《2017-2018学年高中生物 第6章 从杂交育种到基因工程 第1节 杂交育种与诱变育种 新人教版必修2(1)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017-2018学年高中生物 第6章 从杂交育种到基因工程 第1节 杂交育种与诱变育种 新人教版必修2(1)（34页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第6章从杂交育种到基因工程 第1节杂交育种与诱变育种,教师参考,新课导入一:课件展示感动中国人物袁隆平及颁奖词:“他是一位真正的耕耘者。当他还是一个 乡村教师的时候,已经具有颠覆世界权威的胆识;当他名满 天下的时候,却仍然只是专注于田畴;淡泊名利,一介农夫, 播撒智慧,收获富足。他毕生的梦想,就是让所有的人远离饥饿。喜看稻菽千重浪,最是风流袁隆平”。由他培育的杂交水稻及产量引出本课课题。 新课导入二:某农科所通过如图所示的育种过程培育出了高品质的yyRR小麦。a过程属于哪种育种方法?其原理是什么? 提示:单倍体育种原理是染色体变异。 若通过b过程连续自交能否获得yyRR个体?此育种方法是什么?
2、引出杂交育种课题。,【学习目标】 1.简述杂交育种的概念,举例说明杂交育种方法的优点和不足。2.举例说出诱变育种在生产中的应用。3.讨论遗传和变异规律在生产实践中的应用。,自主学习,课堂探究,自主学习 读教材学基础,一、从选择育种到杂交育种 阅读教材P98P99,完成以下问题。 1.选择育种 (1)概念:利用生物的 ,通过长期选择, ,从而培育出许多优良品种的方法。 (2)不足: ,且可选择的范围有限。 2.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 ,获得新品种的方法。 (2)原理: 。,变异,汰劣留良,周期长,优良性状,选择和培育,基因重组,(3)过程(以高产抗病
3、小麦品种的选育为例),多种优良性状,(4)优点:操作简便。将 集于一体。,(5)应用 判断 (1)杂交育种依据的原理是基因重组。( ) (2)杂交育种能产生新基因新性状。( ) (3)杂交育种一定要连续自交。( ) (4)杂交育种得到的后代一定都是纯合子。( ) (5)杂交育种既适用植物,又适用于动物,操作步骤完全相同。( ),二、诱变育种 阅读教材P100,完成以下问题。,物理,思考 诱变育种有哪些不足? 提示:由于基因突变具有不定向性,且有利变异往往不多,所以诱变育种具有一定的盲目性,而且突变个体难以集中多个优良性状,所以需要处理大量的实验材料,工作量大。,紫外线,化学,基因突变,突变率,
4、激光,探究一,课堂探究 解疑难提能力,杂交育种与单倍体育种的区别及应用,教师参考,问题引领: 1.杂交育种有哪些应用?具体过程是什么?,2.杂交育种与单倍体育种两者有哪些区别和联系?,1.杂交育种的应用 (1)培养双杂合子:利用子一代的杂种优势(如玉米等),但种子只能种一年。 (2)培养隐性纯合子:子二代性状符合要求的个体即可推广。 (3)培养具有显性性状的纯合子:要多次自交选出稳定遗传的个体。 2.单倍体育种和杂交育种的过程 获得甲,属于杂交育种,而 获得乙,属于单倍体育种。,3.单倍体育种和杂交育种的区别,【典例1】 (2017河南林州月考)现有两个小麦品种,一个纯种小麦的性状是高秆(D)
5、抗锈病(T);另一个纯种小麦的性状是矮秆(d)易染锈病(t)。两对基因独立遗传。育种专家提出了如图所示的、两种育种方法以获得小麦新品种。请完成以下问题:,(1)方法依据的原理是;方法依据的原理是;要缩短育种年限,应选择的是方法 。 (2)图中的基因型为 。,解析:据图分析,图中方法是单倍体育种,方法是杂交育种;(一)表示杂交,(二)表示减数分裂,(三)表示花药离体培养,(四)表示秋水仙素处理单倍体幼苗,(五)表示自交,(六)表示选择淘汰;的基因型为DT,为dT,为DDtt,为ddTT,为ddtt,为ddT 。 (1)方法单倍体育种的原理是染色体变异;方法杂交育种的原理是基因重组;其中单倍体育种
