2020高中生物 第六章 從雜交育種到基因工程 1 雜交育種與誘變育種學案 新人教版必修2

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1、第1節(jié)　雜交育種與誘變育種 [學習目標]　1.說出雜交育種的概念、原理、優(yōu)點和不足。2.舉例說明雜交育種的技術流程。(重點)3.說出誘變育種的概念、原理、優(yōu)點和不足。 知識點1　雜交育種 請仔細閱讀教材第98～99頁，完成下面的問題。 1．概念：將兩個或多個品種的優(yōu)良性狀通過交配集中在一起，再經過選擇和培育，獲得新品種的方法。 2．原理：基因重組，即控制不同優(yōu)良性狀的基因，通過減數分裂和受精作用重新組合在一起，產生新的基因型，從而控制相應的新的表現型。 3．過程(以高產抗病小麥品種的選育為例) 4．雜交育種的優(yōu)缺點 (1)優(yōu)點：可以把多個品種的優(yōu)良性狀集中在一起。 (

2、2)缺點：①雜交育種只能利用已有基因的重組，按需選擇，并不能創(chuàng)造新基因；②雜交后代會出現分離現象，育種進程緩慢，過程復雜；③雜交育種只能用同一物種或親緣關系較近的物種進行雜交。 5．適用范圍 雜交育種適用于能進行有性生殖的個體，且相關基因遵循細胞核遺傳規(guī)律，只進行無性生殖的個體無法通過雜交育種的方法培育新品種。 6．應用 (1)農業(yè)生產：改良作物品質，提高農作物單位面積產量。 (2)家畜、家禽的育種，如引進優(yōu)質種牛與本地品種雜交，可培育出優(yōu)良的品種。 知識點2　誘變育種 請仔細閱讀教材第100頁，完成下面的問題。 1．概念：誘變育種是利用物理因素(如X射線、γ射線、紫外線、激光

3、等)或化學因素(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．優(yōu)缺點 (1)優(yōu)點：①提高突變率，加速育種進程；②大幅度改良某些性狀，創(chuàng)造人們所需的優(yōu)良變異類型。 (2)缺點：①基因突變具有不定向性和低頻性，因此基因突變產生的有利個體往往少，具有一定的盲目性；②突變個體難以集中多個優(yōu)良性狀，所以育種過程需要處理大量供試材料，需消耗大量的人力、物力。 4．應用：在農作物育種方面，培育出的新品種抗病力強、產量高、品質好；在微生物育種方面，誘變育種也發(fā)揮了重要作用，如青霉菌的選育。 要點一　辨析雜交育種1.動、植物雜交育種的區(qū)別 (1)方法：植物

4、雜交育種中純合子的獲得不能通過測交，只能通過逐代自交的方法獲得；而動物雜交育種中純合子的獲得一般不通過逐代自交，而通過測交的方法進行確認后而獲得。 (2)實例：現有基因型為BBEE和bbee的兩種植物或動物，欲培育基因型為BBee的植物或動物品種，育種過程的遺傳圖解如下： 2．育種程序的比較 (1)單倍體育種、多倍體育種程序的比較 (2)單倍體育種與雜交育種程序的比較 3．育種年限的確定 雜交育種需要的年限，首先取決于所需性狀都是隱性性狀，還是帶有顯性性狀。 如果所需性狀都是隱性性狀，隱性性狀一旦出現，即為純合子，就可用于生產，所需年限較短。例如：通過雜交育種的方法，

5、用黃粒矮稈(YYdd)玉米和白粒高稈(yyDD)玉米培育白粒矮稈優(yōu)良品種，只需3年時間。 如果所需性狀帶有顯性性狀，表現顯性性狀的個體，既有純合子，又有雜合子，則需要連續(xù)自交，選擇純合優(yōu)良品種，所需年限較長。 4．雜交育種與雜種優(yōu)勢的區(qū)別 (1)雜交育種過程就是要在雜交后代的眾多類型中選留符合育種目標的個體進一步培育，直至獲得穩(wěn)定遺傳的具有優(yōu)良性狀的新品種(純合子)。 (2)雜種優(yōu)勢是指基因型不同的親本個體相互雜交產生的雜種子一代，在長勢、生長活力、繁殖力、抗逆性、產量和品質等一種或多種性狀上優(yōu)于兩個親本的現象，這種現象在生物界中普遍存在。在育種實踐中，人們常利用雜種優(yōu)勢獲得經濟性

