1、第1节 杂交育种与诱变育种学 习 目 标知 识 体 系1.说出杂交育种的概念、原理、优点和不足。(重点)2.举例说明杂交育种的技术流程。(重点、难点)3.说出诱变育种的概念、原理、优点和不足。(重点)01 探新知 自主梳理02 破重难 讲练互动03 固双基 当堂达标04 课后 巩固提升一、杂交育种1选择育种方法：驯化野生动物、栽培植物时，挑选品质好的个体来原理：利用了结果：经过，汰劣留良，培育出许多优良品种缺点：育种，有限传种生物的变异长期选择周期长可选择的范围2杂交育种(1)概念：将两个或多个品种的通过交配集中在一起，再经过，获得新品种的方法。(2)原理：。(3)过程(以高产、抗病小麦品种的
2、选育为例)优良性状选择和培育基因重组(6)应用农业生产改良作物品质提高农作物家畜、家禽的育种：将引进的优质种牛与本地品种杂交，可以培育出适应性强的乳用、肉用或乳肉兼用型优良品种单位面积产量二、诱变育种1原理：，产生新的等位基因。2诱变因素(1)物理因素：等。(2)化学因素：等。基因突变X射线、紫外线、射线、激光亚硝酸、硫酸二乙酯3优点(1)。人工诱发突变率可比自发突变率提高1001 000倍，能产生多种多样的新类型，为育种提供丰富的原材料。(2)能在较短时间内有效地改良生物品种的某些性状。例如，浙江农科院用射线处理水稻种子，在保持原品种各种丰产性状的基础上，选育出提早15天成熟的新品种。(3)
3、改良作物品质，增强抗逆性。例如，山西省用辐射育成的“太辐一号”小麦，比原品种更为耐寒、耐旱和抗病。提高突变率4缺点：因为基因突变具和低频性的特点，所以诱变育种有一定的盲目性，需处理大量的生物材料，再进行选择培育。5应用(1)在农业生产上：培育出的新品种具有等优点。(2)育种：如生产青霉素菌种的选育。不定向性抗病力强、产量高、品质好微生物预习小测1想一想F2代中出现的所需优良性状的个体一定是符合要求的新品种吗？提示：新品种往往要求是纯合子，但F2中出现的具有所需优良性状的个体中既有杂合子又有纯合子。2判一判(1)杂交育种和诱变育种的原理相同()(2)杂交育种培育的优良品种所具有的优良性状已经存在
4、于育种材料中()(3)杂交育种往往在杂交之后要连续进行自交()(4)诱变育种往往需要一些诱变因素，如物理因素、化学因素和生物因素()(5)诱变育种能提高突变率，在较短时间内一定实现育种目标()(6)太空育种属于诱变育种()探究主体 1 杂交育种问题情境 有两种纯种的小麦，一为高秆(D)抗锈病(T)，另一为矮秆(d)易感锈病(t)，这两对性状独立遗传，现要培育矮秆抗锈病新品种，方法如下：高秆抗锈病矮秆易感锈病a F1b F2c 稳定遗传的矮秆抗锈病新品种请思考下列问题：(1)图中a、b、c的含义分别是什么？提示：a是杂交，b是自交，c是连续自交。(2)通过过程a得到的F1是否同时出现了矮秆、抗病
5、的性状？过程a的目的是什么？提示：F1没有同时出现矮秆、抗病的性状，杂交的目的是将矮秆基因和抗病基因集中到F1。(3)图中的哪一代开始出现矮秆抗锈病植株？所出现的矮秆抗锈病植株是否为符合要求的新品种？为什么？提示：从F2中开始出现矮秆抗锈病植株，其中既有纯合体(占1/3)也有杂合体(占2/3)，所以F2出现的矮秆抗锈病还不能算是符合要求的新品种。几种杂交育种步骤的区别(1)培育常规的纯合子品种培育隐性纯合子品种：选取双亲杂交 子一代自交 子二代选出符合要求的优良性状个体就可以推广。培育显性纯合子品种：选取双亲杂交 子一代自交 子二代选出符合要求的优良性状个体自交 子三代选出符合要求的优良性状个
6、体自交 选出稳定遗传的个体推广。(2)培育杂合子品种：选取双亲杂交 子一代，年年制种。(3)对于进行无性繁殖的生物，如马铃薯、果树等，只要获得该优良性状的个体，即可通过无性生殖产生优良后代，而不必连续自交。易错警示选择显性纯合的动植物方法不同(1)植物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1F1自交获得F2鉴别、选择需要的类型，自交至不发生性状分离为止。(2)动物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1F1雌雄个体交配获得F2鉴别、选择需要的类型与隐性类型测交，选择后代不发生性状分离的F2个体。1杂交育种中，杂交后代的性状一旦出现就能稳定遗传的是()A优良性状 B隐性性状C显性性状D相对性
