人教版必修二杂交育种与诱变育种 学案.docx

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人教版必修二杂交育种与诱变育种学案

1．杂交育种

（1）概念：

是将两个或多个品种的_____________通过杂交集中在一起，再经过_____________，获得

新品种的方法。

（2）原理：

_____________，通过_____________产生新的基因型，从而产生新的优良性状。

　（3）优点：

可以将两个或多个_____________集中在一起。

　（4）缺点：

不会产生_____________，且杂交后代会出现_____________，育种过程缓慢，过程复杂。

2．诱变育种

（1）概念：

利用物理或化学因素来处理生物，使生物产生_____________，利用这些变异培育成新品

种的方法。

（2）诱变原理：

_____________

　（3）诱变因素：

物理因素：

_____________、_____________、_____________。

化学因素：

_____________、_____________。

　（4）优点：

可以在较短时间内获得更多的优良性状。

（5）缺点：

因为基因突变具有_____________且_____________，所以诱变育种具有一定的_____________，利用理化因素处理生物提高突变率，且需要处理_____________，再进行选择培育。

1．

（1）优良性状选择和培育

（2）基因重组基因重组

（3）优良性状

（4）新基因性状分离

2．

（1）基因突变

（2）基因突变

（3）

X射线紫外线γ射线

亚硝酸硫酸二乙酯等

（5）不定向性有利的突变很少盲目性大量的生物材料

育种方法的选择依据

1．诱变育种与杂交育种相比，前者能产生前所未有的新基因，创造变异新类型；后者不能产生新基因，只是实现原有基因的重新组合。

2．在所有育种方法中，最简便、常规的育种方法是杂交育种。

3．根据不同育种需求选择不同的育种方法。

（1）将两亲本的不同优良性状集中于同一生物体上，可利用杂交育种，亦可利用单倍体育种。

（2）要求快速育种，则运用单倍体育种。

（3）要求大幅度改良某一品种，使之出现前所未有的性状，可利用诱变育种和杂交育种相结合的

方法。

（4）要求提高品种产量，提高营养物质含量，可利用多倍体育种。

20世纪50年代以前,水稻都是高秆的。

由于高秆容易倒伏,不利于密植而影响产量。

为尽快培育出矮秆水

稻新品种，以利于合理密植提高产量，最好选择下列哪种育种方法

A．杂交育种

B．诱变育种

C．单倍体育种

D．多倍体育种

【参考答案】B

【试题解析】在当时的年代，自然界没有矮秆水稻，说明还不存在或者没有找到控制矮秆的基因，要想培育出新的矮秆水稻品种，只能通过基因突变的原理创造出控制矮秆的新基因才能达到要求，所以需要用诱变育种的方法，其他育种方法都不能创造出控制新性状的基因，所以选B。