6、狀較好的植株。雜種優(yōu)勢主要是利用雜交子一代(雜種F1)的優(yōu)良性狀，并不要求性狀的穩(wěn)定遺傳。雜種優(yōu)勢的大小，取決于雙親的遺傳差異和互補程度。 【典例1】　雜交育種是植物育種的常規(guī)方法，其選育新品種的一般方法是(　　) A．根據雜種優(yōu)勢原理，從子一代中即可選出 B．從子三代中選出，因為子三代才出現純合子 C．可從子二代中選出，或從子三代及以后的后代中選出 D．只能從子四代及以后的后代中選出能穩(wěn)定遺傳的新品種 [解析]　雜交育種的一般過程：首先親本雜交產生子一代，子一代自交產生子二代，如果選擇的是雙隱性性狀，則從子二代中就可選出；如果需要選擇含有顯性性狀的品種，則需要進一步自交后，從子三

7、代或其多次自交的后代中選出。所以，雜交育種選育的新品種既可從子二代中選出，也可從子三代及以后的后代中選出。 [答案]　C [針對訓練1]　現有抗病黃果肉(ssrr)和易感病紅果肉(SSRR)兩個番茄品種，研究人員欲通過雜交育種培育出一個既抗病又是紅果肉的新品種(ssRR)。下列敘述正確的是(　　) A．親本雜交產生F1的過程中s和R發(fā)生了基因重組 B．可以直接在F2中選出目標新品種進行推廣 C．此育種過程中產生了新的基因型 D．也可利用F1經過花藥離體培養(yǎng)后直接得到目標新品種 [解析]　親本抗病黃果肉(ssrr)和易感病紅果肉(SSRR)雜交，則F1基因型為SsRr，s和R集中在

8、同一個體是因為配子結合形成受精卵，A錯誤；F2中抗病紅果肉(ssR_)基因型有2種，無法直接選出純合的ssRR進行推廣，B錯誤；雜交育種過程中沒有產生新基因，但產生了新的基因型，C正確；F1的基因型為SsRr，產生SR、Sr、sR、sr 4種配子，利用F1花藥離體培養(yǎng)產生的是單倍體，而不是目標新品種，D錯誤。 [答案]　C 要點二　作物育種方法的綜合分析1.顯性突變和隱性突變在育種中的應用 (1)顯性突變的應用 aa (2)隱性突變的應用 AAAa(不表現新性狀)aa(表現出新性狀，且穩(wěn)定遺傳) 2．四種育種方法的比較 [特別提醒]　單倍體培育與單倍體育種要區(qū)分開：

9、單倍體培育是通過花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體；而單倍體育種則是在此基礎上用秋水仙素處理等手段使染色體數目加倍獲得純合子，再篩選出所需要的品種。 3．育種方法選擇類試題的解法 育種的根本目的是培育具有優(yōu)良性狀(抗逆性強、生活力強、產量高、品質優(yōu)良)的新品種。一般可根據育種目標來確定育種方式 具體確定育種方式時，還應結合所給材料的特點、技術水平和經濟因素等進行綜合考慮和科學決策。 【典例2】　已知水稻的抗病(R)對感病(r)為顯性，有芒(B)對無芒(b)為顯性?，F有抗病有芒和感病無芒兩個品種，要想選育出抗病無芒的新品種，從理論上分析不可以選用的育種方法是(　　) A．雜交育種 B．單倍體

10、育種 C．誘變育種 D．多倍體育種 [解析]　要選育的抗病無芒新品種不是多倍體，故不能用多倍體育種的方法?？刹捎秒s交育種，使不同個體的優(yōu)良性狀集于一體；利用單倍體育種可以明顯縮短育種時間；也可以采用誘變處理進行誘變育種，通過選擇獲得符合要求的品種。 [答案]　D [針對訓練2]　下列有關育種的敘述，錯誤的是(　　) A．誘變育種可提高突變頻率，從而加速育種進程 B．原核生物育種一般采用誘變育種的方法，也可采用雜交育種 C．為獲得隱性純合子，可利用雜交育種的方法 D．為了解決三倍體無子西瓜需年年制種的問題，可利用植物組織培養(yǎng)快速繁殖 [解析]　原核生物不能進行減數分裂，所以不

11、能運用雜交的方法進行育種，一般采用的方法是誘變育種。隱性純合子自交后代不發(fā)生性狀分離，故可通過雜交育種得到符合生產要求的隱性純合子。 [答案]　B 課堂歸納小結 [網絡構建] 自我校對：基因重組　基因突變　染色體變異　染色體變異　花藥離體培養(yǎng)　秋水仙素處理 [拓展閱讀] 雜交新品種—異類梨 2011年7月19日，在蘇浙滬農科院科技興農聯合服務團成立十周年大會上，一批品質高、口感好的新品種在這里集中展示：中西合璧的“紅衣”雜交梨；“大塊頭”糖分高的“申華”葡萄；披著杏“外衣”的桃子……它們大部分都已上市。 我們常見的梨有黃的、綠的，而在展示會上穿“紅衣”的異類梨是科研人員

