学年高中生物人教版必修二课件61杂交育种与诱变育种45张.docx
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学年高中生物人教版必修二课件61杂交育种与诱变育种45张
第一节杂交育种与诱变育种
［学习目标］
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。
设賤激趣导入
你见过像图示的那样大的南瓜吗？
它可不是普通的南瓜，它是由我国首次载人航天飞船“神舟”五号带入太空培育的新品种。
这种南瓜比一般的杂交种品质好，一般重量在300〜400斤，是名副其实的“巨人”南瓜。
这种育种方法的原理和过程是怎样的呢？
今天我们就来学习有关育种的知识。
5.实例：
高产抗病小麦的选育
P高产、不抗病X低产、抗病
I
F]高产、抗病（均为显性性状）
F2选出高产、抗病个体
|连续0
选出不发生性状分离的所有高产、抗病个体
新的优良品种
互动廉穽
1.培育细菌新品种时，能否用杂交育种的方法？
一答案：
不能，杂交育种只适用于进行有性生殖的生物，如植物和动物。
细菌是原核生物，不能进行有性生殖。
牢山:
村勢高产抗病小麦的过程中，为什么要从F2开始筛选？
选出后为什么还要连续自交？
答案：
F2代中才出现所需要的高产抗病小麦，但不一定能稳定迪传，因此还要连续自交才会最终获得稳定遗传的纯合品系。
心
3.是不是所有的育种过程都必须从F2开始筛选？
是不是也都需要连续自交提高纯合度？
举例说明。
答案：
不一定。
如果培育杂合子品种，选亲本杂交得到的F]即可。
如果选育的优良性状是隐性性状，一旦出现就是纯合的，不需要再连续自交了。
IJ
（1）杂交育种只能利用已有的基因进行重组，按需要选择，并不能创造出新的基因。
杂交后代会出现性状分离，育种进程缓慢。
（2）进行杂交育种的个体一定是进行有性生殖的个体。
只进行无性繁殖的个体无法通过杂交育种培育新品种。
（3）杂交育种不能等同于杂种优势。
杂交育种是通过有性生殖，使不同的优良性状集中到同一个体上，从而选育出优良品种的方法；杂种优势是指基因型不同的个体杂交产生的杂种一代，在适应能力上大于两亲本的现象。
即寧即用
1.家兔的黑色对白色为显性，短毛对长毛为显性。
这两对基
因分别位于一对同源染色体上。
下列关于利用黑色短毛纯种兔和白
色长毛纯种兔培育岀黑色长毛纯种兔的做法，错误的是（）
黑色短毛纯种兔X白色长毛纯种兔，得Fi选取健壮的Fi个体自交，得F2从F2中选取健壮的黑色长毛兔与白色长毛兔测交根据测交结果，选取F2中稳定遗传的黑色长毛雌、雄兔解析：
家兔属于雌雄异体生物，不能进行自交。
因此B项错误。
答案：
B
2・有两种纯种的小麦，一个为高秆（D）抗锈病（T）,另一个为矮秆（d）易感锈病⑴，这两对性状独立遗传，现要培育矮秆抗锈病新品种，方法如下：
高秆抗锈病X矮秆易感锈病一a—F]—b—F2—c稳定遗传的矮秆抗锈病新品种。
（1）这种育种方法叫朵交育种。
过程a叫杂交,过程b叫白交。
（2）过程c的处理方法是
连续自交和观察，直至选出能稳定遗传的矮秆抗锈病新品种（3旧的基因型是DdTt,表现型是一高秆抗锈病，稳定
遗传的矮秆抗锈病新品种的基因型为ddTTo
解析：
将小麦两个品种的优良性状通过杂交集中在一起，培育矮秆抗锈病新品种的方法叫做杂交育种。
其中过程a叫杂交，产生的F］的基因型为DdTt,表现型为高秆抗锈病。
过程b叫自交，目的是获得表现型为矮秆抗锈病的小麦新品种（ddTJ,因为此过程所得后代会发生性状分离，所以要想得到稳定遗传的矮秆抗锈病植株必须要经过c过程，即连续自交，直到后代无性状分离为止。
答案:
16;3;卩2。
[—题多变]
（1）选育出的纯合子新品种，在F2中的概率是多少？
其在F2的矮秆抗锈病植株中的概率又是多少？
选种应该从哪一代开始？
（2）上述杂交育种过程至少需要几年的时间（假设每年只繁殖一代）？
答案：
4年。
第一年：
种植亲代，杂交，收获F]种子；
第二年：
种植F],自交，收获F2种子；
第三年：
种植F2,获得表现型符合要求的小麦（矮抗），同时矮抗植株自交，收获F3种子，分单株保存；
