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
结为：优良系统群中选拔优良系统，优良系统中选拔优良单株。30min.
8. 书混合种植法选育品种的过程；讲述混合种植法的工作要点；进而讲解混合法的理论依据。20min.
9. 总结两种方法选择方法的异同；阐述各自具有的优缺点。15min.
10. 阐明衍生系统的概念，衍生系统法的工作要点。与系谱法、混合法相比衍生系统法的优势。15min.
11. 讲述单籽传法的工作程序；总结该法的优缺点。15min.
12. 通过回顾杂交育种过程，引入杂交育种程序；讲述各个实验圃材料的类型、种植方式。13min.
13. 小结，布置思考题。2min.
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