2019高中生物第6章第1節(jié)雜交育種與誘變育種教案新人教版.docx

雜交育種與誘變育種一、雜交育種1原始育種2雜交育種(1)概念：將兩個或多個品種的優(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)(4)優(yōu)點：操作簡便。(5)二、誘變育種1概念2實例：黑農(nóng)五號、青霉素高產(chǎn)菌株。3優(yōu)點：可以提高突變率，在較短時間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類型。4應(yīng)用(1)在農(nóng)作物誘變育種方面取得了可喜的成果。(2)在微生物育種方面也發(fā)揮了重要作用。一、雜交育種1閱讀教材P9899，分析回答下列問題：(1)古印第安人是最早選擇和培育玉米的，最突出的貢獻(xiàn)是選育了果穗大、淀粉含量高的玉米，請分析以下問題：古印第安人是用什么方法進(jìn)行玉米育種的？古印第安人是怎樣進(jìn)行“選擇”的？提示：此方法稱為選擇育種，通過淘汰劣勢個體保留優(yōu)良個體來進(jìn)行選擇的。這種育種方法有哪些優(yōu)點和缺點？提示：優(yōu)點：技術(shù)簡單、容易操作。缺點：選擇范圍有限，育種周期長。(2)已知小麥的高稈(D)對矮稈(d)為顯性，抗銹病(T)對易染銹病(t)為顯性，兩對性狀獨立遺傳?，F(xiàn)有高稈抗銹病、矮稈易染銹病兩純系品種，欲培育能穩(wěn)定遺傳的矮稈抗銹病的小麥，請?zhí)骄肯铝袉栴}：如何使兩種優(yōu)良性狀集中在同一植株上？兩種優(yōu)良性狀集中在同一個體上的實質(zhì)是什么？提示：選用分別具有一優(yōu)良性狀的純合親本雜交，即可將兩種優(yōu)良性狀集中在同一植株上。實質(zhì)是將控制兩種優(yōu)良性狀的基因集中在同一個體上。雜交育種的選擇從第幾代開始？為什么？提示：從F2開始選擇；因為從F2出現(xiàn)性狀分離。從F2中選出矮稈抗銹病的個體，能否立即推廣種植？為什么？提示：不能。因為矮稈抗銹病個體的基因型有ddTT和ddTt兩種，其中ddTt的個體自交后會發(fā)生性狀分離，不能穩(wěn)定遺傳。怎樣處理才能得到穩(wěn)定遺傳的矮稈抗銹病個體？提示：從F2中選出矮稈抗銹病的個體，讓其不斷自交，在自交后代中逐步淘汰矮稈易染銹病的個體，直到不再發(fā)生性狀分離，即為要選育的矮稈抗銹病的穩(wěn)定遺傳的純合子品種ddTT。(3)根據(jù)上述實例分析雜交育種的優(yōu)缺點。由上述實例可知，雜交育種的最大優(yōu)點是什么？提示：能將多個優(yōu)良性狀集中到同一個體上。依據(jù)(2)中實例分析，從親本到獲得可大田推廣種植的種子至少需要幾年時間？提示：4年。若選育的兩種優(yōu)良性狀都是由隱性基因控制的，從F2中選出符合要求的個體后，還需要再連續(xù)自交嗎？提示：不需要連續(xù)自交。因為隱性個體都是純合子。從雜交后代性狀類型以及育種時間等方面分析雜交育種方法的不足。提示：a.選育工作量大：雜交育種從子二代開始出現(xiàn)的性狀類型多，需要及時發(fā)現(xiàn)符合要求的優(yōu)良性狀個體。b培育周期長：雜交后代會出現(xiàn)性狀分離現(xiàn)象，一般需要的時間較長。2判斷正誤(1)動物雜交育種的過程中常通過連續(xù)自交的方式來獲得穩(wěn)定遺傳的個體。()(2)雜交育種有操作繁瑣、培育周期長等缺點。()(3)雜交育種的后代常表現(xiàn)為雜種優(yōu)勢。()二、誘變育種 我國航天事業(yè)發(fā)展迅猛，隨之開展的航天育種已取得了可喜成果，到目前為止，通過航天工程育種技術(shù)培育出了70多個具有穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)性能的新品種、新品系。 