2024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教案新人教版必修2

PAGE6-第1节杂交育种与诱变育种[学习目标]1.结合实例，简述杂交育种的概念和原理，举例说明杂交育种方法的优点和不足。2.简述诱变育种的概念和原理，举例说出诱变育种在生产中的应用。3.探讨遗传变异在生产实践中的应用。学问点一杂交育种学问梳理1.概念：将两个或多个品种的eq\o(□,\s\up3(01))优良性状通过交配集中在一起，再经过eq\o(□,\s\up3(02))选择和eq\o(□,\s\up3(03))培育，获得新品种的方法。2．过程(以高产抗病小麦品种的选育为例)3．原理：eq\o(□,\s\up3(05))基因重组。限制不同优良性状的基因，通过减数分裂和eq\o(□,\s\up3(06))受精作用重新组合在一起，产生新的基因型，从而限制相应的新的表现型。4．杂交育种的优缺点(1)优点：eq\o(□,\s\up3(07))可以把多个品种的优良性状集中在一起。(2)缺点①杂交育种只能利用已有基因的eq\o(□,\s\up3(08))重组，按需选择，并不能创建eq\o(□,\s\up3(09))新基因。②杂交后代会出现eq\o(□,\s\up3(10))分别现象，育种进程eq\o(□,\s\up3(11))缓慢，过程困难。③杂交育种只能用eq\o(□,\s\up3(12))同一物种或亲缘关系eq\o(□,\s\up3(13))较近的物种进行杂交。5．适用范围杂交育种适用于能进行eq\o(□,\s\up3(14))有性生殖的个体，且相关基因遵循细胞核遗传规律，只进行eq\o(□,\s\up3(15))无性生殖的个体无法通过杂交育种的方法培育新品种。6．应用(1)农业生产：改良作物品质，提高农作物eq\o(□,\s\up3(16))单位面积产量。(2)家畜、家禽的育种：如引进优质种牛与本地品种杂交，可培育出优良的品种。1.杂交育种和杂种优势的区分。提示：(1)杂交育种是在杂交后代的众多类型中选留符合育种目标的个体进一步培育，直至获得稳定遗传的具有优良性状的新品种；(2)杂种优势主要是利用杂种F1的优良性状，并不要求遗传上的稳定性。2．培育细菌的新品种时能否用杂交育种？提示：不能。细菌是原核生物，不能进行有性生殖、杂交育种只能用于有性生殖的生物。典题精析[例1]有两个纯种的小麦，一为高秆(D)抗锈病(T)，另一为矮秆(d)不抗锈病(t)。这两对性状独立遗传，现要培育矮秆抗锈病的新品种，过程如下：高秆、抗锈病×矮秆、不抗锈病eq\o(→,\s\up17(a))F1eq\o(→,\s\up17(b))F2eq\o(→,\s\up17(c))稳定遗传的矮秆抗锈病类型。(1)上述过程叫________。过程a叫________，过程b叫________。(2)过程c的处理方法是__________________________________________。(3)F1的基因型是________，表现型是____________________，矮秆抗锈病新品种的基因型应是________。解题分析过程a叫做杂交，产生的F1基因型为DdTt，表现型为高秆抗锈病。过程b叫做自交，目的是获得表现型为矮秆抗锈病的小麦品种(ddT_)，因为此过程所得后代会发生性状分别，所以要想得到稳定遗传的矮秆抗锈病植株(ddTT)必需经过过程c，即筛选和连续自交，直至后代不发生性状分别。答案(1)杂交育种杂交自交(2)筛选和连续自交，直至选出能够稳定遗传的矮秆抗锈病新品种(3)DdTt高秆抗锈病ddTT[例2]据你所知道杂交选育新品种之外，杂交的另一个结果是获得()A．纯种B．杂种表现的优势C．基因突变D．染色体变异解题分析杂交的另一个结果是获得杂合子，表现为杂种优势，A、C、D错误，B正确。答案B题后归纳杂交育种过程中选种的时间(1)培育杂合子：在农业生产上，可以将杂种一代作为种子干脆利用，如玉米。此种方法获得的植株有高产、优质、抗性强等性状，但种子只能种一年。(2)若所需性状都是隐性性状，则隐性性状一旦出现就是纯合子，就可以用于生产，所需时间短。(3)若所需性状含有显性性状，因表现型为显性的个体既有纯合子，又有杂合子，所以须要一个连续自交和选择的过程，须要的年限就较长。学问点二诱变育种学问梳理1.概念：诱变育种是利用eq\o(□,\s\up3(01))物理因素(如X射线、γ射线、紫外线、激光等)或eq\o(□,\s\up3(02))化学因素(如亚硝酸、硫酸二乙酯等)来处理生物，使生物发生eq\o(□,\s\up3(03))基因突变。2．原理：eq\o(□,\s\up3(04))基因突变3．优缺点(1)优点：提高eq\o(□,\s\up3(05))突变率，在eq\o(□,\s\up3(06))较短时间内获得更多的eq\o(□,\s\up3(07))优良变异类型。(2)缺点：①基因突变具有eq\o(□,\s\up3(08))不定向性和eq\o(□,\s\up3(09))低频性，具有肯定的eq\o(□,\s\up3(10))盲目性；②突变个体难以集中多个优良性状，育种过程须要处理大量供试材料，需消耗大量的人力、物力。4．