高一生物教案6 .1 《雜交育種與誘變育種》教學案(人教版)

最新整理高一生物教案6.1《雜交育種與誘變育種》

教學案(人教版)

一、雜交育種；閱讀教材P98?99；

1.概念：將兩個或多個品種的優(yōu)良性狀通過交配集中在一起，再經過選擇

和培育，獲得新品種的方法。

2.育種原理：基因重組。

3.過程：(以高產抗病小麥品種的選育為例)

4.應用

(1)農產品：改良作物品質，提高農作物單位面積產量。

(2)家畜、家禽：培育出適應性強的乳用、肉用或乳肉兼用型優(yōu)良品種。

二、誘變育種；閱讀教材P100；

1.原理：基因突變。

2.處理方法

(1)物理因素：X射線、紫外線等。

(2)化學因素：亞硝酸、硫酸二乙酯等。

3.優(yōu)點：可以提高突變率，在較短時間內獲得更多的優(yōu)良變異類型。

4.應用

(1)在農作物誘變育種方面取得了可喜的成果。

(2)在微生物育種方面也發(fā)揮了重要作用。

重點聚焦

1.雜交育種的原理是什么？2.什么是誘變育種？3.雜交育種和誘變育種各

有哪些優(yōu)點和不足？

［共研探究］

材料一已知小麥的高稈(D)對矮稈(d)為顯性，抗銹病(T)對易染銹病(t)為顯

性，兩對性狀獨立遺傳?，F(xiàn)有高稈抗銹病、矮稈易染銹病兩個純系品種，欲培育

能穩(wěn)定遺傳的矮稈抗銹病的小麥。

材料二

AAbbXaaBB一—AaBb-----?減數(shù)分裂ABAbaBab----->I------II

AABBAAbbaaBBaabb

1.根據材料一，回答下列問題：

(1)雜交育種的過程

①將兩種優(yōu)良性狀集中在同一種植株上，需選用分別具有一種優(yōu)良性狀的純

合親本雜交，實質是將控制兩種優(yōu)良性狀的基因集中在同一個體上。

②雜交育種的選擇從F2開始，因為此時開始出現(xiàn)性狀分離。

③出現(xiàn)矮稈抗銹病的個體后不能立即推廣種植，因為矮稈抗銹病個體的基因

型有ddTT和ddTt兩種，其中ddTt的個體自交會發(fā)生性狀分離，不能穩(wěn)定遺傳。

④獲得能穩(wěn)定遺傳的矮稈抗銹病個體的步驟：從F2中選出矮稈抗銹病的個

體，讓其不斷自交，在自交后代中逐步淘汰矮稈易染銹病的個體，直到不再發(fā)生

性狀分離，即得到了要選育的矮稈抗銹病的穩(wěn)定遺傳的純合子品種一一ddTTo

⑤若選育的兩種優(yōu)良性狀都是由隱性基因控制的，不需要連續(xù)自交。因為隱

性個體都是純合子。

(2)雜交育種的優(yōu)缺點

①優(yōu)點：操作簡單，能將多個優(yōu)良性狀集中到同一個體上。

②缺點：

a.選育工作量大：雜交育種從子二代開始出現(xiàn)多種性狀類型，需要及時發(fā)

現(xiàn)符合要求的優(yōu)良性狀個體。

b.培育周期長：雜交后代會出現(xiàn)性狀分離現(xiàn)象，一般需要的時間較長。

(3)雜交育種適用于進行有性生殖的生物，細菌是原核生物，不能進行有性

生殖，所以不能用雜交育種的方法培育細菌新品種。

2.根據材料二，回答下列問題：

(1)材料二表示單倍體育種。

(2)I表示花藥離體培養(yǎng)，n表示秋水仙素處理。

［總結升華］

i.動、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交，只能通過逐代自交

的方法獲得；而動物雜交育種中純合子的獲得一般不通過逐代自交，而通過測交

的方法進行確認后而獲得。

(2)實例：現(xiàn)有基因型為BBEE和bbee的兩種植物或動物，欲培育基因型為

BBee的植物或動物品種，育種過程的遺傳圖解如下：

2.單倍體育種和雜交育種的比較

類型

項目單倍體育種雜交育種

區(qū)別育種原理染色體變異基因重組

育種周期較短較長

操作技術技術復雜操作簡單

聯(lián)系單倍體育種與雜交育種相結合，單倍體要利用雜交后代的花藥進行離體

培養(yǎng)

