高中生物必修二課件：6-1 雜交育種與誘變育種

第18課時雜交育種與誘變育種學習目標1.說出雜交育種的概念、原理、優(yōu)點和不足(重點)；2.舉例說明雜交育種的技術流程(重難點)；3.說出誘變育種的概念、原理、優(yōu)點和不足(重點)。|基礎知識|一、雜交育種1.概念將兩個或多個品種的優(yōu)良性狀通過

集中在一起，再經(jīng)過

和

，獲得新品種的方法。2.原理

。交配選擇培育基因重組3.過程(以高產(chǎn)抗病小麥品種的選育為例)：4.優(yōu)點可以把多個品種的

集中在一起。顯性高產(chǎn)、抗病優(yōu)良性狀二、誘變育種項目內(nèi)容處理方法____________(如X射線、γ射線、紫外線、激光等)或___________

(如亞硝酸、硫酸二乙酯等)原理______________優(yōu)點提高了__________，在較短時間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類型應用主要用于_________和_________育種物理因素化學因素基因突變突變率農(nóng)作物微生物|自查自糾|1.雜交育種和誘變育種的原理相同(

)2.雜交育種培育的優(yōu)良品種所具有的優(yōu)良性狀已經(jīng)存在于育種材料中(

)3.雜交育種往往在雜交之后要連續(xù)進行自交(

)4.誘變育種往往需要一些誘變因素，如物理因素、化學因素和生物因素(

)5.誘變育種能提高突變率，在較短時間內(nèi)一定實現(xiàn)育種目標(

)6.太空育種屬于誘變育種(

)答案

1.×

2.√

3.√

4.×

5.×

6.√|圖解圖說|★雜種優(yōu)勢是指基因型不同的親本間雜交產(chǎn)生的雜種子一代，在長勢、生活力、繁殖力、抗逆性、產(chǎn)量和品質(zhì)等一種或多種性狀上優(yōu)于兩個親本的現(xiàn)象?！镌∑娇蒲袌F隊利用雜交育種原理不斷提高雜交稻的畝產(chǎn)量。★太空誘變育種：在太空高輻射、微重力等綜合因素下，被載植物種子的基因易發(fā)生突變。F2代中出現(xiàn)的所需優(yōu)良性狀的個體一定是符合要求的新品種嗎？提示：新品種往往是純合子，但F2中出現(xiàn)的具有所需優(yōu)良性狀的個體中既有雜合子又有純合子。F2代中出現(xiàn)的所需優(yōu)良性狀的個體一定是符合要求的新品種嗎？提示：新品種往往是純合子，但F2中出現(xiàn)的具有所需優(yōu)良性狀的個體中既有雜合子又有純合子。探究點一雜交育種和誘變育種1.有兩種純種的小麥，一為高稈(D)抗銹病(T)，另一為矮稈(d)易感銹病(t)，這兩對性狀獨立遺傳，現(xiàn)要培育矮稈抗銹病新品種，方法如下：提示：a是雜交，b是自交，c是連續(xù)自交。(2)通過過程a得到的F1是否同時出現(xiàn)了矮稈、抗病的性狀？過程a的目的是什么？提示：F1沒有同時出現(xiàn)矮稈、抗病的性狀，雜交的目的是將矮稈基因和抗病基因集中到F1。(3)圖中的哪一代開始出現(xiàn)矮稈抗銹病植株？所出現(xiàn)的矮稈抗銹病植株是否為符合要求的新品種？為什么？提示：從F2中開始出現(xiàn)矮稈抗銹病植株，其中既有純合體(占1/3)也有雜合體(占2/3)，所以F2出現(xiàn)的矮稈抗銹病還不能算是符合要求的新品種。(2)通過過程a得到的F1是否同時出現(xiàn)了矮稈、抗病的性狀？過程a的目的是什么？提示：F1沒有同時出現(xiàn)矮稈、抗病的性狀，雜交的目的是將矮稈基因和抗病基因集中到F1。(3)圖中的哪一代開始出現(xiàn)矮稈抗銹病植株？所出現(xiàn)的矮稈抗銹病植株是否為符合要求的新品種？為什么？提示：從F2中開始出現(xiàn)矮稈抗銹病植株，其中既有純合體(占1/3)也有雜合體(占2/3)，所以F2出現(xiàn)的矮稈抗銹病還不能算是符合要求的新品種。2.思考下列關于誘變育種的問題：(1)誘變育種中為什么要用物理因素或化學因素處理育種材料？提示：誘變育種的原理是基因突變，而基因突變在自然狀態(tài)下頻率較低，用物理因素或化學因素處理后，可大大提高突變頻率。(2)為什么要處理萌發(fā)的種子或幼苗，而不能處理一些成熟的或老化的組織？提示：因為萌發(fā)的種子和幼苗中，細胞分裂能力強，DNA進行復制過程中才會發(fā)生基因突變。(3)雜交育種和誘變育種中，哪種最可能達不到育種目的？為什么？提示：誘變育種，因為誘變育種的原理是基因突變，而基因突變具有不定向性，不一定按照人們的意愿進行突變?！镜淅?】