根據(jù)材料，分析下列問題：1誘變育種原理航天種子產(chǎn)生的變異屬于哪種類型？這種變異是否產(chǎn)生新的基因？這種變異具有什么特點？提示：屬于基因突變；該變異產(chǎn)生了新的基因；由于基因突變具有不定向性，因此變異性狀是不可預(yù)測的。2誘變育種材料選擇及處理(1)搭載航天器的植物種子需要做怎樣處理？說明原因。提示：浸泡種子使其萌發(fā)。因為萌發(fā)的種子細(xì)胞分裂旺盛，易受到太空誘變因素的影響發(fā)生基因突變。(2)遨游太空回到地面后，種植一代發(fā)現(xiàn)沒有所需要的性狀出現(xiàn)，可以隨意丟棄嗎？說明原因。提示：不可以。因為可能發(fā)生隱性突變。3誘變育種的優(yōu)缺點(1)從育種年限上分析，與雜交育種相比較，誘變育種具有哪些優(yōu)點？提示：可以加速育種進(jìn)程，縮短育種年限。提高突變頻率，能產(chǎn)生新基因，為育種創(chuàng)造豐富的原材料。能大幅度改良生物的某些性狀。(2)從基因突變的特點分析，誘變育種有哪些局限性？提示：由于突變具有不定向性，產(chǎn)生的有利個體少，需要大量處理實驗材料。1雜交育種的原理及幾種操作的目的(1)原理：基因重組。(2)幾種操作的目的親本雜交：將控制兩個優(yōu)良性狀的基因集中在同一個體內(nèi)。F1自交：獲得性狀分離的F2。連續(xù)自交：選擇出符合要求的純合個體。2育種方式的選擇(1)依據(jù)：育種目標(biāo)及要求。(2)選擇方法3.幾種育種方式的比較特別提醒雜交育種只應(yīng)用于進(jìn)行有性生殖的生物，而誘變育種不僅能應(yīng)用于進(jìn)行有性生殖的生物，還能應(yīng)用于進(jìn)行無性生殖的生物。單倍體育種主要用于進(jìn)行有性生殖的植物。A利用、品種間雜交篩選獲得aB對品種進(jìn)行染色體加倍處理篩選獲得bCa、b和c的培育均可采用誘變育種方法D用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將外源抗旱基因?qū)胫蝎@得c研析本題通過文字信息給予方式考查生物育種方式的選擇。具體解題過程如下：審提取信息信息：現(xiàn)有小麥種質(zhì)資源：高產(chǎn)、感病；低產(chǎn)、抗病；高產(chǎn)、晚熟。信息：滿足不同地區(qū)、不同環(huán)境條件的栽培需求，培育3類品種：a.高產(chǎn)、抗?。籦.高產(chǎn)、早熟；c.高產(chǎn)、抗旱。聯(lián)聯(lián)系基礎(chǔ)將雙親優(yōu)良性狀集中在一起雜交育種。讓原品種產(chǎn)生前所未有的新性狀誘變育種。讓原品系具備人們所需的特有性狀基因工程育種。判研判選項A項：通過雜交篩選獲得a可選擇各具有一優(yōu)良性狀的親本，即選擇與雜交，故A項錯誤。B項：獲得b品種可選用通過誘變育種實現(xiàn)，進(jìn)行染色體加倍，得到的是多倍體，多倍體植株具有發(fā)育延遲的特點，該項方法不可行。C項：a、b、c三種優(yōu)良性狀均可通過基因突變育種實現(xiàn)，只是需要生物材料多，符合要求的變異少，故該方法可行。D項：獲得c品種可選用品種通過基因工程育種實現(xiàn)，故該方法可行。答案CD育種方法的選擇根據(jù)不同育種要求和提供的不同材料，選擇不同的育種方法：(1)若要培育隱性性狀個體，可用自交或雜交的方法，只要出現(xiàn)該性狀即可。(2)若要快速育種，可利用單倍體育種。(3)若要大幅度改良某一品種，使之出現(xiàn)前所未有的性狀，則可利用誘變育種的方法。(4)若要提高品種產(chǎn)量及其營養(yǎng)物質(zhì)含量，可運用多倍體育種。(5)若要將兩親本的兩個不同優(yōu)良性狀集中于同一生物體上，可用雜交育種，亦可利用單倍體育種。