杂交育种与诱变育种

第六章从杂交育种到基因工程第1节杂交育种与诱变育种◆课标知识导航学习要求重要指数了解杂交育种和诱变育种的优点和局限性★理解1.杂交育种的概念、原理及过程2．诱变育种的概念、原理及在生产中的应用3．总结比较杂交育种、诱变育种、多倍体育种及单倍体育种的异同点★★应用遗传和变异规律在改良农作物和培育家畜品种等方面的应用★★教材归纳基础自查自主学习空间一、杂交育种1．杂交育种之前的育种2．杂交育种(1)概念：是将

或

品种的

通过

集中在一起，再经过

，获得

的方法。(2)原理：遗传学原理是

，变异的类型属于

。(3)过程：现有两个纯种的小麦，一为高秆(D)抗锈病(T)，另一为矮秆(d)易染锈病(t)，这两对性状独立遗传，获得矮秆抗锈病新类型的过程如下：两个多个优良性状交配选择和培育新品种基因的自由组合定律基因重组先让两纯种亲本进行

，得到F1。再将F1进行

，得到F2。将F2种植，从中选育出

的新类型。(4)优点：使位于不同个体上的

集中在

上，预见性强，操作较为

。(5)不足：不能创造出新的

，进程缓慢，过程繁琐，后代易出现

。杂交自交符合要求优良性状同一个体简单基因性状分离二、诱变育种项目内容概念处理

因素(如X射线、γ射线、

、

等)或

因素(如亚硝酸、硫酸二乙酯等)原理优点可以提高突变率，在较短时间内获得更多的优良变异类型应用主要用于

育种，如培育的“黑农五号”大豆和青霉素高产菌株的选育物理紫外线激光化学基因突变农作物和微生物 培育细菌新品种时，能否用杂交育种的方法，为什么？

不能，细菌是原核生物，不能进行有性生殖。只有进行有性生殖的生物才能用杂交育种。趣味应用要点突破典例精析重点难点解读1.概念：将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。2．原理：基因重组。通过基因重组产生新的基因型，从而产生新的优良性状。解读1杂交育种杂交育种常用于同一物种内的个体间杂交或亲缘关系较近的不同物种之间杂交，也可与多倍体育种相结合，如萝卜和甘蓝的杂交。 杂交育种适用于哪些生物？ 只适用于进行有性生殖的生物，如一些植物和动物(家畜、家禽等)，原因是杂交育种是建立在基因重组原理上的。3．基本步骤(1)选择具有优良性状的两个亲本杂交；(2)子一代自交；(3)从子二代中选出符合要求的个体，进行多次自交纯化获得新品种。4．优、缺点(1)优点：改良动、植物的品质，可以将两个或多个优良性状集中在一起。(2)缺点：杂交后代会出现性状分离，育种周期长，筛选过程复杂。 如何克服杂交育种“育种周期长”的缺点？ 杂交育种和单倍体育种联合使用就可克服杂交育种中“育种周期长”的缺点，即取F1的花药进行离体培养，得单倍体植株，再经过秋水仙素处理，诱导其染色体加倍，即可选育出新品种。5．杂交育种的实例及应用(1)杂交实例：高产抗病小麦的培育(2)育种过程 两个亲本的基因型分别为AAbb和aaBB，这两对基因按自由组合定律遗传。要培育出基因型为aabb的新品种，最简捷的方法是(

)A．人工诱变育种 B．细胞工程育种C．单倍体育种

D．杂交育种【解析】

人工诱变，后代产生的变异具有不定向性；单倍体育种操作麻烦，技术要求高；细胞融合不一定能得到所需类型，操作也很复杂；杂交育种是获得新品种最简捷的方法。【答案】

D例1 杂交育种需要选育能够稳定遗传的个体，淘汰不需要的个体。如果从一杂合的亲本中选育某一显性性状(该性状是单基因控制的)，每次自交后都淘汰掉隐性个体，则需经多少代连续自交能使稳定遗传的个体占显性个体的比例超过95%(

)A．5 B．6C．7 D．8变式训练1答案：B

1.概念：指利用物理因素或化学因素来处理生物，使生物发生基因突变，利用这些变异培育新品种的方法。2．原理：基因突变。解读2诱变育种由于基因突变发生在DNA复制时期，所以应选用正在分裂的细胞或组织，如萌发的种子、生长旺盛的植物等。 诱变育种适用于哪些生物？ 与杂交育种相比，它不仅能应用于进行有性生殖的生物，也可应用于进行无性生殖的生物，常应用于植物和微生物。3．方法：运用物理的或者化学的方法处理萌发的种子或者幼苗，诱发基因突变，从中选出需要的突变个体，

