人教課標(biāo)實(shí)驗(yàn)版-遺傳與進(jìn)化-從雜交育種到基因工程-第１節(jié)雜交育種與誘變育種【省一等獎(jiǎng)】

《雜交育種與誘變育種》學(xué)案一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1．知識(shí)目標(biāo)（1）簡述雜交育種的概念，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。 2．能力目標(biāo)運(yùn)用遺傳和變異原理，解決生產(chǎn)和生活實(shí)際中的問題。 3．情感目標(biāo)討論從雜交育種到基因工程這一科技發(fā)展歷程中，科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)的相互作用。二、學(xué)習(xí)重點(diǎn)難點(diǎn)遺傳和變異規(guī)律在改良農(nóng)作物和培育家畜品種等方面的應(yīng)用。 雜交育種和誘變育種的優(yōu)點(diǎn)和局限性。三、學(xué)習(xí)方法 課前導(dǎo)學(xué)、質(zhì)疑討論、反饋矯正、遷移創(chuàng)新。四、學(xué)習(xí)過程選擇育種：利用，通過長期，汰劣留良，培育優(yōu)良品種。缺點(diǎn)是不僅，而且。雜交育種是將兩個(gè)或多個(gè)品種的_________________中在一起，再經(jīng)過_____________，獲得新品種的方法，它依據(jù)的主要遺傳學(xué)原理是_________________。誘變育種是利用_____________(如_________、_____________、__________、_________等)或____________(如____________、_________________等)來處理生物，使生物發(fā)生____________。其優(yōu)點(diǎn)是_______________________、_____________________________。（一）雜交育種雜交育種是將兩個(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。育種時(shí)有目的地將具有不同優(yōu)良性狀的兩個(gè)親本進(jìn)行雜交，使兩個(gè)親本的優(yōu)良性狀結(jié)合在一起，培育出同時(shí)具備兩種優(yōu)良性狀的新品種。若性狀都是隱性的，則在F2代中就能選擇到穩(wěn)定遺傳的品種；若有些性狀是顯性的，則需要將在F2代選擇到的品種再進(jìn)行不斷地自交，直到出現(xiàn)能穩(wěn)定遺傳的品種。雜交育種的優(yōu)點(diǎn)很明顯，但是在實(shí)際操作中會(huì)遇到不少困難，育種時(shí)間長。雜交育種只能利用已有的基因的重組，按需要選擇，并不能創(chuàng)造新的基因。雜交后代會(huì)出現(xiàn)性狀分離現(xiàn)象，育種進(jìn)程緩慢，過程復(fù)雜。（二）誘變育種誘變育種是指利用物理因素(如X射線、γ射線、紫外線、激光等)或化學(xué)因素(如亞硝酸、硫酸二乙酯等)來處理生物，使生物發(fā)生基因突變。用這種方法可以提高突變率，創(chuàng)造人類需要的變異類型，從中選擇、培育出優(yōu)良的生物品種。1．表現(xiàn)型和基因型與雜交中相對性狀的對數(shù)表現(xiàn)型是指生物個(gè)體表現(xiàn)出來的性狀的類型；基因型是指與表現(xiàn)型有關(guān)的基因組成的類型，是肉眼看不到的，通常用各種符號(hào)來表示。表現(xiàn)型是基因型的表現(xiàn)形式，基因型是表現(xiàn)型的內(nèi)在因素。表現(xiàn)型相同，基因型不一定相同，如DD和Dd兩種基因型均表現(xiàn)為高莖?；蛐拖嗤?，環(huán)境條件不同，表現(xiàn)型也不一定相同。即表現(xiàn)型=基因型+環(huán)境條件。2．雜交育種與基因自由組合定律的聯(lián)系基因的自由組合定律的適用條件是：①有性生殖生物的性狀遺傳；②真核生物的性狀遺傳；③細(xì)胞核遺傳；④兩對及兩對以上相對性狀遺傳；⑤控制兩對或兩對以上相對性狀的等位基因位于不同對同源染色體上。雜交育種是指讓同一物種不同品種的個(gè)體之間相交。雜交育種依據(jù)的原理是基因的自由組合定律，即控制不同相對性狀的非等位基因的自由組合。在雜交育種工作中，根據(jù)自由組合定律，只有合理選擇優(yōu)缺點(diǎn)互補(bǔ)的親本類型，通過雜交使基因重新組合，才能得到理想的具有雙親中優(yōu)良性狀的后代，拋棄具有雙親不良性狀的雜交后代，并可預(yù)測雜種子代中優(yōu)良性狀出現(xiàn)的概率，從而有計(jì)劃確定育種規(guī)模。同時(shí)應(yīng)對F2進(jìn)行觀察，若優(yōu)良性狀為隱性性狀，則只需要兩年時(shí)間就可獲得種子，若為顯性性狀則需要幾年時(shí)間連續(xù)自交和選擇。3．雜交育種（1）原理：基因重組（通過基因分離、自由組合或連鎖交換，分離出優(yōu)良性狀或使各種優(yōu)良性狀集中在一起）（2）方法：連續(xù)自交，不斷選種。（3）舉例：已知小麥的高稈（D）對矮稈（d）為顯性，抗銹?。