第6章 第1節(jié)

1、第1節(jié)雜交育種與誘變育種目標(biāo)導(dǎo)航1.結(jié)合具體實(shí)例，簡(jiǎn)述雜交育種的概念和基本原理，舉例說明雜交育種方法的優(yōu)點(diǎn)和不足。2.舉例說出誘變育種在生產(chǎn)中的應(yīng)用。3.討論遺傳和變異規(guī)律在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用。一、雜交育種(閱讀P9899)1選擇育種(1)方法：馴化野生動(dòng)物、栽培植物時(shí)，挑品質(zhì)好的個(gè)體來傳種，經(jīng)過長(zhǎng)期選擇，汰劣留良，培育出許多優(yōu)良品種。(2)原理：利用生物的變異。(3)缺點(diǎn)：育種周期長(zhǎng)，可選擇范圍有限。(4)實(shí)例：古代美洲印第安人對(duì)優(yōu)良性狀的玉米的選育。2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)過程：(以高產(chǎn)抗病小麥的選育為例)

2、P 高產(chǎn)、不抗病×低產(chǎn)、抗病F1高產(chǎn)、抗病(均為顯性性狀) F2出高產(chǎn)、抗病個(gè)體連續(xù)選出不發(fā)生性狀分離的所有高產(chǎn)、抗病個(gè)體 新的優(yōu)良品種(3)原理：基因重組。(4)優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)便。(5)應(yīng)用二、誘變育種(閱讀P100)1概念2優(yōu)點(diǎn)：可提高突變率，在較短時(shí)間內(nèi)獲得更多優(yōu)良變異類型。3缺點(diǎn)：誘發(fā)產(chǎn)生的突變，有利的個(gè)體往往不多，需處理大量材料，使選育工作量大，具有盲目性。4應(yīng)用1連線2判斷正誤(1)雜交育種過程中，從F2中選出符合人們要求性狀的個(gè)體就可以大田推廣種植。()(2)誘變育種可提高變異頻率，能夠產(chǎn)生多種多樣的新類型，為育種創(chuàng)造豐富的原材料。()(3)由于基因突變的不定向性和低頻性

3、，基因突變產(chǎn)生的有利個(gè)體往往不多。()(4)誘變育種可產(chǎn)生新基因從而定向改造生物性狀。()答案(1)×(2)(3)(4)×一、雜交育種的過程及應(yīng)用1設(shè)雜交育種的過程圖解已知AAbb與aaBB為親本：PAAbb×aaBB F1 AaBb F2A_B_A_bbaaB_aabb 多次自交直到后代不發(fā)生性狀分離AABB AAbbaaBB 2分析(1)材料的選擇：要求所選育種材料分別具有我們所期望的個(gè)別性狀，所選的原始材料，是人們?cè)谏a(chǎn)中多年栽培過的能穩(wěn)定遺傳的品種，一般是純合子。(2)雜交一次，得子代F1是雜合子，不管在性狀上是否符合要求，一般都不能直接用于擴(kuò)大栽培。(3

4、)讓F1自交，得子代F2。性狀的重新組合一般是在F2中出現(xiàn)，選出在性狀上符合要求的品種，這些品種的基因型有純合子，也有雜合子。(4)把初步選出的品種進(jìn)行隔離自交，根據(jù)F3是否出現(xiàn)性狀分離，可以確定被隔離的親本是否為純合子。如果是純合子，F(xiàn)3不出現(xiàn)性狀分離，同時(shí)，F(xiàn)3的基因型與親本相同。3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)。(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)。(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)

5、。4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培育細(xì)菌新品種時(shí)，能否用雜交育種的方法？答案雜交育種只適用于進(jìn)行有性生殖的生物，如植物和動(dòng)物。細(xì)菌是原核生物，不能進(jìn)行有性生殖。2雜交育種是否一定要從F2開始篩選？舉例說明。答案不一定。如培育雜合子品種，選親本雜交得到的F1即可。3在雜交育種過程中，如果新品種是雜合子(如玉米、水稻