第四年：
分别种植符合要求的F3,观察是否发生性状分离，不发生性状分离的为合乎要求的新品种。
（3）若上述过程改为单倍体育种的过程，则后代中ddTT占所有后代的比例是多少？
单倍体育种获得新品种至少需要几年（假设每年只繁殖一代）？
答案：
2年。
第一年：
种植亲代，杂交，收获Fi种子；
第二年：
种植杂交种子，长成植株开花后，取其花粉粒（精子的基因型有四种，为DT、Dt、dT、dt）进行植物组织培养，得到单倍体植株（基因型也是四种，为DT、Dt、dT、dt）o在单倍体植株的幼苗期，用秋水仙素进行染色体加倍，得到纯合的二倍体植株（基因型分别为DDTT、DDtt、ddTT、ddtt）o选取表现型合乎要求的植株所结种子即可。
探究点二诱变育种
双HWS
1.概念
利用物理因素或化学因素来处理生物，使生物发生基因突变,从而获得优良变异类型的育种方法称为诱变育种。
2.原理：
基因突变。
自然突变的频率低，而且是不定向的,较难获得生产所需要的品种。
物理因素或化学因素能提高窦变率，短时间内获得更多的优良变异类型。
3.常用方法
运用物理也或者化学的手段处理萌发的种子或幼苗,诱发基因突变,从中选岀需要的突变个体，然后进行培育推广。
4.优缺点
（1）优点：
①提高变异频率，加速育种进程；②大幅度改良某些性状。
（2）缺点：
①有利变异少，需大量处理实验材料；②诱变的方向和性质不能控制，具有盲目性。
J农作物:
培育“黑农五号”大豆应用［微生物：
青霉菌的选育
互动廉穽
1.用诱变育种的方法选育农作物优良品种，为什么通常要处理萌发的种子或幼苗？
答案：
萌发的种子或者幼苗有丝分裂旺盛，在DNA复制时容易诱发基因突变。
2・当神舟六号航天飞船搭载着两位英雄宇航员成功返航时，一些特殊的乘客也回到了地球。
它们是一些生物菌种、植物组培苗和作物、植物、花卉种子等。
在太空周游了115小时32分钟，返回地球后，搭载单位的科研人员将继续对它们进行有关试验。
请回答下列问题：
（1）搭载航天器的植物种子需要做怎样的处理？
说明原因。
答案：
浸泡种子使其萌发。
因为萌发的种子细胞分裂旺盛，易受到太空诱变因素的影响发生基因突变。
（2）作物种子从太空返回地面后种植，往往能出现全新的变异特征，这种变异的来源主要是什么？
答案：
基因突变。
（3）这些新产生的变异对人类是否一定有益?
答案:
不一定。
因为基因突变是不定向的。
（4）遨游太空回到地面后的种子，种植一代发现没有所需要的性状出现，可以随意丢弃吗？
说明原因。
答案：
不可以。
因为可能发生隐性突变。
IJ
1・杂交育种和诱变育种的比较
项目
杂交育种
诱变育种
原理
基因重组
基因突变
方法
杂交f自交f筛选f自交
辐射诱变、激光诱变、化学药剂诱变
优点
使不同个体的优良性状集中于同一个个体上
可以提咼变异的频率，大幅度改良某些性状，加速育种进程
局限性
育种年限较长
有利变异的个体不多，需大量处理实验材料
2•不同育种方法适用范围不同
（1）杂父育种孕应用于能够进行有性生殖的生物，而诱变育种不仅应用于能够进行有性生殖的生物，也可应用于能够进行无性生殖的生物。
右钻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。
即学即用
1.下列关于诱变育种的说法中，不正确的是（）
A.能够在较短的时间内获得更多的优良变异类型
—次诱变处理供实验的生物定能获得所需的变异类型
C.青霉素产量很高的菌株的选育依据的原理是基因突变
D.诱变育种过程能创造新的基因而杂交育种过程则不能
解析：
诱变育种依据的原理是基因突变，能创造新的基因，因此能够在较短的时间内获得更多的优良变异类型，但是基因突变具有不定向性，一次诱变处理供实验的生物不一定能获得所需的变异类型。
答案：
B
2.如图所示，将二倍体植株①和②杂交得到③，再将③作进一步处理。
对此分析错误的是（）
多次射线处理萌发的种子二④植株
自然生长
花药离体培养
A.由⑤得到⑥的育种原理是基因重组
B.图中秋水仙素的作用是使染色体数目加倍
C.若③的基因型是AaBbdd?
