1、第1节杂交育种与诱变育种学习目标1.说出杂交育种的概念、原理、优点和不足。2.举例说明杂交育种的技术流程。(重点)3.说出诱变育种的概念、原理、优点和不足。知识点1杂交育种请仔细阅读教材第9899页，完成下面的问题。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，即控制不同优良性状的基因，通过减数分裂和受精作用重新组合在一起，产生新的基因型，从而控制相应的新的表现型。3过程(以高产抗病小麦品种的选育为例)4杂交育种的优缺点(1)优点：可以把多个品种的优良性状集中在一起。(2)缺点：杂交育种只能利用已有基因的重组，按需选择，并不能创造新
2、基因；杂交后代会出现分离现象，育种进程缓慢，过程复杂；杂交育种只能用同一物种或亲缘关系较近的物种进行杂交。5适用范围杂交育种适用于能进行有性生殖的个体，且相关基因遵循细胞核遗传规律，只进行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。知识点2诱变育种请仔细阅读教材第100页，完成下面的问题。1概念：诱变育种是利用物理因素(如X射线、射线、紫外线、激光等)或化学因素(如亚硝酸、硫酸二乙酯等)来处理生物，使生物发生基因突变。2原理：基因突变。3优缺点(1)优点：提
3、高突变率，加速育种进程；大幅度改良某些性状，创造人们所需的优良变异类型。(2)缺点：基因突变具有不定向性和低频性，因此基因突变产生的有利个体往往少，具有一定的盲目性；突变个体难以集中多个优良性状，所以育种过程需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强、产量高、品质好；在微生物育种方面，诱变育种也发挥了重要作用，如青霉菌的选育。要点一辨析杂交育种1.动、植物杂交育种的区别(1)方法：植物杂交育种中纯合子的获得不能通过测交，只能通过逐代自交的方法获得；而动物杂交育种中纯合子的获得一般不通过逐代自交，而通过测交的方法进行确认后而获得。(2)实例：现
4、有基因型为BBEE和bbee的两种植物或动物，欲培育基因型为BBee的植物或动物品种，育种过程的遗传图解如下：2育种程序的比较(1)单倍体育种、多倍体育种程序的比较(2)单倍体育种与杂交育种程序的比较3育种年限的确定杂交育种需要的年限，首先取决于所需性状都是隐性性状，还是带有显性性状。如果所需性状都是隐性性状，隐性性状一旦出现，即为纯合子，就可用于生产，所需年限较短。例如：通过杂交育种的方法，用黄粒矮秆(YYdd)玉米和白粒高秆(yyDD)玉米培育白粒矮秆优良品种，只需3年时间。如果所需性状带有显性性状，表现显性性状的个体，既有纯合子，又有杂合子，则需要连续自交，选择纯合优良品种，所需年限较长
5、。4杂交育种与杂种优势的区别(1)杂交育种过程就是要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(纯合子)。(2)杂种优势是指基因型不同的亲本个体相互杂交产生的杂种子一代，在长势、生长活力、繁殖力、抗逆性、产量和品质等一种或多种性状上优于两个亲本的现象，这种现象在生物界中普遍存在。在育种实践中，人们常利用杂种优势获得经济性状较好的植株。杂种优势主要是利用杂交子一代(杂种F1)的优良性状，并不要求性状的稳定遗传。杂种优势的大小，取决于双亲的遗传差异和互补程度。【典例1】杂交育种是植物育种的常规方法，其选育新品种的一般方法是()A根据杂种优势原理，
