2018版高中生物 第六章 從雜交育種到基因工程 第1節(jié) 雜交育種與誘變育種學(xué)案 新人教版必修2.doc

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第1節(jié)　雜交育種與誘變育種 1．掌握雜交育種和誘變育種的原理和操作過程。(重點(diǎn)) 2．比較各種育種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。(重、難點(diǎn)) 　雜 交 育 種 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。 3．過程(以高產(chǎn)抗病小麥品種的選育為例) 選出不發(fā)生性狀分離的所有高產(chǎn)、抗病個(gè)體留種 4．優(yōu)點(diǎn)：可以把多個(gè)品種的優(yōu)良性狀集中在一起。 5. 探討：有兩種純種的小麥，一個(gè)為高稈(D)抗銹病(T)，另一個(gè)為矮稈(d)易感銹病(t)，這兩對(duì)性狀獨(dú)立遺傳，現(xiàn)要培育矮稈抗銹病新品種，方法如下： 高稈抗銹病矮稈易感銹病F1F2穩(wěn)定遺傳的矮稈抗銹病新品種。 (1)上述育種方法是什么？過程a、b分別稱為什么？ (2)過程c的處理方法是什么？ (3)選育出的純合子新品種，在F2中的概率是多少？其在F2的矮稈抗銹病植株中的概率又是多少？選種應(yīng)該從哪一代開始？ 提示：(1)雜交育種　雜交　自交　(2)連續(xù)自交和觀察，直至選出能穩(wěn)定遺傳的矮稈抗銹病新品種 (3)1/16；1/3；F2。 探討：是不是所有的雜交育種過程都必須從F2開始篩選？是不是也都需要連續(xù)自交提高純合度？舉例說明。 提示：不一定。如果培育雜合子品種，選親本雜交得到的F1即可。如果選育的優(yōu)良性狀是隱性性狀，一旦出現(xiàn)就是純合的，不需要再連續(xù)自交了。 1．雜交育種的過程圖解 已知AAbb與aaBB為親本： 2．幾種常見的雜交育種類型(以兩對(duì)相對(duì)性狀為例) (1)培育雜合子品種：選取雙親子一代，需年年制種(如上述圖①)。 (2)培育隱性純合子品種：選取雙親子一代子二代―→選出符合要求的類型就可以推廣(如上述圖②)。 (3)培育顯性純合子(或一顯一隱純合子)品種：選取雙親子一代子二代―→選出符合要求的個(gè)體選出穩(wěn)定遺傳的個(gè)體推廣(如上述圖③)。 3．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(cè)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(cè)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，育種過程用遺傳圖解表示如下： 1．下圖為兩種育種方法的過程，有關(guān)說法正確的是(　　) A．基因重組只發(fā)生在圖示①③過程中 B．過程③④的育種方法稱為單倍體育種 C．E植株體細(xì)胞中只含有一個(gè)染色體組 D．圖示育種方法不能定向改變生物性狀 【解析】　基因重組發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，圖示①②③過程中均可發(fā)生；過程③④為花藥離體培養(yǎng)；E植株為單倍體，單倍體細(xì)胞中不一定只含有一個(gè)染色體組；雜交育種和多倍體育種不能定向改變生物性狀。 【答案】　D 2．家兔的黑色對(duì)白色為顯性，短毛對(duì)長毛為顯性。這兩對(duì)基因分別位于一對(duì)同源染色體上。下列關(guān)于利用黑色短毛純種兔和白色長毛純種兔培育出黑色長毛純種兔的做法，錯(cuò)誤的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：10090147】 A．