【知识链接】四种育种方法的比较如下表：

杂交育种

诱变育种

单倍体育种

多倍体育种

方法

杂交→自交→选优

辐射诱变、激光诱变、化学药剂处理

花药离体培养、秋水仙素诱导加倍

秋水仙素处理萌发的种子或幼苗

原理

基因重组

基因突变

染色体变异（染色体组先成倍减少，再加倍，得到纯种）

染色体变异（染色体组成倍增加）

1．杂交育种中，杂交后代的哪种性状一出现就能稳定遗传

A．优良性状B．隐性性状

C．显性性状D．相对性状

2．杂交培育矮秆抗病小麦的原理是

A．基因突变

B．染色体变异

C．基因重组

D．人工诱变

3．在杂交育种工作中，通常开始进行选择的代数及理由是

A．F1、基因出现重组

B．F2、开始性状分离

C．F1、性状开始分离

D．P、基因开始分离

4．下列关于杂交育种与诱变育种的叙述,正确的是

A．诱变育种是通过改变原有基因结构而导致新品种出现的方法

B．杂交育种的原理是基因重组,基因重组发生在受精作用过程中

C．诱变育种一定能较快选育出新的优良品种

D．玉米单株自交后代中出现一定比例的白化苗是基因突变的结果

5．通过下列育种方法产生的后代与其亲代相比，染色体数一定发生变化的是

A．单倍体育种B．多倍体育种

C．杂交育种D．诱变育种

6．已知小麦中高秆对矮秆（抗倒伏）为显性、抗病对不抗病为显性，以纯合高秆抗病小麦和纯合矮秆不抗病小麦为亲本，培育抗倒伏抗病小麦，下列相关说法不正确的是

A．杂交育种过程需要不断筛选、自交

B．筛选的实质是通过自然选择实现种群中抗病基因频率的定向提高

C．可利用射线等处理矮秆不抗病小麦种子实现人工诱变，但成功率低

D．单倍体育种利用了花粉细胞具有全能性的特点

7．下列有关育种原理的叙述中，正确的是

A．培育无籽西瓜利用了单倍体育种的原理

B．抗虫棉的培育利用了基因突变的原理

C．杂交育种利用了染色体数目变异的原理

D．太空育种利用了基因突变的原理

8．如图为利用纯合高秆（D）抗病（E）小麦和纯合矮秆（d）染病（e）小麦快速培育纯合优良小麦品种矮秆抗病小麦（ddEE）的示意图，下列有关此图的叙述不正确的是

A．①过程的主要目的是让控制不同优良性状的基因组合到一起

B．②过程中发生了非同源染色体的自由组合

C．实施③过程依据的主要生物学原理是细胞增殖

D．④过程的实施中通常用一定浓度的秋水仙素

9．用纯合的二倍体水稻品种高秆抗锈病（DDTT）和矮秆不抗锈病（ddtt）进行育种时，一种方法是杂交得到F1，F1再自交得到F2；另一种方法是用F1的花粉进行离体培养，再用秋水仙素处理幼苗得到相应植株。

下列叙述正确的是

A．前一种方法所得的F2中重组类型、纯合子各占5/8、1/4

B．后一种方法所得的相应植株中可用于生产的类型比例为2/3

C．前一种方法的原理是基因重组，原因是非同源染色体自由组合

D．后一种方法的原理是染色体变异，是由于染色体结构发生改变

10．如图表示利用某种农作物品种①和②培育出⑥的几种方法，据图分析错误的是

A．过程

是用秋水仙素处理正在萌发的种子

B．培育品种⑥的最简捷的途径是

→

C．通过

→

过程育种的原理是染色体变异

D．通过

→

过程育种最不容易达到目的

11．普通小麦有高秆抗病（TTRR）和矮秆易感病（

ttrr）两个品种，控制两对相对性状的基因遵循基因的自由组合定律。

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组的育种方法是，F2的矮秆抗病植株中不能稳定遗传的个体占。