然后进行推广。4．主要类型(1)辐射诱变：通过X射线、γ射线、紫外线等物理因素的作用而使生物发生基因突变。(2)化学诱导：用亚硝酸、硫酸二乙酯、5­溴尿嘧啶等化学试剂处理，使生物发生基因突变。5．优、缺点(1)优点：提高变异频率；在较短时间内获得更多的优良性状；大幅度改良某些性状。(2)缺点：因为基因突变具有不定向性且有利的突变很少，且诱变育种具有一定的盲目性，所以需要处理大量的生物材料，工作量很大。6．诱变育种的实例及应用(1)实例：青霉素高产菌株的培育①亲本：青霉素产量很低的青霉菌菌株。②理论分析：物理因素和化学因素等可以诱导DNA复制出错导致基因突变，虽然突变率很低，但突变个体数很多，仍可能从大量后代中选择出理想个体。(2)诱变育种的应用①在农业生产上，培育出具有抗病能力强、产量高、品质好等优点的新品种。②在微生物育种中，培育具有新性状的符合生产需要的菌种。 科研人员利用γ射线辐射种子使其产生变异，用这种方法培育新品种的机理是(

)A．基因重组

B．基因突变C．染色体变异

D．基因互换【解析】

基因重组和基因互换发生在减数分裂过程中，产生的可遗传的变异属于基因重组。染色体变异是指染色体数目的增加、减少或染色体结构改变。而本题题干描述的是诱变育种的过程，其依据的原理是基因突变。【答案】

B例2 有一种塑料在乳酸菌的作用下能迅速分解为无毒物质，可以降解不至于对环境造成严重的白色污染。培育专门吃这种塑料的“细菌能手”的方法是(

)A．杂交育种 B．诱变育种C．单倍体育种

D．多倍体育种解析：细菌属原核生物，原核生物不能进行有性生殖，因而不能实施杂交育种；原核生物无染色体不发生染色体变异，因而不能进行单倍体育种和多倍体育种。答案：B变式训练2应用创新思维拓展创新探究园地小香猪“天资聪颖”，略通人性，成为人们的新宠。其背部皮毛颜色是由位于不同常染色体上的两对基因(Aa和Bb)控制的，共有四种表现型，黑色(A_B_)、褐色(aaB_)、棕色(A_bb)和白色(aabb)。(1)若图为一只黑色小香猪(AaBb)产生的一个初级精母细胞，1位点为A,2位点为a，造成这一现象的可能原因是______________________________________________________。该细胞以后如果减数分裂正常进行，至少能产生________种不同基因型的配子。(2)有多对黑色杂合的小香猪，要选育出纯合的棕色小香猪，请简要写出步骤(假设亲本足够多，产生的后代也足够多)。_______________________________________________。【解析】

(1)从图中可以看出此细胞为减数第一次分裂的四分体时期，而1、2上的基因是通过复制而来的，应为相同基因，但在此图中不一样，所以可能发生了基因突变或者交叉互换，若为基因突变能产生3种不同基因型的配子，若为交叉互换能产生4种不同基因型的配子。所以至少能产生3种不同基因型的配子。(2)根据基因重组原理进行杂交育种。【答案】

(1)基因突变或交叉互换3(2)①选择亲本中多对雌雄个体进行杂交；②选择F1中的棕色小香猪与白色小香猪测交，不出现性状分离的即为纯合体基础巩固当堂验收随堂演练广场1.让仅有的一种生物出现新的性状，一般采用哪种方式培育(

)A．选择育种 B．杂交育种C．诱变育种

D．都可以解析：题干点明了仅有一种生物，故不可能选杂交育种，而又要出现新的性状，只能诱变育种通过产生新的基因从而出现新的性状。答案：C2．(2016·山东东营联考)某科技活动小组将二倍体番茄植株的花粉按下图所示的程序进行实验。根据图中所示实验，下列叙述错误的是(

)A．在花粉形成过程中发生了等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合B．花粉通过组织培养形成的植株A为单倍体，其特点之一是具有不育性C．秋水仙素的作用是在细胞分裂时抑制纺锤体的形成，使细胞内的染色体数目加倍D．在花粉形成过程中一定会发生基因突变，从而导致生物性状的改变解析：经减数分裂形成花粉的过程中可能会发生基因突变。答案：D3．(2016·福建泉州期末)用杂合子种子尽快获得显性纯合体植株的方法是(

)A．种植→F2→选不分离者→纯合体B．种植→秋水仙素处理→纯合体C．种植→花药离体培养→单倍体幼苗→秋水仙素处理→纯合体D．种植→秋水仙素处理→花药离体培养→纯合体解析：用杂合子种子尽快获得显性纯合体植株的方法是单倍体育种。答案：C4．(2016·山东乐陵一中期末)下列说法正确的是(

)A．DNA分子中碱基对的增添、缺失或替换，一定会导致基因突变B．单倍体育种常常利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗C．大肠杆菌变异的来源有基因突变、基因重组和染色体变异D．基因突变可发生在任何生物DNA复制中，可用于诱变育种解析：DNA分子由基因部分和非基因部分组成，若是基因中碱基对的增添、缺失或替换则会引起基因突变，A错误；秋水仙素处理幼苗，得到纯合体，B错误；大肠杆菌不能发生基因重组和染色体变异，C错误；基因突变可发生在任何生物DNA复制中，可用于诱变育种，D正确。答案：D①这种育种方法叫________育种，过程a叫________，过程b叫________。②过程c的处理方法是__________________。解析：(1)方法一：将小麦两个品系的优良性状通过杂交集中在一起，培育矮秆抗锈病新品种的方法称为杂交育种，其中过程a叫杂交，产生的F1基因型为D