用雜合子(DdEe)種子獲得純合子(ddee)，最簡捷的方法是(

)A.種植→F1→選雙隱性者→純合子B.種植→秋水仙素處理→純合子C.種植→花藥離體培養(yǎng)→單倍體幼苗→秋水仙素處理→純合子D.種植→秋水仙素處理→花藥離體培養(yǎng)→純合子嘗試解答________解析雜合子(DdEe)種子中含有d、e基因，自交后一旦出現(xiàn)隱性性狀便能穩(wěn)定遺傳，方法簡捷。答案A【典例1】

用雜合子(DdEe)種子獲得純合子(ddee)，最簡捷的方法是(

)A.種植→F1→選雙隱性者→純合子B.種植→秋水仙素處理→純合子C.種植→花藥離體培養(yǎng)→單倍體幼苗→秋水仙素處理→純合子D.種植→秋水仙素處理→花藥離體培養(yǎng)→純合子嘗試解答________解析雜合子(DdEe)種子中含有d、e基因，自交后一旦出現(xiàn)隱性性狀便能穩(wěn)定遺傳，方法簡捷。答案A本題中的關鍵詞是“最簡捷”而不是“最快”，不要錯選C選項?！靖櫽柧殹?.太空育種是指利用太空綜合因素，如強輻射、微重力等，誘導由宇宙飛船攜帶的種子發(fā)生變異，然后進行培育的一種育種方法。下列說法正確的是(

)A.太空育種產(chǎn)生的突變總是有益的B.太空育種產(chǎn)生的性狀是定向的C.太空育種培育的植物是地球上原本不存在的D.太空育種與其他誘變育種方法在本質(zhì)上是一樣的解析太空育種的原理為基因突變，基因突變具有低頻性、不定向性和多害少利性。基因突變只是改變了部分性狀，不會產(chǎn)生新物種。答案D探究點二多種生物育種方式的比較

如圖甲、乙表示水稻兩個品種，A、a和B、b表示分別位于兩對同源染色體上的兩對等位基因，①～⑥表示培育水稻新品種的過程，請思考：(1)圖中哪種途徑為單倍體育種？提示：圖中①→③→⑤過程表示單倍體育種。(2)圖中哪些標號處需用秋水仙素處理？應如何處理？提示：圖示⑤處需用秋水仙素處理單倍體幼苗，從而獲得純合子，⑥處需用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗，以誘導染色體加倍。(3)④⑥的育種原理分別是什么？提示：④的育種原理為基因突變，⑥的育種原理為染色體變異。(4)圖中最簡便及最難以達到育種目的的育種途徑分別是哪種？提示：圖中最簡便的育種途徑為①→②過程所示的雜交育種，但育種周期較長；最難以達到育種目的的途徑為④誘變育種。(1)雜交育種只應用于進行有性生殖的生物，而誘變育種不僅應用于進行有性生殖的生物，也可應用于進行無性生殖的生物。(2)雜交育種主要應用于植物和動物(如家畜、家禽等)，而誘變育種主要應用于植物和微生物。(3)根據(jù)育種目標及要求選擇育種方式

