高一生物杂交育种与诱变育种

1、 整体感知 本章包括杂交育种与诱变育种和基因工程及其应用两节内容。 第1节杂交育种与诱变育种从古人驯化野生动物、栽培植物的历史谈起，引入选择育种的方法，并指出其局限性。然后以小麦杂交育种为例，介绍了杂交育种的概念及其在生产生活中的实际应用，最后，介绍了诱变育种的方法，通过实例说明诱变育种的重要作用，引导我们思考诱变育种与杂交育种相比有哪些优势，并联系基因突变等特点。 第2节基因工程及其应用首先简要介绍了基因工程的原理，使我们对基因工程有一个基本认识。为了避免与现代生物科技专题模块中基因工程内容重复，教材没有过多地展开介绍。然后，教材结合实例介绍了基因食品安全性问题的讨论。教材安排了一则“资料分

2、析”，分别列举了两种对立的观点，并在每种观点下都提供了一部分资料，为我们展开讨论设置了具体情境。 考点聚焦 (1)举例说出生物变异在育种上应用的事例。 (2)简述杂交育种和诱变育种的作用及其局限性。 (3)简述基因工程的原理及其应用。 方法指导 通过回忆前几章学习的遗传和变异的基本原理以及特点，去探讨怎样有目的地使生物不同品种的基因重新组合到一起，培育出对人类有益的新品种。在充分观察的基础上，掌握基因操作的四大基本步骤，再通过不断质疑，理解每步操作，尤其要理解和弄懂提取目的基因的方法和目的基因导入受体细胞的途径。充分利用网络信息技术来了解基因工程成果与发展前景，浏览相应的信息资料并提出相应的问

3、题或自主探究的课题，并对课题进行交流和讨论。 1知识：(1)举例说出生物变异在育种上应用的事例；(2)简述杂交育种和诱变育种的作用及其局限性。 2情感态度与价值观：运用遗传变异原理，解决生产和生活中的实际问题。 3能力：讨论杂交育种和诱变育种的优缺点。 4重点与难点：(1)遗传与变异规律在改良农作物和培育家畜品种等方面的应用；(2)杂交育种与诱变育种的优点和局限性。 (一)问题探讨 提示：此节问题探讨意在结合学生的生活经验，引导学生思考相关的育种方法。教师可充分发挥学生的主观能动性，让学生积极参与讨论。 (二)思考与讨论一 杂交育种只能利用已有基因的重组，按需选择，并不能创造新的基因。杂交后代

4、会出现性状分离现象，育种进程缓慢，过程繁琐。这些都是杂交育种方法的不足。 (三)思考与讨论二 诱变育种的优点是能够提高突变率，在较短的时间内获得更多的优良变异类型。诱变育种的局限性是诱发突变的方法难以掌握，突变体难以集中多个理想性状。要想克服这些局限性，可以扩大诱变后代的群体，增加选择的机会。 一、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应用 (1)农业生产：改良作物品质、提高农作物_的常规方法。 (2)_的育种：如将引进的的优质种牛与本地品种杂交，可培育出乳用、肉用或乳肉兼用型优良品种。 二、诱变育种 1概念：利用_因素(如X射

5、线、射线、_、_等)或_因素(如亚硝酸、硫酸二乙酯等)来处理生物，使生物发生_。 2原理：_。 3优点：可以_，_获得更多的优良变异类型。 4应用：主要用于_育种，如培育的“黑农五号”大豆品种和高产青霉菌株的选育。 答案：一、 1优良性状选择和培养 2基因重组 3(1)单位面积产量家畜和家禽 二、 1物理紫外线激光化学基因突变 2基因突变 3提高突变率在较短时间内 4农作物诱变 育种过程：(以两对相对性状为例)将两个亲本杂交，得到F1再多次自交，逐代选育，直到得到性状不再发生分离的理想纯种。(见教材图61示意图) 1某作物的高秆(A)对矮秆(a)为显性，感病(R)对抗病(r)为显性。Aa和Rr

6、是位于非同源染色体上的两对等位基因。今有高秆抗病和矮秆感病纯种，人们希望利用杂交育种的方法在最少的世代内培育出矮秆抗病 新 类 型 。 应 该 采 取 的 步 骤 是 ：(1)_；(2)_；(3)_。 解析考查运用自由组合定律进行杂交育种的过程。杂交育种能够有目的地把不同个体的优良性状进行重新组合，从而培育出合乎要求的新品种，这样从开始杂交到选育出新品种至少需3年的时间，一般还需12年的纯化，共需45年的时间才能培育出一个新品种。 答案(1)让高秆抗病和矮秆感病的两品种进行杂交得到F1(2)F1自交得到F2(3)在F2群体中选出矮秆抗病的植株 答案B 1.特点：(1)提高变异频率，使后代性状较