6、等)，應(yīng)注意什么？如果新品種是純合子(如小麥)，應(yīng)該注意什么？答案在雜交育種中，如果新品種是雜合子，每年都要育種。如果新品種是純合子，要通過多代自交淘汰雜合子。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(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)這種育種方法叫_育種。過程a叫_，過程b叫_。(2)過程c的處理方法是_。(3)F1的基因型是_，表現(xiàn)型是_，矮稈抗銹病新品種的基因型為_。問題導(dǎo)析(1)矮稈抗銹病新品種是高稈抗銹病小麥和矮稈易感銹病小麥兩個(gè)品種的優(yōu)良性狀結(jié)合，

7、此培育方法叫雜交育種。(2)過程a叫雜交，產(chǎn)生的F1的基因型為DdTt，表現(xiàn)型為高稈抗銹病。過程b是自交，目的是獲得表現(xiàn)型為矮稈抗銹病的小麥品種，其基因型通式為：ddT_，其中只有基因型為ddTT的個(gè)體能夠穩(wěn)定遺傳，若要得到該純系則需經(jīng)過c連續(xù)自交，直到后代無性狀分離為止。答案(1)雜交雜交自交(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)DdTt高稈抗銹病ddTT一題多變(1)選育出的純合子新品種，在F2中的概率是多少？那么它在F2的矮稈抗銹病中的概率又是多少？選種應(yīng)該從哪一代開始？答案；F2。(2)上述雜交育種過程至少需要幾年的時(shí)間(假設(shè)每年只繁殖一代)?答案4年。第一年

8、：種植親代，雜交，收獲F1種子；第二年：種植F1代，自交，收獲F2種子；第三年：種植F2代，獲得表現(xiàn)型符合要求的小麥(矮抗)，同時(shí)矮抗自交，收獲F3種子，分單株保存；第四年：分別種植符合要求的F3代，觀察是否發(fā)生性狀分離，不發(fā)生性狀分離的為合乎要求的新品種。(3)若上述過程改為單倍體育種的過程，則后代中ddTT占所有后代的比例是多少？單倍體育種獲得新品種至少需要幾年(假設(shè)每年只繁殖一代)?答案；2年。第一年：種植親代，雜交，收獲F1種子；第二年：種植雜交種子，長(zhǎng)成植株開花后，取其花粉粒(精子的基因型有四種，為DT、Dt、dT、dt)進(jìn)行植物組織培養(yǎng)，得到單倍體植株(基因型也是四種，為DT、Dt

9、、dT、dt)。在單倍體植株的幼苗期，用秋水仙素進(jìn)行染色體加倍，得到純合的二倍體植株(基因型分別為DDTT、DDtt、ddTT、ddtt)。選取表現(xiàn)型合乎要求的植株所結(jié)種子即可。二、誘變育種1顯性突變和隱性突變?cè)谟N中的應(yīng)用(1)如果發(fā)生顯性突變，在二倍體生物中通常第一代便會(huì)表現(xiàn)出來，但并不都是純合子。特別是在異花受粉的植物中，還必須經(jīng)過兩次自交到第三代才能得到穩(wěn)定遺傳的純合突變類型。如圖所示：(2)如果發(fā)生的是隱性突變，在自花受粉植物中只需要通過自交繁殖，到第二代便會(huì)有純合的隱性突變體分離出來，雖然數(shù)目較少，但是一經(jīng)出現(xiàn)便可選擇應(yīng)用。如圖所示：AAAa(不表現(xiàn)新性狀)aa2雜交育種和誘變育種

10、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，需大量處理實(shí)驗(yàn)材料1選育農(nóng)作物優(yōu)良品種，為什么要處理萌發(fā)的種子或幼苗？答案萌發(fā)的種子或者幼苗有絲分裂旺盛，在DNA復(fù)制時(shí)容易誘發(fā)基因突變。2聯(lián)系基因突變的特點(diǎn)，談?wù)務(wù)T變育種的局限性。要想克服這些局限性，可以采取什么辦法？答案誘變育種的局限性是誘發(fā)突變的方向難以掌握，突變體難以集中多個(gè)理想性狀。要想克服這些局限性，可以擴(kuò)大誘變后代的群體，增加選擇的機(jī)會(huì)。2如下圖所示，科

