高中生物《61 杂交育种与诱变育种》学案 新人教版必修2.docx

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高中生物《61杂交育种与诱变育种》学案新人教版必修2

6.1　杂交育种与诱变育种

教学目标　1.简述杂交育种的概念。

2.举例说明杂交育种方法的优点和不足。

3.举例说出诱变育种在生产中的应用。

4.讨论遗传和变异规律在生产实践中的应用，设计简单的育种流程。

一、杂交育种

1．概念：

将两个或多个品种的____________通过交配集中在一起，再经过________和________，获得新品种的方法。

2．原理：

______________。

即控制不同优良性状的基因，通过______________和____________重新组合在一起，产生新的____________，从而使存在于不同个体上的优良性状集中到一个个体上。

3．基本步骤

（1）具有优良性状的两个亲本杂交。

（2）子一代只表现出显性性状，让子一代自交。

（3）从子二代中选出符合要求的个体进行多次自交纯化，获得新品种。

如果生物是通过有性生殖繁殖后代，如小麦、大豆等，则必须选育出具有优良性状的纯合子，以免后代发生性状分离；如果生物依靠无性生殖繁殖后代，如马铃薯、甘薯、果树等，那么只要得到具备该优良性状的个体就可以了。

4．优缺点

（1）优点：

“集优”，即使位于不同个体上的两个或多个优良性状集中到一个个体上。

（2）缺点：

杂交后代会出现__________，育种进程________，筛选过程________；只能利用________________________，按需选择，并不能创造____________。

5．应用

（1）在农业生产中，是用于改良作物品质，提高作物单位面积产量的常规方法。

（2）在畜牧业中，可用于家畜、家禽优良品种的选育。

6．归纳总结

（1）几种杂交育种的区别

①培育常规的纯合子品种

a．培育隐性纯合子品种：

选取双亲子一代子二代―→选出符合要求的优良性状个体即可推广。

b．培育显性纯合子品种：

选取双亲子一代子二代―→选出符合要求的优良性状个体子三代―→选出符合要求的优良性状个体……选出能稳定遗传的个体推广。

②培育杂合子品种：

选取双亲子一代，年年制种。

（2）杂交育种与单倍体育种的区别

杂交育种可使多种性状集于同一个体，但杂交育种要获得纯合子需连续自交。

单倍体育种所需时间较短，但操作要求技术难度大。

二、诱变育种

1．概念：

利用________因素（X射线、γ射线、____________、激光等）或________因素（亚硝酸盐、硫酸二乙酯等）来处理生物，使生物发生____________。

