人教課標實驗版-遺傳與進化-從雜交育種到基因工程-第１節(jié)雜交育種與誘變育種【省一等獎】

《雜交育種與誘變育種》學案一、學習目標1．知識目標（1）簡述雜交育種的概念，舉例說明雜交育種方法的優(yōu)點和不足。（2）舉例說出誘變育種在生產(chǎn)中的應用。（3）討論遺傳和變異規(guī)律在生產(chǎn)實踐中的應用。 2．能力目標運用遺傳和變異原理，解決生產(chǎn)和生活實際中的問題。 3．情感目標討論從雜交育種到基因工程這一科技發(fā)展歷程中，科學、技術(shù)和社會的相互作用。二、學習重點難點遺傳和變異規(guī)律在改良農(nóng)作物和培育家畜品種等方面的應用。 雜交育種和誘變育種的優(yōu)點和局限性。三、學習方法 課前導學、質(zhì)疑討論、反饋矯正、遷移創(chuàng)新。四、學習過程選擇育種：利用，通過長期，汰劣留良，培育優(yōu)良品種。缺點是不僅，而且。雜交育種是將兩個或多個品種的_________________中在一起，再經(jīng)過_____________，獲得新品種的方法，它依據(jù)的主要遺傳學原理是_________________。誘變育種是利用_____________(如_________、_____________、__________、_________等)或____________(如____________、_________________等)來處理生物，使生物發(fā)生____________。其優(yōu)點是_______________________、_____________________________。（一）雜交育種雜交育種是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。育種時有目的地將具有不同優(yōu)良性狀的兩個親本進行雜交，使兩個親本的優(yōu)良性狀結(jié)合在一起，培育出同時具備兩種優(yōu)良性狀的新品種。若性狀都是隱性的，則在F2代中就能選擇到穩(wěn)定遺傳的品種；若有些性狀是顯性的，則需要將在F2代選擇到的品種再進行不斷地自交，直到出現(xiàn)能穩(wěn)定遺傳的品種。雜交育種的優(yōu)點很明顯，但是在實際操作中會遇到不少困難，育種時間長。雜交育種只能利用已有的基因的重組，按需要選擇，并不能創(chuàng)造新的基因。雜交后代會出現(xiàn)性狀分離現(xiàn)象，育種進程緩慢，過程復雜。（二）誘變育種誘變育種是指利用物理因素(如X射線、γ射線、紫外線、激光等)或化學因素(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。用這種方法可以提高突變率，創(chuàng)造人類需要的變異類型，從中選擇、培育出優(yōu)良的生物品種。1．表現(xiàn)型和基因型與雜交中相對性狀的對數(shù)表現(xiàn)型是指生物個體表現(xiàn)出來的性狀的類型；基因型是指與表現(xiàn)型有關(guān)的基因組成的類型，是肉眼看不到的，通常用各種符號來表示。表現(xiàn)型是基因型的表現(xiàn)形式，基因型是表現(xiàn)型的內(nèi)在因素。表現(xiàn)型相同，基因型不一定相同，如DD和Dd兩種基因型均表現(xiàn)為高莖?；蛐拖嗤?，環(huán)境條件不同，表現(xiàn)型也不一定相同。即表現(xiàn)型=基因型+環(huán)境條件。2．雜交育種與基因自由組合定律的聯(lián)系基因的自由組合定律的適用條件是：①有性生殖生物的性狀遺傳；②真核生物的性狀遺傳；③細胞核遺傳；④兩對及兩對以上相對性狀遺傳；⑤控制兩對或兩對以上相對性狀的等位基因位于不同對同源染色體上。雜交育種是指讓同一物種不同品種的個體之間相交。雜交育種依據(jù)的原理是基因的自由組合定律，即控制不同相對性狀的非等位基因的自由組合。在雜交育種工作中，根據(jù)自由組合定律，只有合理選擇優(yōu)缺點互補的親本類型，通過雜交使基因重新組合，才能得到理想的具有雙親中優(yōu)良性狀的后代，拋棄具有雙親不良性狀的雜交后代，并可預測雜種子代中優(yōu)良性狀出現(xiàn)的概率，從而有計劃確定育種規(guī)模。同時應對F2進行觀察，若優(yōu)良性狀為隱性性狀，則只需要兩年時間就可獲得種子，若為顯性性狀則需要幾年時間連續(xù)自交和選擇。3．雜交育種（1）原理：基因重組（通過基因分離、自由組合或連鎖交換，分離出優(yōu)良性狀或使各種優(yōu)良性狀集中在一起）（2）方法：連續(xù)自交，不斷選種。（3）舉例：已知小麥的高稈（D）對矮稈（d）為顯性，抗銹?。≧）對易染銹病（r）為顯性，兩對性狀獨立遺傳?，F(xiàn)有高稈抗銹病、矮稈易染病兩純系品種。