課堂歸納網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建填充：基因重組簡便基因突變突變率關(guān)鍵語句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，因為從F2開始才出現(xiàn)性狀分離。3雜交育種能將兩個或多個品種的優(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。知識點一、誘變育種1對下列有關(guān)育種方法原理的解釋，正確的是()A培育無子西瓜利用了單倍體育種的原理B雜交育種利用了染色體數(shù)目變異的原理C培育青霉素高產(chǎn)菌株過程中利用了基因突變的原理D四倍體番茄的培育利用了基因重組的原理解析：選C三倍體無子西瓜的育種原理為染色體數(shù)目變異，雜交育種的原理為基因重組，青霉素高產(chǎn)菌株的培育利用了基因突變的原理，四倍體番茄的培育過程利用了染色體變異的原理。2誘變育種可以改良某種性狀，這是因為()后代性狀較快穩(wěn)定提高突變率，增加變異類型控制某些性狀的基因突變成其等位基因有利突變體數(shù)目多A B C D解析：選B誘變育種的原理是基因突變，經(jīng)人工誘變后會提高突變率，增加變異類型；基因突變后會產(chǎn)生原基因的等位基因。知識點二、雜交育種3有兩種柑橘，一種果實大但含糖量不高，另一種果實小但含糖量較高，如果想要培育出果實大且含糖量高的品種，比較簡單有效的方法是()A嫁接 B人工誘變 C雜交育種 D組織培養(yǎng)解析：選C兩個品種各具一種優(yōu)良性狀，要想使它們集中于一個個體上，據(jù)基因重組的原理，科學(xué)有效的方法是雜交育種；嫁接、組織培養(yǎng)屬無性繁殖，能保持母本的一切性狀，不能達(dá)到目的；人工誘變能產(chǎn)生新基因，產(chǎn)生新性狀，但過程比較繁瑣。4雜交育種中，雜交后代的性狀一旦出現(xiàn)就能穩(wěn)定遺傳的是()A優(yōu)良性狀 B隱性性狀 C顯性性狀 D相對性狀解析：選B純合子的性狀是穩(wěn)定遺傳的，而顯性性狀的個體不一定是純合子，隱性性狀的個體一定是純合子，所以一旦出現(xiàn)即可穩(wěn)定遺傳。5(新課標(biāo)全國卷)現(xiàn)有兩個純合的某作物品種：抗病高稈(易倒伏)和感病矮稈(抗倒伏)品種，已知抗病對感病為顯性，高稈對矮稈為顯性，但對于控制這兩對相對性狀的基因所知甚少。回答下列問題：(1)在育種實踐中，若利用這兩個品種進(jìn)行雜交育種，一般來說，育種的目的是獲得具有_優(yōu)良性狀的新品種。(2)雜交育種前，為了確定F2的種植規(guī)模，需要正確預(yù)測雜交結(jié)果。若按照孟德爾遺傳定律來預(yù)測雜交結(jié)果，需要滿足3個條件：條件之一是抗病與感病這對相對性狀受一對等位基因控制，且符合分離定律；其余兩個條件是_。(3)為了確定控制上述這兩對性狀的基因是否滿足上述3個條件，可用測交實驗來進(jìn)行檢驗。請簡要寫出該測交實驗的過程。_。解析：(1)雜交育種的目的是獲得同時具備兩種優(yōu)良性狀的個體，即抗病矮稈的新品種。(2)雜交育種的原理是基因重組，若控制兩對相對性狀的基因的遺傳遵循基因的自由組合定律，則這兩對相對性狀應(yīng)分別受一對等位基因控制，且兩對基因必須位于兩對同源染色體上。(3)先由純合的抗病高稈和感病矮稈雜交得到抗病高稈的雜合子，再與感病矮稈(隱性純合子)雜交，如果后代出現(xiàn)抗病高稈感病高稈抗病矮稈感病矮稈1111的性狀分離比，則可說明這兩對基因的遺傳遵循基因的自由組合定律。