育種目標育種方式集中雙親優(yōu)良性狀快速育種單倍體育種操作簡單雜交育種讓原品系產(chǎn)生“新”性狀誘變育種對原品種性狀進行“增大”或“加強”多倍體育種保持原品種“優(yōu)良”特性，快速繁殖(植物)植物組織培養(yǎng)【典例2】

下列關于生物育種的敘述，正確的是(

)A.單倍體育種與多倍體育種均涉及植物組織培養(yǎng)技術B.雜交育種利用基因重組的原理，從而產(chǎn)生新的物種C.秋水仙素可應用于誘變育種和多倍體育種，且作用的細胞分裂時期相同D.單倍體育種可縮短育種年限，雜交育種可獲得雜種優(yōu)勢的個體嘗試解答________解析多倍體育種不涉及植物組織培養(yǎng)技術，A錯誤；雜交育種只能獲得新品種，不能獲得新物種，B錯誤；秋水仙素在誘變育種中誘發(fā)細胞發(fā)生突變，作用于分裂間期，在多倍體育種中抑制細胞中紡錘體的形成，作用于細胞分裂的前期，C錯誤；單倍體育種的優(yōu)點是明顯縮短育種年限，雜交育種除得到重組類型純合子外，另一個重要的應用是獲得具有雜種優(yōu)勢的個體，D正確。答案D【跟蹤訓練】2.如圖所示，將二倍體植株①和②雜交得到③，再將③做進一步處理。對此分析錯誤的是(

)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aBdD.③至④的過程中，所產(chǎn)生的變異都有利于生產(chǎn)解析⑤→⑥的育種是雜交育種，其原理是基因重組，A正確；秋水仙素可以抑制細胞分裂過程中紡錘體的形成，從而導致染色體數(shù)目加倍，B正確；若③的基因型是AaBbdd，能產(chǎn)生4種配子，則⑨的基因型可能是aBd，也可能是ABd、Abd或abd，C正確；基因突變具有多害少利性，故③→④過程中產(chǎn)生的變異大多數(shù)不利于生產(chǎn)，D錯誤。答案D1.有兩種柑橘，一種果實大但含糖量不高，另一種果實小但含糖量較高，如果想要培育出果實大且含糖量高的品種，比較簡單有效的方法是(

)A.嫁接B.人工誘變C.雜交育種 D.組織培養(yǎng)解析兩個品種各具一種優(yōu)良性狀，要想使它們集中于一個個體上，據(jù)基因重組的原理，科學有效的方法是雜交育種；嫁接、組織培養(yǎng)屬于無性繁殖，能保持母本的一切性狀，不能達到目的；人工誘變能產(chǎn)生新基因，產(chǎn)生新性狀，但過程比較繁瑣。答案C2.雜交玉米的種植面積越來越廣，農(nóng)民需要購買玉米雜交種。不能自留種子來年再種的原因是(

)A.自留種子發(fā)芽率低B.雜交種都具有雜種優(yōu)勢C.自留種子容易患病蟲害D.雜交種的有性繁殖后代會發(fā)生性狀分離解析雜交種具有雜種優(yōu)勢，但雜交種的有性繁殖后代會發(fā)生性狀分離而不再具有雜種優(yōu)勢。答案D3.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.單倍體育種C.誘變育種 D.多倍體育種解析能分解這種塑料的乳酸菌應含有相應的酶，控制合成該酶的基因是從無到有的，應屬于基因突變。答案C4.下列關于育種的敘述中，正確的是(

