第十六节 杂交育种与诱变育种.docx

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第十六节杂交育种与诱变育种

杂交育种与诱变育种

主讲：

黄冈中学生物高级教师　童金元

一、杂交育种

1、概念：

杂交育种是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、原理：

基因重组。

3、方法：

杂交→自交→选优→自交。

4、优点：

使位于不同个体上的多个优良性状集中于一个个体上，即“集优”，能产生新的基因型。

5、缺点：

育种所需时间较长（自交选择需五～六代，甚至十几代）。

6、应用：

（1）植物杂交育种

　　小麦高秆（D）对矮秆（d）为显性，抗锈病（T）对不抗锈病（t）为显性，现有纯合的高秆抗锈病的小麦（DDTT）和矮秆不抗锈病的小麦（ddtt），如果你是育种工作者，怎样才能得到矮秆抗病的优良品种（ddTT）？

育种方案：

（2）动物的杂交育种

注意：

1、动物杂交育种中纯合子的获得不能通过逐代自交，而应改为测交。

2、比植物杂交育种所需年限短。

二、诱变育种

1、概念：

诱变育种就是利用物理因素（如X射线、γ射线、紫外线，激光等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）来处理生物，使生物发生基因突变。

2、原理：

基因突变

3、方法：

利用物理因素（如x射线，γ射线、紫外线，激光等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）处理生物，使生物发生基因突变。

4、优点：

产生新基因和新的性状，能提高变异的频率，后代变异性状能较快稳定，加速育种进程。

5、缺点：

有利个体不多，须大量处理供试材料，工作量大。

6、应用:

（1）微生物育种

　　医药工业应用的青霉素就是利用普通青霉菌，经过X射线的照射，产生的有利突变型。

还有医学上应用的其他抗菌素如链霉素，经辐射处理的突变系，比原始品系抗菌素产量增长几十倍到几百倍，促进和提高了抗菌素的生产。

（2）农作物育种

　　在作物方面，应用诱变育种，我国已培育出100多种水稻、小麦、玉米、大豆等优良品种。

例如用射线处理籼稻干种子，选出提早成熟15天的新品种，丰产等性状仍旧保持下来，而且米粒中的蛋白质的含量提高很多。

又如用射线和其他诱变剂处理大豆，培育出一种新品种。

这品种含有改变了的酶系，在同样的施肥和管理条件下可提高产量50%。

　　（3）太空育种

　　利用太空中的高真空、微重力、强辐射等的作用，来诱导基因突变而培养新品种的诱变育种方法。

三、比较各种育种的方法

课堂训练

例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→选双隐性者→纯合体

B．种植→秋水仙素处理→纯合体

C．种植→花药离体培养→单倍体幼苗→秋水仙素处理→纯合体

D．种植→秋水仙素处理→花药离体培养→纯合体

答案：

A

例2、现有3个番茄品种，A品种的基因型为AABBdd，B品种的基因型为AAbbDD，C品种的基因型为aaBBDD。

3对等位基因分别位于3对同源染色体上，并且分别控制叶形、花色和果形3对性状。

请回答：

（1）如何运用杂交育种方法利用以上3个品种获得基因型为aabbdd的植株？

（用文字简要描述获得过程即可）

　　答案：

A和B杂交得到杂交一代，杂交一代再与C杂交，得到杂交二代，杂交二代自交，即可得到基因型为aabbdd的种子，该种子可长成aabbdd植株

（2）如果从播种到获得种子需要一年，获得基因型为aabbdd的植株最少需要多少年？

　　答案：

4年

-返回-

同步测试

一、单项选择题

1、用杂合子（DdEe）种子获得纯合子（ddee），最简捷的方法是（A　）

A．种植→F1→选双隐性者→纯合体

B．种植→秋水仙素处理→纯合体

C．种植→花药离体培养→单倍体幼苗→秋水仙素处理→纯合体

D．种植→秋水仙素处理→花药离体培养→纯合体

2、对下列有关实例形成原理的解释，正确的是（C　）

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位体育种原理

C．培育青霉素高产苗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　）

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、下图为利用纯合高秆（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，有关此图叙述不正确的是（C　）

A．图中进行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

5、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（　B）

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

6、在生产实践中，欲想获得无子果实常采用的方法有（C　）

①人工诱导多倍体育种　　　　　②人工诱变

③单倍体育种　　　　　　　　　④用适当浓度的生长素处理

A．①②　　　　　　　　　　　　B．②③

C．①④　　　　　　　　　　　　D．③④

7、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）

A．2和4　　　　　　　　　　　　B．2和2

C．4和2　　　　　　　　　　　　D．4和4

8、在红粒高秆麦田里，偶然发现一株自粒矮秆优质小麦，欲在两三年内能获得大量的白粒矮秆麦种，通常用的育种方法是（B　）

A．多倍体育种　　　　　　　　　B．自交育种

C．人工嫁接　　　　　　　　　　D．单倍体育种

9、下列关于育种优点的叙述，不正确的是（B　）

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

10、下列关于植物育种和生长的叙述，其中不正确的一组是（D　）

①诱变育种很可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．①②④　　　　　　　　　　　B．①④⑤

C．③④⑤　　　　　　　　　　　D．②③④

显示提示

提示：

　　1、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、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；“多莉”羊获得是利用了动物细胞核的全能性原理；培育青霉素高产苗株是利用了基因突变原理。