（2）

、

、

三类矮秆抗病植株中，最可能不育的是类。

B组矮秆抗病个体需经相应处理才能推广，与其他育种方法相比，这种育种优势是。

（3）A、B、C三组方法中，能产生新基因的是组。

C组方法获得矮秆抗病小麦新品种依据的遗传学原理是。

12．（2013·四川卷）大豆植株的体细胞喊40条染色体。

用放射性的60Co处理大豆种子后，筛选出一株抗花叶病的植株X，取其花粉经离体培养得到若干单倍体植株，其中抗病植株占50%。

下列叙述正确的是

A．用花粉离体培养得到的抗病植株，其细胞仍具有全能性

B．单倍体植株的细胞在有丝分裂的后期，共含有20条染色体

C．植株X连续自交若干代，纯合抗病植株的比例逐渐降低

D放射性60Co诱发的基因突变，可以决定大豆的进化方向

13．（2014·上海）将杂合的二倍体植株的花粉培育成一株幼苗，然后用秋水仙素处理，使其能正常开花结果，该幼苗发育成植株具有的特征是                       

A．能稳定遗传                           B．单倍体

C．有杂种优势                           D．含四个染色体组

14．（2015·浙江卷）某自花且闭花授粉植物，抗病性和茎的高度是独立遗传的性状。

抗病和感病由基因R和r控制，抗病为显性；茎的高度由两对独立遗传的基因（D、d，E、e）控制，同时含有D和E表现为矮茎，只含有D或E表现为中茎，其他表现为高茎。

现有感病矮茎和抗病高茎两品种的纯合种子，欲培育纯合的抗病矮茎品种。

请回答：

（1）自然状态下该植物一般都是_______合子。

（2）若采用诱变育种，在γ射线处理时，需要处理大量种子，其原因是基因突变具有______

和有害性这三个特点。

（3）若采用杂交育种，可通过将上述两个亲本杂交，在F2等分离世代中_____抗病矮茎个体，再经连续自交等_____手段，最后得到稳定遗传的抗病矮茎品种。

据此推测，一般情况下，控制性状的基因数越多，其育种过程

所需的_____。

若只考虑茎的高度，亲本杂

交所得的F1在自然状态下繁殖，则理论上，F2的表现型及比例为_______。

（4）若采用单倍体育种，该过程涉及的原理有____。

请用遗传图解表示其过程（说明：

选育结果只需写出所选育品种的基因型、表现型及其比例）。

1．【答案】B

【解析】优良性状如果是显性杂合体，其自交后代会发生性状分离，所以不一定能够稳定遗传，A错误；在杂交育种中，一定能够稳定遗传的性状是隐性性状，因为隐性性状是纯合子，自交后代不会发生性状分离，B正确；显性性状的个体可能是纯合子，也可能是杂合子，其自交后代可能会发生性状分离，所以不能够稳定遗传，C错误；相对性状是指同一生物一种性状的不同表现类型，D错误。

2．【答案】C

【解析】杂交培育矮秆

抗病小麦的方法是杂交育种，其原理是基因重组，选C。

3．【答案】B

【解析】杂种F1只是表达显性性状，F1个体在配子形成过程中会出现基因重组，基因重组的结果表现在F2，A错误；无论一对等位基因的分离结果，还是两对等位基因自由组合的结果，都会出现在F2，F2性状的分离才能表现优良性状供选择，B正确；F1只是表达亲本的显性性状，不会出现性状分离，C错误；如果亲本P有我们需要的优良性状就无需杂交育种，P亲本纯合子形成配子的过程中只是成对的基因分开，形成一种配子，它们的子代只表达显性性状，D错误。

4．【答案】A

【解析】诱变育种的原理是基因突变，即基因结构发生了改变，A正确；杂交育种的原理是基因重组,基因重组发生在减数分裂过程中，B错误；诱变育种具有的优点是可以提高突变率，缩短育种周期，所以诱变育种很可能较快选育出新的品种，但是不一定能选育出优良的品种，C错误；玉米单株自交后代中出现一定比例的白化苗，属于性状分离，没有发生基因突变，D错误。

5．【答案】B

【解析】单倍体育种是用花药离体培养，获得的单倍体植株细胞中染色体减半，后用秋水仙素诱导染色体加倍，所以染色体数不变，A错误；多倍体育种是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，诱导染色体加倍，所以染色体数目加倍，B正确；杂交育种是同源染色体分离，非同源染色体自由组合，所以染色体数目不变，C错误；诱变育种是利用基因突变原理，导致基因结构改变，所以染色体数目不变，D错误。

6．【答案】B

【解析】杂交育种过程需要不断筛选、自交，直到矮秆（抗倒伏）抗病个体的后代不发生性状分离为止，A项正确；育种过程中，筛选的实质是通过人工选择实现种群中抗病基因频率的定向提高，B项错误；利用射线等物理因素处理不抗病小麦种子可实现人工诱变，依据的原理是基因突变，因基因突变具有低频性和不定向性的特点，所以成功率低，C项正确；单倍体育种利用了花粉细胞具有全能性的特点及秋水仙素能抑制纺锤体形成等原理，D项正确。

7．【答案】D

【解析】培育无籽西瓜是利用多倍体育种原理,A错误；“抗虫棉”的获得是利用基因重组的原理,B错误；杂交育种利用了基因重组的原理，C不正确；太空育种是利用了基因突变的原理，D正确。

8．【答案】C

【解析】根据题意和图示分析可知：

①是杂交，②是减数分裂，③是花药离体培养，④是用秋水仙素处理，使染色体加倍。

①过程是让两个各具优良性状的植株进行杂交，主要目的是让控制不同优良性状的基因组合到一起，A正确；②过程中的减数第一次分裂后期，在同源染色体分离的同时，发生了非同源染色体的自由组合，B正确；实施③过程依据的主要生物学原理是细胞的全能性，配子中的染色体带有全部的遗传信息，C错误；实施④过程通常用一定浓度的秋水仙素，处理单倍体幼苗，抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成，使染色体加倍，D正确。

