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1、第六章从杂交育种到基因工程 第25课时杂交育种与诱变育种目标导航1.简述杂交育种的概念。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。4.讨论遗传和变异规律在生产实践中的应用，设计简单的育种流程。一、杂交育种1概念：将两个或多个品种的_通过交配集中在一起，再经过_和_，获得新品种的方法。2原理：_。即控制不同优良性状的基因，通过_和_重新组合在一起，产生新的_，从而使存在于不同个体上的优良性状集中到一个个体上。3基本步骤(1)具有优良性状的两个亲本杂交。(2)子一代只表现出显性性状，让子一代自交。(3)从子二代中选出符合要求的个体进行多次自交纯化，获得新品种。如果生
2、物是通过有性生殖繁殖后代，如小麦、大豆等，则必须选育出具有优良性状的纯合子，以免后代发生性状分离；如果生物依靠无性生殖繁殖后代，如马铃薯、甘薯、果树等，那么只要得到具备该优良性状的个体就可以了。4优缺点(1)优点：“集优”，即使位于不同个体上的两个或多个优良性状集中到一个个体上。(2)缺点：杂交后代会出现_，育种进程_，筛选过程_；只能利用_，按需选择，并不能创造_。5应用(1)在农业生产中，是用于改良作物品质，提高作物单位面积产量的常规方法。(2)在畜牧业中，可用于家畜、家禽优良品种的选育。6归纳总结(1)几种杂交育种的区别培育常规的纯合子品种a培育隐性纯合子品种：选取双亲子一代子二代选出符
3、合要求的优良性状个体即可推广。b培育显性纯合子品种：选取双亲子一代子二代选出符合要求的优良性状个体子三代选出符合要求的优良性状个体选出能稳定遗传的个体推广。培育杂合子品种：选取双亲子一代，年年制种。(2)杂交育种与单倍体育种的区别杂交育种可使多种性状集于同一个体，但杂交育种要获得纯合子需连续自交。单倍体育种所需时间较短，但操作要求技术难度大。二、诱变育种1概念：利用_因素(X射线、射线、_、激光等)或_因素(亚硝酸盐、硫酸二乙酯等)来处理生物，使生物发生_。2原理：_。3诱变类型(1)物理诱变：利用各种射线(如X射线、射线、紫外线以及激光等)的照射，都可以使生物在DNA复制过程中发生基因突变。
4、(2)化学诱变：许多化学药剂能够在生物DNA复制时，使DNA分子发生碱基对的缺失、替换等，导致生物发生基因突变。4方法：运用物理的或者化学的手段处理萌发的种子或幼苗，诱导生物发生基因突变，从中选取需要的突变个体，然后进行培育推广。5优缺点(1)优点：提高_，产生多种多样的新类型，为育种提供丰富的原材料。诱变育种可以使后代性状尽快_，加速育种进程。大幅度地改良某些性状，增强作物的抗逆性。(2)缺点：由于突变的_和_，产生的有利个体往往不多；突变个体难以集中多个优良性状；需要处理大量的材料，工作量很大。6应用(1)农作物育种：培育出的新品种具有抗病力强、产量高、品质好等优点。如“黑农五号”大豆、“
5、鲁棉1号”棉花。(2)微生物育种：如青霉素高产菌株的选育。7归纳总结(1)杂交育种只应用于能够进行有性生殖的生物，而诱变育种不仅能应用于进行有性生殖的生物，也可应用于进行无性生殖的生物。(2)杂交育种主要应用于植物和动物(如家畜、家禽等)，而诱变育种主要应用于植物和微生物。(3)杂交育种不能产生新的基因，只能产生新的基因型；而诱变育种能产生新的基因。(4)杂交育种常常包括对符合要求性状的个体的选育，需连续自交；而诱变育种不需要自交，需用产生诱变的物理因素、化学因素进行处理。知识点一杂交育种1用纯种的高秆(D)抗锈病(T)小麦与矮秆(d)易染锈病(t)小麦培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法如下：高秆
6、抗锈病小麦矮秆易染锈病小麦F1雄配子幼苗选出符合要求的品种。下列有关此种育种方法的叙述中，正确的是()A过程是杂交B过程必须使用生长素处理C过程是自交D过程必须经过受精作用2有两个纯种的小麦，一为高秆(D)抗锈病(T)；另一为矮秆(d)易染锈病(t)，这两对性状独立遗传，现要培育矮秆抗锈病的新品种，方法如下：高秆抗锈病矮秆易染锈病F1F2稳定遗传的矮秆抗锈病新品种。(1)这种育种方法叫_育种。过程a叫_，过程b叫_。(2)过程c的处理方法是_。(3)F1的基因型是_，表现型是_，能稳定遗传的矮秆抗锈病新品种的基因型是_。知识点二诱变育种3育种专家采用诱变育种的方法改良某些农作物的原有性状，其原