答案：(1)抗病矮稈(2)高稈與矮稈這對相對性狀受一對等位基因控制，且符合分離定律；控制這兩對性狀的基因位于非同源染色體上(3)將純合的抗病高稈與感病矮稈雜交，產(chǎn)生F1，讓F1與感病矮稈雜交(時間：30分鐘；滿分：50分)一、選擇題(每小題2分，共16分)1下列有關(guān)育種的敘述，正確的是()A單倍體育種的原理是染色體結(jié)構(gòu)變異B人工誘變可培育出合成人生長激素的大腸桿菌C種子長成植株過程中會出現(xiàn)基因重組D青霉素高產(chǎn)菌株的育成原理為基因突變解析：選D單倍體育種過程中用花藥離體培養(yǎng)成的植株染色體數(shù)目為正常植株的一半，應(yīng)為染色體數(shù)目變異。人工誘變產(chǎn)生新的基因，但不會產(chǎn)生另一個物種的基因。種子長成植株的過程為有絲分裂，不存在基因重組。2有一種塑料在乳酸菌的作用下能迅速分解為無毒物質(zhì)，不至于對環(huán)境造成嚴(yán)重的白色污染。培育專門吃這種塑料的“細(xì)菌能手”的方法是()A雜交育種 B誘變育種 C單倍體育種 D多倍體育種解析：選B由于細(xì)菌無染色體，也不能進(jìn)行有性生殖，所以細(xì)菌只能有一種變異來源即基因突變。3可獲得無子西瓜、青霉素高產(chǎn)菌株、矮稈抗病小麥的方法分別是()誘變育種 雜交育種 單倍體育種 多倍體育種A B C D解析：選B無子西瓜通常用多倍體育種獲得，青霉素高產(chǎn)菌株利用誘變育種獲得，矮稈抗病小麥利用雜交育種獲得。4在紅粒高稈的麥田里，偶然發(fā)現(xiàn)一株白粒矮稈優(yōu)質(zhì)小麥，欲在兩三年內(nèi)能獲得大量的白粒矮稈麥種，通常用的育種方法是() A自交(雜交)育種 B誘變育種C人工嫁接 D單倍體育種解析：選A小麥一般無法用人工嫁接方法，白粒矮稈性狀已出現(xiàn)，不需要誘變育種。單倍體育種技術(shù)要求高，而小麥的自交(雜交)篩選操作簡單，并且可以在兩三年內(nèi)獲得大量麥種。5下列各項措施中，能夠產(chǎn)生新基因的是()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：選D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A的原理為基因重組，選項B、C的原理為染色體變異。6雜交玉米的種植面積越來越廣，農(nóng)民需要每年購買玉米雜交種。不能自留種子來年再種的原因是()A自留種子發(fā)芽率低B雜交種都具有雜種優(yōu)勢C自留種子容易患病蟲害D雜交種的有性繁殖后代會發(fā)生性狀分離解析：選D玉米雜交種為雜合子，雜合子自交后代會發(fā)生性狀分離，如果留種會造成減產(chǎn)。7用純種的高稈(D)抗銹病(T)小麥與矮稈(d)易染銹病(t)小麥培育矮稈抗銹病小麥新品種的方法如下，下列有關(guān)此育種方法的敘述中，正確的是()高稈抗銹病矮稈易染銹病F1雄配子幼苗選出符合生產(chǎn)要求的品種A過程的原理為染色體變異B過程必須經(jīng)過受精作用C過程必須使用秋水仙素處理幼苗D此育種方法可選出符合生產(chǎn)要求的品種占1/4解析：選D過程表示雜交，其原理為基因重組。過程常用的方法為花藥離體培養(yǎng)。過程使用秋水仙素或低溫處理幼苗。8如圖表示某種農(nóng)作物品種和培育出的幾種方法，有關(guān)說法錯誤的是()A經(jīng)過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由品種和培育能穩(wěn)定遺傳的品種的最快途徑是解析：選D品種的基因型為AABB，品種的基因型為aabb，要培育出基因型為AAbb的品種最快的途徑應(yīng)為單倍體育種，所以應(yīng)為途徑，而途徑獲得的子代中既有純合子又有雜合子，還需要不斷地連續(xù)自交進(jìn)行篩選才能獲得需要的品種。二、非選擇題(共34分)9(12分)如圖為某野生植物種群(雌雄同花)中甲植株的A基因(扁莖)和乙植株的B基因(缺刻葉)發(fā)生突變的過程。已知A基因和B基因是獨立遺傳的，請分析該過程，回答下列問題：(1)簡述上述兩個基因發(fā)生突變的過程：_。