雜交育種與誘變育種

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◆課標知識導航學習要求重要指數(shù)了解雜交育種和誘變育種的優(yōu)點和局限性★理解1.雜交育種的概念、原理及過程2．誘變育種的概念、原理及在生產(chǎn)中的應(yīng)用3．總結(jié)比較雜交育種、誘變育種、多倍體育種及單倍體育種的異同點★★應(yīng)用遺傳和變異規(guī)律在改良農(nóng)作物和培育家畜品種等方面的應(yīng)用★★教材歸納基礎(chǔ)自查自主學習空間一、雜交育種1．雜交育種之前的育種2．雜交育種(1)概念：是將

或

品種的

通過

集中在一起，再經(jīng)過

，獲得

的方法。(2)原理：遺傳學原理是

，變異的類型屬于

。(3)過程：現(xiàn)有兩個純種的小麥，一為高稈(D)抗銹病(T)，另一為矮稈(d)易染銹病(t)，這兩對性狀獨立遺傳，獲得矮稈抗銹病新類型的過程如下：兩個多個優(yōu)良性狀交配選擇和培育新品種基因的自由組合定律基因重組先讓兩純種親本進行

，得到F1。再將F1進行

，得到F2。將F2種植，從中選育出

的新類型。(4)優(yōu)點：使位于不同個體上的

集中在

上，預(yù)見性強，操作較為

。(5)不足：不能創(chuàng)造出新的

，進程緩慢，過程繁瑣，后代易出現(xiàn)

。雜交自交符合要求優(yōu)良性狀同一個體簡單基因性狀分離二、誘變育種項目內(nèi)容概念處理

因素(如X射線、γ射線、

、

等)或

因素(如亞硝酸、硫酸二乙酯等)原理優(yōu)點可以提高突變率，在較短時間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類型應(yīng)用主要用于

育種，如培育的“黑農(nóng)五號”大豆和青霉素高產(chǎn)菌株的選育物理紫外線激光化學基因突變農(nóng)作物和微生物 培育細菌新品種時，能否用雜交育種的方法，為什么？

不能，細菌是原核生物，不能進行有性生殖。只有進行有性生殖的生物才能用雜交育種。趣味應(yīng)用要點突破典例精析重點難點解讀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。通過基因重組產(chǎn)生新的基因型，從而產(chǎn)生新的優(yōu)良性狀。解讀1雜交育種雜交育種常用于同一物種內(nèi)的個體間雜交或親緣關(guān)系較近的不同物種之間雜交，也可與多倍體育種相結(jié)合，如蘿卜和甘藍的雜交。 雜交育種適用于哪些生物？ 只適用于進行有性生殖的生物，如一些植物和動物(家畜、家禽等)，原因是雜交育種是建立在基因重組原理上的。3．基本步驟(1)選擇具有優(yōu)良性狀的兩個親本雜交；(2)子一代自交；(3)從子二代中選出符合要求的個體，進行多次自交純化獲得新品種。4．優(yōu)、缺點(1)優(yōu)點：改良動、植物的品質(zhì)，可以將兩個或多個優(yōu)良性狀集中在一起。(2)缺點：雜交后代會出現(xiàn)性狀分離，育種周期長，篩選過程復(fù)雜。 如何克服雜交育種“育種周期長”的缺點？ 雜交育種和單倍體育種聯(lián)合使用就可克服雜交育種中“育種周期長”的缺點，即取F1的花藥進行離體培養(yǎng)，得單倍體植株，再經(jīng)過秋水仙素處理，誘導其染色體加倍，即可選育出新品種。5．雜交育種的實例及應(yīng)用(1)雜交實例：高產(chǎn)抗病小麥的培育(2)育種過程 兩個親本的基因型分別為AAbb和aaBB，這兩對基因按自由組合定律遺傳。要培育出基因型為aabb的新品種，最簡捷的方法是(