≧）對易染銹?。╮）為顯性，兩對性狀獨(dú)立遺傳?，F(xiàn)有高稈抗銹病、矮稈易染病兩純系品種。要求使用雜交育種的方法培育出具有優(yōu)良性狀的新品種。操作方法：①讓純種的高稈抗銹病和矮稈易染銹病小麥雜交得F1；②讓F1自交得F2；③選F2中矮稈抗銹病小麥自交得F3；④留F3中未出現(xiàn)性狀分離的矮稈抗病個(gè)體，對于F3中出現(xiàn)性狀分離的再重復(fù)③④步驟（4）特點(diǎn)：育種年限長，需連續(xù)自交不斷擇優(yōu)汰劣才能選育出需要的類型。（5）說明：①該方法常用于：a．同一物種不同品種的個(gè)體間，如上例；b．親緣關(guān)系較近的不同物種個(gè)體間（為了使后代可育，應(yīng)做染色體加倍處理，得到的個(gè)體即是異源多倍體），如八倍體小黑麥的培育、蘿卜和甘藍(lán)雜交。②若該生物靠有性生殖繁殖后代，則必須選育出優(yōu)良性狀的純種，以免后代發(fā)生性狀分離；若該生物靠無性生殖產(chǎn)生后代，那么只要得到該優(yōu)良性狀就可以了，純種、雜種并不影響后代性狀的表達(dá)。4．誘變育種（1）原理：基因突變（2）方法：用物理因素（如X射線、γ射線、紫外線、激光等）或化學(xué)因素（如亞硝酸、硫酸二乙脂等）來處理生物，使其在細(xì)胞分裂間期DNA復(fù)制時(shí)發(fā)生差錯(cuò)，從而引起基因突變。（3）舉例：太空育種、青霉素高產(chǎn)菌株的獲得（4）特點(diǎn)：提高了突變率，創(chuàng)造人類需要的變異類型，從中選擇培育出優(yōu)良的生物品種，但由于突變的不定向性，因此該種育種方法具有盲目性。（5）說明：該種方法常用于微生物育種、農(nóng)作物誘變育種等例1：豌豆的高莖(D)對矮莖(d)是顯性，紅花(C)對白花(c)是顯性。推算親本DdCc與DdCc雜交后，子代的基因型和表現(xiàn)型以及它們各自的數(shù)量比。解析：推算的方法是：子代基因型的數(shù)量比應(yīng)該是各種基因型相應(yīng)比值的乘積，子代表現(xiàn)型的數(shù)量比也應(yīng)該是各種表現(xiàn)型相應(yīng)比值的乘積。答案：DdCc和DdCc雜交，子代基因型和它們的數(shù)量比是：1DDCC∶2DDCc∶1DDcc∶2DdCC∶4DdCc∶2Ddcc∶1ddCC∶2ddCc∶1ddcc。子代表現(xiàn)型和它們的數(shù)量比是：9高莖紅花∶3高莖白花∶3矮莖紅花∶1矮莖白花。例2：小麥抗銹病(T)對易染病(t)為顯性，易倒伏(D)對抗倒伏(d)為顯性。Tt位于一對同源染色體上，Dd位于另一對同源染色體上?，F(xiàn)用抗病但易倒伏純種和易染病抗倒伏的純種品種雜交，來培育既抗病又抗倒伏的高產(chǎn)品種。請回答：(1)F2代中，選種的數(shù)量大約占F2的（）A. B. C. D.(2)抗病又抗倒伏個(gè)體中，理想基因型是（） B．Dt C．ddTT D．Ddtt(3)F2代中理想基因型應(yīng)占（）A. B. C. D.(4)F2代選種后，下一步應(yīng)（）A．雜交 B.測交 C．自交 D．回交解析：(1)選種是指選育符合要求的表現(xiàn)型抗倒伏抗銹病，選種的數(shù)量大約占F2的3／16。(2)在F2中抗倒伏又抗銹病的基因型有2種:ddTT和ddTt。符合生產(chǎn)要求的應(yīng)是純合體，因?yàn)榧兒象w自交后代不發(fā)生性狀分離，基因型是ddTT。(3)在F2中抗倒伏又抗銹病的基因型有2種：ddTT和ddTt。其中ddTT占1／3，ddTt占2／3。(4)由于F2中表現(xiàn)型為抗倒伏又抗銹病的類型中既有純合體又有雜合體，所以應(yīng)讓其連續(xù)自交若干代，不斷選種、觀察，直到不發(fā)生性狀分離為止。所以選種后應(yīng)是自交。答案：（1）B（2）C（3）C(4)C例3：小麥品種是純合體，生產(chǎn)上用種子繁殖，現(xiàn)要選育矮桿（aa）、抗?。˙B）的小麥新品種；馬鈴薯品種是雜合體（有一對基因雜合即為雜合體），生產(chǎn)上通常用塊莖繁殖?，F(xiàn)要選育黃肉（Yy）、抗病(Rr)的馬鈴薯新品種。請分別設(shè)計(jì)小麥品種間雜交育種程序，以及馬鈴薯品種間雜交育種程序。要求用遺傳圖解表示并加以簡要說明。解析：本題主要考查作物雜交育種的有關(guān)知識(shí)，同時(shí)考查了有關(guān)生殖方面的知識(shí)。就試題本身而言不難，但學(xué)生很容易出現(xiàn)以下幾方面的問題：①不能準(zhǔn)確地繪制遺傳圖解。考生在繪制遺傳圖解時(shí)隨意性太大，沒有掌握遺傳圖解的繪制方法和規(guī)范。②混淆了雜交育種與單倍體育種。部分考生在選育小麥時(shí)運(yùn)用了單倍體育種的方法。③題意理解出現(xiàn)偏差。對題干中“現(xiàn)要選育黃肉(Yy)、抗病(Rr)的馬鈴薯新品種”的理解不到位，使得部分考生難以確定育種中馬鈴薯親本的基因型。④在做題時(shí)沒有考慮到利用種子繁殖和利用塊莖進(jìn)行繁殖對后代的影響。答案：小麥第一代AABB×aabb親本雜交↓第二代F1AaBb種植F1代自交↓自交第三代F2A＿B＿，A＿bb，aaB＿，aabb種植F2代，選矮桿、抗?。╝aB_），繼續(xù)自交，期望下代獲得純合體（注：