7、状解析：杂交后代出现的显性性状可能为杂合子，不能稳定遗传，出现的隐性性状一定是隐性纯合子，可以稳定遗传。答案：B2两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。现要选育纯种双显性的水稻品种，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的双显性水稻种子中符合育种要求的占1/9。答
8、案：B探究主体 2 诱变育种与其他育种方法的应用问题情境 下图所示为 5 种不同的育种方法。据图回答下列问题。(1)图中AD所示的途径表示_育种，这种方法属于常规育种，一般从F2开 始 选 种，这 是 因 为 _；ABC 所 示 的 途 径 表 示_育种。这两种育种方法中，后者的优越性主要表现为_。(2)B过程常用的方法为_。(3)E过程所依据的原理是_，所用的方法有_、_(理化因素需各说出一项)。育种时需要处理的种子应当是萌发的(而非休眠的)种子，试阐述其原因：_。(4)C、F过程常用的试剂是_，其作用的原理是_。提示：(1)杂交 从F2开始发生性状分离 单倍体 明显缩短育种年限(2)花药离
9、体培养(3)基因突变 X射线、紫外线、激光照射 亚硝酸、硫酸二乙酯处理(理化因素需各说出一项)种子萌发后进行细胞分裂，DNA在复制过程中可能受到某种因素的影响而发生基因突变(4)秋水仙素 在细胞分裂时抑制纺锤体形成，引起染色体数目加倍几种育种方法的归纳比较项目杂交育种诱变育种多倍体育种单倍体育种方法选育纯种：杂交后再连续自交选育杂种用物理、化学因素处理用秋水仙素或低温处理萌发的种子或幼苗先进行花药离体培养，再用秋水仙素诱导染色体加倍成为纯合子原理基因重组主要是基因突变染色体变异染色体变异项目杂交育种诱变育种多倍体育种单倍体育种优点使位于不同个体的优良性状集中到一个个体上方法简单，容易操作能提高
10、变异率，大幅度改良某些性状所获新品种器官较大，营养物质含量高所获新品种自交后代不发生性状分离，可缩短育种年限缺点不能创造新的基因育种进程缓慢有利变异少，需大量处理供试材料，诱发突变的方向难以掌握所获新品种发育迟缓，结实率低方法复杂，需与杂交育种配合，成活率低项目杂交育种诱变育种多倍体育种单倍体育种适用生物有性生殖的生物所有生物主要是高等植物主要是高等植物实例培育矮秆抗锈病小麦品种培育青霉素高产菌株三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦矮秆抗病植株易错警示优良品种的选育方法(1)如果发生显性突变，在二倍体生物中通常第一代就表现出来，往往是杂合子。在自花传粉的植物中，经过两次自交到第三代，可以得到稳定遗传的
11、纯合突变类型。aa突变 Aa表现新性状 AAAaaa分别自交 不发生性状分离的个体(2)如果发生的是隐性突变，在自花传粉植物中通过自交繁殖，到第二代便会有纯合的隐性突变体分离出来，虽然数目较少，但是一旦出现便可选择应用。AA突变 Aa(不表现新性状)aa1下列各项措施中，能够产生新基因的是()A高秆抗病小麦与矮秆不抗病小麦杂交B用秋水仙素处理二倍体西瓜得到四倍体C用花药离体培养小麦植株D用X射线处理获得青霉素高产菌株解析：A项属于杂交育种，原理是基因重组；B项属于多倍体育种，C项属于单倍体育种，二者育种原理均为染色体变异；D项属于诱变育种，原理是基因突变，产生了新基因。答案：D2下列关于生物育
12、种的叙述，正确的是()A单倍体育种与多倍体育种均涉及植物组织培养技术B杂交育种利用基因重组的原理，从而产生新的物种C秋水仙素可应用于诱变育种和多倍体育种，且作用的细胞分裂时期相同D单倍体育种可缩短育种年限，杂交育种可获得杂种优势的个体解析：多倍体育种不涉及植物组织培养技术，A错误；杂交育种只能获得新品种，不能获得新物种，B错误；秋水仙素在诱变育种中诱发细胞发生突变，作用于分裂间期，在多倍体育种中抑制细胞中纺锤体的形成，作用于细胞分裂的前期，C错误；单倍体育种的优点是明显缩短育种年限，杂交育种除得到重组类型纯合子外，另一个重要的应用是获得具有杂种优势的个体，D正确。答案：D方法技巧根据育种目标选
