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(xué)案 新人教版必修2

第1節(jié)雜交育種與誘變育種學(xué)習(xí)目標(biāo)1.說出雜交育種的概念、原理、優(yōu)點(diǎn)和不足。2.舉例說明雜交育種的技術(shù)流程。(重點(diǎn))3.說出誘變育種的概念、原理、優(yōu)點(diǎn)和不足。知識點(diǎn)1雜交育種請仔細(xì)閱讀教材第9899頁，完成下面的問題。1概念：將兩個(gè)或多個(gè)品種的優(yōu)良性狀通過交配集中在一起，再經(jīng)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(shù)分裂和受精作用重新組合在一起，產(chǎn)生新的基因型，從而控制相應(yīng)的新的表現(xiàn)型。3過程(以高產(chǎn)抗病小麥品種的選育為例)4雜交育種的優(yōu)缺點(diǎn)(1)優(yōu)點(diǎn)：可以把多個(gè)品種的優(yōu)良性狀集中在一起。(2)缺點(diǎn)：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；雜交后代會出現(xiàn)分離現(xiàn)象，育種進(jìn)程緩慢，過程復(fù)雜；雜交育種只能用同一物種或親緣關(guān)系較近的物種進(jìn)行雜交。5適用范圍雜交育種適用于能進(jìn)行有性生殖的個(gè)體，且相關(guān)基因遵循細(xì)胞核遺傳規(guī)律，只進(jìn)行無性生殖的個(gè)體無法通過雜交育種的方法培育新品種。6應(yīng)用(1)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)：改良作物品質(zhì)，提高農(nóng)作物單位面積產(chǎn)量。(2)家畜、家禽的育種，如引進(jìn)優(yōu)質(zhì)種牛與本地品種雜交，可培育出優(yōu)良的品種。知識點(diǎn)2誘變育種請仔細(xì)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、射線、紫外線、激光等)或化學(xué)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(diǎn)(1)優(yōu)點(diǎn)：提高突變率，加速育種進(jìn)程；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(diǎn)：基因突變具有不定向性和低頻性，因此基因突變產(chǎn)生的有利個(gè)體往往少，具有一定的盲目性；突變個(gè)體難以集中多個(gè)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(yīng)用：在農(nóng)作物育種方面，培育出的新品種抗病力強(qiáng)、產(chǎn)量高、品質(zhì)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(diǎn)一辨析雜交育種1.動(dòng)、植物雜交育種的區(qū)別(1)方法：植物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(dòng)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(jìn)行確認(rèn)后而獲得。(2)實(shí)例：現(xiàn)有基因型為BBEE和bbee的兩種植物或動(dòng)物，欲培育基因型為BBee的植物或動(dòng)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(xiàn)，即為純合子，就可用于生產(chǎn)，所需年限較短。例如：通過雜交育種的方法，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(shí)間。如果所需性狀帶有顯性性狀，表現(xiàn)顯性性狀的個(gè)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(biāo)的個(gè)體進(jìn)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(gè)體相互雜交產(chǎn)生的雜種子一代，在長勢、生長活力、繁殖力、抗逆性、產(chǎn)量和品質(zhì)等一種或多種性狀上優(yōu)于兩個(gè)親本的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象在生物界中普遍存在。在育種實(shí)踐中，人們常利用雜種優(yōu)勢獲得經(jīng)濟(jì)性狀較好的植株。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(bǔ)程度?！镜淅?】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(jù)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?yàn)樽尤懦霈F(xiàn)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(chǎn)生子一代，子一代自交產(chǎn)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(jìn)一步自交后，從子三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(xùn)練1現(xiàn)有抗病黃果肉(ssrr)和易感病紅果肉(SSRR)兩個(gè)番茄品種，研究人員欲通過雜交育種培育出一個(gè)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(chǎn)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(biāo)新品種進(jìn)行推廣C此育種過程中產(chǎn)生了新的基因型D也可利用F1經(jīng)過花藥離體培養(yǎng)后直接得到目標(biāo)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集中在同一個(gè)體是因?yàn)榕渥咏Y(jié)合形成受精卵，A錯(cuò)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(jìn)行推廣，B錯(cuò)誤；雜交育種過程中沒有產(chǎn)生新基因，但產(chǎn)生了新的基因型，C正確；F1的基因型為SsRr，產(chǎn)生SR、Sr、sR、sr 4種配子，利用F1花藥離體培養(yǎng)產(chǎn)生的是單倍體，而不是目標(biāo)新品種，D錯(cuò)誤。