［對點演練］

1.判斷正誤

(1)雜交育種第一步雜交的目的是將兩個親本的優(yōu)良性狀集中到一個個體上。

0

(2)動物雜交育種的過程中常通過連續(xù)自交的方式來獲得穩(wěn)定遺傳的個體。

0

(3)雜交育種的后代都表現(xiàn)為雜種優(yōu)勢。()

解析：(2)動物不能自交。(3)雜交育種的個別后代表現(xiàn)為雜種優(yōu)勢。

答案：(1)-2)X⑶X

2.雜交育種中，雜交后代的性狀一旦出現(xiàn)就能穩(wěn)定遺傳的是()

A.優(yōu)良性狀B.隱性性狀

C.顯性性狀D.相對性狀

解析：選B純合子的性狀是穩(wěn)定遺傳的，具有顯性性狀的個體不一定是純合

子，具有隱性性狀的個體一定是純合子。

［共研探究］

材料我國航天事業(yè)發(fā)展迅猛，隨之開展的航天育種取得了可喜成果，到目前

為止，通過航天工程育種技術培育出了70多個具有穩(wěn)產、高產性能的新品種、

新品系。

根據材料，分析下列問題：

1.航天種子產生的變異屬于基因突變(填變異類型)，這種變異能(填“能”

或“不能”)產生新的基因。

2.誘變育種材料的選擇及處理

(1)搭載航天器的植物種子需要浸泡使其萌發(fā)，因為萌發(fā)的種子細胞分裂旺

盛，易受到太空中誘變因素的影響而發(fā)生基因突變。

(2)種子遨游太空回到地面，種植后發(fā)現(xiàn)沒有所需要的性狀出現(xiàn)，此時不可

以(填“可以”或“不可以”)隨意丟棄，因為種子可能發(fā)生隱性突變。

3.誘變育種適用于各種生物。

4.誘變育種不一定得到理想品種，因為突變具有不定向性。

5.判斷正誤

(1)誘變育種可提高突變率，在較短時間內獲得更多的優(yōu)良變異類型。()

(2)誘變育種在農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，不適用于細菌等原核生物。()

答案：(1)V(2)V(3)V(4)X

［總結升華］

1.顯性突變和隱性突變在育種中的應用

(1)顯性突變

(2)隱性突變

AA---->突變Aa(不表現(xiàn)新性狀)----->⊗；aa(表現(xiàn)出新性狀，且穩(wěn)定

遺傳)

2.雜交育種與誘變育種的比較

項目雜交育種誘變育種

原理基因重組基因突變

方法雜交一自交一篩選一自交輻射誘變、激光誘變、化學藥劑誘變

優(yōu)點使不同個體的優(yōu)良性狀集中于同一個個體上可以提高變異的頻率，大幅

度改良某些性狀，加速育種進程

局限

性育種年限較長發(fā)生有利變異的個體不多，需處理大量實驗材料

3.育種方法的選擇

育種目標育種方式

集中雙親的

優(yōu)良性狀快速育種單倍體育種

操作簡單雜交育種

讓原品系產生“新”性狀誘變育種

對原品種營養(yǎng)器官進行“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)

易錯易混

誘變育種不僅能應用于進行有性生殖的生物，也能應用于進行無性生殖的生

物，主要應用于植物和微生物。

［對點演練］

1.判斷正誤

（1）太空育種能按照人們的意愿定向產生所需的優(yōu)良性狀。（）

（2）誘變育種和雜交育種均可形成新基因。（）

解析：（1）太空育種的原理是基因突變，具有不定向性。（2）雜交育種的原理

是基因重組，不形成新基因。

答案：（1）X（2）X

2.誘變育種可以改良某種性狀，這是因為（）

①后代性狀較穩(wěn)定②提高突變率，增加變異類型

③控制某些性狀的基因突變成其等位基因④有利突變體數(shù)目多

A.①②B.②③

C.①③D.②④

解析：選B誘變育種的原理是基因突變，經人工誘變后會提高突變率，增加

變異類型；基因突變后會產生原基因的等位基因。

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：選B使位于不同親本的優(yōu)良性狀通過交配集中到同一個體上的方法為

雜交，其原理是基因重組。

2.下列有關航天育種的說法，不正確的是()

A.航天育種可縮短育種周期

B.種子在宇宙輻射、微重力及弱地磁場等因素的誘導下發(fā)生基因突變

C.航天育種技術作為航天技術與農業(yè)育種技術相結合的一項創(chuàng)新性研究成

果，是快速培育農作物優(yōu)良新品種的重要途徑之一

D.航天育種培育出的都是高產、優(yōu)質、高效的新品種

解析：選D航天育種的原理是基因突變，可縮短育種周期；基因突變具有多

方向性，多害少利性。

3.下列關于育種的敘述，不正確的是()

