因及克服方法
杂种不稔性：远缘杂交后代由于生理上的不协调而不能形成正常的生殖器官，或虽能开花，但由于减数分裂过程中染色体不能正常联会、不能产生正常配子导致不能繁衍后代的现象。
主要表现：
（1）杂种营养体生长正常，但不能正常开花；
（2）能正常开花但花功能不正常，不能产生有生活力的配子；
（3）配子有生活力，但不能正常受精结籽。
主要原因：基因和染色体原因引起。
（1）基因不育；
（2）染色体不育；
(3) 细胞质不育；
(4) 杂种的基因组是由差异较大的基组物质组合的结果, 其生理机能往往不协调。因而在其生长发育过程中受到不良环境条件的影响也更大。外界环境对其减数分裂至配子形成过程影响的结果往往造成杂种不育。
克服途径：
（1）染色体加倍法克服杂种减数分裂过程中染色体不能正常联会。
（2）回交法
（3）蒙导法将远缘杂种嫁接到亲本或第三种类型的砧木上，或用已结实的带花芽亲本以及第三种类型的芽条作接穗嫁接在杂种植株上，也可以克服杂种由于生理不协调引起的难稔性。
（4）逐代选择法远缘杂种的难稔性在个体间存在差异，同时在不同世代或同一世代的不同发育阶段也有差异，利用逐代选择可提高难稔性。
（5）改善营养条件
第十章倍性育种
1.单倍体：指未经受精的配子发育成的含有配子染色体数的体细胞或个体
单倍体育种：人工诱导单倍体，并使其成为纯合二倍体，从中选育出新品种的方法。
多倍体：生物细胞中含染色体组数3个或3个以上个体
多倍体育种：根据育种目标的要求，采用染色体加倍的方法选育新品种的途径.
2. 多倍体植物的特点
（1）育性差，结实率低。
（2）形态、组织学上的特征多倍体植物比原来二倍体表现出巨大性
多倍体的一般细胞体积比较大。因染色体增多，反映在个体的根、茎、叶、果实等显粗大。所以农业中把多倍体作为一种重要的育种方法。
（3）生理生化变化蛋白质、碳水化合物、维生素含量等高于二倍体。
（4）抗逆性和适应性
与二倍体比较，多倍体生长较为迟缓，开花晚，多倍体的抗病性、抗旱性和适应性强于二倍体。
（5）遗传变异性
遗传变异性大。总体来看，异源多倍体比同源多倍体稳定性好，但异源多倍体也因原来的二倍体不同有差异。
3、多倍体育种的意义
（1）通过增加一个现存物种的染色体数目，产生同源多倍体，获得某些器官的巨大型。
（2）通过远缘亲本或种间不育杂种的染色体加倍，克服远缘杂交的困难
（3）诱导多倍体作为不同倍数性间或种间的遗传桥梁利用同源多倍体稔性差的特点，选育无籽或少籽果实。
4.常见多倍体的园艺植物
（1）果树：苹果、梨、葡萄、树莓、柑橘、菠萝、草莓（2）蔬菜：黄瓜、西瓜、甜瓜、番茄、豌豆、马铃薯、甘蓝、白菜、花椰菜、芹菜、萝卜、莴苣（3）花卉：金鱼草、石竹、凤仙花、飞燕草、一串红、彩叶草、美女樱、万寿菊、百日草、桂竹香、爱牵牛、紫罗兰、金盏花、波斯菊、百合5.多倍体诱导的方法
?1. 物理方法温度骤变、机械创伤、辐射处理等都有可能诱发多倍体的产生。
?2. 化学方法主要是利用秋水仙素诱导多倍体。
?3. 生物方法：
?有性杂交获得多倍体
组织培养获得多倍体
第十一章：诱变育种
1.物理育诱变主要指利用辐射，诱发基因突变和染色体变异；目前常用的射线种类有x射线、γ射线、紫外线、α、β粒子和中子等。其中除紫外线外，各种射线通过有机体时，都能产生直接或间接的电离现象，故称电离辐射。紫外线能量不足以使原子电离，只能产生激发作用，称非电离辐射。
2.化学诱变是用化学诱变剂处理植物材料，以诱发遗传物质的突变，从而引起形态特征的变异，然后根据育种目标，对这些变异进行鉴定、培育和选择，最终育成新品种。有关化学物质有秋水仙素、烷化剂类、核酸碱基类似物、亚硝酸、叠氮化钠(NaN3)等
3.辐射育种的优、缺点是什么？
优点：提高突变频率、扩大“变异谱”、创造新品种；适于改良品种的个别性状；诱变处理比较简单，可缩短育种年限。缺点：
（1）突变频率虽然高，但有利突变机率都较低，必须在大量群体中筛选鉴定才能获得有利突变，即需较多的人力、物力、土地。
