学年人教版必修2第6章 第1节 杂交育种与诱变育种 学案.docx
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学年人教版必修2第6章第1节杂交育种与诱变育种学案
第1节 杂交育种与诱变育种
学习目标
知识概览
1.简述杂交育种的概念、原理和过程。
(重、难点)
2.举例说明杂交育种方法的优点和不足。
3.举例说出诱变育种在生产中的应用。
(重点)
4.讨论遗传和变异规律在生产实践中的应用。
[自主预习·探新知]
一、杂交育种
1.概念:
将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起,再经过选择和培育,获得新品种的方法。
2.原理:
基因重组。
3.过程(以高产抗病小麦品种的选育为例)
亲代 高产、不抗病×低产、抗病
↓
杂种第一代高产、抗病(均为显性性状)
↓⊗
第二代 选出高产、抗病个体
↓连续自交
选出不发生性状分离的所有高产、抗病个体留种
4.特点
(1)优点
(2)缺点
5.
二、诱变育种
1.原理:
基因突变。
2.概念:
利用物理因素或化学因素来处理生物,使生物发生基因突变,从而获得优良变异类型的育种方法。
3.过程:
选择生物→人工诱变→选择→培育。
4.特点
(1)优点
(2)缺点
5.应用
[基础自测]
1.判断对错
(1)杂交育种能够产生新的基因。
( )
(2)杂交育种会产生新性状,进而获得新品种。
( )
(3)诱变育种可提高突变率以供育种选择。
( )
(4)太空育种能按人的意愿定向产生优良性状。
( )
(5)青霉素高产菌株是通过杂交育种获得的。
( )
提示:
(1)× 杂交育种的原理是基因重组,不能够产生新的基因,诱变育种才能产生新的基因。
(2)× 杂交育种不能产生新的基因,因而不会产生新性状。
(3)√
(4)× 太空育种属于诱变育种,原理为基因突变,具有不定向性的特点。
(5)× 青霉素高产菌株是通过诱变育种获得的。
2.右图中的①②③④分别表示不同的育种方式,相关叙述不正确的是( )
A.方式①应用的原理包括细胞全能性
B.方式②只适用于进行有性生殖的生物
C.方式③试剂处理的对象只能是萌发的种子
D.方式④可以诱发基因突变产生新基因
C [方式①对花药进行离体培养形成单倍体的过程中用到了细胞的全能性;方式②是杂交育种,它适用于进行有性生殖的生物;方式③为多倍体育种,处理的对象为萌发的种子或幼苗;方式④为诱变育种,可产生新基因。
]
[合作探究·攻重难]
杂交育种
[思考交流]
1.杂交育种的过程图解
已知AAbb与aaBB为亲本:
P AAbb×aaBB
↓
F1 AaBb①
↓⊗
F2 A_B_ A_bb aaB_ aabb②
⋱
⋱ ↓多次自交直到后代不发生性状分离
AABB AAbb aaBB③
2.几种常见的杂交育种类型(以两对相对性状为例)
(1)培育杂合子品种:
在农业生产上,可以将杂种一代作为种子直接利用,如水稻、玉米等。
其特点是具有杂种优势,即品种高产、抗性强,但种子只能种一年。
培育基本步骤如下:
选取符合要求的纯种双亲(P)杂交(♀×♂)―→F1(即为所需品种)。
(2)培育隐性纯合子品种:
选取双亲
子一代
子二代―→选出符合要求的类型就可以推广(如上述图②)。
(3)培育显性纯合子(或一显一隐纯合子)品种:
选取双亲
子一代
子二代―→选出符合要求的个体
选出稳定遗传的个体推广(如上述图③)。
3.动、植物杂交育种的区别
(1)方法:
植物杂交育种中纯合子的获得不能通过测交,只能通过逐代自交的方法获得;而动物杂交育种中纯合子的获得一般不通过逐代自交,而通过测交的方法进行确认后而获得。
(2)实例:
现有基因型为BBEE和bbee的两种植物或动物,欲培育基因型为BBee的植物或动物品种,育种过程用遗传图解表示如下:
4.杂交育种与单倍体育种的区别和联系
项目
杂交育种
单倍体育种
育种原理
基因重组
染色体变异
育种周期
一般较长
较短
操作技术
简单
复杂
联系
单倍体育种往往和杂交育种相结合,单倍体育种要利用杂交后代的花药进行离体培养
[活学活用]
1.杂交育种是植物育种的常规方法,其选育纯合新品种的一般方法是( )
A.根据杂种优势原理,从子一代中即可选出
B.从子三代中选出,因为子三代才出现纯合子
C.隐性品种可从子二代中选出,经隔离选育后,显性品种从子三代中选出
D.只能从子四代中选出能稳定遗传的新品种
C [根据所需,若新品种为隐性纯合子,则在F2中即可选出;若新品种为显性个体,在F2中即可出现该性状的个体,但不一定为纯合子,经隔离选育后在F3中才能确定是否为纯合子。
]
2.家兔的黑色对白色为显性,短毛对长毛为显性。
这两对基因分别位于一对同源染色体上。
下列关于利用黑色短毛纯种兔和白色长毛纯种兔培育出黑色长毛纯种兔的做法,错误的是( )
A.黑色短毛纯种兔×白色长毛纯种兔,得F1
B.选取健壮的F1个体自交,得F2
C.从F2中选取健壮的黑色长毛兔与白色长毛兔测交
D.根据测交结果,选取F2中稳定遗传的黑色长毛雌、雄兔
B [根据题意分析可以知道,黑色短毛纯种兔和白色长毛纯种兔的基因型分别是AABB、aabb,利用它们杂交,得F1,F1基因型为AaBb。
家兔属于雌雄异体生物,不能进行自交;可以选用F1个体杂交,得F2。
从F2中选取健壮的黑色长毛兔(A_bb)与白色长毛兔(aabb)测交;根据测交结果,选取F2中稳定遗传的黑色长毛雌、雄兔(AAbb)。
]
诱变育种及几种育种方式比较
[背景材料]
将某二倍体生物的①、②两个植株杂交,得到③,将③再做进一步处理,如下图所示,据图分析:
[思考交流]
1.③→④是哪种育种方法?