A.迄今為止，雜交育種仍然是培育新品種的有效手段，其遺傳學原理是基

因重組

B.誘變育種具有大幅度改變某些性狀，快速、定向等優(yōu)點

C.單倍體育種和多倍體育種的遺傳學原理都是染色體數(shù)目變異

D.與二倍體植株相比，多倍體植株通常莖稈粗壯，器官較大，有機物含量

增加

解析：選B誘變育種的原理是基因突變，具有不定向性。

4.有關作物育種的敘述，錯誤的是()

A.在雜交育種中，F(xiàn)1自交后代可篩選符合人類需要的優(yōu)良品種

B.單倍體育種可以明顯縮短育種的年限

C.人工誘導多倍體常用的方法是用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗

D.誘變育種可以定向地把多個品種的優(yōu)良性狀集中在一起，獲得新的品種

解析：選D在雜交育種中，F(xiàn)1自交后代(即F2)可篩選出符合人類需要的優(yōu)

良品種。單倍體育種可明顯縮短育種年限。人工誘導多倍體常用的方法是用秋水

仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗。雜交育種可以將多個品種的優(yōu)良性狀集中在一起,

獲得新品種。

5.下面①?④列舉了四種育種方法，請據此回答相關問題：

①甲品種義乙品種＞F1＞F2----＞人工選擇性狀穩(wěn)定遺傳的新品種

②甲品種義乙品種*F1-----＞花藥離體培養(yǎng)幼苗----＞秋水仙素若干植

株----＞人工選擇新品種

③正常幼苗——＞秋水仙素若干植株——＞人工選擇新品種

④種子----＞衛(wèi)星搭載太空旅行返地種植-多種變異植株-----＞人工選

擇新品種

(1)第①種方法屬于雜交育種，其依據的原理是

(2)第②種育種方法稱為,其優(yōu)點是o

F1經花藥離體培養(yǎng)得到的幼苗是倍體。

(3)第③種育種方法中使用了秋水仙素，它的作用機理是抑制的形

成，導致細胞內的不能移向細胞兩極而加倍。

（4）第④種育種方法中發(fā)生的變異一般屬于可遺傳變異中的,此處

誘發(fā)該變異的因素屬于因素，除此之外導致該變異的因素還有

因素、因素。

解析：（1）方法①為雜交育種，其依據的原理是基因重組。（2）方法②為單倍

體育種，其優(yōu)點是明顯縮短育種年限，且后代肯定是純種。F1經花藥離體培養(yǎng)

得到的幼苗是單倍體。（3）秋水仙素的作用是抑制紡錘體的形成，導致細胞內的

染色體復制后不能移向細胞兩極而加倍。（4）方法④是誘變育種，原理是可遺傳

變異中的基因突變，誘變因素有物理因素、化學因素和生物因素。

答案：（1）基因重組⑵單倍體育種明顯縮短育種年限單⑶紡錘體染色體（4）

基因突變物理化學生物

基礎題組

1.育種科學家將一些作物種子搭載神舟六號飛船進入太空，經過宇宙射線、

微重力等綜合因素的作用，使作物種子內的DNA發(fā)生變化，進而培育出優(yōu)質高產

的新品種。這種方法屬于（）

A.雜交育種B.單倍體育種

C.誘變育種D.多倍體育種

解析：選C根據題干可知，經過宇宙射線、微重力等綜合因素的作用，使作

物種子內的DNA發(fā)生變化，因此利用這些因素培育出新品種的方法屬于誘變育種。

2.下列不屬于誘變育種的是（）

A.用一定劑量的Y射線處理，引起變異而獲得新性狀

B.用X射線照射處理，得到青霉素高產菌株

C.用亞硝酸處理，得到植物新類型

D.人工種植的馬鈴薯塊莖逐年變小

解析：選D誘變育種是利用物理因素(如X射線、Y射線等)或化學因素(如

亞硝酸等)處理生物，引發(fā)基因突變。人工種植的馬鈴薯塊莖逐年變小的直接原

因是高溫、干旱、病毒感染等，不屬于誘變育種。

3.下列有關作物育種的敘述，錯誤的是()

