自編雜交育種與誘變育種學(xué)案

6.1雜交育種與誘變育種學(xué)案一、教學(xué)目的1．知識(shí)目的：舉例說出生物變異在育種上應(yīng)用的事例，簡(jiǎn)述雜交育種和誘變育種的作用和局限性。2．能力目的：運(yùn)用遺傳和變異原理，解決生產(chǎn)和生活實(shí)踐中的問題。3．情感目的：在學(xué)習(xí)的過程中引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)科學(xué)技術(shù)與社會(huì)之間互相影響，互相制約的關(guān)系。二、復(fù)習(xí)鞏固1．三倍體無籽西瓜采用了育種方式。技術(shù)路線：二倍體二倍體①四倍體二倍體②三倍體西瓜西瓜×西瓜西瓜①②2．資料分析：高稈抗銹病和矮稈易染病的純種小麥雜交得到F1，F(xiàn)1自交后在F2中得到矮稈抗銹病的品種。再通過選擇哺育即可得到符合生產(chǎn)規(guī)定的新品種。育種方式：育種育種原理：技術(shù)路線：高稈抗銹病高稈抗銹病矮稈易染?、佗冖勰芊€(wěn)定遺傳的DDTT×ddttF1F2①②③3．解決雜交育種周期過長采用：育種方式。技術(shù)路線高稈抗銹病高稈抗銹病矮稈易染?、佗冖勰芊€(wěn)定遺傳的DDTT×ddttF1配子幼苗矮稈抗銹病品種①②③三、自主學(xué)習(xí)與合作探究知識(shí)點(diǎn)一.自然條件下的育種選擇育種(自主學(xué)習(xí))1．育種過程：運(yùn)用________，通過________，汰劣留良，能哺育出許多優(yōu)良品種。2．實(shí)例：印第安人祭祀玉米的哺育思考:為什么要在隔離條件下進(jìn)行種植?3．選擇育種的優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)簡(jiǎn)樸，易于操作。缺點(diǎn)：育種周期_____，并且可選擇的范疇_____。知識(shí)點(diǎn)二.人工育種（一）雜交育種【合作探究1】植物雜交育種的基本過程實(shí)例1：小麥高稈（D）對(duì)矮稈（d）為顯性，抗銹?。═）對(duì)不抗銹病（t）為顯性，現(xiàn)有純合的高稈抗銹病的小麥（DDTT）和矮稈不抗銹病的小麥（ddtt），如果你是育種工作者，如何才干得到矮稈抗病的優(yōu)良品種？請(qǐng)用遺傳圖解表達(dá)優(yōu)良品種的選育方案：思考與討論：1）從第幾代中能選出矮稈抗銹病個(gè)體，能否立刻推廣，為什么？2）如何解決才干得到比較純的矮稈抗銹病個(gè)體？1.基本環(huán)節(jié)：（以兩對(duì)相對(duì)性狀為例）將兩個(gè)親本，【得到F1再_______從F2中選出抱負(fù)體現(xiàn)型，逐代，直到得到性狀不再發(fā)生分離的抱負(fù)純種。2.概念：雜交育種是將_________或_________品種的____________，通過________集中在一起，再通過_________和_________，獲得___________的辦法。思考：雜交育種有無發(fā)明新的性狀，產(chǎn)生新的基因？3、雜交育種根據(jù)的遺傳學(xué)原理是_________思考：進(jìn)行雜交育種的個(gè)體只能是進(jìn)行什么生殖的個(gè)體？4、應(yīng)用：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，雜交育種是改良作物品質(zhì)，提高農(nóng)作物單位面積產(chǎn)量的常規(guī)辦法。雜交育種的辦法也用于家禽，家畜的育種?！竞献魈骄?】動(dòng)物雜交育種的基本過程實(shí)例2.假設(shè)現(xiàn)有長毛立耳貓（BBEE）和短毛折耳貓（bbee），你能否哺育出能穩(wěn)定遺傳的長毛折耳貓（BBee）？寫出育種方案（圖解）【合作探究3】請(qǐng)從雜交后裔可能出現(xiàn)的多個(gè)類型，以及育種時(shí)間等方面，分析雜交育種辦法的局限性？優(yōu)點(diǎn)：局限性：(二)誘變育種1、概念：運(yùn)用________或__________來解決生物,使生物發(fā)生。2、原理：。思考：在誘變育種過程中應(yīng)當(dāng)用誘變劑等解決什么狀態(tài)的種子（萌發(fā)或未萌發(fā)的）？為什么？物理因素物理因素3、誘變因素化學(xué)因素化學(xué)因素4誘變育種方面獲得的成就：①哺育農(nóng)作物新品種，如：黑農(nóng)5號(hào)大豆；②在微生物育種方面，也發(fā)揮了重要作用，如：青霉菌5.【合作探究4】聯(lián)系基因突變特點(diǎn)，探討一下誘變育種有哪些優(yōu)勢(shì)?有哪些局限?可采用什么辦法克服?1)優(yōu)勢(shì)：2)局限：3）解決辦法：四、歸納總結(jié):人工育種辦法的比較