④中一定有所需要的优良性状吗?
为什么?
提示:
诱变育种 不一定有
因为基因突变具有不定向性。
2.③→⑤→⑩是哪种育种方法?
若③的基因型是AaBbdd,则⑩植株中能稳定遗传的个体占总数的比例是多少?
提示:
杂交育种
3.③→⑥属于哪种育种方法?
秋水仙素的作用机理是什么?
提示:
多倍体育种 抑制纺锤体的形成
4.⑤和⑥杂交得到的⑧是否可育?
为什么?
提示:
是不育的,因为⑧是三倍体,减数分裂时染色体联会紊乱,不能产生正常配子。
5.③→⑦的过程利用了什么技术?
⑨中能稳定遗传的植株占总数的比例为多少?
提示:
③→⑦是花药离体培养技术,⑨中能稳定遗传的植株占总数的比例为100%。
[归纳总结]
1.显性突变和隐性突变在育种中的应用
(1)显性突变的应用:
(2)隐性突变:
AA
Aa(不表现新性状)
aa(表现出新性状,且稳定遗传)
2.几种常见生物育种方式的不同点
方法
原理
常用方法
优点
缺点
代表实例
杂交育种
基因重组
杂交
操作简单,目标性强
育种年限长
矮秆抗病小麦
诱变育种
基因突变
辐射诱变、激光诱变等
提高突变率,加速育种进程
有利变异少,需大量处理实验材料
青霉素高产菌株
多倍体育种
染色体变异
秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
操作简单,且能在较短的时间内获得所需品种
所得品种发育迟缓,结实率低;在动物中无法开展
无子西瓜、八倍体小黑麦
单倍体育种
染色体变异
花药离体培养后,再用秋水仙素处理
明显缩短育种年限
技术复杂,需要与杂交育种配合
“京花1号”小麦
3.针对不同育种目标选择不同的育种方法
选择何种育种方法,需要依据已有的生物材料和需要达到的育种目的而定,做到有针对性。
(1)若要培育隐性性状个体,可用自交或杂交,只要出现该性状即可。
(2)有些植物如小麦、水稻等,杂交实验较难操作,则最简便的方法是自交。
(3)若要快速获得纯种,可用单倍体育种方法。
(4)若实验植物为营养繁殖类,如土豆、地瓜等,则只要出现所需性状即可,不需要培育出纯种。
(5)若要培育原先没有的生物品种,则可用诱变育种。
[活学活用]
1.下列关于诱变育种的说法中,不正确的是( )
A.能够在较短的时间内获得更多的优良变异类型
B.一次诱变处理供实验的生物定能获得所需的变异类型
C.青霉素产量很高的菌株的选育依据的原理是基因突变
D.诱变育种过程能创造新的基因而杂交育种过程则不能
B [诱变育种依据的原理是基因突变,能创造新的基因,因此能够在较短的时间内获得更多的优良变异类型,但是基因突变具有不定向性,一次诱变处理供实验的生物不一定能获得所需的变异类型。
]
2.如图所示,将二倍体植株①和②杂交得到③,再将③作进一步处理。
对此分析错误的是( )
【导学号:
77782149】
A.由⑤得到⑥的育种原理是基因重组
B.图中秋水仙素的作用是使染色体数目加倍
C.若③的基因型是AaBbdd,则⑨的基因型可能是aBd
D.③→④的过程中,所产生的变异都有利于生产
D [③→④多次射线处理萌发的种子应为诱变育种,由于突变是不定向的,所以产生的性状有可能是有利的,也有可能是有害的;⑤→⑥过程表示的是杂交育种的自交阶段,遵循的原理为基因重组;由③→⑨是花药离体培养,所得到的幼苗是单倍体,可以为aBd等四种基因型;秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成,进而使染色体数目加倍。
]
[当堂达标·固双基]
1.下图为两种育种方法的过程,有关说法正确的是( )
A.基因重组只发生在图示①③过程中
B.过程③④的育种方法称为单倍体育种
C.E植株体细胞中只含有一个染色体组
D.图示育种方法不能定向改变生物性状