6、从子一代中即可选出B从子三代中选出，因为子三代才出现纯合子C可从子二代中选出，或从子三代及以后的后代中选出D只能从子四代及以后的后代中选出能稳定遗传的新品种解析杂交育种的一般过程：首先亲本杂交产生子一代，子一代自交产生子二代，如果选择的是双隐性性状，则从子二代中就可选出；如果需要选择含有显性性状的品种，则需要进一步自交后，从子三代或其多次自交的后代中选出。所以，杂交育种选育的新品种既可从子二代中选出，也可从子三代及以后的后代中选出。答案C针对训练1现有抗病黄果肉(ssrr)和易感病红果肉(SSRR)两个番茄品种，研究人员欲通过杂交育种培育出一个既抗病又是红果肉的新品种(ssRR)。下列叙述正确
7、的是()A亲本杂交产生F1的过程中s和R发生了基因重组B可以直接在F2中选出目标新品种进行推广C此育种过程中产生了新的基因型D也可利用F1经过花药离体培养后直接得到目标新品种解析亲本抗病黄果肉(ssrr)和易感病红果肉(SSRR)杂交，则F1基因型为SsRr，s和R集中在同一个体是因为配子结合形成受精卵，A错误；F2中抗病红果肉(ssR_)基因型有2种，无法直接选出纯合的ssRR进行推广，B错误；杂交育种过程中没有产生新基因，但产生了新的基因型，C正确；F1的基因型为SsRr，产生SR、Sr、sR、sr 4种配子，利用F1花药离体培养产生的是单倍体，而不是目标新品种，D错误。答案C要点二作物育
8、种方法的综合分析1.显性突变和隐性突变在育种中的应用(1)显性突变的应用aa(2)隐性突变的应用AAAa(不表现新性状)aa(表现出新性状，且稳定遗传)2四种育种方法的比较特别提醒单倍体培育与单倍体育种要区分开：单倍体培育是通过花药离体培养获得单倍体；而单倍体育种则是在此基础上用秋水仙素处理等手段使染色体数目加倍获得纯合子，再筛选出所需要的品种。3育种方法选择类试题的解法育种的根本目的是培育具有优良性状(抗逆性强、生活力强、产量高、品质优良)的新品种。一般可根据育种目标来确定育种方式具体确定育种方式时，还应结合所给材料的特点、技术水平和经济因素等进行综合考虑和科学决策。【典例2】已知水稻的抗病
9、(R)对感病(r)为显性，有芒(B)对无芒(b)为显性。现有抗病有芒和感病无芒两个品种，要想选育出抗病无芒的新品种，从理论上分析不可以选用的育种方法是()A杂交育种 B单倍体育种C诱变育种 D多倍体育种解析要选育的抗病无芒新品种不是多倍体，故不能用多倍体育种的方法。可采用杂交育种，使不同个体的优良性状集于一体；利用单倍体育种可以明显缩短育种时间；也可以采用诱变处理进行诱变育种，通过选择获得符合要求的品种。答案D针对训练2下列有关育种的叙述，错误的是()A诱变育种可提高突变频率，从而加速育种进程B原核生物育种一般采用诱变育种的方法，也可采用杂交育种C为获得隐性纯合子，可利用杂交育种的方法D为了解
10、决三倍体无子西瓜需年年制种的问题，可利用植物组织培养快速繁殖解析原核生物不能进行减数分裂，所以不能运用杂交的方法进行育种，一般采用的方法是诱变育种。隐性纯合子自交后代不发生性状分离，故可通过杂交育种得到符合生产要求的隐性纯合子。答案B课堂归纳小结网络构建自我校对：基因重组基因突变染色体变异染色体变异花药离体培养秋水仙素处理拓展阅读杂交新品种异类梨2011年7月19日，在苏浙沪农科院科技兴农联合服务团成立十周年大会上，一批品质高、口感好的新品种在这里集中展示：中西合璧的“红衣”杂交梨；“大块头”糖分高的“申华”葡萄；披着杏“外衣”的桃子它们大部分都已上市。我们常见的梨有黄的、绿的，而在展示会上穿