7、快稳定； (2)大幅度改良某些性状； (3)诱发产生的个体有利的不多，必须处理大量实验材料。 2意义：创造动植物、微生物新品种。 2在育种上既要得到更多的变异，又要使后代的变异性状较快地稳定，最好采用() A单倍体育种 B多倍体育种 C杂交育种 D诱变育种 解析由题意很容易就可排除B与C两选项。而单倍体育种只能缩短育种年限，迅速获得纯系植株，但不可能得到更多的变异。诱变育种是利用物理的(辐射诱变或激光诱变)或化学的(如秋水仙素)因素来处理植物，使它发生基因突变，创造变异类型，从中选择培育出优良品种，所以诱变育种可提高变异的频率，使后代的变异性状较快地稳定。 答案D 科研人员利用射线辐射种子使其

8、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 答案B 解析用物理或化学因素处理萌发的种子或幼苗，使其产生可遗传的变异从而培育新品种的育种方法叫做诱变育种，诱变育种依据的原理是基因突变。在题目给出的选项中，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。而染色体变异则是指染色体数目的增加、缺失或染色体结构的改变等。杂交育种人工诱变育种单倍体育种多倍体育种依据原理基因重组(基因的自由组合)基因突变染色体组成倍减少，再加倍后得到纯种染色体组成倍增加1.杂交自交选优自交2.杂交“杂种”杂交育种人工诱变育种单倍体育种多倍体育种优点使

9、不同个体的优良性状集中到一个个体上可以提高变异频率或出现新性状，加速育种进程明显缩短育种年限器官大，提高产量和营养成分 此外，近几年还兴起了太空育种。 大空育种主要是利用返回式卫星和高空气球所能达到的空间环境，通过强辐射、微重力和高真空等条件诱发植物种子的基因发生变异的作物育种新技术。经历过太空遨游的农作物种子返回地面后再进行种植，不仅植株明显增高增粗，果形增大，而且品质也得到提高。 如果发生显性突变，在二倍体生物中通常第一代便会表现出来，但并不都是纯合体。特别是在异花受粉植物中，还必须经过两次自交到第三代才能得到稳定遗传的纯合突变类型。如果发生的是隐性突变，在自花受粉植物中只需要通过自交繁殖

10、，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，但是一经出现便可选得。不过在异花受粉植物中的隐性突变大多长期保持杂合状态而不表现，只有当杂合体繁殖到一定数量，进行杂合体间互交或偶然自交的情况下，才会有隐性突变纯合体表现出来。 杂种优势是指两个遗传型不相同的亲本杂交产生的杂种一代，在生长发育、繁殖力、抗逆性和产量等诸方面均优于双亲的现象。其表现特点是：杂种优势不只是一两个性状单独表现出优势，而是多个性状的综合表现；杂种优势的强弱取决于双亲性状间的互相补充，在一定范围内双亲的基因型差异越大，亲缘关系越远，杂种优势就越强；杂种优势与双亲的基因型纯合度有关，若双亲的基因型纯合度高，F1的优势就

11、强； 杂种优势只在F1中得以表现，F2、F3等后代由于基因分离而表现衰退；杂种优势的大小与所处的环境有关，F1种子只有在适宜的环境下才能表现出杂种优势。 为丰富植物育种的种植资源材料，利用钴60的射线辐射植物种子，筛选出不同性状的突变植株。请回答下列问题： (1)钴60的辐射用于育种的方法属于_育种。 (2)从突变材料中选出高产植株，为培育高产、优质、抗盐新品种，利用该植株的部分杂交实验如下： 控 制 高 产 、 优 质 性 状 的 基 因 位 于_对染色体上，在减数分裂联会期_(能、不能)配对。 抗盐性状属于_遗传。 (3)从突变植株中还获得了显性高蛋白植株(纯合子)，为验证该性状是否由一对

12、基因控制，请参与实验设计并完善实验方案： 步骤1：选择_和_杂交。 预期结果：_。 步骤2：_。 预期结果：_。 观察实验结果，进行统计分析，如果_与_相符，可证明该性状由一对基因控制。 解析(1)利用射线辐射育种属于诱变育种。(2)由杂交一和杂交二可知，正反交之后，对高产、优质性状没有影响，所以控制高产、优质性状的基因应该是位于非同源染色体上。但是正反交的结果对于抗盐性状而言不一样，总是和母本一样，属于细胞质遗传。(3)如果控制蛋白含量的基因是多对基因，因为基因重组，测交或者自交后代的比例关系就一定不会符合一对基因测交或者自交的比例关系。据此可以设计出实验方案。 答案(1)诱变(2)两(或不同)不能细胞质(或母系)(3)高蛋白(纯合)植株低蛋白植株(或非高蛋白植株)后代(或F1)表现型都是高蛋白植株 测交方案：用F1与低蛋白植株杂交后代高蛋白植株和低蛋白植株的比例是1 1 或自交方案：F1自交(或杂合高蛋白植株自交) 后代高蛋白植株和低蛋白植株的比例是3 1 实验结果预期结果 一、选择题 1生物体内的基因重组() A能够产生新的基因 B在生殖过程中都能发生 C是生物变异的根本来源 D在同源染色体之间可发生 答案D 解析同源染色体的非姐妹染色单体之间可发生交叉互换。 2杂交育种的遗传学原理是() A基因突变 B基因重组 C染色