杂交育种和诱变育种
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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。
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。
杂交育种的过程,杂交育种和诱变育种有什么区别首先选择父母本,父母本的选择取决于育种目标和目的,亲本植物必须从当地挑选,而且要适合当地条件。
去雄是植物杂交的第二个步骤,自交系材料在正常条件下生长,需要去雄。
套袋是植物杂交的第3个步骤,去雄的雌花或花序要立即套袋,以避免任何外来花粉对其进行授粉。
一、杂交育种的过程1、首先选择父母本,父母本的选择主要取决于育种目标和目的,亲本植物必须从当地进行挑选,而且一定要适合当地条件。
第二步是去雄,如果自交系材料在正常条件下生长就需要去雄,去雄就是将雌亲本雄蕊在开裂散落之前去除。
单性生殖植物基本上不需要去雄,但双性生殖或自花授粉植物需要去雄。
2、套袋是植物杂交的第3步,去雄的雌花或花序一定要立即套袋,避免外来花粉对其进行授粉。
套袋的制作材料非常广泛,可以选择普通的纸、牛油纸、玻璃纸或细布,最常用的是牛油纸。
3、去雄后的花朵还要在套袋后贴上标签。
一般使用3厘米的圆形标签或约3×2厘米的矩形标签,然后将其用线系在花或花序的基部即可。
标签上的内容要简洁但必须涵盖以下内容:去雄日期、杂交日期、母本名称后加叉号,父本名称等。
例如,C×D表示C是母本,D 是父本。
4、杂交后的果荚或穗子一定要及时收获,并在完全干燥后进行脱粒,然后将获得的种子跟原始标签一起保存。
在下一个季节来临时,可以将储存的种子进行播种,这就是F1代植物。
F1代植物是杂交种子的后代,也就是杂种。
二、杂交育种和诱变育种有什么区别1、操作不同杂交育种是将两个或多个品种的优良性状通过交配全部集中在一起,然后再经过选择和培育,获得一个新品种。
诱变育种是利用物理或化学因素处理生物,使生物产生基因突变,利用这些变异培育成新品种。
2、原理不同杂交育种的原理主要是基因重组,通过基因重组然后产生新的基因型,从而培育新的优良性状。
诱变育种的原理是基因突变。
3、优点不同杂交育种的优点就是可以将两个或多个品种的优良性状集中诱变育种。
杂交育种与诱变育种杂交育种和诱变育种是现代农业领域中两种常见的育种技术。
通过这两种方法,农业学家们能够改良植物和动物的遗传特性,提高农作物的产量和质量,以满足不断增长的人口需求。
本文将详细介绍杂交育种与诱变育种的原理、方法和应用。
1. 杂交育种杂交育种是通过人工干预,将不同种间或亚种间的个体进行交配,产生新的杂种,以整合和利用不同亲本种的优良性状。
杂交育种的主要目的是改良品种的耐逆性、抗病性、产量以及品质,以提高农作物的综合农艺性状。
以下是杂交育种的主要步骤:1.1 亲本选择在杂交育种中,选择适合进行杂交的亲本是至关重要的。
亲本应具备互补的性状,以使得杂种后代的性状能够得到有效的改良。
同时,亲本的遗传背景应尽可能不同,以提高杂种后代的遗传多样性。
1.2 杂交配制杂交配制是将选定的亲本进行人工交配以获得杂种的过程。
这可以通过手动授粉或人工授粉的方式进行。
在杂交配制过程中,需要注意控制交配的时间、方法和环境,以确保成功结合亲本的花粉和卵细胞。
1.3 杂种筛选杂种筛选是杂交育种中的一个重要步骤。
通过对杂种后代进行筛选和评价,筛选出具有优良性状的个体,并用其作为下一代的亲本,以逐步改良品种。
杂种筛选可以根据不同的性状进行,如产量、病虫害抗性等。
1.4 杂交纯化杂交纯化是在杂交育种中的最后一步,通过连续自交或人工自交的方法,将杂种后代纯化为杂交纯系。
这样可以固定杂种后代的优良性状,并使其在后代中表现得更加稳定。
2. 诱变育种诱变育种是通过人工手段引起植物或动物遗传物质的变异,创造新的遗传变异体,从中选育出具有所需性状的新品种。
诱变育种被广泛应用于农作物、花卉和果树的改良。
以下是诱变育种的主要方法:2.1 物理诱变物理诱变是通过辐射或化学物质来引起植物或动物的遗传物质突变。
辐射诱变常用的方法有X射线、γ射线和中子射线等辐射源,化学诱变常用的方法有EMS(乙基甲磺酰胺)和EDU(乙烯二异氰酸酯)等。
物理诱变能够引起基因组中的点突变或染色体结构的改变,从而导致新的遗传变异体的出现。
人工选择育种、杂交育种、诱变育种的原理人工选择育种、杂交育种、诱变育种是现代农业中常用的三种育种方法。
人工选择育种是指利用人工干预的手段,选出具有优良性状的植株进行繁殖,逐步提高种质的优良性状。
杂交育种是指利用不同基因型的优良品种进行杂交,使后代表现出更高的遗传优势。
诱变育种是指利用物理或化学手段对植物进行诱变,使其产生新的基因型,从而创造出新品种。
这三种育种方法都是基于遗传学原理的。
人工选择育种依靠基因的遗传变异和基因型对表现型的影响,通过选种不断提高种质的优良性状。
杂交育种依靠基因的互补作用和优势效应,使后代表现出更高的遗传优势。
诱变育种则利用基因的突变和基因型对表现型的影响,利用物理或化学手段诱发植物产生新的基因型。
在实践中,这三种育种方法可以相互结合使用,以达到更好的育种效果。
通过人工选择育种选出优良品种,再利用杂交育种进行优良品种间的杂交,获得更优秀的后代品种;或者利用诱变育种创造出新的基因型,再利用人工选择育种进行筛选,提高新品种的优良性状。
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四种育种方法
育种方法是指利用遗传变异原理,通过选择和鉴定育种素材,培育新品种的过程。
常用的育种方法有很多种,以下是四种常见的育种方法:
1. 杂交育种
杂交育种是利用两个具有不同优良性状的品种进行杂交,通过选择和鉴定杂交后代中优良性状的表现,从而培育新品种的方法。
杂交育种的关键在于选择合适的杂交组合,可以通过测交、回交等方式进行筛选,从而得到符合育种目标的品种。
2. 诱变育种
诱变育种是通过利用物理、化学等因素处理育种材料,使其发生基因突变,从而产生新的性状。
常用的物理因素包括紫外线、X射线、粒子束等,化学因素包括各种化学试剂。
诱变育种的优点是可以快速培育出新品种,但需要筛选的工作量较大。
3. 细胞融合育种
细胞融合育种是通过将不同植物或动物的细胞进行融合,产生新的杂交品种。
这种方法可以打破不同物种之间的生殖障碍,加速杂交育种的进程。
细胞融合育种的优点是可以得到一些具有全新性状的杂交品种,但技术难度较大。
4. 基因工程育种
基因工程育种是通过基因工程技术,将一些具有优良性状的基因导入到育种材料中,从而培育新品种。
常用的基因工程技术包括转基因、基因编辑等。
基因工程育种的优点是可以快速培育出新品种,并可以克服一些传统育种方法难以实现的性状改良。
但是基因工程育种需要考虑伦理和安全问题,需要严格进行监管和审批。
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。