13、择育种方案育种目标育种方案集中双亲优良性状单倍体育种(明显缩短育种年限)杂交育种(耗时较长，但简便易行)让原品系产生新性状(无中生有)诱变育种(可提高变异频率，期望获得理想性状)使原品系营养器官“增大”或“加强”多倍体育种夯实生命观念1杂交育种的概念：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杂交育种的过程：选择具有不同优良性状的亲本杂交 获得 F1自交 获得 F2鉴别、选择所需要的类型优良品种。3杂交育种的优点：可将两个或多个优良的性状集中在一起。缺点：育种时间长；不能克服远缘杂交不亲和的障碍。4诱变育种的概念：利用物理因素或化学因素来处理生物，使生
14、物发生基因突变，从而获得优良变异类型的育种方法。5诱变育种的过程：选择生物诱发基因突变选择理想类型培育。6诱变育种的优点：缩短育种进程，大幅度改良某些性状。缺点：有利变异少，盲目性比较强。注重语言表达1在诱变育种中为什么要处理萌发的种子或幼苗，而不能处理一些成熟的或老化的组织？提示：因为萌发的种子和幼苗中，细胞分裂能力强，DNA进行复制过程中容易发生基因突变。2杂交育种和诱变育种中，哪种最可能达不到育种目的？为什么？提示：诱变育种，因为诱变育种的原理是基因突变，而基因突变具有不定向性，不一定按照人们的意愿进行突变。1甲地区的油菜，籽大抗性差；乙地区的油菜，籽小抗性强。要提高两地的油菜品种质量，
15、通常采用的繁殖技术是()A杂交育种 B诱变育种C多倍体育种D单倍体育种解析：提高两地的油菜品种质量，应该综合甲、乙两地油菜的优点，通常采用杂交育种。答案：A2下列关于育种优点的叙述，不正确的是()A多倍体较二倍体茎秆粗大，果实种子大B杂交育种能产生新基因C人工诱变育种能提高变异频率D利用单倍体育种能明显缩短育种年限解析：杂交育种能产生新的基因型及表现型，但不能产生新基因。答案：B3我国科学家精选的农作物种子通过“天宫一号”搭载上天，利用宇宙空间的特殊环境诱发变异育种，这些变异()A是定向的B属于人工诱变C对人类都有益D不能遗传给后代解析：宇宙空间存在辐射，可以诱导种子发生基因突变，基因突变具有
16、不定向性、多害少利性，可以遗传给后代。利用太空特殊环境引起的变异属于人工诱变。答案：B4两个亲本的基因型分别为AAbb和aaBB，这两对基因的遗传遵循自由组合定律，现欲培育出基因型为aabb的新品种，最简捷的方法是()A人工诱变育种B多倍体育种C单倍体育种D杂交育种解析：欲选育aabb隐性类型的新品种，只需将两亲本杂交所得的F1自交，从F2中直接选育即可。答案：D520世纪50年代以前，水稻都是高秆的。由于高秆容易倒伏，不利于密植而影响产量。为尽快培育出矮秆水稻新品种，以利于合理密植提高产量，最好选择下列哪种育种方法()A杂交育种B诱变育种C单倍体育种D多倍体育种解析：20世纪50年代以前，自
17、然界没有矮秆水稻，说明还不存在或者没有找到控制矮秆的基因，要想培育出新的矮秆水稻品种，只能通过基因突变的原理创造出控制矮秆的新基因才能达到要求，所以需要用诱变育种的方法，其他育种方法都不能创造出控制新性状的基因，故选B。答案：B6为获得纯合矮秆抗病水稻品种，采用如图所示的育种方法。已知水稻高秆(A)对矮秆(a)为显性，抗病(B)对易感病(b)为显性，这两对相对性状独立遗传。据图回答：(1)过程、和表示的育种方法是_育种；F1自交获得F2中，矮秆抗病植株所占的比例是_。(2)F1能产生_种基因型的花粉，过程常用的化学药剂是_；过程、和表示的育种方法原理是_变异，该育种方法的突出优点是_，所获得符
18、合要求的二倍体植株的基因型是_。(3)过程表示的育种方法能在短时间内获得较多的变异类型，其原理是_。解析：(1)过程、表示杂交育种。F1自交获得F2中矮秆抗病(aaB_)植株所占的比例为1/43/43/16。(2)F1中AaBb能产生4种基因型(AB、Ab、aB、ab)的花粉。过程、表示单倍体育种，需要在过程使用适量的秋水仙素，使染色体加倍，得到纯合个体，符合要求的即矮秆抗病的植株基因型是aaBB。单倍体育种的原理是染色体变异。(3)过程利用X射线处理，能在短时间内获得较多的变异类型，这种育种方法是诱变育种，原理是基因突变。答案：(1)杂交 3/16(2)4 秋水仙素 染色体(数目)(也可加上基因重组)能明显缩短育种年限 aaBB(3)基因突变04 课后 巩固提升