11、研小組用60Co照射棉花種子，誘變當(dāng)代獲得棕色(纖維顏色)新性狀，誘變1代獲得低酚(棉酚含量)新性狀。已知棉花的纖維顏色由一對(duì)基因(A、a)控制，棉酚含量由另一對(duì)基因(B、b)控制，兩對(duì)基因獨(dú)立遺傳。(1)兩種新性狀中，棕色是_性狀，低酚是_性狀。(2)誘變當(dāng)代中，棕色、高酚的棉花植株的基因型是_，白色、高酚的棉花植株的基因型是_。(3)棕色棉抗蟲能力強(qiáng)，低酚棉產(chǎn)量高。為獲得抗蟲高產(chǎn)棉花新品種，研究人員將誘變1代中棕色、高酚植株自交，每株自交后代種植在一個(gè)單獨(dú)的區(qū)域，從_的區(qū)域中得到純合棕色、高酚植株。請(qǐng)你利用該純合子作為一個(gè)親本，再從誘變1代中選擇另一親本，設(shè)計(jì)一個(gè)方案，盡快選育出抗蟲高產(chǎn)(

12、棕色、低酚)的純合棉花新品種(用遺傳圖解和必要的文字表示)。問題導(dǎo)析(1)基因突變一般只是等位基因的一個(gè)基因發(fā)生突變，分為顯性突變和隱性突變二種情況，即：誘變當(dāng)代獲得棕色新性狀棕色為顯性性狀且誘變當(dāng)代基因型為AaBB。誘變1代獲得低酚新性狀低酚為隱性性狀且誘變當(dāng)代基因型為aaBb。(2)要培育純合棕色低酚植株其基因型為AAbb，需用基因型為AABB的植株與誘變1代的白色低酚aabb植株進(jìn)行雜交，若要盡快選育則用單倍體育種方法，其可明顯縮短育種年限。答案(1)顯性隱性(2)AaBBaaBb(3)不發(fā)生性狀分離(或全為棕色棉，或沒有出現(xiàn)白色棉)遺傳圖解如下：一題多變(1)用60Co的射線輻射植物種

13、子的目的是_。(2)用60Co的射線輻射原本開紅花的植物種子，誘導(dǎo)產(chǎn)生了開白花、藍(lán)花的植株等，說明基因突變具有_性。50株突變植株中，47株逐漸死亡，說明基因突變具有_的特性。(3)育種時(shí)用60Co的射線輻射正在萌發(fā)的種子，而不用60Co的射線輻射休眠的種子的原因是_。萌發(fā)種子的所有突變_(填“能”或“不能”)全部遺傳給子代。(4)假如誘變產(chǎn)生的藍(lán)花植株自交，其后代中又出現(xiàn)了紅花植株，這說明藍(lán)花突變是_突變。答案(1)提高變異頻率(2)不定向一般有害(3)萌發(fā)的種子中細(xì)胞分裂旺盛，DNA復(fù)制旺盛，易發(fā)生基因突變不能(4)顯性1.雜交育種是植物育種的常規(guī)方法，其選育新品種的一般方法是()A根據(jù)雜

14、種優(yōu)勢(shì)原理，從子一代中即可選出B從子三代中選出，因?yàn)樽尤胁懦霈F(xiàn)純合子C既可從子二代中選出，也可從子三代中選出D只能從子四代中選出能穩(wěn)定遺傳的新品種答案C解析雜交育種從子二代開始出現(xiàn)性狀分離。2.不屬于誘變育種特點(diǎn)的是()A具有不定向性B頻率較高C多數(shù)有害 D多數(shù)有利答案D3.下列幾種育種方法，能改變?cè)谢虻姆肿咏Y(jié)構(gòu)的是()A雜交育種 B誘變育種C單倍體育種 D多倍體育種答案B解析基因的分子結(jié)構(gòu)的改變是指基因中脫氧核苷酸的種類或順序發(fā)生改變基因突變。雜交育種、單倍體育種和多倍體育種都是在原有基因結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過重新組合、加倍等過程產(chǎn)生新的性狀組合，基因結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化。4.假設(shè)A、b代表玉

15、米的優(yōu)良基因，這兩種基因是自由組合的?，F(xiàn)有AABB、aabb兩個(gè)品種，為培育出優(yōu)良品種AAbb，可采用的方法如圖所示。請(qǐng)據(jù)圖回答問題。(1)由品種AABB、aabb經(jīng)過過程培育出新品種的育種方式稱為_，其原理是_。用此育種方式一般從_才能開始選育AAbb個(gè)體，是因?yàn)開。(2)若經(jīng)過過程產(chǎn)生的子代總數(shù)為1 552株，則其中基因型為AAbb的植株在理論上有_株。基因型為Aabb的植株經(jīng)過過程，子代中AAbb與aabb的數(shù)量比是_。(3)過程常采用_技術(shù)得到Ab個(gè)體。與過程的育種方法相比，過程的優(yōu)勢(shì)是_。(4)過程育種方式是_。答案(1)雜交育種基因重組F2從F2開始出現(xiàn)AAbb個(gè)體(或從F2開始出