应用：在农作物育种方面，培育出的新品种抗病力eq\o(□,\s\up3(11))强、产量eq\o(□,\s\up3(12))高、品质好，如“eq\o(□,\s\up3(13))黑农五号”大豆；在微生物育种方面，诱变育种也发挥了重要作用，如eq\o(□,\s\up3(14))青霉菌的选育。1.诱变育种中应当处理植物的什么部位？为什么？提示：通常处理萌发的种子或幼苗。因为萌发的种子或者幼苗有丝分裂旺盛，在DNA复制时简洁诱发基因突变。2．生物通过诱变产生的变异肯定是有益的吗？提示：不肯定。因为基因突变具有不定向性和少利多害性。典题精析[例1]太空育种是指利用太空综合因素，如强辐射、微重力等，诱导宇宙飞船携带的种子发生变异，然后进行培育的一种方法，下列说法正确的是()A．太空育种产生的突变总是对人类有益的B．太空育种主要是利用了基因重组的遗传学原理C．太空育种培育的植物是地球上原本不存在的D．太空育种与其他诱变育种原理在本质上是一样的解题分析基因突变具有多害少利性，A错误；太空育种主要利用了基因突变的原理，B错误；基因突变只是变更某个基因产生新的基因，不能产生新的植物，C错误；太空育种与其他诱变育种方法在本质上是一样的，都是引起基因突变，产生新的性状，D正确。答案D[例2]有一种塑料在乳酸菌的作用下能快速分解为无毒物质，可以降解，不至于对环境造成严峻的白色污染。培育特地降解这种塑料的“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．多倍体育种解题分析细菌属于原核生物，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和多倍体育种。答案B题后归纳1.杂交育种、诱变育种、单倍体育种和多倍体育种的比较杂交育种诱变育种单倍体育种多倍体育种原理基因重组基因突变染色体变异染色体变异方法①杂交→自交→选优；②连续自交选优辐射诱变、激光诱变、化学药剂处理花药离体培育→秋水仙素诱导加倍用肯定浓度秋水仙素或低温处理萌发的种子或幼苗优点操作简便提高变异频率，大幅度改良某些性状，加速育种进程明显缩短育种年限植株茎秆粗大、果实种子都比较大，养分物质含量提高缺点育种时间长有利变异少，须要处理大量试验材料，具有不确定性技术困难，成本高发育延迟，牢固率低，一般只适用于植物2.依据育种目标选择合适的育种方式当堂检测——查漏补缺巩固提升1．有两种柑橘，一种果实大但含糖量不高，另一种果实小但含糖量较高，假如想要培育出果实大且含糖量高的品种，比较简洁有效的方法是()A．单倍体育种 B．人工诱变育种C．杂交育种 D．多倍体育种答案C解析将两个或多个优良性状集中在一起，实质上就是将限制优良性状的基因重新组合到一起，形成新的基因型，因此应采纳杂交育种的方法。2．下列优良品种与遗传学原理相对应的是()A．三倍体无子西瓜——染色体变异B．射线诱变出青霉素高产菌株——基因重组C．高产抗病小麦品种——基因突变D．花药离体培育得到的矮秆抗病玉米——基因重组答案A解析无子西瓜的培育是用二倍体西瓜与四倍体西瓜杂交后产生的三倍体西瓜，利用的原理是染色体数目变异，属于多倍体育种，A正确；青霉素高产菌株是用射线人工诱变青霉菌，导致其基因突变，属于诱变育种，B错误；培育高产抗病小麦品种采纳的是杂交育种的方法，利用的原理是基因重组，C错误；花药离体培育得到的矮秆抗病玉米，利用的原理是染色体数目变异，属于单倍体育种，D错误。3．下列关于培育生物新品种的叙述，正确的是()A．诱变育种获得的新品种都能稳定遗传B．单倍体育种是为了获得单倍体新品种C．多倍体育种得到的新品种果实较小D．杂交育种能集中亲本的优良性状答案D解析诱变育种获得的新品种不肯定都是纯合子，故诱变育种获得的新品种不肯定都能稳定遗传，A错误；进行单倍体育种是为了快速获得新品种，获得的不是单倍体，B错误；多倍体果实一般比较大，C错误；杂交育种的原理是基因重组，可以将亲本的优良性状在子代集中体现出来，D正确。4．有关作物育种的叙述，错误的是()A．在杂交育种中，F1自交后代可筛选符合人类须要的优良品种B．单倍体育种可以明显缩短育种的年限C．人工诱导多倍体常用的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗D．诱变育种可以定向地把多个品种的优良性状集中在一起，获得新的品种答案D解析基因突变是不定向的，故D错误。5．假设小麦的低产基因用A表示，高产基因用a表示；抗病基因用B表示，不抗病基因用b表示，两对基因独立遗传。下图是利用低产抗病小麦(AABB)及高产不抗病小麦(aabb)两个品种，通过多种育种方式培育出高产抗病小麦(aaBB)新品种的过程图解，请据图回答：(1)经过①、②、③过程培育出高产抗病小麦(aaBB)新品种的育种方法称为____________，原理是__________________________，该方法通过________提高纯合率。(2)经过⑥过程的育种方法叫做_____________________。除利用X射线等物理因素处理生物外，还可以利用亚硝酸等________因素来处理生物，使生物发生________，但利用这种方法不肯定能获得高产抗病小麦(aaB