雜交育種誘變育種多倍體育種單倍體育種原理

辦法

優(yōu)點(diǎn)

集優(yōu)辦法簡(jiǎn)樸，容易操作，提高突變率、改良生物性狀缺點(diǎn)時(shí)間長、繁瑣、后裔易出現(xiàn)性狀分離不定向性

多害少利性發(fā)育延遲

結(jié)實(shí)率低五、鞏固練習(xí)1.育種專家用高稈抗銹病水稻與矮稈不抗銹病水稻雜交，哺育出矮稈抗銹病水稻，這種育種的原理是 （）A、基因突變 B、基因重組C、染色體變異 D、環(huán)境條件的變化2.在農(nóng)作物的育種上，采用的辦法有：雜交育種、誘變育種、多倍體育種、單倍體育種，理論根據(jù)依次是（）①基因突變②基因交換③基因重組④染色體變異A．③①④④B．④①②④C．④④①③D．④③①④3.下列敘述中不對(duì)的的是（）A、哺育無子西瓜運(yùn)用染色體變異的原理B、哺育八倍體小黑麥的運(yùn)用染色體變異的原理C、哺育中國黑白花牛是運(yùn)用染色體變異的原理D、哺育青霉素高產(chǎn)菌株是運(yùn)用基因突變4.誘變育種與雜交育種的不同之處體現(xiàn)為()①能大幅度變化某些性狀②能形成新基因③能形成新基因型④普通對(duì)個(gè)體生存有利A.①②B.①③C.②③D.②④5.下列不屬于人工誘變實(shí)例的是（）A．用一定劑量的r射線引發(fā)變異得到新品種B．用一定劑量的X射線解決青霉素菌株得高產(chǎn)菌株C．玉米單株自交后裔中出現(xiàn)一定比例的白化苗D．激光照射植物或動(dòng)物引發(fā)突變得到新品種6.兩個(gè)親本的基因型分別為AAbb和aaBB，這兩對(duì)基因按自由組合定律遺傳,要哺育出基因型為aabb的新品種的最簡(jiǎn)捷的育種是（）A、單倍體育種B、雜交育種C、人工誘變育種D、人工誘導(dǎo)多倍體育種7.下列各項(xiàng)中，能產(chǎn)生新基因的是 （）A、用花藥離體哺育玉米植株 B、用低溫誘導(dǎo)染色體加倍C、通過雜交培養(yǎng)抗病小麥品種 D、用X射線解決鏈孢菌8.假設(shè)A、b代表玉米的優(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，為哺育出優(yōu)良品種AAbb，可采用的辦法以下圖所示：(1)由品種AABB、aabb通過①、②、③過程哺育出新品種的育種方式稱為；通過①⑤⑥哺育出新品種的育種方式稱為；通過⑦哺育出新品種的育種方式稱為；(2)若通過②過程產(chǎn)生的子代總數(shù)為1552株，則其中基因型為AAbb理論上有__株。(3)過程⑤常采用由AaBb得到Ab個(gè)體。與“過程①②③”的育種辦法相比，過程⑤⑥的優(yōu)勢(shì)是。六、高考演習(xí)1、（·安徽高考·T31）I．如圖所示，科研小組用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I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）兩個(gè)新性狀中，棕色是________性狀，低酚是______性狀。（2）誘變當(dāng)代中，棕色、高酚的棉花植株基因型是_______，白色、高酚的棉花植株基因型是_______。（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I代中棕色、高酚植株自交。每株自交后裔種植在一種單獨(dú)的區(qū)域，從________的區(qū)域中得到純合棕色、高酚植株。