第六章从杂交育种到基因工程 知识点 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
第六章 从杂交育种到基因工程 本章提要： 概念 可 选择育种：方法、缺点 工具 遗 杂交育种 原理 步骤 传 诱变育种 方法 应用 变 多倍体育种 优缺点 安全性 异 单倍体育种 实例 本章知识点： 第一节 杂交育种与诱变育种 一、 选择育种： 1、方法：利用生物的变异，通过长期选择，汰劣留良，来培育优良品种。 2、缺点：周期长，可选择的范围有限。 二、几种育种方法归纳： 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→自交→选优 →自交 用物理或化学因素处理，再筛选 用秋水仙素处理萌发种子或幼苗 先花药离体培养， 再 秋水仙素处理 优点 可集中亲本优良性状 加速育种进程，大幅改良性状 器官大和营养物质含量高 缩短育种年限 缺点 育种年限长 不定向，有利少 发育迟，结实低，动物中难以开展 只适用于植物 举例 杂交水稻 青霉素高产菌株 三倍体无籽西瓜 抗病植株的育成 一、基因工程的原理 1、基因工程概念： （1）别名：又叫基因拼接技术或DNA 重组技术。 （2）方法： 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。 （3）原理：基因重组（不同生物之间的基因组合） （4）操作水平：DNA 分子水平 （5）结果：定向地改造生物的遗传性状，获得人类所需要的品种。 （6）优点：目的性强，定向改造生物性状；克服远缘杂交不亲和的障碍。 2、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 基 因工程 应 用 应用
第1节杂交育种与诱变育种 【目标导航】 1.结合具体实例，简述杂交育种的概念和基本原理，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。 一、杂交育种(阅读P98－99) 1．选择育种 (1)方法：驯化野生动物、栽培植物时，挑品质好的个体来传种，经过长期选择，汰劣留良，培育出许多优良品种。 (2)原理：利用生物的变异。 (3)缺点：育种周期长，可选择范围有限。 (4)实例：古代美洲印第安人对优良性状的玉米的选育。 2．杂交育种 (1)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。 (2)过程：(以高产抗病小麦的选育为例) P：高产、不抗病×低产、抗病 ↓ F1高产、抗病(均为显性性状) F2选出高产、抗病个体 选出不发生性状分离的所有高产、抗病个体 ↓ 新的优良品种 (3)原理：基因重组 (4)优点：操作简便。 (5)应用：
二、诱变育种(阅读P 100) 1．概念 2．优点 可提高突变率，在较短时间内获得更多优良变异类型。 3．缺点 诱发产生的突变，有利的个体往往不多，需处理大量材料，使选育工作量大，具有盲目性。 4．应用??? ?? 农作物：培育“黑农五号”大豆 微生物：青霉菌的选育 1．连线： 2．判断正误： (1)杂交育种过程中，从F 2中选出符合人们要求性状的个体就可以大田推广种植。( ) (2)诱变育种可提高变异频率，能够产生多种多样的新类型，为育种创造丰富的原材料。( ) (3)由于基因突变的不定向性和低频性，基因突变产生的有利个体往往不多。( ) (4)诱变育种可产生新基因从而定向改造生物性状。( ) 答案 (1)× (2)√ (3)√ (4)×
第六章 从杂交育种到基因工程 本章提要： 选择育种：方法、缺点 工 遗 杂交育种 原理步 传 诱变育种 方法应用 变 多倍体育种 优缺点 安全性 异 单倍体育种 实例 本章知识点： 第一节 杂交育种与诱变育种 一、 选择育种： 1、方法：利用生物的变异，通过长期选择，汰劣留良，来培育优良 品种。 2、缺点：周期长，可选择的范围有限。