2．原理：

____________。

3．诱变类型

（1）物理诱变：

利用各种射线（如X射线、γ射线、紫外线以及激光等）的照射，都可以使生物在DNA复制过程中发生基因突变。

（2）化学诱变：

许多化学药剂能够在生物DNA复制时，使DNA分子发生碱基对的缺失、替换等，导致生物发生基因突变。

4．方法：

运用物理的或者化学的手段处理萌发的种子或幼苗，诱导生物发生基因突变，从中选取需要的突变个体，然后进行培育推广。

5．优缺点

（1）优点：

①提高____________，产生多种多样的新类型，为育种提供丰富的原材料。

②诱变育种可以使后代性状尽快________，加速育种进程。

③大幅度地改良某些性状，增强作物的抗逆性。

（2）缺点：

由于突变的____________和____________，产生的有利个体往往不多；突变个体难以集中多个优良性状；需要处理大量的材料，工作量很大。

6．应用

（1）农作物育种：

培育出的新品种具有抗病力强、产量高、品质好等优点。

如“黑农五号”大豆、“鲁棉1号”棉花。

（2）微生物育种：

如青霉素高产菌株的选育。

7．归纳总结

（1）杂交育种只应用于能够进行有性生殖的生物，而诱变育种不仅能应用于进行有性生殖的生物，也可应用于进行无性生殖的生物。

（2）杂交育种主要应用于植物和动物（如家畜、家禽等），而诱变育种主要应用于植物和微生物。

（3）杂交育种不能产生新的基因，只能产生新的基因型；而诱变育种能产生新的基因。

（4）杂交育种常常包括对符合要求性状的个体的选育，需连续自交；而诱变育种不需要自交，需用产生诱变的物理因素、化学因素进行处理。

课时训练

1．用杂合子（DdEe）种子获得纯合子（ddee），最简捷的方法是（　　）

A．种植→F1→选双隐性植株→纯合子

B．种植→秋水仙素处理→纯合子

C．种植→花药离体培养→单倍体幼苗→秋水仙素处理→纯合子

D．种植→秋水仙素处理→花药离体培养→纯合子

2．对下列有关实例形成原理的解释，正确的是（　　）

A．无子番茄的获得是利用了多倍体育种原理

B．培育无子西瓜是利用了单倍体育种原理

C．培育青霉素高产菌株是利用了基因突变原理

D．中国荷斯坦牛是利用了杂交育种原理

3．诱变育种通常采用的方法是（　　）

A．用射线或激光照射

B．花药离体培养

C．秋水仙素处理萌发的种子

D．人工杂交

4．在动物的育种中，用一定剂量的X射线处理精巢，渴望获得大量变异个体，这是因为（　　）

A．合子都是纯合子

B．诱发雄配子发生了高频率的基因突变

C．诱导发生了大量的染色体变异

D．提高了基因的重组

5．在生产实践中，获得无子果实常采用的方法有（　　）

①人工诱导多倍体育种　②人工诱变　③单倍体育种　④用适宜浓度的生长素处理

A．①②B．②③C．①④D．③④

6．用生长素和秋水仙素分别处理二倍体番茄的花蕾和幼苗，成熟后所获得的果实中分别含有的染色体组数是（　　）

A．2和4B．2和2C．4和2D．4和4

7．在红粒高秆麦田里，偶然发现一株白粒矮秆优质小麦，欲在两三年内能获得大量的白粒矮秆麦种，通常采用的育种方法是（　　）

A．多倍体育种B．连续自交

C．人工嫁接D．单倍体育种

8．下列关于几种育种方法的叙述，不正确的是（　　）

A．多倍体较二倍体茎秆粗大，果实种子大

B．杂交育种能产生新基因

C．人工诱变育种能提高变异频率

D．利用单倍体育种能明显缩短育种年限

9．下列关于植物育种和生长的叙述，不正确的一组是（　　）

①诱变育种能较快选育出新的优良品种　②诱变育种可定向地变异出所需要的优良品种　③穗小粒少的小麦种到西藏后会长成穗大粒多的小麦　④由于没有土壤，只在完全营养液中生长的幼苗，不能正常生长　⑤利用杂种优势可以提高农作物的产量

A．①②④B．①④⑤C．③④⑤D．②③④

10.普通小麦中有高秆抗病（TTRR）和矮秆易感病（ttrr）两个品种，控制两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。

实验小组利用不同的方法进行了如下三组实验：

请分析回答：

（1）A组由F1获得F2的方法是________，F2矮秆抗病植株中不能稳定遗传的占________。

（2）Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类矮秆抗病植株中，最可能产生不育配子的是________类。

（3）A、B、C三组方法中，最不容易获得矮秆抗病小麦品种的是__________组，原因是________________________________________________________________________。

（4）通过矮秆抗病Ⅱ获得矮秆抗病小麦新品种的方法是________________________。

获得的矮秆抗病植株中能稳定遗传的占__________。

11．彩色小麦是河南南阳市著名育种专家周中普带领的科研小组，经过10多年的努力，采用“化学诱变”、“物理诱变”和“远缘杂交”三结合的育种方法培育而成的。

其蛋白质、锌、铁、钙的含量超过普通小麦，并含有普通小麦所没有的微量元素碘和硒，正因为富含多种微量元素，种皮上呈现出不同的色彩，故被称为彩色小麦。

目前，彩色小麦已被列入我国太空育种升空计划，以创造出更优质的小麦新品种。

（1）三结合育种方法的原理是_______________________和__________。

“化学诱变”和“物理诱变”可以提高______，创造出人类需要的____________。

“远缘杂交”由于亲本间的__________相差较大，因而__________的可能性也较大。

（2）假若杂交后子房壁的染色体数目为2N，则种皮、胚乳和胚的染色体数目分别为_____________、__________和__________。

（3）彩色小麦所含更多的微量元素是通过________方式从__________中吸收来的。

（4）作物空间技术育种相对于人工诱变育种的优势是种子在__________________等多种空间环境因素的综合作用下，____________________更容易发生改变。