答案C要點(diǎn)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(yīng)用(1)顯性突變的應(yīng)用aa(2)隱性突變的應(yīng)用AAAa(不表現(xiàn)新性狀)aa(表現(xiàn)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：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(chǔ)上用秋水仙素處理等手段使染色體數(shù)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(qiáng)、生活力強(qiáng)、產(chǎn)量高、品質(zhì)優(yōu)良)的新品種。一般可根據(jù)育種目標(biāo)來確定育種方式具體確定育種方式時(shí)，還應(yīng)結(jié)合所給材料的特點(diǎn)、技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)因素等進(jìn)行綜合考慮和科學(xué)決策?！镜淅?】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(xiàn)有抗病有芒和感病無芒兩個(gè)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(gè)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(shí)間；也可以采用誘變處理進(jìn)行誘變育種，通過選擇獲得符合要求的品種。答案D針對訓(xùn)練2下列有關(guān)育種的敘述，錯(cuò)誤的是()A誘變育種可提高突變頻率，從而加速育種進(jìn)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(jìn)行減數(shù)分裂，所以不能運(yùn)用雜交的方法進(jìn)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(chǎn)要求的隱性純合子。答案B課堂歸納小結(jié)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建自我校對：基因重組基因突變?nèi)旧w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(nóng)科院科技興農(nóng)聯(lián)合服務(wù)團(tuán)成立十周年大會上，一批品質(zhì)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(diǎn)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(xì)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(diǎn)？提示：雜交水稻、玉米等。雜交育種優(yōu)點(diǎn)：能集合雙親的優(yōu)良性狀于一身。 學(xué)業(yè)水平合格測試1在遺傳育種的過程中，能產(chǎn)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(dǎo)二倍體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(chǎn)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(xué)原理是基因重組，其可產(chǎn)生新的基因型，不能產(chǎn)生新的基因；獲得單倍體和多倍體的遺傳學(xué)原理是染色體變異，不能產(chǎn)生新的基因；用X射線、紫外線處理青霉菌獲得青霉素產(chǎn)量很高的菌株的原理是基因突變，能產(chǎn)生新基因。答案C2誘變育種與雜交育種的不同之處表現(xiàn)為()能大幅度改變某些性狀能形成新基因能形成新基因型一般對個(gè)體生存有利A B C D解析誘變育種的原理是基因突變，它可產(chǎn)生新的基因，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(chǎn)生新的基因，但會產(chǎn)生新的基因型。答案A3下列有關(guān)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(jié)構(gòu)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(chǎn)量高、營養(yǎng)物質(zhì)豐富等優(yōu)點(diǎn)D從太空返回的種子需進(jìn)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(chǎn)生新的物種，A錯(cuò)誤；植物種子在太空中不一定全部發(fā)生基因突變，B錯(cuò)誤；變異具有不定向性，太空種子發(fā)育成的植株不一定都具有優(yōu)良性狀，所以需要進(jìn)行篩選，C錯(cuò)誤、D正確。答案D學(xué)業(yè)水平等級測試4中國共產(chǎn)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(nóng)作物品種和培育出的幾種方法，下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是()A經(jīng)過過程培育形成常用的方法是花藥離體培養(yǎng)B過程常用一定濃度的秋水仙素處理的幼苗C由品種直接形成的過程必須經(jīng)過基因突變D用品種和培育能穩(wěn)定遺傳的品種的最快途徑是解析本題主要考查各種育種方法的原理及優(yōu)點(diǎn)，分析如下：其中雜交育種比單倍體育種操作要簡單，但相比之下要費(fèi)時(shí)。答案D5現(xiàn)用高稈分蘗力弱和矮稈分蘗力強(qiáng)的純合水稻，培育純合高稈分蘗力強(qiáng)的水稻。若高稈(H)對矮稈(h)為顯性，分蘗力強(qiáng)(A)對分蘗力弱(a)為顯性。下列敘述錯(cuò)誤的是()A應(yīng)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(qiáng)的純合子雜交得F1，F(xiàn)1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(qiáng)的純合子雜交獲得F1(HhAa)后，再進(jìn)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(qiáng)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(qiáng)的水稻(H_A_)不一定是純合子，所以不能直接選出，B錯(cuò)誤。單倍體育種的過程中，經(jīng)花藥離體培養(yǎng)后得到的都是單倍體，還需經(jīng)人工誘導(dǎo)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B11