D [基因重组发生在减数分裂过程中,图示①②③过程中均可发生;过程③④为花药离体培养;E植株为单倍体,单倍体细胞中不一定只含有一个染色体组;杂交育种和多倍体育种不能定向改变生物性状。
]
2.下列各项措施中,能够产生新基因的是( )
A.高秆抗病小麦与矮秆不抗病小麦杂交
B.用秋水仙素处理二倍体西瓜得到四倍体
C.用花药离体培养小麦植株
D.用X射线处理获得青霉素高产菌株
D [基因突变能产生新的基因,用X射线处理后获得青霉素高产菌株的原理是基因突变,而选项A的原理为基因重组,选项B、C的原理为染色体变异。
]
3.诱变育种与杂交育种的不同之处表现为( )
【导学号:
77782150】
①能大幅度改变某些性状 ②能形成新基因 ③能形成新基因型 ④一般对个体生存有利
A.①② B.①③
C.②③D.②④
A [诱变育种的原理是基因突变,它可产生新的基因,能大幅度改变生物的某些性状,但基因突变是多害少利的;杂交育种的原理是基因重组,它不能产生新的基因,但会产生新的基因型。
]
4.下列关于几种育种方式的叙述中,不正确的是( )
A.杂交育种可以获得稳定遗传的个体
B.诱变育种可大幅提高有利变异的比例
C.单倍体育种可迅速获得纯合品系
D.多倍体育种能得到营养物质含量高的品种
B [杂交育种指不同基因型的个体进行杂交,并在其杂种后代中通过选择而得到纯合品种的方法,获得的纯合品种能够稳定遗传;生物的变异是不定向的,诱变可以增加变异的种类和数量,但是不会大幅提高有利变异的比例;获得单倍体植株后,经染色体加倍即可得到纯合品种;多倍体育种得到的新品种一般茎秆粗壮,叶片、果实和种子相对较大,糖类和蛋白质等营养物质的含量高。
]
5.利用遗传变异的原理培育作物新品种,在现代农业生产上得到广泛应用。
请回答下面的问题:
(1)水稻的大穗(A)对小穗(a)为显性。
基因型为Aa的水稻自交,子一代中,基因型为________的个体表现出小穗,应淘汰;基因型为________的个体表现出大穗,需进一步自交和选育。
(2)水稻的晚熟(B)对早熟(b)为显性,请回答利用现有纯合子水稻品种,通过杂交育种方法培育纯合大穗早熟水稻新品种的问题。
①培育纯合大穗早熟水稻新品种,选择的亲本基因型分别是______和______。
两亲本杂交的目的是________。
②将F1所结种子种下去,长出的水稻中表现为大穗早熟的概率是________,在这些大穗早熟植株中约有__________是符合育种要求的。
[解析]
(1)根据分离定律,Aa自交,子一代会出现性状分离,分离比为3∶1,有1/4aa小穗要淘汰掉,大穗的基因型有两种,分别为AA、Aa,需要进一步进行连续自交,然后逐代淘汰小穗aa,慢慢就能获得纯化的大穗品系。
(2)水稻的晚熟(B)和早熟(b)与大穗(A)和小穗(a)两对相对性状独立遗传,属于自由组合定律在育种上的应用。
①育种目标是获得大穗早熟的品系AAbb,纯合亲本的选择是AABB和aabb,杂交得F1(AaBb),这样A、b基因就集中到子一代个体上。
②F1所结种子为F1自交所得F2,F2中分离比为9∶3∶3∶1,其中1/16AAbb、2/16Aabb属于重新组合的大穗早熟植株,因此大穗早熟植株中有1/3AAbb是符合育种要求的纯合品系。
[答案]
(1)aa AA或Aa
(2)①AABB aabb 将基因A和b集中到同一个体 ②3/16 1/3
[核心语句归纳]
1.杂交育种的原理是基因重组。
2.杂交育种一般从F2开始筛选,因为从F2开始才出现性状分离。
3.杂交育种能将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起。
4.诱变育种的原理是基因突变。
5.人工诱变只是提高了突变率,但不能确定突变方向。
6.青霉素高产菌株是通过诱变育种培育的。
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