A.在雜交育種中，F(xiàn)1自交后代可篩選出符合人類需要的優(yōu)良品種

B.單倍體育種可以明顯縮短育種年限

C.人工誘導多倍體常用的方法是用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗

D.誘變育種可以定向的把多個品種的優(yōu)良性狀集中在一起，獲得新的品種

解析：選D誘變育種的原理是基因突變，而基因突變是不定向的。

4.基因型為AaBb的某植物個體，利用單倍體育種方法得到一個基因型為

AABB的個體，同時不能得到的個體基因型是()

A.ABB.AAbb

C.aaBBD.aabb

解析：選A基因型為AaBb的植物個體產生的花粉的基因型是AB、Ab、aB、

ab,培育的單倍體經過秋水仙素處理后染色體加倍，獲得的個體都是純合子。

5.下列有關育種方法原理的解釋，正確的是()

A.培育無子西瓜利用了單倍體育種的原理

B.雜交育種利用了染色體數(shù)目變異的原理

C.培育青霉素高產菌株過程中利用了基因突變的原理

D.四倍體番茄的培育利用了基因重組的原理

解析：選C三倍體無子西瓜的育種原理為染色體數(shù)目變異；雜交育種的原理

為基因重組；青霉素高產菌株的培育利用了基因突變的原理；四倍體番茄的培育

利用了染色體變異的原理。

6.下列各項措施中，能夠產生新基因的是()

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.對小麥的花藥進行離體培養(yǎng)

D.用X射線處理后獲得青霉素高產菌株

解析：選D基因突變能產生新的基因，用X射線處理后獲得青霉素高產菌株

的原理是基因突變。選項A的原理為基因重組，選項B、C的原理為染色體數(shù)目

變異。

7.雜交育種和誘變育種的原理分別是()

A.基因突變

B.基因重組和基因突變

C.染色體變異

D.基因突變和染色體變異

解析：選B雜交育種的原理是基因重組，誘變育種的原理是基因突變。

8.下列關于育種的敘述，正確的是()

A.用物理因素誘變處理可提高突變率

B.誘變育種和雜交育種均可形成新的基因

C.自然條件下，三倍體與二倍體能進行雜交

D.誘變獲得的突變體多數(shù)表現(xiàn)出優(yōu)良性狀

解析：選A雜交育種的原理是基因重組，不能形成新的基因；三倍體在減數(shù)

分裂時因染色體聯(lián)會紊亂，不能形成正常的可育配子，因此不能與二倍體進行雜

交；基因突變的一個特點為多害少利，因此突變體多數(shù)表現(xiàn)出不利性狀。

能力題組

9.現(xiàn)有基因型為aabb與AABB的水稻品種，通過不同的育種方法可以培育

出不同類型的水稻。下列有關敘述不正確的是()

A.雜交育種可獲得基因型為AAbb的水稻，其變異發(fā)生在減數(shù)第二次分裂后

期

B.單倍體育種可獲得基因型為AAbb的水稻，利用的原理有基因重組和染色

體變異

C.將基因型為aabb的水稻人工誘變可獲得基因型為aaBb的水稻，其等位

基因的產生來源于基因突變

D.多倍體育種獲得的基因型為AAaaBBbb的水稻，其染色體數(shù)目加倍發(fā)生在

有絲分裂后期

解析：選A雜交育種的原理是基因重組，故如果雜交育種可獲得基因型為

AAbb的水稻，其變異發(fā)生在減數(shù)第一次分裂后期，A錯誤；若利用單倍體育種方

法獲得基因型為AAbb的水稻，首先讓基因型為aabb的水稻與基因型為AABB的

水稻雜交得到基因型為AaBb的水稻，然后取基因型為AaBb的水稻減數(shù)分裂產生

的配子Ab進行花藥離體培養(yǎng)得到單倍體Ab,由于單倍體高度不育，所以要用秋

水仙素處理其幼苗使其染色體加倍變成可育的二倍體，在此過程中變異的原理有

基因重組和染色體變異，B正確；人工誘變的原理是基因突變，C正確；有絲分

裂后期，著絲點分裂，染色體數(shù)目加倍，D正確。

10.雜交玉米的種植面積越來越廣，農民需要每年購買玉米雜交種。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：選D玉米雜交種為雜合子，雜合子自交后代會發(fā)生性狀分離，如果留

種會造成減產。

11.某農科所通過如圖所示的兩種育種方法培育出了高品質的糯小麥，下列

有關敘述正確的是()