7、因是诱变育种()A提高了后代的出苗率B提高了后代的遗传稳定性C产生的突变大多是有利的D能提高突变率以供育种选择4下列关于育种的叙述中，错误的是(多选)()A用物理因素诱变处理可提高突变率B诱变育种和杂交育种均可形成新的基因C三倍体植物不能由受精卵发育而来D诱变获得的突变体多数表现出优良性状基础落实1用杂合子(DdEe)种子获得纯合子(ddee)，最简捷的方法是()A种植F1选双隐性植株纯合子B种植秋水仙素处理纯合子C种植花药离体培养单倍体幼苗秋水仙素处理纯合子D种植秋水仙素处理花药离体培养纯合子2对下列有关实例形成原理的解释，正确的是()A无子番茄的获得是利用了多倍体育种原理B培育无子西瓜是利
8、用了单倍体育种原理C培育青霉素高产菌株是利用了基因突变原理D中国荷斯坦牛是利用了杂交育种原理3诱变育种通常采用的方法是()A用射线或激光照射B花药离体培养C秋水仙素处理萌发的种子D人工杂交4在动物的育种中，用一定剂量的X射线处理精巢，渴望获得大量变异个体，这是因为()A合子都是纯合子B诱发雄配子发生了高频率的基因突变C诱导发生了大量的染色体变异D提高了基因的重组5在生产实践中，获得无子果实常采用的方法有()人工诱导多倍体育种人工诱变单倍体育种用适宜浓度的生长素处理ABCD能力提升6用生长素和秋水仙素分别处理二倍体番茄的花蕾和幼苗，成熟后所获得的果实中分别含有的染色体组数是()A2和4B2和2C
9、4和2D4和47在红粒高秆麦田里，偶然发现一株白粒矮秆优质小麦，欲在两三年内能获得大量的白粒矮秆麦种，通常采用的育种方法是()A多倍体育种B连续自交C人工嫁接D单倍体育种8下列关于几种育种方法的叙述，不正确的是()A多倍体较二倍体茎秆粗大，果实种子大B杂交育种能产生新基因C人工诱变育种能提高变异频率D利用单倍体育种能明显缩短育种年限9下列关于植物育种和生长的叙述，不正确的一组是()诱变育种能较快选育出新的优良品种诱变育种可定向地变异出所需要的优良品种穗小粒少的小麦种到西藏后会长成穗大粒多的小麦由于没有土壤，只在完全营养液中生长的幼苗，不能正常生长利用杂种优势可以提高农作物的产量ABCD题号12
10、3456789答案10.普通小麦中有高秆抗病(TTRR)和矮秆易感病(ttrr)两个品种，控制两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。实验小组利用不同的方法进行了如下三组实验：请分析回答：(1)A组由F1获得F2的方法是_，F2矮秆抗病植株中不能稳定遗传的占_。(2)、三类矮秆抗病植株中，最可能产生不育配子的是_类。(3)A、B、C三组方法中，最不容易获得矮秆抗病小麦品种的是_组，原因是_。(4)通过矮秆抗病获得矮秆抗病小麦新品种的方法是_。获得的矮秆抗病植株中能稳定遗传的占_。11彩色小麦是河南南阳市著名育种专家周中普带领的科研小组，经过10多年的努力，采用“化学诱变”、“物理诱变”和“远缘
11、杂交”三结合的育种方法培育而成的。其蛋白质、锌、铁、钙的含量超过普通小麦，并含有普通小麦所没有的微量元素碘和硒，正因为富含多种微量元素，种皮上呈现出不同的色彩，故被称为彩色小麦。目前，彩色小麦已被列入我国太空育种升空计划，以创造出更优质的小麦新品种。(1)三结合育种方法的原理是_和_。“化学诱变”和“物理诱变”可以提高_，创造出人类需要的_。“远缘杂交”由于亲本间的_相差较大，因而_的可能性也较大。(2)假若杂交后子房壁的染色体数目为2N，则种皮、胚乳和胚的染色体数目分别为_、_和_。(3)彩色小麦所含更多的微量元素是通过_方式从_中吸收来的。(4)作物空间技术育种相对于人工诱变育种的优势是种