請(qǐng)你運(yùn)用該純合體作為一種親本，再從誘變I代中選擇另一種親本，設(shè)計(jì)一方案，盡快選育出抗蟲高產(chǎn)（棕色、低酚）的純合棉花新品種（用遺傳圖解和必要的文字表達(dá)）。2、（課標(biāo)Ⅰ卷）32.（9分）現(xiàn)有兩個(gè)純合的某作物品種：抗病高桿（易倒伏）和感病矮桿（抗倒伏）品種。已知抗病對(duì)感病為顯性，高桿對(duì)矮桿為顯性，但對(duì)于控制這兩對(duì)相對(duì)性狀的基因所知甚少?；卮鹣铝袉栴}：在育種實(shí)踐中，若運(yùn)用這兩個(gè)品種進(jìn)行雜交育種，普通來說，育種目的是獲得含有優(yōu)良性狀的新品種。雜交育種前，為了擬定F2代的種植規(guī)模，需要對(duì)的的預(yù)測(cè)雜交成果。若按照孟德爾遺傳定律來預(yù)測(cè)雜交成果，需要滿足3個(gè)條件：條件之一是抗病與感病這對(duì)相對(duì)性狀受一對(duì)等位基因控制，且符合分離定律；其它兩個(gè)條件是。為了擬定控制上述這兩對(duì)性狀的基因與否滿足上述3個(gè)條件，可用測(cè)交實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行檢查。請(qǐng)簡(jiǎn)要寫出該測(cè)交實(shí)驗(yàn)的過程。3、（浙江卷）32．（18分）玉米的抗病和不抗?。ɑ捎贏、a）、高稈和矮稈（基由于B、b）是兩對(duì)獨(dú)立遺傳的相對(duì)性狀?，F(xiàn)有不抗病矮稈玉米種子（甲），研究人員欲哺育抗病高稈玉米，進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)：取適量的甲，用適宜劑量的γ射線照射后種植，在后裔中觀察到白化苗4株、抗病矮稈1株（乙）和不抗病高稈1株（丙）。將乙與丙雜交，F(xiàn)1中出現(xiàn)抗病高稈、抗病矮稈、不抗病高稈和不抗病矮稈。選用F1中抗病高稈植株上的花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)獲得幼苗，經(jīng)秋水仙素解決后選出純合二倍體的抗病高稈植株（丁）。另一實(shí)驗(yàn)表明，以甲和丁為親本進(jìn)行雜交，子一代均為抗病高稈。請(qǐng)回答：（1）對(duì)上述l株白化苗的研究發(fā)現(xiàn)，控制其葉綠素合成的基因缺失了一段DNA，因此該基因不能正常＿＿＿＿＿，功效喪失，無法合成葉綠素，表明該白化苗的變異含有＿＿＿＿的特點(diǎn)，該變異類型屬于＿＿＿＿＿＿。（2）上述哺育抗病高稈玉米的實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了＿＿＿＿＿＿＿＿、單倍體育種和雜交育種技術(shù)，其中雜交育種技術(shù)根據(jù)的原理是＿＿＿＿＿＿＿＿?；ㄋ庪x體培養(yǎng)中，可通過誘導(dǎo)愈傷組織分化出芽、根獲得再生植株，也可通過誘導(dǎo)分化成________獲得再生植株。（3）從基因構(gòu)成看，乙與丙植株雜交的F1中抗病高稈植株能產(chǎn)生＿＿＿＿種配子。（4）請(qǐng)用遺傳圖解表達(dá)乙與丙植株雜交得到F1的過程。4、（山東卷）（14分）某二倍體植物寬葉（M）對(duì)窄葉（m）為顯性，高莖（H）對(duì)矮莖（h）為顯性，紅花（R）對(duì)白花（r）為顯性?；騇、m與基因R、r在2號(hào)染色體上，基因H、h在4號(hào)染色體上。（1）基因M、R編碼各自蛋白質(zhì)前3個(gè)氨基酸的DNA序列如上圖，起始密碼子均為AUG。若基因M的b鏈中箭頭所指堿基C突變?yōu)锳，其對(duì)應(yīng)的密碼子由變?yōu)?。