二、几种育种方法归纳： 第二节基因工程及其应用 一、基因工程的原理 1、基因工程概念： （1）别名：又叫基因拼接技术或DNA重组技术。（2）方法：
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。（3）原理：基因重组（不同生物之间的基因组合） （4）操作水平：DNA分子水平 （5）结果：定向地改造生物的遗传性状，获得人类所需要的品种。（6）优点：目的性强，定向改造生物性状；克服远缘杂交不亲和的障碍。 2、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 ③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（上图）。 ④切割结果：产生2个带有黏性末端的DNA片断。
（2）基因的“针线”——DNA连接酶 ①作用：将两个具相同黏性末端的DNA片段连接起来，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作用：能将外源基因送入受体细胞的工具就是运载体。 ②种类：质粒（细菌及酵母菌等生物细胞质中小型环状DNA）、噬菌体和动植物病毒。 3、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：用同种限制酶切割目的基因和质粒，最终形成重组DNA。 （3）将目的基因导入受体细胞 ①检测：根据受体细胞是否表现标记基因表现的性状，判断目的基因导入与否。 ②鉴定：受体细胞表现出目的基因特定的性状，如抗虫棉是否表现出抗虫性状。
第一节杂交育种与诱变育种教学设计 【设计理念】 根据高中生物课程标准的四个基本理念,高中生物学教学重在提高学生的生物科学素养,倡导探究性学习,培养学生的创新精神和实践能力。新课程对生物学教师和生物学教学都提出了新的要求，面对新课程，生物学教师要通力打造一个融启发性、创造性、自主性、交互性于一堂的生物课堂教学氛围。在生物学教学中，如何贯彻并达成新课程倡导的教学理念呢？在教学中认真落实主体性教学，注重课堂动态生成变资源的开发与利用,以切实提高学生的科学探究能力，训练学生科学的思维方法。 【教学目标】 1、知识与技能 (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。 (4)总结杂交育种、诱变育种、多倍体育种、单倍体育种异同点。 2、过程与方法 (1)尝试将你获得信息用图表、图解的形式表达出来。 (2)运用遗传和变异原理,解决生产和生活实际中的问题。 3、情感态度和价值观 (1) 讨论从杂交育种到基因工程这一科技发展历程中，科学、技术和社会的相互作用。 (2) 通过对我国杂交育种和诱变育种成果的了解，关注我国的育种技术的发展及在国际上的竞争能力，认同育种技术的改进对解决粮食危机等问题的重要性。 (3)体会科学技术在发展社会生产力、推动社会进步等方面的巨大作用。 【教材分析】 本节在学习生物遗传变异的基础知识、了解遗传变异基本规律的基础上，而且生物育种知识是高中生物新课程教学中的重点知识，该知识内容不仅是必修2的学习主线之一，还与选修3现代生物科技专题中的基因工程专题有密切的联系，进一步引导学生认识遗传学的知识是怎样用于指导生产实践、提高和改善生产技术，最大限度地满足人类不断增长的物质需要的，通过该内容的分析学习，还可以训练学生的各方面能力。 【学情分析】 初中生物课中关于人类应用遗传变异原理培育新品种的内容，使学生对选择育种与杂交育种有了初步的了解。在本书前几章的学习中，学生又学习了分离定律与自由组合定律，为理解传统育种方法所依据的遗传学原理打下了基础。在本节教学中，教师可以指导学