)A.人工誘變處理可提高作物的突變率B.誘變育種和雜交育種均可形成新的基因C.誘變獲得的突變體多數(shù)表現(xiàn)出優(yōu)良性狀D.和誘變育種相比，雜交育種可以大幅度地改良某些性狀解析

答案A5.如圖為某野生植物種群(雌雄同花)中甲植株的A基因(扁莖)和乙植株的B基因(缺刻葉)發(fā)生突變的過程。已知A基因和B基因是獨立遺傳的，請分析該過程，回答下列問題：(1)簡述上述兩個基因發(fā)生突變的過程：_____________。(2)突變產(chǎn)生的a基因與A基因的關系是________，a基因與B基因的關系是___________________________________。(3)若a基因和b基因分別控制圓莖和圓葉，則突變后的甲、乙兩植株的基因型分別為________、________，表現(xiàn)型分別為________________、________________。(4)請你利用突變后的甲、乙兩植株作為實驗材料，設計雜交實驗程序，培育出具有圓莖圓葉的觀賞植物品種。_______________________________________________________________________________________。解析由圖可知，這種基因突變是由DNA分子一條鏈上的一個堿基被取代而引起的基因堿基序列的改變，因此只有以突變鏈為模板復制產(chǎn)生的DNA分子異常。突變產(chǎn)生的a基因與A基因的關系是等位基因，a基因與B基因的關系是非等位基因。突變后的甲、乙植株基因型分別為AaBB、AABb，要培育出同時具有兩種優(yōu)良性狀的植株的基因型為aabb，一種思路是兩植株先自交，分別得到aaBB、AAbb的植株，再將其進行雜交然后再自交才能達到目的。另一種是先將甲、乙雜交，種植雜交后代，并分別讓其自交，從自交后代中選擇即可。答案

(1)DNA復制的過程中一個堿基被另一個堿基取代，導致基因的堿基序列發(fā)生了改變(2)等位基因非等位基因(3)AaBB

AABb扁莖缺刻葉扁莖缺刻葉(4)方法一：①將這兩株植株分別自交；②選取甲子代中表現(xiàn)型為圓莖缺刻葉(aaBB)植株與乙子代中表現(xiàn)型為扁莖圓葉(AAbb)植株進行雜交，獲得扁莖缺刻葉(AaBb)植株；③再讓扁莖缺刻葉植株自交，從子代中選擇圓莖圓葉植株即可(也可用遺傳圖解表示)方法二：①將甲、乙兩植株雜交；②種植雜交后代，并分別讓其自交；③分別種植自交后代，從中選擇同時具有兩種優(yōu)良性狀的植株(1)簡述上述兩個基因發(fā)生突變的過程：_____________。(2)突變產(chǎn)生的a基因與A基因的關系是________，a基因與B基因的關系是___________________________________。(3)若a基因和b基因分別控制圓莖和圓葉，則突變后的甲、乙兩植株的基因型分別為________、________，表現(xiàn)型分別為________________、________________。(4)請你利用突變后的甲、乙兩植株作為實驗材料，設計雜交實驗程序，培育出具有圓莖圓葉的觀賞植物品種。_______________________________________________________________________________________。4.下列關于育種的敘述中，正確的是(

)A.人工誘變處理可提高作物的突變率B.誘變育種和雜交育種均可形成新的基因C.誘變獲得的突變體多數(shù)表現(xiàn)出優(yōu)良性狀D.和誘變育種相比，雜交育種可以大幅度地改良某些性狀解析

答案A★太空誘變育種：在太空高輻射、微重力等綜合因素下，被載植物種子的基因易發(fā)生突變。|圖解圖說|★雜種優(yōu)勢是指基因型不同的親本間雜交產(chǎn)生的雜種子一代，在長勢、生活力、繁殖力、抗逆性、產(chǎn)量和品質(zhì)等一種或多種性狀上優(yōu)于兩個親本的現(xiàn)象。|基礎知識|一、雜交育種1.概念將兩個或多個品種的優(yōu)良性狀通過

集中在一起，再經(jīng)