6、可以明显缩短育种年限。 (2)根据以上分析可知,图中的基因型为ddTT。,答案:(1)染色体变异基因重组 (2)ddTT,(3)(二)过程中,D和d的分离发生在;(三)过程采用的方法称为 ;(四)过程最常用的化学药剂是 。 (4)(五)过程产生的抗倒伏抗锈病植株中的纯合子占。,解析: (3)(二)过程为减数分裂产生配子的过程,等位基因D和d的分离发生在减数第一次分裂后期;(三)过程采用的方法为花药离体培养,获得的是单倍体植株;(四)过程最常用的化学药剂是秋水仙素。 (4)(五)过程产生的抗倒伏抗锈病植株有ddTT和ddTt两种基因型,其中纯合体占1/3。,答案: (3)减数第一次分裂花药离体培
7、养秋水仙素 (4)1/3,方法透析 动、植物杂交育种的不同 植物杂交育种获得纯合子,可通过逐代自交获得,而动物杂交育种获得纯合子不能通过逐代自交,可通过测交的方法进行确认后获得。,备选例题,(2017黑龙江大庆月考)现用高秆抗病(AABB)品系和矮秆不抗病(aabb)品系培育矮秆抗病(aaBB)品系,下列对其过程分析错误的是( ) A.F1中虽未表现出矮秆抗病的性状组合,但已经集中了相关基因 B.F2中出现重组性状的原因是F1产生配子时发生了基因重组 C.选种一般从F2开始,因为F2出现了性状分离 D.通常利用F2的花粉进行单倍体育种,可以明显缩短育种年限,D,解析:高秆抗病(AABB)品系和
8、矮秆不抗病(aabb)品系杂交,F1的基因型为AaBb,表现型为高秆抗病,F1中虽未表现出矮秆抗病的性状组合,但已经集中了相关的a和B基因;F1产生配子时,由于非等位基因随着非同源染色体的自由组合而组合,发生了基因重组,导致F2中出现了高秆不抗病和矮秆抗病的重组性状;由于F2出现了性状分离,因此选种一般从F2开始;通常利用F1的花粉进行单倍体育种,可以明显缩短育种年限。,【题组演练】 1.(2017广东汕头二模)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.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
9、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,解析:植物杂交育种的一般程序是选择具有不同优良性状的纯合亲本杂交,再让F1自交,从F2中选出具有所需优良性状的个体;若优良性状均为隐性性状(一定是纯合子),则所需的隐性品种即可从子二代中选出;若优良性状均为显性性状或优良性状中既含有显性性状又含有隐性性状,则需从F2中选出具有所需优良性状的个体自交,经隔离选育后,可从子三代中选出具有优良显性品种(纯合子)。,C,2.某自花且闭花授粉作物,抗病性与甜度是独立遗传的性状。抗病和感病由基因A和a控制,抗病为显性。其甜度由两对独立遗传的基因(R、r,T、t)控制,其决定关系如下图,现有感病高甜
10、度和抗病低甜度两个品种的纯合种子,欲培育纯合的抗病高甜度品种。请回答:,(1)该图遗传机理可以说明基因通过 控制生物体的性状。,解析:由图可知,RT为高甜度,Rtt为中甜度,rrT为中甜度,rrtt为低甜度。现有感病高甜度aaRRTT和抗病低甜度AArrtt两个品种的纯合种子,欲培育纯合的抗病高甜度品种AARRTT,可用杂交育种和单倍体育种等方式,杂交育种利用的原理是基因重组,单倍体育种利用的原理是染色体变异。 (1)图示基因通过控制酶的合成控制代谢过程进而控制生物体的性状。,答案:(1)控制酶的合成控制代谢过程进而,(2)通过上述两亲本杂交所得到的F1在自然状态下繁殖,则理论上F2中抗病高甜