12、子在_等多种空间环境因素的综合作用下，_更容易发生改变。答案 知识清单一、1.优良性状选择培育2基因重组减数分裂受精作用基因型4(2)性状分离缓慢复杂已有基因的重组新的基因二、1.物理紫外线化学基因突变2基因突变5(1)变异频率稳定(2)不定向性低频性对点训练1A在这个培育过程中充分运用了杂交育种和单倍体育种技术，过程是杂交过程；过程是减数分裂过程，产生配子；过程是花药的离体培养过程，获得单倍体植株；过程是染色体加倍的过程，通常用秋水仙素处理幼苗。2(1)杂交杂交自交(2)连续种植和观察，直至选出能稳定遗传的矮秆抗锈病新品种(3)DdTt高秆抗锈病ddTT解析将小麦两个品种的优良性状通过杂交集
13、中在一起，培育矮秆抗锈病新品种的方法称为杂交育种。其中过程a叫杂交，产生的F1基因型为DdTt，表现型为高秆抗锈病。过程b叫自交，目的是获取表现型为矮秆抗锈病的小麦品种(ddT_)，因为此过程所得后代会发生性状分离，所以要想得到稳定遗传的矮秆抗锈病植株必须经过c，即连续自交，直至后代无性状分离。3D诱变育种是在人为条件下，使控制生物性状的基因发生改变，然后从突变类型中选择人们所需要的优良品种。而基因突变具有低频性和不定向性，因此，只能通过人工方法来提高突变频率，获取有利性状。出苗率的大小是由种子内胚的活性决定的，后代的遗传稳定性是由DNA的稳定性决定的。4BCD诱变育种的原理是基因突变，可形成
14、新的基因，杂交育种的原理是基因重组，不能形成新的基因；有些三倍体植物可由受精卵发育而来，如三倍体西瓜；生物发生的基因突变大多是有害的，因此错误的是BCD。课后作业1A杂合子(DdEe)种子中含有d、e基因，自交后一旦出现隐性性状便能稳定遗传，方法简捷。2C无子番茄的获得是利用了生长素的作用；培育无子西瓜是利用了多倍体育种原理；中国荷斯坦牛的获得是利用了动物细胞核的全能性原理；培育青霉素高产菌株是利用了基因突变原理。3A诱发突变的物理因素主要指某些射线的处理，如射线、射线、射线、X射线和中子流等；化学因素主要指某些亚硝酸盐、碱基类似物等化学药物的处理。4B用一定剂量的X射线处理精巢，可诱发雄配子
15、发生高频率的基因突变，得到的个体不一定是纯合子，也不一定能提高基因的重组。5C本题考查获得无子果实的方法。一方面，用生长素刺激未受粉子房能发育成无子果实；另一方面，人工诱导多倍体育种获取细胞内含有奇数染色体组的个体，致使该个体不能正常产生生殖细胞，不能完成双受精。6A用生长素处理二倍体番茄的花蕾只是刺激子房发育成果实，不改变原有的染色体组数目；用秋水仙素处理番茄的幼苗，致使其细胞内的染色体组加倍。7B8B杂交育种是将不同个体的优良性状集中于同一个体上，从而产生符合要求的新类型，利用了基因重组的原理，能产生新的基因型、表现型，但不能产生新的基因。9D诱变育种是不定向的，不可定向地变异出所需要的优
16、良品种；生物的表现型是基因型与环境条件共同作用的结果，穗小粒少的小麦种到西藏后不一定会长成穗大粒多的小麦；完全营养液中具备生物生长所需要的各种元素，生物能够正常生长。10(1)自交2/3(2)(3)C基因突变频率低且不定向(4)秋水仙素(或低温)诱导染色体加倍100%解析A组中F1到F2的方法属于自交，得到的F2中矮秆抗病植株为ttRRttRr12，所以不能稳定遗传的个体占2/3。B组中花药离体培养获得的矮秆抗病植株属于单倍体，会产生不育配子。基因突变的频率低且不定向，所以C组育种较难获得符合要求的新品种。矮秆抗病的基因型为tR，经秋水仙素处理后，所得个体基因型全部为ttRR。11(1)基因突
17、变基因重组突变率变异类型遗传物质基因重组产生变异(2)2N3N2N(3)主动运输土壤(4)微重力和空间辐射种子内遗传物质解析(1)三结合育种方法：化学诱变、物理诱变和远缘杂交。前两者运用了基因突变的原理，远缘杂交运用了基因重组的原理。基因突变大大提高了突变频率，创造出人类所需要的变异类型。远缘杂交的两亲本遗传物质差异大，因而通过基因重组，产生新的变异的可能性较大。(2)种皮是由珠被发育而来的，珠被、子房壁细胞中都含有亲本体细胞染色体数目2N；胚乳是由受精极核发育来的，其内的染色体有2/3来源于母本，1/3来源于父本，所以胚乳中含有染色体数目为3N；胚由受精卵发育而成，所含有的染色体数目为2N。(3)植物吸收矿质元素离子是通过主动运输方式从土壤中以离子形式吸收的。(4)作物空间技术育种运用太空中微重力和各种空间辐射使种子内遗传物质发生改变而产生可遗传的变异。