　　3、诱发突变的物理因素主要指某些射线，如α射线、β射线、γ射线、X射线和中子流等；化学诱变剂主要指某些亚硝酸盐、烷化剂，碱基类似物，抗生素等化学药物。

　　4、③过程属于花药离体培养，实施该过程依据的主要生物学原理是植物细胞的全能性。

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

　　6、本题考查无子果实的方法。

一方面，用生长素刺激未授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。

　　7、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。

　　8、在红粒高秆麦田里，偶然发现一株白粒矮秆优质小麦，说明该植株由基因突变所致。

为确保其遗传特性最好采用自交的方法。

　　9、杂交育种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。

　　10、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。

二、简答题

11、下图表示以某种农作物

（1）和

（2）两个品种为基础，培育出（4）、（5）、（6）、（7）四个品种的过程。

根据下图，回答下列问题：

　　1）用

（1）和

（2）培育出（5）所采用的方法Ⅰ和Ⅱ分别称为__________和__________，其培育出（5）所依据的原理是____________________。

　　2）由（3）培育出（4）的常用方法Ⅲ是__________；由（4）培育成（5）的方法Ⅴ称__________，其优点是__________。

　　3）由（3）培育出（6）的常用方法Ⅳ是__________，其形成的（6）称__________。

　　4）由

（2）培育出（7）的方法Ⅵ是__________。

显示答案

　　11、1）杂交　　自交　　基因重组

　　2）花药离体培养　　人工诱导染色体加倍　　缩短育种年限

　　3）人工诱导多倍体　　多倍体

　　4）采用射线照射或药剂处理等人工诱变方式

12、填出下列各题的育种方法：

（1）花药离体培养出的烟草新品种是__________。

（2）用抗倒伏、不抗锈病的小麦与不抗倒伏、抗锈病的小麦F1培育出既抗倒伏又抗锈病的小麦的品种是__________。

　　（3）用紫外线辐射稻种，培育出成熟期提前、蛋白质含量高的品系是__________。

　　（4）无子西瓜的培育是__________。

　　（5）培育青霉素高产菌株的方法是__________。

显示答案

　　12、

（1）单倍体育种

（2）杂交育种

　　（3）诱变育种

　　（4）多倍体育种

　　（5）诱变育种

-END-

课外拓展

太空育种简介

　　太空育种主要是利用返回式卫星和高空气球所能达到的空间环境，通过强辐射、微重力和高真空等条件诱发植物种子的基因发生变异的作物育种新技术。

经历过太空遨游的农作物种子返回地面后再进行种植，不仅植株明显增高增粗，果型增大，而且品质也得到提高。

　　我国从1987年开始太空育种。

1987年8月5日我国发射的第9颗返回式卫星首次搭载了青椒、小麦、水稻等一批种子，开始了我国太空育种的尝试。

至今，我国已先后8次进行了太空育种试验。

经过太空育种的青椒、番茄、黄瓜、水稻等作物，高产优质、抗病性强。

美国曾进行过玫瑰的太空育种，希望获得玫瑰油产量高的突变体；俄罗斯曾经进行过圣诞树的太空育种，现在大面积种植在西伯利亚和哈萨克斯坦地区，从太空回来的圣诞树长得非常高大。

-END-

高考解析

例1、改良缺乏某种抗病性的水稻品种，不宜采用的方法是（　）

A．诱变育种　　　　　　　　　B．单倍体育种

C．基因工程育种　　　　　　　D．杂交育种

答案：

B。

解析：

　　改良缺乏某种抗病性的水稻品种，采用诱变育种、基因工程育种、杂交育种；单倍体育种不能产生抗病基因。

例2、为获得纯合高蔓抗病番茄植株，采用了下图所示的方法：

图中两对相对性状独立遗传。

据图分析，不正确的是（　）

A．过程①的自交代数越多，纯合高蔓抗病植株的比例越高

B．过程②可以取任一植株的适宜花药作培养材料

C．过程③包括脱分化和再分化两个过程

D．图中筛选过程不改变抗病基因频率

答案：

D。

解析：

　　过程①属于杂交育种，通过连续自交，不断淘汰不需要的类型，后代纯合高蔓抗病植株的比例越来越高；过程②属于单倍体育种，由于F1植株的基因型相同，所以取任一植株的花药离体培养都能达到相同的目的；过程③是植物组织培养的过程，该过程包括脱分化和再分化两个过程；不论哪种育种方法，都引起了基因频率的改变。

-END-