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(zhǎng)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(zhǎng)毛純種兔培育出黑色長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)毛兔與白色長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng) 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(jiǎn)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(yíng)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。