第六章杂交育种 一学时数：4 二教学目标： 使学生明确杂交育种是目前最有成效的育种手段，掌握亲本选配原则和杂交方式；掌握不同方法处理杂种后代的基本过程；了解杂交育种程序。 三教学重点：亲本选配原则；杂交方式；系谱法、混合法育种程序。 四教学难点：系谱法各世代工作内容。 五教学内容及教学过程： 1. 复习选择育种的育种特点，说明选择育种利用的是自然变异，而通过人工有性杂交，可以有目的创造遗传变异。5min. 2.讲述杂交育种的意义：是国内外应用最为广泛，成效最为显著的育种途径；是与其它育种途径相结合的重要程序；杂交育种可同时改良多个目标性状。5 min. 3. 由杂交育种过程可总结为配----选----比三个环节引入讲题，讲述正确选配亲本的重要性；进而讲解亲本选配原则的：双亲具有较多的优点，较少的缺点，在主要性状上优缺点应尽可能互补；双亲中至少要有一个适应当地条件、综合性较好的推广品种；注意亲本间的遗传差异，选用生态类型差异较大，亲缘关系较远的材料；亲本应具有较好的一般配合力。讲解始终结合亲本选配成功的实例进行，对配合力的概念着重进行解释。30min. 4. 从工作的连续性引入杂交方式，根据选择亲本数目、配置方式讲解杂交方式有单交、复交、多父本授粉、回交等形式；分别讲述各杂交方式的表示方法、亲本所占遗传比重；讲解复交与单交在应用条件、性状分离世代、育种进程、杂交工作量等方面的差别；三亲本双交与三交在育种进程、选择效果上的差异；使学生理解杂交方式对杂种后代变异程度、育种成效的影响。30min. 5. 在阐明杂交技术包含的内容之后，以不同作物杂交过程的图片和录像讲述去雄、授粉等杂交技术环节。15min. 6. 阐明杂种后代处理的目标和主要方法。5min. 7.讲解系谱法的概念；进而讲述系谱法各世代的工作内容。根据不同世代工作内容总结杂种后代的选择依据是性状的遗传规律；最后将系谱法的指导思想归
课课过关l# 1 第六章 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， 人工诱发基因 突变 染色体变异，破坏纺锤体的形成，使染色体数目加倍 染色体变异，诱导花粉直接发育，再用秋水仙素 优 缺 点 组合优良性状，方法简单，可预见强， 但周期长，只能利用已有的基因重组，不能创造新的基因。 提高突变率，产生新基因，加速育种，改良性状，但有利变异少，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。
第六章优势杂交育种 第一节杂种优势利用的概况及表现 一、优势杂交育种的概念 1、杂种优势：是指两个遗传组成不同的亲本杂交产生的杂种一代，在生长势、生活力、抗逆性、产量、品质等方面优于其双亲的现象。 2、优势育种：利用自然界普遍存在的杂种优势，选育用于生产的杂交种品种的过程叫优势杂交育种。 二、杂种优势的分类与度量 1、分类 在育种中，通常把杂种优势分为三种类型。即： 1）体质型：杂种营养器官的发育较强，也就是根、茎、叶等营养器官生长势超过双亲。 2）生殖型：杂种繁殖器官发育较强，如结实率高、种子、果实产量高等。 3）适应型：杂种具有较强的适应能力，在抗逆性、抗病虫害等能力方面超过双亲。 2、度量 便于研究和利用杂种优势，需要对杂种优势的大小进行测定。杂种优势所涉及的性状大都为数量性状，通常以优势的方法率表示。优势率是度量杂种优势强度的一种指标，它有以下几种计算方法： 1）中亲优势：是以中亲值（(P1、P2同一性状平均值的平均数)作为尺度来衡量F1的产量或某一数量性状的平均值与中亲值之差的方法，计算公式为： 中亲优势(%)= 2）超亲优势：这是以双亲中较优良的一个亲本的平均值作为度量标准，衡量F1平均值超过高值亲本的百分率。公式如下： 超亲优势(%)= 3）对照优势(或超标优势)：即F1的某一数量性状的平均值超过标准(当前推广)品种的百分率。公式为： 对照优势(%)= 三、优势杂交育种与常规杂交育种的异同 1、相同点：优势育种与常规杂交育种的相同点是都需要选择选配亲本，进行有性杂交，进行品种比较实验、区域实验、生产实验和品种审定。 