11、度的比例为 。 (3)若想采用单倍体育种,此过程涉及的原理有、,请用遗传图解表示该过程(注意:选育结果只需写出所选育品种的基因型、表现型及其比例)。,解析: (2)aaRRTTAArrttF1:AaRrTt;F1自交得到抗病高甜度ART的比例为3/43/43/4=27/64。 (3)上述过程涉及了杂交育种和单倍体育种,原理分别为基因重组和染色体变异。,答案: (2)27/64 (3)基因重组染色体变异,探究二,教师参考,问题引领: 1.显隐性突变在育种中有怎样的应用?,诱变育种与杂交育种,2.诱变育种与杂交育种有何不同?,1.显性突变和隐性突变在育种中的应用 (1)显性突变,如果发生显性突变,
12、在二倍体生物中通常第一代就表现出来,但并不都是纯合子。特别是在异花受粉的植物中,还必须经过自交才能得到稳定遗传的纯合突变类型。,(2)隐性突变 AA Aa(不表现新性状) aa(表现出性状,且稳定遗传) 如果发生的是隐性突变,在自花受粉植物中只需要通过自交繁殖,到第二代便会有纯合的隐性突变体分离出来,虽然数目较少,但是一旦出现便可选择应用。,2.诱变育种与杂交育种的比较,【典例2】 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,解析:诱变育种是利用了基因突变
13、的原理,由于基因突变多是有害的,而且是不定向的,使用物理或化学方法诱发基因突变增加了突变的频率以供育种选择。 答案:D,方法透析 育种方法的选择,备选例题,(2017吉林东北师范大学附中月考)科研人员发现某水稻品种发生突变,产生了新基因SW1,其表达产物能使植株内赤霉素含量下降,从而降低植株高度。将该品种作为亲本进行杂交,获得了后代“IR8水稻”,既高产又抗倒伏。下列选项正确的是( ) A.在育种时,科研人员无法让水稻产生定向突变,这体现了基因突变的低频性 B.进行“IR8水稻”的育种时,应用的原理是基因突变 C.“IR8水稻”拥有抗倒伏的性状,根本原因是体内赤霉素含量较低,影响植株的生长 D
14、.SW1基因通过控制酶的合成,间接控制了生物的性状,D,解析:在育种时,科研人员无法让水稻产生定向突变,这体现了基因突变的不定向性;进行“IR8水稻”的育种过程是选取新发现的某水稻突变品种作为亲本进行杂交,获得了既高产又抗倒伏的后代“IR8水稻”,属于杂交育种,其原理是基因重组;“IR8水稻”拥有抗倒伏的性状,直接原因是体内赤霉素含量较低影响植株的生长,而根本原因是细胞内的SW1基因的存在,其表达产物能使植株内赤霉素含量下降,从而降低植株高度;SW1基因的表达产物能使植株内赤霉素含量下降,可推测该表达产物可能是一种酶,由此说明SW1基因通过控制酶的合成,间接控制了生物的性状。,【题组演练】 1
15、.下列关于育种的叙述中,正确的是( ) 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,解析:诱变育种的原理是基因突变,可形成新的基因,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。,A,2.(2017河南郑州月考)某自花且闭花受粉植物,抗病性和茎的高度是独立遗传的性状。抗病和感病由基因R和r控制,抗病为显性;茎的高度由两对独立遗传的基因(D、d,E、e)控制,同时含有D和E表现为矮茎,只含有D或E表现为中茎,其他
16、表现为高茎。现有感病矮茎和抗病高茎两品种的纯合种子,欲培育纯合的抗病矮茎品种。请回答: (1)自然状态下该植物一般都是合子。 (2)若采用诱变育种,用射线处理时,需要处理大量种子,其原因主要是基因突变具有、和少利多害性等特点。,解析:(1)由于该植物是自花且闭花授粉植物,所以在自然状态下一般都是纯合子。 (2)诱变育种的原理是基因突变,由于基因突变具有不定向性、低频性和少利多害性等特点,所以需要处理大量种子。 答案:(1)纯 (2)不定向性低频性,(3)若采用杂交育种,可通过将上述两个亲本杂交,在F2中选择 个体,再通过 等纯合化手段,最后得到稳定遗传的抗病矮茎品种。据此推测,一般情况下,控制性状的基因数越多,其育种过程所需的年限 。若只考虑茎的高度,亲本杂交所得的F1在自然状态下繁殖,则理论上F2的表现型及其比例为。,解析: (3)如果采用杂交育种的方式,将上述两个亲本杂交,得F1,F1自交所得F2中选出抗病矮茎个体(