16、現(xiàn)性狀分離)(2)9711(3)花藥離體培養(yǎng)能明顯縮短育種年限(4)誘變育種解析根據(jù)孟德爾自由組合定律，F(xiàn)2中基因型為AAbb的植株占，所以共97株。Aabb自交后代AAbb和aabb的比例為11。過程是單倍體育種，包括了花藥離體培養(yǎng)和秋水仙素誘導(dǎo)染色體加倍兩個(gè)步驟，可以明顯縮短育種年限。屬于誘變育種?；A(chǔ)鞏固1可獲得無子西瓜、青霉素高產(chǎn)菌株、矮稈抗病小麥的方法分別是()誘變育種雜交育種單倍體育種多倍體育種A B C D答案B2用雜合子(DdEe)種子獲得純合子(ddee)最簡(jiǎn)捷的方法是()A種植F1選雙隱性植株純合子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

17、秋水仙素處理花藥離體培養(yǎng)純合子答案A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(jiǎn)捷。3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(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的白色污染。培育專門吃這種塑料的“細(xì)菌能手”的方法是()A雜交育種 B誘變育種C單倍體育種 D多倍體育種答案B解析細(xì)菌屬原核生物，原核生物不能進(jìn)行有性生殖，因而不能實(shí)施雜交育種；原核生物無染色體不發(fā)生染色體變異，因而不能進(jìn)行單倍體和多倍體育種。4小麥高稈(A)對(duì)矮稈(a)為顯性，抗病(B)對(duì)易感病(b)為顯性，如圖表示培育矮稈抗病品種的幾種途徑，下列相關(guān)說法正確的是()A過程的原理是基因突變

18、，最大優(yōu)點(diǎn)是育種周期短B過程使用的試劑是秋水仙素，在有絲分裂間期發(fā)揮作用C過程為單倍體育種，可明顯縮短育種年限D(zhuǎn)過程的子代中純合子所占比例是答案D解析過程為誘變育種，最大的優(yōu)點(diǎn)是變異頻率高，可在較短的時(shí)間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類型；秋水仙素作用于有絲分裂前期；過程結(jié)合起來為單倍體育種；過程產(chǎn)生的aaB_個(gè)體的基因型為aaBB和aaBb，自交后代純合子所占的比例為×1×。5下列有關(guān)育種的敘述，正確的是()A誘變育種可以定向地改變生物的性狀B通過雜交育種獲得新品種均需要從F3開始選取C多倍體育種中，低溫處理與秋水仙素處理的作用機(jī)理相似D通過花藥離體培養(yǎng)獲得的新個(gè)體即為純合子答案C

19、解析由于基因突變具有不定向性，所以誘變育種不能定向改變生物的性狀；通過雜交育種獲得新品種可以從F2就開始選??；在多倍體育種中，低溫處理與秋水仙素處理的作用機(jī)理相似，都能抑制紡錘體的形成，從而導(dǎo)致著絲點(diǎn)分裂后染色體不能移向細(xì)胞兩極，引起細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍；在單倍體育種的過程中，通過花藥離體培養(yǎng)獲得的新個(gè)體只是單倍體，需通過人工誘導(dǎo)染色體加倍，才可能得到純種個(gè)體。鞏固提升6.下圖是利用某植物(基因型為AaBb)產(chǎn)生的花粉進(jìn)行單倍體育種的示意圖，據(jù)圖判斷下列說法正確的是()花粉植株A植株BA過程屬于植物的組織培養(yǎng)，依據(jù)原理是植物細(xì)胞的全能性B過程通常使用的試劑是秋水仙素，作用時(shí)期為有絲分裂間期C通