)A．人工誘變育種 B．細胞工程育種C．單倍體育種

D．雜交育種【解析】

人工誘變，后代產(chǎn)生的變異具有不定向性；單倍體育種操作麻煩，技術(shù)要求高；細胞融合不一定能得到所需類型，操作也很復(fù)雜；雜交育種是獲得新品種最簡捷的方法?！敬鸢浮?/p>

D例1 雜交育種需要選育能夠穩(wěn)定遺傳的個體，淘汰不需要的個體。如果從一雜合的親本中選育某一顯性性狀(該性狀是單基因控制的)，每次自交后都淘汰掉隱性個體，則需經(jīng)多少代連續(xù)自交能使穩(wěn)定遺傳的個體占顯性個體的比例超過95%(

)A．5 B．6C．7 D．8變式訓練1答案：B

1.概念：指利用物理因素或化學因素來處理生物，使生物發(fā)生基因突變，利用這些變異培育新品種的方法。2．原理：基因突變。解讀2誘變育種由于基因突變發(fā)生在DNA復(fù)制時期，所以應(yīng)選用正在分裂的細胞或組織，如萌發(fā)的種子、生長旺盛的植物等。 誘變育種適用于哪些生物？ 與雜交育種相比，它不僅能應(yīng)用于進行有性生殖的生物，也可應(yīng)用于進行無性生殖的生物，常應(yīng)用于植物和微生物。3．方法：運用物理的或者化學的方法處理萌發(fā)的種子或者幼苗，誘發(fā)基因突變，從中選出需要的突變個體，

然后進行推廣。4．主要類型(1)輻射誘變：通過X射線、γ射線、紫外線等物理因素的作用而使生物發(fā)生基因突變。(2)化學誘導：用亞硝酸、硫酸二乙酯、5-溴尿嘧啶等化學試劑處理，使生物發(fā)生基因突變。5．優(yōu)、缺點(1)優(yōu)點：提高變異頻率；在較短時間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良性狀；大幅度改良某些性狀。(2)缺點：因為基因突變具有不定向性且有利的突變很少，且誘變育種具有一定的盲目性，所以需要處理大量的生物材料，工作量很大。6．誘變育種的實例及應(yīng)用(1)實例：青霉素高產(chǎn)菌株的培育①親本：青霉素產(chǎn)量很低的青霉菌菌株。②理論分析：物理因素和化學因素等可以誘導DNA復(fù)制出錯導致基因突變，雖然突變率很低，但突變個體數(shù)很多，仍可能從大量后代中選擇出理想個體。(2)誘變育種的應(yīng)用①在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，培育出具有抗病能力強、產(chǎn)量高、品質(zhì)好等優(yōu)點的新品種。②在微生物育種中，培育具有新性狀的符合生產(chǎn)需要的菌種。 科研人員利用γ射線輻射種子使其產(chǎn)生變異，用這種方法培育新品種的機理是(

)A．基因重組

B．基因突變C．染色體變異

D．基因互換【解析】

基因重組和基因互換發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，產(chǎn)生的可遺傳的變異屬于基因重組。染色體變異是指染色體數(shù)目的增加、減少或染色體結(jié)構(gòu)改變。而本題題干描述的是誘變育種的過程，其依據(jù)的原理是基因突變。【答案】

B例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)，可以降解不至于對環(huán)境造成嚴重的白色污染。培育專門吃這種塑料的“細菌能手”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：細菌屬原核生物，原核生物不能進行有性生殖，因而不能實施雜交育種；原核生物無染色體不發(fā)生染色體變異，因而不能進行單倍體育種和多倍體育種。答案：B變式訓練2應(yīng)用創(chuàng)新思維拓展創(chuàng)新探究園地小香豬“天資聰穎”，略通人性，成為人們的新寵。其背部皮毛顏色是由位于不同常染色體上的兩對基因(Aa和Bb)控制的，共有四種表現(xiàn)型，黑色(A_B_)、褐色(aaB_)、棕色(A_bb)和白色(aabb)。(1)若圖為一只黑色小香豬(AaBb)產(chǎn)生的一個初級精母細胞，1位點為A,2位點為a，造成這一現(xiàn)象的可能原因是______________________________________________________。該細胞以后如果減數(shù)分裂正常進行，至少能產(chǎn)生________種不同基因型的配子。(2)有多對黑色雜合的小香豬，要選育出純合的棕色小香豬，請簡要寫出步驟(假設(shè)親本足夠多，產(chǎn)生的后代也足夠多)。_______________________________________________?！窘馕觥?/p>