11、“红衣”的异类梨是科研人员利用西洋梨杂交出的新品种。梨分为东洋梨和西洋梨两大类，东洋梨主要生长在亚洲，而西洋梨主要生长在欧洲。西洋梨最大的特点就是它的果皮是红色的，很喜庆。这次展示的是西洋梨与本地品种杂交后的“新一代”。纯种的西洋梨口感细腻，没有我们传统梨子那么脆，但是它香味浓郁，“中西合璧”之后可以发挥出两种梨的最大优势。除了杂交水果以外，我们在生活中还会接触到哪些杂交物种？杂交育种有何优点？提示：杂交水稻、玉米等。杂交育种优点：能集合双亲的优良性状于一身。 学业水平合格测试1在遗传育种的过程中，能产生新基因的是()A用杂交育种方式获得矮秆抗锈病小麦B用秋水仙素诱导二倍体西瓜获得四倍体西瓜C
12、用X射线、紫外线处理青霉菌获得青霉素产量很高的菌株D用六倍体普通小麦的花药培育单倍体小麦植株解析杂交育种的遗传学原理是基因重组，其可产生新的基因型，不能产生新的基因；获得单倍体和多倍体的遗传学原理是染色体变异，不能产生新的基因；用X射线、紫外线处理青霉菌获得青霉素产量很高的菌株的原理是基因突变，能产生新基因。答案C2诱变育种与杂交育种的不同之处表现为()能大幅度改变某些性状能形成新基因能形成新基因型一般对个体生存有利A B C D解析诱变育种的原理是基因突变，它可产生新的基因，能大幅度改变生物的某些性状，但基因突变是多害少利的；杂交育种的原理是基因重组，它不能产生新的基因，但会产生新的基因型。
13、答案A3下列有关太空育种的说法正确的是()A该育种方法的原理是基因突变，培育出的新品种是地球上原本不存在的物种B从太空返回的植物种子基因结构一定发生了变化C与地面种子相比，太空种子发育成的植株具有产量高、营养物质丰富等优点D从太空返回的种子需进行筛选才能获得需要的性状解析诱变育种的原理是基因突变，但不一定产生新的物种，A错误；植物种子在太空中不一定全部发生基因突变，B错误；变异具有不定向性，太空种子发育成的植株不一定都具有优良性状，所以需要进行筛选，C错误、D正确。答案D学业水平等级测试4中国共产党第十九次全国代表大会(简称党的十九大)中指出我国稳定解决了十几亿人的温饱问题。育种在解决此问题上
14、发挥了重要作用，如图表示由某种农作物品种和培育出的几种方法，下列有关说法错误的是()A经过过程培育形成常用的方法是花药离体培养B过程常用一定浓度的秋水仙素处理的幼苗C由品种直接形成的过程必须经过基因突变D用品种和培育能稳定遗传的品种的最快途径是解析本题主要考查各种育种方法的原理及优点，分析如下：其中杂交育种比单倍体育种操作要简单，但相比之下要费时。答案D5现用高秆分蘖力弱和矮秆分蘖力强的纯合水稻，培育纯合高秆分蘖力强的水稻。若高秆(H)对矮秆(h)为显性，分蘖力强(A)对分蘖力弱(a)为显性。下列叙述错误的是()A应用的育种原理可以是基因重组，也可以是染色体变异B高秆分蘖力弱和矮秆分蘖力强的纯
15、合子杂交得F1，F1自交，从F2中可选出符合要求的C高秆分蘖力弱和矮秆分蘖力强的纯合子杂交获得F1(HhAa)后，再进行花药离体培养不能选出所需水稻D杂交育种比单倍体育种所需的年限要长解析为培育高秆分蘖力强的水稻，可以利用杂交育种，也可以利用单倍体育种，其原理分别是基因重组、染色体变异，A正确。利用杂交育种，从F2中选出的高秆分蘖力强的水稻(H_A_)不一定是纯合子，所以不能直接选出，B错误。单倍体育种的过程中，经花药离体培养后得到的都是单倍体，还需经人工诱导才可能得到所需水稻，C正确。单倍体育种能够明显缩短育种年限，D正确。答案B课后作业(十九)学业水平合格练1育种专家用高秆抗锈病水稻与矮秆