9．【答案】A

【解析】由于单倍体高度不育，所以过程

常用一定浓度的秋水仙素处理单倍体幼苗，而不可能处理萌发的种子，A错误；

→

途径为杂交育种，方法最简捷。

但由于获得的子代中既有纯合子又有杂合子，需要不断地连续自交进行筛选才能获得需要的品种⑥，所以育种时间长，B正确；经过

培育形成⑤常用的方法是花药离体培养；过程

常用一定浓度的秋水仙素处理⑤的幼苗，使其染色体数目加倍，所以通过

→

过程的原理是染色体变异，C正确；由于变异是不定向的，所以通过诱变育种

→

过程最不容易达到目的，D正确。

10．【答案】C

【解析】杂交育种时因为亲本是双显性和双隐性，在子二代中重组类型占3/8、纯合子占1/4，A错误；单倍体育种得到的都是纯合子，子一代能产生4种配子，所以后一种方法所得的相应植株中可用于生产的类型比例为1/4，B错误；杂交育种的原理是基因重组，是因为在减数第一次分裂后期同源染色体分离，非同源染色体自由组合，C正确；单倍体育种的原理是染色体变异，是由于染色体数目发生改变，D错误。

11．【答案】

（1）杂交育种2/3

（2）

明显缩短育种年限

（3）C基因突变

【解析】

（1）图示中A组高秆抗病植株与矮秆易感病杂交获得了F1，然后由F1经自交获得F2的方法，故A组育种的方法为杂交育种，F2中矮茎抗病植株不能稳定遗传的占2/3。

（2）矮秆抗病

、

、

三类植株中，

是单倍体，一般是高度不育的，该方法为单倍体育种，其最大的优点是可以明显缩短育种年限。

（3）C组为诱变育种，原理是基因突变，可以产生新的基因。

12．【答案】A

【解析】根据题意分析可知：

由于花粉经离体培养得到的单倍体植株中抗病植株占50%，说明大豆植株中有一个基因突变为了它的等位基因。

用花粉离体培养获得的抗病植株，其细胞中具有大豆植株的全部遗传信息，所以其细胞仍具有全能性，故A正确。

花粉是经减数分裂得到的，其染色体数目是体细胞的一半，但株的细胞在有丝分裂后期，由于着丝点的分裂，染色体数目加倍，所以此时细胞内共含有40条染色体，故B不正确。

植株X是杂合体，自交后会产生纯合体，所以连续自交若干代，纯合抗病植株的比例逐代提高，故C不正确。

生物的变异是不定向的，诱发产生的基因突变是随机的，决定大豆进化方向的是自然选择，所以D不正确。

13．【答案】A

【解析】杂合的二倍体植株有两个染色体组，花粉中含有一个染色体组，花药离体培养后得到单倍体植株，再用秋水仙素处理，染色体数目加倍后基因型为纯合子，自交后代不发生性状分离，即能稳定遗传，A正确；杂合的二倍体植株的花粉培育成单倍体植株，用秋水仙素处理后成为纯合的二倍体，B错误；单倍体育种获得纯合的二倍体，不具有杂种优势，C错误；得到的纯合子植株含有两个染色体组，D错误

14．【答案】

（1）纯　　

（2）多方向性、稀有性

（3）选择　　纯合化　　年限越长　　矮茎︰中茎︰高茎＝9︰6︰1　　

（4）基因重组和染色体畸变　　遗传图解如下：

【解析】

（1）该植物为自花且闭花授粉植物，故一般情况下，其植株大多为纯合子。

（2）诱变育种时γ射线处理利用的原理是基因突变，由于基因突变具有多方向性、稀有性以及有害性，故需要大量处理种子以获得所需品种。

（3）如采用杂交育种的方式，将上述两个亲本杂交，即DDEErr×ddeeRRF1；DdEeRr，在F1自交所得的F2中选出抗病矮茎个体（D_E_R_），再通过连续

自交及逐代淘汰的手段，最终获得能稳定遗传的抗病矮茎品种（DDEERR）。

一般情况下，控制性状的基因数量越多，需进行多次的自交和筛选操作才能得到所需的纯合品种。

若只考虑茎的高度，F1（DdEe）在自然状态下繁殖即自交后，F2中表现型及比例为9矮茎（9D_E_）∶6中茎（3D_ee、3dd

E_）∶1高茎（1ddee）。

 （4）若采用单倍体育种的方式获得所需品种，首先需将花药进行离体培养得到单倍体，继而使用秋水仙素对其进行处理使其染色体数目加倍，该过程涉及的原理有基因重组和染色体畸变。