20、過過程得到的植株A基因型為aaBB的可能性為D通過過程得到的植株B一定是四倍體答案A解析過程是花藥離體培養(yǎng)，屬于植物組織培養(yǎng)，理論依據(jù)是植物細(xì)胞的全能性；得到的植株A基因型有AB、Ab、aB、ab四種可能；過程是用秋水仙素處理單倍體幼苗，作用時(shí)期為有絲分裂的前期；得到的植株B基因型有AABB、aaBB、AAbb、aabb四種可能，屬于二倍體。7將、兩個(gè)植株雜交，得到，將再做進(jìn)一步處理，如下圖所示。下列分析錯(cuò)誤的是()A由到過程發(fā)生了等位基因的分離、非等位基因的自由組合B獲得和植株的原理不同C若的基因型為AaBbdd，則植株中能穩(wěn)定遺傳的個(gè)體占總數(shù)的D圖中各種篩選過程利用的原理相同答案D解析到過

21、程要進(jìn)行減數(shù)分裂產(chǎn)生花粉，所以該過程發(fā)生等位基因的分離和非等位基因的自由組合；到是誘變育種，原理是基因突變，而到是多倍體育種，原理是染色體變異；若的基因型為AaBbdd，則其自交后代只有純合子才能穩(wěn)定遺傳，純合子的概率是××1。8普通小麥中有高稈抗病(TTRR)和矮稈易感病(ttrr)兩個(gè)品種，控制兩對(duì)性狀的基因分別位于兩對(duì)同源染色體上。實(shí)驗(yàn)小組利用不同的方法進(jìn)行了如下三組實(shí)驗(yàn)：請(qǐng)分析回答下列問題：(1)A組由F1獲得F2的方法是_，F(xiàn)2矮稈抗病植株中不能穩(wěn)定遺傳的占_。(2)、三類矮稈抗病植株中，最可能產(chǎn)生不育配子的是_。(3)A、B、C三組方法中，最不容易獲得矮稈抗病小

22、麥品種的是_組，原因是_。(4)通過矮稈抗病獲得矮稈抗病新品種的方法是_。獲得的矮稈抗病植株中能穩(wěn)定遺傳的占_。(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(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案探究該矮稈性狀出現(xiàn)的可能原因(簡(jiǎn)要寫出所用方法、結(jié)果和結(jié)論)。_。答案(1)自交(2)矮稈抗病(3)C基因突變頻率低且不定向(4)秋水仙素(或低溫)誘導(dǎo)染色體加倍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31(或出現(xiàn)性狀分離)，則矮稈性狀是基因突變?cè)斐傻?；否則，矮稈性狀是環(huán)境引起的?；?qū)捫←溑c高稈小麥種植在相同環(huán)境條件下，如果兩者未出現(xiàn)明顯差異，則矮稈性狀由環(huán)境引起；否則，矮稈性狀

23、是基因突變的結(jié)果解析(1)A組為雜交育種，由F1獲得F2的方法為自交，F(xiàn)2中矮稈抗病植株(ttR_)中不能穩(wěn)定遺傳的占。(2)、三類矮稈抗病植株中，最可能產(chǎn)生不育配子的是矮稈抗病，因其為單倍體植株，往往表現(xiàn)為高度不育。(3)由于基因突變是不定向的，故誘變育種最具盲目性。(4)矮稈抗病需經(jīng)人工誘導(dǎo)染色體加倍，方可獲得新品種，且一經(jīng)加倍，一定為純合子。(5)確認(rèn)該矮稈小麥?zhǔn)欠駷檫z傳物質(zhì)變化所引起可設(shè)計(jì)與高稈小麥的雜交實(shí)驗(yàn)，或改變種植環(huán)境予以確認(rèn)。9西瓜味甜汁多，營養(yǎng)豐富?，F(xiàn)有能穩(wěn)定遺傳的紅瓤(R)、小子(e)西瓜品種甲和黃瓤(r)、大子(E)西瓜品種乙，兩對(duì)基因的遺傳遵循自由組合定律。已知西瓜的染色體數(shù)目2n22，請(qǐng)根據(jù)下面提供的西瓜育種流程圖回答有關(guān)問題。(1)取品種甲某個(gè)體的種子經(jīng)處理后，再讓其自花傳粉，結(jié)果后代出現(xiàn)紅瓤大子西瓜，其原因是_。(2)圖中過程所用的試劑是_，過程產(chǎn)生的種子萌發(fā)后，取這種幼苗的莖尖制成裝片放在顯微鏡下進(jìn)行觀察，細(xì)胞中應(yīng)