16、不抗锈病水稻杂交，培育出了矮秆抗锈病水稻，这种水稻出现的原因是()A基因突变 B基因重组C染色体变异 D环境条件的改变解析矮秆抗病水稻是经杂交育种得到的，其原理是基因重组。答案B2现有矮秆有芒(aaBB)和高秆无芒(AAbb)小麦品种，希望培育出矮秆无芒小麦新品种，最快捷、简单的育种方法是()A杂交育种B诱变育种C单倍体育种D多倍体育种解析由于矮秆无芒小麦新品种的基因型为aabb，为双隐性个体，只需要将矮秆有芒(aaBB)和高秆无芒(AAbb)小麦品种进行杂交，得到AaBb，然后再自交即可得aabb的新品种，故杂交育种最快捷、简单。答案A3下列有关育种的叙述，正确的是()A诱变育种可以定向地改
17、变生物的性状B通过杂交育种获得新品种均需要从F3开始选取C多倍体育种中，低温处理与秋水仙素处理的作用机理相似D通过花药离体培养获得的新个体即为纯合子解析由于基因突变具有不定向性，所以诱变育种不能定向改变生物的性状；通过杂交育种获得新品种可以从F2就开始选取；在多倍体育种中，低温处理与秋水仙素处理的作用机理相似，都能抑制纺锤体的形成，从而导致着丝点分裂后染色体不能移向细胞两极，引起细胞内染色体数目加倍；在单倍体育种的过程中，通过花药离体培养获得的新个体只是单倍体，需通过人工诱导染色体加倍，才可能得到纯种个体。答案C4下图是利用某植物(基因型为AaBb)产生的花粉进行单倍体育种的示意图，据图判断下
18、列说法正确的是()花粉植株A植株BA过程属于植物的组织培养，依据原理是植物细胞的全能性B过程通常使用的试剂是秋水仙素，作用时期为有丝分裂间期C通过过程得到的植株A基因型为aaBB的可能性为D通过过程得到的植株B一定是四倍体解析过程是花药离体培养，属于植物组织培养，理论依据是植物细胞的全能性；得到的植株A基因型有AB、Ab、aB、ab四种可能；过程是用秋水仙素处理单倍体幼苗，作用时期为有丝分裂的前期；得到的植株B基因型有AABB、aaBB、AAbb、aabb四种可能，属于二倍体。答案A5下图为两种育种方法的过程，有关说法正确的是()A基因重组只发生在图示过程中B过程的育种方法称为单倍体育种CE植
19、株体细胞中只含有一个染色体组D图示育种方法不能定向改变生物性状解析基因重组发生在减数分裂过程中，图示过程中均可发生；过程为花药离体培养；E植株为单倍体，单倍体细胞中不一定只含有一个染色体组；杂交育种和多倍体育种不能定向改变生物性状。答案D6有一种塑料在某种细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的方法是()A杂交育种B单倍体育种C诱变育种D多倍体育种解析对于细菌来说，一般通过诱变育种或基因工程育种的方法来培育，从题干信息看只能用诱发基因突变的方法来培育。答案C7航天技术的发展为我国的生物育种创造了更多更好的机会。下列有关航天育种的
20、说法不正确的是()A航天育种可缩短育种周期B种子在宇宙辐射、微重力及弱的磁场等因素的诱导下发生基因突变C航天育种技术是快速培育农作物优良新品种的重要途径之一D“太空种子”绝大多数会发生突变解析航天育种实际上是一种人工诱变育种，其诱变因素是微重力、高强度的宇宙射线等，其显著优点是可提高突变率，从而缩短育种周期。由于基因突变的不定向性、多害少利性和低频性，能培育出高产、优质新品种的“太空种子”仅仅是少数，多数变异是不利的，绝大多数种子是不发生突变的。答案D8用杂合子F1(DdEe)种子获得纯合子(ddee)，最简捷的方法是()A种植F2选双隐性性状个体纯合子B种植秋水仙素处理纯合子C种植花药离体培