A.a、b兩過程分別代表單倍體育種和雜交育種

B.b過程需要通過雜交來提高純合率

C.a過程需要用秋水仙素，其只能作用于萌發(fā)的種子

D.a過程提高了突變率，從而明顯縮短了育種年限

解析：選A圖中a過程屬于單倍體育種，原理為染色體數(shù)目變異；b過程屬

于雜交育種，原理為基因重組，由YyRr獲得yyRR需要通過連續(xù)自交來提高純合

率。由于通過花藥離體培養(yǎng)只能獲得幼苗，故秋水仙素只能作用于幼苗。單倍體

幼苗經秋水仙素處理后均為純合子，因而可明顯縮短育種年限。

12.為獲得純合高蔓抗病番茄植株(二倍體)，采用了如圖所示的方法，圖中

兩對相對性狀獨立遺傳。據圖分析錯誤的是()

A.過程①的自交代數(shù)越多，純合高蔓抗病植株的比例越高

B.過程②可以取F1中任一植株的適宜花藥作培養(yǎng)材料

C.經③處理獲得的是由染色體加倍而成的多倍體植株

D.經③處理后獲得的植株中符合生產要求的約占1/4

解析：選C在雜交育種中，通過反復自交可提高純合子的比例；由于F1中

植株的基因型是相同的，故過程②可以取F1中任一植株的適宜花藥作培養(yǎng)材料;

由于該番茄植株是二倍體，故其單倍體經秋水仙素處理后染色體加倍而成的是純

合的二倍體植株；育種要求是獲得高蔓抗病番茄植株，F(xiàn)1產生4種類型的花藥，

故經③處理后獲得的植株中符合生產要求的約占1/4。

13.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：

⑴簡述上述兩個基因發(fā)生突變的過程：

（2）突變產生的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、o

（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：（1）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生的DNA分子異

常。（2）突變產生的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。（3）突變后的甲、乙植株基因型分別為AaBB、AABb,表現(xiàn)型均為

扁莖缺刻葉。（4）要培育基因型為aabb的圓莖圓葉植株，有兩種方法：一種是兩

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達到目

的；另一種是先將甲、乙兩植株雜交，種植雜交后代，并分別讓其自交，分別種

植自交后代，從中選擇即可。

答案：(l)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)AaBBAABb扁莖缺刻葉扁莖缺刻葉⑷

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，從中選擇圓莖圓葉植株。

14.普通小麥中有高稈抗病(TTRR)和矮稈易感病(ttrr)兩個品種，控制兩對

性狀的基因分別位于兩對同源染色體上。實驗小組利用不同的方法進行了如下三

組實驗：

請分析回答：

(1)A組由F1獲得F2的方法是,F2矮稈抗病植株中不能穩(wěn)定遺傳

的占________________0

(2)I、n、in三類矮稈抗病植株中，最可能產生不育配子的是類。

(3)A、B、C三組方法中，最不容易獲得矮稈抗病小麥品種的是組，

原因是

(4)通過矮稈抗病n獲得矮稈抗病小麥新品種的方法是

獲得的矮稈抗病植株中能穩(wěn)定遺傳的占0

(5)在一塊高稈(純合子)小麥田中，發(fā)現(xiàn)了一株矮稈小麥。請設計實驗方案

探究該矮稈性狀的出現(xiàn)是基因突變還是環(huán)境因素造成的(簡要寫出所用方法、結

果和結論)。

解析：(1)A組是雜交育種,F1高稈抗病(TtRr)自交得F2,F2中矮稈抗病(ttR_)

比例為3/16,其中不能穩(wěn)定遺傳的基因型(ttRr)為1/8,即占2/3。(2)B組中采

用F1的花藥進行離體培養(yǎng)得到的矮稈抗病植株屬于單倍體，單倍體一般高度不

育。(3)C組屬于誘變育種，其原理是基因突變，基因突變具有低頻性和不定向

性，因此不容易獲得矮稈抗病植株。(4)若對單倍體矮稈抗病小麥n(tR)進行秋

水仙素或低溫處理，誘導其染色體數(shù)目加倍，可得到純合的二倍體(ttRR)。(5)

將矮稈小麥與高稈小麥雜交，若子一代全為高稈，并且子一代高稈小麥自交后，

在子二代中出現(xiàn)矮稈小麥，說明矮稈性狀是可遺傳的變異，即基因突變的結果；

否則，說明是環(huán)境因素引起的不可遺傳的變異。

答案：(1)自交2/3(2)II(3)C基因突變頻率低且不定向(4)秋水仙素(或低溫)

誘導染色體數(shù)目加倍100%(5)將矮稈小麥與高稈小麥雜交，如果子一代為高稈，

子二代高稈：矮稈=3：1(或出現(xiàn)性狀分離)，則矮稈性狀是基因突變造成的；否