黑色短毛純種兔白色長毛純種兔，得F1 B．選取健壯的F1個(gè)體自交，得F2 C．從F2中選取健壯的黑色長毛兔與白色長毛兔測(cè)交 D．根據(jù)測(cè)交結(jié)果，選取F2中穩(wěn)定遺傳的黑色長毛雌、雄兔 【解析】　家兔屬于雌雄異體生物，不能進(jìn)行自交。 【答案】　B 　　　　　　　　　　　誘 變 育 種 1．概念 2．優(yōu)點(diǎn)及應(yīng)用[判斷] (1)誘變育種可提高突變率，在較短時(shí)間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類型。(√) (2)誘變育種在農(nóng)作物育種方面取得了可喜的成果。(√) (3)在微生物育種方面，誘變育種也發(fā)揮了重要作用。(√) (4)誘變育種的原理是基因突變，不適用于細(xì)菌等原核生物。() 探討：誘變育種適用于哪些生物？ 提示：可適用于各種生物。 探討：誘變育種是否一定能獲得理想品種？為什么？ 提示：不一定。因?yàn)橥蛔兙哂胁欢ㄏ蛐浴? 探討：從基因突變的特點(diǎn)出發(fā)，誘變育種有哪些缺點(diǎn)？ 提示：①由于基因突變具有不定向性，有利變異往往不多，所以誘變育種具有一定的盲目性；②突變個(gè)體難以集中多個(gè)優(yōu)良性狀，所以需要處理大量的實(shí)驗(yàn)材料，工作量大。 1．顯性突變和隱性突變?cè)谟N中的應(yīng)用 (1)顯性突變的應(yīng)用： (2)隱性突變： AAAa(不表現(xiàn)新性狀)aa(表現(xiàn)出新性狀，且穩(wěn)定遺傳) 2．誘變育種與雜交育種的比較 項(xiàng)目 雜交育種 誘變育種 原理 基因重組 基因突變 方法 雜交→自交→篩選→自交 輻射誘變、激光誘變、化學(xué)藥劑誘變 優(yōu)點(diǎn) 使不同個(gè)體的優(yōu)良性狀集中于同一個(gè)個(gè)體上 可以提高變異的頻率，大幅度改良某些性狀，加速育種進(jìn)程 局限性 育種年限較長 有利變異的個(gè)體不多，需處理大量實(shí)驗(yàn)材料 3.針對(duì)不同育種目標(biāo)選擇不同的育種方法 選擇何種育種方法，需要依據(jù)已有的生物材料和需要達(dá)到的育種目的而定，做到有針對(duì)性。 (1)若要培育隱性性狀個(gè)體，可用自交或雜交，只要出現(xiàn)該性狀即可。 (2)有些植物如小麥、水稻等，雜交實(shí)驗(yàn)較難操作，則最簡便的方法是自交。 (3)若要快速獲得純種，可用單倍體育種方法。 (4)若實(shí)驗(yàn)植物為營養(yǎng)繁殖類，如土豆、地瓜等，則只要出現(xiàn)所需性狀即可，不需要培育出純種。 (5)若要培育原先沒有的生物品種，則可用誘變育種。 1．下列關(guān)于誘變育種的說法中，不正確的是(　　) A．能夠在較短的時(shí)間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類型 B．一次誘變處理供實(shí)驗(yàn)的生物定能獲得所需的變異類型 C．青霉素產(chǎn)量很高的菌株的選育依據(jù)的原理是基因突變 D．誘變育種過程能創(chuàng)造新的基因而雜交育種過程則不能 【解析】　誘變育種依據(jù)的原理是基因突變，能創(chuàng)造新的基因，因此能夠在較短的時(shí)間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類型，但是基因突變具有不定向性，一次誘變處理供實(shí)驗(yàn)的生物不一定能獲得所需的變異類型。 【答案】　B 2．如圖所示，將二倍體植株①和②雜交得到③，再將③作進(jìn)一步處理。對(duì)此分析錯(cuò)誤的是 (　　) A．由⑤得到⑥的育種原理是基因重組 B．圖中秋水仙素的作用是使染色體數(shù)目加倍 C．若③的基因型是AaBbdd，則⑨的基因型可能是aBd D．③→④的過程中，所產(chǎn)生的變異都有利于生產(chǎn) 【解析】?