2、不同点： 1）从理论上，常规杂交育种利用的主要是加性效应和部分上位效应，是可以固定遗传的部分；优势育种利用的是加性效应和不能固定遗传的非加性效应。 2）从育种程序上， 常规杂交育种—先“杂”后“纯”。即先杂交后自交，最后得到基因型纯合的定型品种。 优势育种—先“纯”后“杂”。首先选系自交，再经配合力分析和选择，最后得到优良基因型杂合的杂交品种。 3）在种子生产上 常规育种简单，每年直接从生产田或种子田内植株上收获种子。优势育种复杂，不能在生产田留种，每年必须专设亲本繁殖区和生产用种基地。 四、杂种优势的早期预测 利用生理生化或分子生物学方法，在实验室直接对杂种优势进行预测。 方法：
第六章：常规杂交育种 1.（1）近缘杂交：指不存在杂交障碍的同一物种内，不同品种或变种之间的杂交。 （2）远缘杂交：指植物学上不同种、属以上类型间的杂交。 2.亲本的选择 定义：根据育种目标选择具优良性状的品种类型 原则：（1）从大量种质资源中精选亲本（广） （2）亲本应尽可能具有较多的优良性状（精） （3）明确亲本的目标性状，突出重点（明） （4）重视选用地方品种（土） （5）亲本的一般配合力要高（高） （6）先考虑数量性状，再考虑质量性状（多） （7）优先用稀有可贵性状作亲本（贵） 3 .亲本的选配 定义：从入选的亲本中选用恰当的亲本配制合理杂交组合 原则：（1）父母本性状互补（补） （2）选用不同生态类型的亲本配组（态） （3）以具有较多优良性状的亲本作母本（优母） （4）亲本之一的性状应符合育种目标（符） （5）用一般配合力要高的亲本配组（高）
（6）注意父母本的开花期和雌蕊的育性（期/育） 4.有性杂交技术流程 （1）制定杂交计划：确定杂交组合数、具体杂交组合、每个杂交组合杂交的花数 （2）准备器具：花粉收集容器、隔离网、毛笔等 （3）亲本株及杂交花的培育选择 原则：使亲本性状能充分体现，保证有足够数量的母本植株和杂交用花，花期相遇调节 （4）隔离和去雄：防止隔离范围外花粉混入。父母本均需要隔离。空间隔离（种子生产时使用）、器械隔离（育种实验使用硫酸纸套袋）、时间隔离（很少用）。 去雄目的：除去隔离范围内的花粉来源，包括雄株、雄花和雄蕊。 （5）花粉的制备 普遍方法：在授粉前一天摘取次日将开放的花蕾，带回室内，挑取花药至于培养皿内，在室温和干燥条件下，经过一定时间，花药会自然开裂。将散出的花粉收集于小三角瓶中，贴上标签，注明品种，并尽快置于剩有氯化钙或变色硅胶的干燥器内，放在低温、黑暗和干燥条件下贮藏。 （6）授粉、标记和登录 自然授粉和人工授粉
第六章第1节杂交育种与诱变育种 课前预习学案 一、预习目标 预习杂交育种与诱变育种，初步掌握杂交育种与诱变育种的原理、方法、优点、缺点及应用。 二、预习内容 （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、诱变育种取得的成就： （1）培育__________________________________； （2）在___________________方面也发挥了重要作用，如：_____________________________。 三、提出疑惑 同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中 疑惑点疑惑内容 课内探究学案 一、学习目标 1．简述杂交育种的概念，举例说明杂交育种的优点和不足 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 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 二、学习过程 （一）、杂交育种 1、阅读课本的“问题探讨”并进行讨论。 你用什么方法既能把两个品种的优良性状结合在一起,又能把双方的缺点都去掉?将你的设想用遗传图解表示出来