12、利用西洋梨雜交出的新品種。梨分為東洋梨和西洋梨兩大類，東洋梨主要生長在亞洲，而西洋梨主要生長在歐洲。西洋梨最大的特點就是它的果皮是紅色的，很喜慶。這次展示的是西洋梨與本地品種雜交后的“新一代”。純種的西洋梨口感細膩，沒有我們傳統(tǒng)梨子那么脆，但是它香味濃郁，“中西合璧”之后可以發(fā)揮出兩種梨的最大優(yōu)勢。 除了雜交水果以外，我們在生活中還會接觸到哪些雜交物種？雜交育種有何優(yōu)點？ 提示：雜交水稻、玉米等。 雜交育種優(yōu)點：能集合雙親的優(yōu)良性狀于一身。 [學業(yè)水平合格測試] 1．在遺傳育種的過程中，能產生新基因的是(　　) A．用雜交育種方式獲得矮稈抗銹病小麥 B．用秋水仙素誘導二倍體

13、西瓜獲得四倍體西瓜 C．用X射線、紫外線處理青霉菌獲得青霉素產量很高的菌株 D．用六倍體普通小麥的花藥培育單倍體小麥植株 [解析]　雜交育種的遺傳學原理是基因重組，其可產生新的基因型，不能產生新的基因；獲得單倍體和多倍體的遺傳學原理是染色體變異，不能產生新的基因；用X射線、紫外線處理青霉菌獲得青霉素產量很高的菌株的原理是基因突變，能產生新基因。 [答案]　C 2．誘變育種與雜交育種的不同之處表現為(　　) ①能大幅度改變某些性狀?、谀苄纬尚禄颉、勰苄纬尚禄蛐汀、芤话銓€體生存有利 A．①② B．①③ C．②③ D．②④ [解析]　誘變育種的原理是基因突變，它可產生新的

14、基因，能大幅度改變生物的某些性狀，但基因突變是多害少利的；雜交育種的原理是基因重組，它不能產生新的基因，但會產生新的基因型。 [答案]　A 3．下列有關太空育種的說法正確的是(　　) A．該育種方法的原理是基因突變，培育出的新品種是地球上原本不存在的物種 B．從太空返回的植物種子基因結構一定發(fā)生了變化 C．與地面種子相比，太空種子發(fā)育成的植株具有產量高、營養(yǎng)物質豐富等優(yōu)點 D．從太空返回的種子需進行篩選才能獲得需要的性狀 [解析]　誘變育種的原理是基因突變，但不一定產生新的物種，A錯誤；植物種子在太空中不一定全部發(fā)生基因突變，B錯誤；變異具有不定向性，太空種子發(fā)育成的植株不一定都

15、具有優(yōu)良性狀，所以需要進行篩選，C錯誤、D正確。 [答案]　D [學業(yè)水平等級測試] 4．中國共產黨第十九次全國代表大會(簡稱黨的十九大)中指出我國穩(wěn)定解決了十幾億人的溫飽問題。育種在解決此問題上發(fā)揮了重要作用，如圖表示由某種農作物品種①和②培育出⑥的幾種方法，下列有關說法錯誤的是(　　) A．經過過程Ⅲ培育形成④常用的方法是花藥離體培養(yǎng) B．過程Ⅵ常用一定濃度的秋水仙素處理④的幼苗 C．由品種①直接形成⑤的過程必須經過基因突變 D．用品種①和②培育能穩(wěn)定遺傳的品種⑥的最快途徑是Ⅰ→Ⅴ [解析]　本題主要考查各種育種方法的原理及優(yōu)點，分析如下： 其中雜交育種比單倍體育

16、種操作要簡單，但相比之下要費時。 [答案]　D 5．現用高稈分蘗力弱和矮稈分蘗力強的純合水稻，培育純合高稈分蘗力強的水稻。若高稈(H)對矮稈(h)為顯性，分蘗力強(A)對分蘗力弱(a)為顯性。下列敘述錯誤的是(　　) A．應用的育種原理可以是基因重組，也可以是染色體變異 B．高稈分蘗力弱和矮稈分蘗力強的純合子雜交得F1，F1自交，從F2中可選出符合要求的 C．高稈分蘗力弱和矮稈分蘗力強的純合子雜交獲得F1(HhAa)后，再進行花藥離體培養(yǎng)不能選出所需水稻 D．雜交育種比單倍體育種所需的年限要長 [解析]　為培育高稈分蘗力強的水稻，可以利用雜交育種，也可以利用單倍體育種，其原理分別是基因重組、染色體變異，A正確。利用雜交育種，從F2中選出的高稈分蘗力強的水稻(H_A_)不一定是純合子，所以不能直接選出，B錯誤。單倍體育種的過程中，經花藥離體培養(yǎng)后得到的都是單倍體，還需經人工誘導才可能得到所需水稻，C正確。單倍體育種能夠明顯縮短育種年限，D正確。 [答案]　B 11