(2)突變產(chǎn)生的a基因與A基因的關(guān)系是_，a基因與B基因的關(guān)系是_。(3)若a基因和b基因分別控制圓莖和圓葉，則突變后的甲、乙兩植株的基因型分別為_、_，表現(xiàn)型分別為_、_。(4)請你利用突變后的甲、乙兩植株作為實驗材料，設(shè)計雜交實驗程序，培育出具有圓莖圓葉的觀賞植物品種。解析：由圖可知這種基因突變是由DNA分子一條鏈上的一個堿基被取代而引起的基因堿基序列的改變，因此只有以突變鏈為模板復(fù)制產(chǎn)生的DNA分子異常。突變產(chǎn)生的a基因與A基因的關(guān)系是等位基因，a基因與B基因的關(guān)系是非等位基因。突變后的甲、乙植株基因型分別為AaBB、AABb，培育出同時具有兩種優(yōu)良性狀的植株的基因型為aabb。一種思路是兩植株先自交，分別得到aaBB、AAbb的植株，再將其進(jìn)行雜交然后再自交才能達(dá)到目的，另一種是先將甲、乙雜交，種植雜交后代，并分別讓其自交；分別種植自交后代，從中選擇即可。答案：(1)DNA復(fù)制的過程中一個堿基被另一個堿基取代，導(dǎo)致基因的堿基序列發(fā)生了改變(2)等位基因非等位基因(3)AaBBAABb扁莖缺刻葉扁莖缺刻葉(4)方法一：將這兩株植株分別自交；選取甲子代中表現(xiàn)型為圓莖缺刻葉(aaBB)植株與乙子代中表現(xiàn)型為扁莖圓葉(AAbb)植株進(jìn)行雜交，獲得扁莖缺刻葉(AaBb)植株；再讓扁莖缺刻葉植株自交，從子代中選擇圓莖圓葉植株即可。(也可用遺傳圖解表示)方法二：將甲、乙兩植株雜交；種植雜交后代，并分別讓其自交；分別種植自交后代，從中選擇同時具有兩種優(yōu)良性狀的植株。10(12分)普通小麥中有高稈抗病(TTRR)和矮稈易感病(ttrr)兩個品種，控制兩對性狀的基因分別位于兩對同源染色體上。實驗小組利用不同的方法進(jìn)行了如下三組實驗：請分析回答：(1)A組由F1獲得F2的方法是_，F(xiàn)2矮稈抗病植株中不能穩(wěn)定遺傳的占_。(2)、三類矮稈抗病植株中，最可能產(chǎn)生不育配子的是_類。(3)A、B、C三組方法中，最不容易獲得矮稈抗病小麥品種的是_組，原因是_。(4)通過矮稈抗病獲得矮稈抗病小麥新品種的方法是_。獲得的矮稈抗病植株中能穩(wěn)定遺傳的占_。(5)在一塊高稈(純合子)小麥田中，發(fā)現(xiàn)了一株矮稈小麥。請設(shè)計實驗方案探究該矮稈性狀的出現(xiàn)是基因突變還是環(huán)境因素造成的(簡要寫出所用方法、結(jié)果和結(jié)論。)_。解析：(1)A組是雜交育種，F(xiàn)1高稈抗病(TtRr)自交得F2，矮稈抗病(ttR_)比例為3/16，其中不能穩(wěn)定遺傳的即雜合子ttRr為2/16，即2/3。(2)B組中采用F1的花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)得到的矮稈抗病植株屬于單倍體，單倍體一般高度不育。(3)由于C組屬于誘變育種，其原理是基因突變，基因突變具有低頻性和不定向性，因此不容易獲得矮稈抗病植株。(4)若對單倍體矮稈抗病小麥(tR)進(jìn)行秋水仙素或低溫處理，誘導(dǎo)其染色體數(shù)目加倍，即可得到全部為純合的二倍體(ttRR)。(5)將矮稈小麥與高稈小麥雜交，若子一代全為高稈，并且子一代高稈小麥自交后，在子二代中出現(xiàn)矮稈小麥，說明矮稈性狀是可遺傳的變異，即基因突變的結(jié)果，若不能遺傳則說明是環(huán)境因素引起的不可遺傳的變異。答案：(1)自交2/3(2)(3)C基因突變頻率低且不定向(4)秋水仙素(或低溫)誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍100%(5)將矮稈小麥與高稈小