、邸芏啻紊渚€處理萌發(fā)的種子應(yīng)為誘變育種，由于突變是不定向的，所以產(chǎn)生的性狀有可能是有利的，也有可能是有害的；⑤→⑥過程表示的是雜交育種的自交階段，遵循的原理為基因重組；由③→⑨是花藥離體培養(yǎng)，所得到的幼苗是單倍體，可以為aBd等四種基因型；秋水仙素的作用是抑制紡錘體的形成，進(jìn)而使染色體數(shù)目加倍。 【答案】　D 1．育種專家用高稈抗銹病水稻與矮稈不抗銹病水稻雜交，培育出了矮稈抗銹病水稻，這種水稻出現(xiàn)的原因是(　　) A．基因突變　　　　　 B．基因重組 C．染色體變異 D．環(huán)境條件的改變 【解析】　矮稈抗病水稻是經(jīng)雜交育種得到的，其原理是基因重組。 【答案】　B 2．下列各項(xiàng)措施中，能夠產(chǎn)生新基因的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：10090148】 A．高稈抗病小麥與矮稈不抗病小麥雜交 B．用秋水仙素處理二倍體西瓜得到四倍體 C．用花藥離體培養(yǎng)小麥植株 D．用X射線處理獲得青霉素高產(chǎn)菌株 【解析】　基因突變能產(chǎn)生新的基因，用X射線處理后獲得青霉素高產(chǎn)菌株的原理是基因突變，而選項(xiàng)A的原理為基因重組，選項(xiàng)B、C的原理為染色體變異。 【答案】　D 3．右圖中的①②③④分別表示不同的育種方式，相關(guān)敘述不正確的是(　　) A．方式①應(yīng)用的原理包括細(xì)胞全能性 B．方式②只適用于進(jìn)行有性生殖的生物 C．方式③試劑處理的對(duì)象只能是萌發(fā)的種子 D．方式④可以誘發(fā)基因突變產(chǎn)生新基因 【解析】　方式①對(duì)花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)形成單倍體的過程中用到了細(xì)胞的全能性；方式②是雜交育種，它適用于進(jìn)行有性生殖的生物；方式③為多倍體育種，處理的對(duì)象為萌發(fā)的種子或幼苗；方式④為誘變育種，可產(chǎn)生新基因。 【答案】　C 4．下圖表示番茄植株(HhRr)作為實(shí)驗(yàn)材料培育新品種的途徑。請(qǐng)據(jù)圖分析回答： (1)通過途徑2、3獲得幼苗的過程都應(yīng)用了植物組織培養(yǎng)技術(shù)，該技術(shù)依據(jù)的生物學(xué)原理是________________。 (2)要盡快獲得穩(wěn)定遺傳的優(yōu)良品種應(yīng)采用途徑________，該過程中秋水仙素的作用機(jī)理是__________________________________________________ _____________________________________________________________。 (3)品種A與途徑3中幼苗基因型相同的概率為________，品種C的基因型是________。 (4)途徑4依據(jù)的原理是________，此途徑與雜交育種相比，最突出的特點(diǎn)是________。 【答案】　(1)植物細(xì)胞的全能性 (2)2　抑制細(xì)胞分裂時(shí)紡錘體的形成 (3)1/4　HHhhRRrr (4)基因突變　能夠產(chǎn)生新基因 課堂小結(jié)： 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 核心回扣 1.雜交育種的原理是基因重組。2.雜交育種一般從F2開始篩選，因?yàn)閺腇2開始才出現(xiàn)性狀分離。 3.雜交育種能將兩個(gè)或多個(gè)品種的優(yōu)良性狀通過交配集中在一起。 4.誘變育種的原理是基因突變。 5.人工誘變只是提高了突變率，但不能確定突變方向。 6.青霉素高產(chǎn)菌株是通過誘變育種培育的。