21、养单倍体幼苗秋水仙素处理纯合子D种植秋水仙素处理花药离体培养纯合子解析用秋水仙素处理或花药离体培养等操作较复杂，而杂交育种虽育种进程长，但操作最简捷。答案A9两个水稻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。现要选育双显性的水稻品种，让两个亲本杂交产生F1，F1自交产生F2。在F2的双显性水稻种子中符合育种要求的占()A1/16B1/9C1/3D9/16解析让基因型为AAbb和aaBB的两个品种杂交，得F1为AaBb，自交得F2，基因型及比例为A_B_A_bbaaB_aabb9331，其中双显性水稻(A_B_)占9/16，AABB占1/41/41/16，所以F2的双显
22、性水稻种子中符合育种要求的占1/9。答案B学业水平等级练10要将基因型为AaBB的植物，培育出以下基因型的个体：AaBb，AAaaBBBB，aB。则对应的育种方法依次是()A诱变育种、多倍体育种、花药离体培养B杂交育种、花药离体培养、多倍体育种C花药离体培养、诱变育种、多倍体育种D多倍体育种、花药离体培养、诱变育种解析基因型为AaBB的植物要培育出AaBb的个体，可利用物理或化学方法处理材料，通过基因突变获得；要获得AAaaBBBB的个体，可通过多倍体育种；要获得aB的个体，可利用花药离体培养。答案A11下列有关水稻的叙述，错误的是()A二倍体水稻含两个染色体组B二倍体水稻经秋水仙素处理，可得
23、到四倍体水稻，稻穗、米粒变大C二倍体水稻与四倍体水稻杂交，可得到三倍体水稻，含三个染色体组D二倍体水稻的花粉经离体培养，可得到单倍体水稻，稻穗、米粒变小解析由受精卵发育而成的植株，细胞内含几个染色体组就是几倍体，因此二倍体水稻细胞内应含两个染色体组；二倍体水稻与四倍体水稻杂交生成的受精卵中含三个染色体组，它发育形成的植株含三个染色体组，叫三倍体；秋水仙素能抑制纺锤体的形成，使细胞内染色体数加倍，二倍体水稻经秋水仙素处理，就可得到四倍体水稻，四倍体水稻的特点是茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加；二倍体水稻的花粉经离体培养得到的单倍体水稻一般是不育的，不可能
24、产生稻穗、米粒。答案D12将、两个植株杂交，得到，将再做进一步处理，如下图所示。下列分析错误的是()A由到过程发生了等位基因的分离、非等位基因的自由组合B获得和植株的原理不同C若的基因型为AaBbdd，则植株中能稳定遗传的个体占总数的D图中各种筛选过程利用的原理相同解析到过程要进行减数分裂产生花粉，所以该过程发生等位基因的分离和非等位基因的自由组合；到是诱变育种，原理是基因突变，而到是多倍体育种，原理是染色体变异；若的基因型为AaBbdd，则其自交后代只有纯合子才能稳定遗传，纯合子的概率是1。答案D13设小麦的高产与低产受一对等位基因控制，基因型AA为高产，Aa为中产，aa为低产。小麦抗锈病(
25、B)对不抗锈病(b)为显性。这两对等位基因的遗传遵循自由组合定律。如图是某同学设计的以高产不抗锈病与低产抗锈病两个纯种品系为亲本培育高产抗病小麦品种的过程图。试回答下列问题：(1)通过方法获得的高产抗病小麦品种基因型有_种。(2)步骤的方法是_，步骤中最常用的药剂是_。(3)基因重组发生在图中的_(填步骤代号)。(4)经步骤(人工诱变)处理获得的小麦品种不一定是高产抗病类型，这是因为诱发产生的突变是_，而且突变频率_。解析(1)图中过程为杂交育种，获得的高产抗病小麦品种的基因型有AABB和AABb两种。(2)步骤为单倍体育种，步骤是花药离体培养，步骤中最常用的药剂是秋水仙素。(3)基因重组发生