正常狀況下，基因R在細(xì)胞中最多有個(gè),其轉(zhuǎn)錄時(shí)的模板位于（填“a”或“b”）鏈中。（2）用基因型為MMHH和mmhh的植株為親本雜交獲得F1，F(xiàn)1自交獲得F2，F(xiàn)2中自交性狀不分離植株所占的比例為，用隱性親本與F2中寬葉高莖植株測(cè)交，后裔中寬葉高莖與窄葉矮莖植株的比例為。（3）基因型為Hh的植株減數(shù)分裂時(shí)，出現(xiàn)了一部分處在減數(shù)第二次分裂中期的Hh型細(xì)胞，最可能的因素是。缺失一條4號(hào)染色體的高莖植株減數(shù)分裂時(shí)，偶然出現(xiàn)一種HH型配子，最可能的因素是。（4）現(xiàn)有一寬葉紅花突變體，推測(cè)其體細(xì)胞內(nèi)與該體現(xiàn)型相對(duì)應(yīng)的基因構(gòu)成為圖甲、乙、丙中的一種，其它同源染色體數(shù)目及構(gòu)造正常?，F(xiàn)只有多個(gè)缺失一條染色體的植株可供選擇，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一步雜交實(shí)驗(yàn)，擬定該突變體的基因構(gòu)成是哪一種。（注：各型配子活力相似；控制某一性狀的基因都缺失時(shí)，幼胚死亡）實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)：①②觀察、統(tǒng)計(jì)后裔體現(xiàn)性及比例成果預(yù)測(cè)：Ⅰ若，則為圖甲所示的基因構(gòu)成；Ⅱ若，則為圖乙所示的基因構(gòu)成；Ⅲ若，則為圖丙所示的基因構(gòu)成。1、【·安徽高考·T31參考答案】I．（1）顯性隱性（2）AaBBaaBb（3）不發(fā)生性狀分離（或全為棕色棉，或不出現(xiàn)白色棉）2、【課標(biāo)Ⅰ卷答案】（1）抗病矮桿（2）高桿與矮桿這對(duì)相對(duì)性狀受一對(duì)等位基因控制，且符合分離定律；控制這兩對(duì)相對(duì)性狀基因位于非同源染色體上（3）將純合抗病高稈與感病矮稈植株雜交，產(chǎn)生F1，讓F1與感病矮稈雜交。3、【浙江卷答案】（1）體現(xiàn)有害性基因突變（2）誘變育種基因重組胚狀體（3）4（4）4、（山東卷）（1）GUCUUC4a（2）1/44:1（3）（減數(shù)第一次分裂時(shí)）交叉交換減數(shù)第二次分裂時(shí)染色體未分離（4）答案一①用該突變體與缺失一條2號(hào)染色體的窄葉白花植株雜交I.寬葉紅花與寬葉白花植株的比為1:1II.寬葉紅花與寬葉白花植株的比為=2:1III.寬葉紅花與窄葉白花植株的比為2:1答案二①用該突變體與缺失一條2號(hào)染色體的寬葉白花植株雜交I.寬葉紅花與寬葉白花植株的比為3:1II.后裔中全部為寬葉紅花III.寬葉紅花與窄葉紅花植株的比為2:1【解析】（1）由起始密碼子（mRNA上）為AUG可知，基因M和基因R轉(zhuǎn)錄的模板分別為b鏈和a鏈。對(duì)M基因來說，箭頭處C突變?yōu)锳，對(duì)應(yīng)的mRNA上的即是G變成U，因此密碼子由GUC變成UUC；正常狀況下，基因成對(duì)出現(xiàn)，若此植株的基由于RR，則DNA復(fù)制后，R基因最多能夠有4個(gè)。（2）F1為雙雜合子，這兩對(duì)基因又在非同源染色體上，因此符合孟德爾自由組合定律，F(xiàn)2中自交后性狀不分離的指的是純合子，F(xiàn)2中的四種體現(xiàn)各有一種純合子，且比例各占F2中的1/16，故四種純合子所占F2的比例為(1/16)*4=1/4；F2中寬葉高莖植株有四種