要求使用雜交育種的方法培育出具有優(yōu)良性狀的新品種。操作方法：①讓純種的高稈抗銹病和矮稈易染銹病小麥雜交得F1；②讓F1自交得F2；③選F2中矮稈抗銹病小麥自交得F3；④留F3中未出現(xiàn)性狀分離的矮稈抗病個體，對于F3中出現(xiàn)性狀分離的再重復③④步驟（4）特點：育種年限長，需連續(xù)自交不斷擇優(yōu)汰劣才能選育出需要的類型。（5）說明：①該方法常用于：a．同一物種不同品種的個體間，如上例；b．親緣關(guān)系較近的不同物種個體間（為了使后代可育，應做染色體加倍處理，得到的個體即是異源多倍體），如八倍體小黑麥的培育、蘿卜和甘藍雜交。②若該生物靠有性生殖繁殖后代，則必須選育出優(yōu)良性狀的純種，以免后代發(fā)生性狀分離；若該生物靠無性生殖產(chǎn)生后代，那么只要得到該優(yōu)良性狀就可以了，純種、雜種并不影響后代性狀的表達。4．誘變育種（1）原理：基因突變（2）方法：用物理因素（如X射線、γ射線、紫外線、激光等）或化學因素（如亞硝酸、硫酸二乙脂等）來處理生物，使其在細胞分裂間期DNA復制時發(fā)生差錯，從而引起基因突變。（3）舉例：太空育種、青霉素高產(chǎn)菌株的獲得（4）特點：提高了突變率，創(chuàng)造人類需要的變異類型，從中選擇培育出優(yōu)良的生物品種，但由于突變的不定向性，因此該種育種方法具有盲目性。（5）說明：該種方法常用于微生物育種、農(nóng)作物誘變育種等例1：豌豆的高莖(D)對矮莖(d)是顯性，紅花(C)對白花(c)是顯性。推算親本DdCc與DdCc雜交后，子代的基因型和表現(xiàn)型以及它們各自的數(shù)量比。解析：推算的方法是：子代基因型的數(shù)量比應該是各種基因型相應比值的乘積，子代表現(xiàn)型的數(shù)量比也應該是各種表現(xiàn)型相應比值的乘積。答案：DdCc和DdCc雜交，子代基因型和它們的數(shù)量比是：1DDCC∶2DDCc∶1DDcc∶2DdCC∶4DdCc∶2Ddcc∶1ddCC∶2ddCc∶1ddcc。子代表現(xiàn)型和它們的數(shù)量比是：9高莖紅花∶3高莖白花∶3矮莖紅花∶1矮莖白花。例2：小麥抗銹病(T)對易染病(t)為顯性，易倒伏(D)對抗倒伏(d)為顯性。Tt位于一對同源染色體上，Dd位于另一對同源染色體上?，F(xiàn)用抗病但易倒伏純種和易染病抗倒伏的純種品種雜交，來培育既抗病又抗倒伏的高產(chǎn)品種。請回答：(1)F2代中，選種的數(shù)量大約占F2的（）A. B. C. D.(2)抗病又抗倒伏個體中，理想基因型是（） B．Dt C．ddTT D．Ddtt(3)F2代中理想基因型應占（）A. B. C. D.(4)F2代選種后，下一步應（）A．雜交 B.測交 C．自交 D．回交解析：(1)選種是指選育符合要求的表現(xiàn)型抗倒伏抗銹病，選種的數(shù)量大約占F2的3／16。(2)在F2中抗倒伏又抗銹病的基因型有2種:ddTT和ddTt。符合生產(chǎn)要求的應是純合體，因為純合體自交后代不發(fā)生性狀分離，基因型是ddTT。(3)在F2中抗倒伏又抗銹病的基因型有2種：ddTT和ddTt。其中ddTT占1／3，ddTt占2／3。(4)由于F2中表現(xiàn)型為抗倒伏又抗銹病的類型中既有純合體又有雜合體，所以應讓其連續(xù)自交若干代，不斷選種、觀察，直到不發(fā)生性狀分離為止。所以選種后應是自交。答案：（1）B（2）C（3）C(4)C例3：小麥品種是純合體，生產(chǎn)上用種子繁殖，現(xiàn)要選育矮桿（aa）、抗病（BB）的小麥新品種；馬鈴薯品種是雜合體（有一對基因雜合即為雜合體），生產(chǎn)上通常用塊莖繁殖?，F(xiàn)要選育黃肉（Yy）、抗病(Rr)的馬鈴薯新品種。請分別設(shè)計小麥品種間雜交育種程序，以及馬鈴薯品種間雜交育種程序。要求用遺傳圖解表示并加以簡要說明。解析：本題主要考查作物雜交育種的有關(guān)知識，同時考查了有關(guān)生殖方面的知識。就試題本身而言不難，但學生很容易出現(xiàn)以下幾方面的問題：①不能準確地繪制遺傳圖解?？忌诶L制遺傳圖解時隨意性太大，沒有掌握遺傳圖解的繪制方法和規(guī)范。②混淆了雜交育種與單倍體育種。部分考生在選育小麥時運用了單倍體育種的方法。③題意理解出現(xiàn)偏差。對題干中“現(xiàn)要選育黃肉(Yy)、抗病(Rr)的馬鈴薯新品種”的理解不到位，使得部分考生難以確定育種中馬鈴薯親本的基因型。④在做題時沒有考慮到利用種子繁殖和利用塊莖進行繁殖對后代的影響。答案：小麥第一代AABB×aabb親本雜交↓第二代F1AaBb種植F1代自交↓自交第三代F2A＿B＿，A＿bb，aaB＿，aabb種植F2代，選矮桿、抗?。╝aB_），繼續(xù)自交，期望下代獲得純合體（注：