26、在减数分裂过程中，图中步骤都进行了减数分裂。(4)基因突变是不定向的，且突变频率很低。答案(1)两(2)花药离体培养秋水仙素(3)(4)不定向的很低14通过杂交可将同一物种不同个体的优良性状集中在一起，也可将不同物种的染色体集中在一起。以甲乙为杂交模型，请回答下列问题：(1)无子西瓜备受青睐，结无子西瓜的植株是由父本甲_与母本乙_杂交得到的，无子西瓜培育的遗传学原理是_，能够刺激子房发育成无子果实的过程是_。(2)马铃薯品种是杂合子(有一对基因杂合即可称之为杂合子)，生产上常用块茎繁殖，现要通过杂交选育黄肉(Yy)、抗病(Tt)的马铃薯新品种，则杂交亲本甲的基因型为_，乙的基因型为_。(3)现
27、有三个纯系水稻品种：矮秆易感病有芒(aabbDD)、高秆易感病有芒(AAbbDD)、高秆抗病无芒(AABBdd)。请回答：为获得矮秆抗病无芒纯系新品种，应选择的杂交亲本甲、乙为_，获得F1后如让F1自交，则F2中表现为矮秆抗病无芒的个体占F2总数的_，若要获取矮秆杭病无芒纯系新品种，需将F2中矮秆抗病无芒的个体继续_，直至_。如果在中所述F1基础上尽快获得矮秆抗病无芒新品种，写出后续的育种过程。第一步：_；第二步：_。解析(1)结无子西瓜的植株是由父本二倍体西瓜与母本四倍体西瓜杂交得到的，无子西瓜培育的遗传学原理是染色体变异，能够刺激子房发育成无子果实的过程是用二倍体西瓜的花粉刺激三倍体西瓜的
28、子房。(2)自然界无纯合的马铃薯品种，单杂即为杂合子，要培育黄肉(Yy)、抗病(Tt)的马铃薯新品种，应选基因型为yyTt、Yytt的亲本杂交。(3)根据题目要求要培育矮秆抗病无芒纯系新品种，应选择、；杂交得到的F1基因型为AaBbDd，再让F1自交，则F2中表现为矮秆抗病无芒的个体为aaB_dd，占F2总数的3/64；若要获取矮秆抗病无芒纯系新品种，需将F2中矮秆抗病无芒的个体连续自交，直至不发生性状分离。如果在中所述F1基础上尽快获得矮秆抗病无芒新品种，应采用单倍体育种方法。答案(1)二倍体西瓜四倍体西瓜染色体变异用二倍体西瓜的花粉刺激三倍体西瓜的子房(2)yyTtYytt(可互换)(3)
29、、3/64自交不发生性状分离取F1的花药进行离体培养，获得单倍体幼苗用秋水仙素处理单倍体幼苗，然后选育矮秆抗病无芒纯系新品种应用创新综合练15甲磺酸乙酯(EMS)能使鸟嘌呤(G)的N位置上带有乙基而成为7乙基鸟嘌呤，这种鸟嘌呤不与胞嘧啶(C)配对而与胸腺嘧啶(T)配对，从而使DNA序列中GC对转换成AT对。育种专家为获得更多的变异水稻亲本类型，常先将水稻种子用EMS溶液浸泡，再在大田种植，通常可获得株高、穗形、叶色等性状变异的多种植株。请回答下列问题：(1)经过处理后发现一株某种性状变异的水稻，其自交后代中出现两种表现型，说明这种变异为_突变。(2)用EMS溶液浸泡种子是为了提高_，某一性状出
30、现多种变异类型，说明变异具有_。(3)EMS诱导水稻细胞的DNA发生变化，而染色体的_不变。(4)诱变选育出的变异水稻植株还可通过DNA测序的方法进行检测，通常该植株根、茎和叶都可作为检测材料，这是因为_。解析(1)隐性突变自交后代只有一种性状，所以这种变异为显性突变。(2)用EMS溶液浸泡种子，容易诱发突变，提高了突变频率；由于某一性状出现多种变异类型，说明变异是不定向的。(3)EMS诱导水稻细胞的DNA发生基因突变，不会引起染色体结构和数目的改变。(4)诱变选育出的水稻是由受精卵发育而成的，其体细胞具有相同的基因型。答案(1)显性(2)基因突变频率不定向性(3)结构和数目(4)该水稻植株体细胞基因型相同