则⑨的基因型可能是“Bd
D・③一④的过程中，所产生的变异都有利于生产
解析：
③一④多次射线处理萌发的种子应为诱变育种，由于突变是不定向的，所以产生的性状有可能是有利的，也有可能是有害的；⑤f⑥过程表示的是杂交育种的自交阶段，遵循的原理为基因重组；由③一⑨是花药离体培养，所得到的幼苗是单倍体，有"Bd、abd.ABd、Abd四种基因型；秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成,进而使染色体数目加倍。
答案：
D
3.有一种塑料在某种细菌的作用下能迅速分解为无毒物质，可以降解，不至于对环境造成严重的“白色污染”。
培育专门吃这种塑料的细菌的方法是（）
A.杂交育种B・单倍体育种
C.诱变育种D.多倍体育种
解析：
对于细菌来说，一般通过诱变育种或基因工程育种的方法来培育。
答案：
C
4・“嫦娥1号”胜利奔月，神舟成功发射，这些航天技术的发展，为我国的生物育种创造了更多更好的机会。
下列有关航天育种的说法，不正确的是（）
A.航天育种可缩短育种周期
氏种子在宇宙辐射、微重力及弱地磁场等因素的诱导下发生基因突变
C.航天育种技术作为航天技术与农业育种技术相结合的一项创新性研究成果，是快速培育农作物优良新品种的重要途径之一
D.“太空种子”都能培育出高产、优质的新品种
解析：
航天育种的原理是基因突变；利用了宇宙辐射、微重力及弱地磁场等因素诱导种子发生基因突变，能大幅度地改良性状，且缩短了育种的周期，是快速培育农作物优良新品种的重要途径之一，但是由于基因突变具有不定向性，因此不是所有的“太空种子”都能培育出高产、优质的新品种。
答案：
D
探源掲秘高考
高考示创
例（浙江高考）某自花且闭花受粉植物，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T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甜种的纯合种子，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一纯合子。
（2）若采用诱变育种，在丫射线处理时，需要处理大量种子，其原因是基因突变具有不定向性低频性（多方向性或稀有性）
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等分离世代中选择抗病矮茎个体,再经连续自交等纯合化手段,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，其育种过程所需的年限越长若只考虑茎的高度，亲本杂交所得的已在自然状态下繁殖，则理论上F2的表现型及其比例为o
⑷若采用单倍体育种，该过程涉及的原理有基因重组和染E体变异。
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）。
遗传图解如图所示:
厂3:
P'rrDDEE…八xRRddeeH
:
:
丨感病矮茎抗病高茎丨
:
!
:
!
；；v:
：
gI［
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p!
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RrDdEeI
■1；!
抗病矮茎!