(1)從圖中可以看出此細胞為減數(shù)第一次分裂的四分體時期，而1、2上的基因是通過復(fù)制而來的，應(yīng)為相同基因，但在此圖中不一樣，所以可能發(fā)生了基因突變或者交叉互換，若為基因突變能產(chǎn)生3種不同基因型的配子，若為交叉互換能產(chǎn)生4種不同基因型的配子。所以至少能產(chǎn)生3種不同基因型的配子。(2)根據(jù)基因重組原理進行雜交育種?！敬鸢浮?/p>

(1)基因突變或交叉互換3(2)①選擇親本中多對雌雄個體進行雜交；②選擇F1中的棕色小香豬與白色小香豬測交，不出現(xiàn)性狀分離的即為純合體基礎(chǔ)鞏固當堂驗收隨堂演練廣場1.讓僅有的一種生物出現(xiàn)新的性狀，一般采用哪種方式培育(

)A．選擇育種 B．雜交育種C．誘變育種

D．都可以解析：題干點明了僅有一種生物，故不可能選雜交育種，而又要出現(xiàn)新的性狀，只能誘變育種通過產(chǎn)生新的基因從而出現(xiàn)新的性狀。答案：C2．(2016·山東東營聯(lián)考)某科技活動小組將二倍體番茄植株的花粉按下圖所示的程序進行實驗。根據(jù)圖中所示實驗，下列敘述錯誤的是(

)A．在花粉形成過程中發(fā)生了等位基因分離，非同源染色體上的非等位基因自由組合B．花粉通過組織培養(yǎng)形成的植株A為單倍體，其特點之一是具有不育性C．秋水仙素的作用是在細胞分裂時抑制紡錘體的形成，使細胞內(nèi)的染色體數(shù)目加倍D．在花粉形成過程中一定會發(fā)生基因突變，從而導致生物性狀的改變解析：經(jīng)減數(shù)分裂形成花粉的過程中可能會發(fā)生基因突變。答案：D3．(2016·福建泉州期末)用雜合子種子盡快獲得顯性純合體植株的方法是(

)A．種植→F2→選不分離者→純合體B．種植→秋水仙素處理→純合體C．種植→花藥離體培養(yǎng)→單倍體幼苗→秋水仙素處理→純合體D．種植→秋水仙素處理→花藥離體培養(yǎng)→純合體解析：用雜合子種子盡快獲得顯性純合體植株的方法是單倍體育種。答案：C4．(2016·山東樂陵一中期末)下列說法正確的是(

)A．DNA分子中堿基對的增添、缺失或替換，一定會導致基因突變B．單倍體育種常常利用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗C．大腸桿菌變異的來源有基因突變、基因重組和染色體變異D．基因突變可發(fā)生在任何生物DNA復(fù)制中，可用于誘變育種解析：DNA分子由基因部分和非基因部分組成，若是基因中堿基對的增添、缺失或替換則會引起基因突變，A錯誤；秋水仙素處理幼苗，得到純合體，B錯誤；大腸桿菌不能發(fā)生基因重組和染色體變異，C錯誤；基因突變可發(fā)生在任何生物DNA復(fù)制中，可用于誘變育種，D正確。答案：D①這種育種方法叫________育種，過程a叫________，過程b叫________。②過程c的處理方法是__________________。解析：(1)方法一：將小麥兩個品系的優(yōu)良性狀通過雜交集中在一起，培育矮稈抗銹病新品種的方法稱為雜交育種，其中過程a叫雜交，產(chǎn)生的F1基因型為D