答案

一、1.优良性状　选择　培育

2．基因重组　减数分裂　受精作用　基因型

4．

（2）性状分离　缓慢　复杂　已有基因的重组　新的基因

二、1.物理　紫外线　化学　基因突变

2．基因突变

5．

（1）①变异频率　②稳定　

（2）不定向性　低频性

课时训练

1．A　[杂合子（DdEe）种子中含有d、e基因，自交后一旦出现隐性性状便能稳定遗传，方法简捷。

]

2．C　[无子番茄的获得是利用了生长素的作用；培育无子西瓜是利用了多倍体育种原理；中国荷斯坦牛的获得是利用了动物细胞核的全能性原理；培育青霉素高产菌株是利用了基因突变原理。

]

3．A　[诱发突变的物理因素主要指某些射线的处理，如α射线、β射线、γ射线、X射线和中子流等；化学因素主要指某些亚硝酸盐、碱基类似物等化学药物的处理。

]

4．B　[用一定剂量的X射线处理精巢，可诱发雄配子发生高频率的基因突变，得到的个体不一定是纯合子，也不一定能提高基因的重组。

]

5．C　[本题考查获得无子果实的方法。

一方面，用生长素刺激未受粉子房能发育成无子果实；另一方面，人工诱导多倍体育种获取细胞内含有奇数染色体组的个体，致使该个体不能正常产生生殖细胞，不能完成双受精。

]

6．A　[用生长素处理二倍体番茄的花蕾只是刺激子房发育成果实，不改变原有的染色体组数目；用秋水仙素处理番茄的幼苗，致使其细胞内的染色体组加倍。

]

7．B

8．B　[杂交育种是将不同个体的优良性状集中于同一个体上，从而产生符合要求的新类型，利用了基因重组的原理，能产生新的基因型、表现型，但不能产生新的基因。

]

9．D　[诱变育种是不定向的，不可定向地变异出所需要的优良品种；生物的表现型是基因型与环境条件共同作用的结果，穗小粒少的小麦种到西藏后不一定会长成穗大粒多的小麦；完全营养液中具备生物生长所需要的各种元素，生物能够正常生长。

]

10．

（1）自交　2/3　

（2）Ⅱ　（3）C　基因突变频率低且不定向　（4）秋水仙素（或低温）诱导染色体加倍　100%

解析　A组中F1到F2的方法属于自交，得到的F2中矮秆抗病植株为ttRR∶ttRr＝1∶2，所以不能稳定遗传的个体占2/3。

B组中花药离体培养获得的矮秆抗病植株Ⅱ属于单倍体，会产生不育配子。

基因突变的频率低且不定向，所以C组育种较难获得符合要求的新品种。

矮秆抗病Ⅱ的基因型为tR，经秋水仙素处理后，所得个体基因型全部为ttRR。

11．

（1）基因突变　基因重组　突变率　变异类型　遗传物质　基因重组产生变异　

（2）2N　3N　2N　（3）主动运输　土壤　（4）微重力和空间辐射　种子内遗传物质

解析　

（1）三结合育种方法：

化学诱变、物理诱变和远缘杂交。

前两者运用了基因突变的原理，远缘杂交运用了基因重组的原理。

基因突变大大提高了突变频率，创造出人类所需要的变异类型。

远缘杂交的两亲本遗传物质差异大，因而通过基因重组，产生新的变异的可能性较大。

（2）种皮是由珠被发