:
单借体［iRDERDeRdERderDErDcrdErde:
:
RRDDEE
［抗病矮茎（1/8）I
解析：
⑴该植物为自花且闭花受粉植物，故一般情况下，其植株大多为纯合子。
（2）诱变育种时用丫射线处理利用的原理是基因突变，由于基因突变具有不定向性、低频性和多害少利性，所以需要处理大量材料才有可能得到想要的变异类型。
（3）如果采用杂交育种，在F2才开始出现性状分离，即从F2开始保留抗病矮茎个体，再连续自交得到稳定遗传的纯合子。
⑴控制性状的基因数越多获得纯合子所需的时间就越长。
如果只考虑茎的高度，F1的基因型是DdEe,自然状况下即自交，F2中有16种结合方式9种基因型，根据基因型和表现型的关系，应是矮茎：
中茎：
高茎=9:
6:
lo
（4）如果用单倍体育种，涉及的原理主要是染色体变异，还有基因重组。
最后选育的品种所占的比例为1/8,因为是三对基因，F］能产生8种配子。
［高考vs教材］
真题探源【1】教材第98〜99页：
要想把两个小麦品种的优良性状结合在一起，育种上一个有效的方法就是把这两个品种杂交，使基因重组。
从第二代中挑选高产、抗病的个体，将它们的种子留下来，下一年播种。
再从后代中挑选出符合高产抗病条件的植株，采收种子留下来做种。
如此经过几代定向的选择过程，就可以得到新的优良品种了。
种、诱变育种、单倍体育种是高频考点。
题型有选择题，也有非选择题，既能检测学生对基础知识的掌握程序，又能考查多种能力。
此类试题与生产实践联系紧密，是高考的热点之一。
1・已知西瓜早熟（A）对晚熟（a）为显性，皮厚（B）对皮薄（b）为显性，沙瓢（C）对紧瓢（c）为显性，控制上述三对性状的基因独立遗传。
现有三个纯合的西瓜品种甲（AABBcc）、乙（aabbCC）＞丙（AAbbcc）,进行下图所示的育种过程。
请分析并回答问题:
翅一⑦幼苗一秋水仙素*⑩植株
（1）为获得早熟、皮薄、沙瓢的纯种西瓜，最好选用品种
乙和进行杂交O
（2）图中⑨植株（填数字序号）能代表无籽西瓜,该植
物体细胞中含有二个染色体组。
（3）获得⑦幼苗常采用的技术手段是花药离体培养与⑧植株相比，⑩植株的特点是均为绅合子,所以明显缩短育种年限。
（4）按图中所示的育种方案，④植株最不容易获得AAbbCC品种，原B璧因突变是不定向的，而且产生有利变异的频率较低
（5）图中的⑥植株属于新物种，其单倍体可育（可育、
不可育）。
解析：
（1）根据性状的显隐性，要获得早熟、皮薄、沙瓢的纯种西瓜，其基因型为AAbbCC,可选用品种乙（aabbCC）和丙（AAbbcc）进行杂交，得到子代后再进行自交，在F?
中选育岀纯种西瓜。
（2）由图示可知，由自然生长的二倍体⑤植株与四倍体⑥植株杂交，得到的⑨植株含有三个染色体组。
（3）图中⑦植株是由花粉离体培养得到的单倍体，经过秋水仙素诱导染色体加倍后，得到的⑩植株全部为纯合子。
（4）图中④植株是通过诱变育种而获得，诱变育种的原理是基因突变，基因突变具有不定向性，且多害少利，因此该方法获得AAbbCC品种的难度最大。
（5）图中的⑥植株是由二倍体③植株经过秋水仙素处理后得到的四倍体,产生的花粉发育成的植株的体细胞中含有2个染色体组,是可育的。
归纳提升素养
【网络建构】
【主干落实】
1.杂交育种的原理是基因重组。
2.杂交育种一般从F2开始筛选，因为从F2才开始出现性状分离o
3.杂交育种能将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起。
4.诱变育种的原理是基因突变。
5・人工诱变只是提高了突变率，但不能确定突变方向。
6.青霉素高产菌株是通过诱变育种培育的。
猝賤解就教材
»教材第98页问题探讨
提示：
此节问题探讨意在结合学生的生活经验，引导学生思考相关的育种方法。
教师可充分发挥学生的主观能动性，让学生积极参与讨论。
»教材第99页思考与讨论一
提示：
杂交育种只能利用已有基因的重组，按需选择，并不能创造新的基因。
杂交后代会出现性状分离现象，育种进程缓纟曼，过程繁琐。
这些都是杂交育种方法的不足。
•教材第99页思考与讨论二
提示：
诱变育种的优点是能够提高突变率，在较短的时间内获得更多的优良变异类型。
诱变育种的局限性是诱发突变的方向难以掌握，突变体难以集中多个理想性状。
要想克服这些局限性，可以扩大诱变后代的群体，增加选择的机会。
»教材第101页练习
基础题
1・提ZF:
B
2.提不：
B
3.提示：
基因突变；X射线；紫外线；激光。
拓展题
提示：
可采用杂交育种的方法，遗传图解可参考教科书插图6-1绘制。
优点是育种的目的性较强，能够获得具有优良性状、淘汰不良性状的品种。
缺点是育种周期长，过程繁琐。
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