人教课标实验版-遗传与进化-从杂交育种到基因工程-第１节杂交育种与诱变育种【省一等奖】

《杂交育种与诱变育种》学案一、学习目标1．知识目标（1）简述杂交育种的概念，举例说明杂交育种方法的优点和不足。（2）举例说出诱变育种在生产中的应用。（3）讨论遗传和变异规律在生产实践中的应用。 2．能力目标运用遗传和变异原理，解决生产和生活实际中的问题。 3．情感目标讨论从杂交育种到基因工程这一科技发展历程中，科学、技术和社会的相互作用。二、学习重点难点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。 杂交育种和诱变育种的优点和局限性。三、学习方法 课前导学、质疑讨论、反馈矫正、迁移创新。四、学习过程选择育种：利用，通过长期，汰劣留良，培育优良品种。缺点是不仅，而且。杂交育种是将两个或多个品种的_________________中在一起，再经过_____________，获得新品种的方法，它依据的主要遗传学原理是_________________。诱变育种是利用_____________(如_________、_____________、__________、_________等)或____________(如____________、_________________等)来处理生物，使生物发生____________。其优点是_______________________、_____________________________。（一）杂交育种杂交育种是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。育种时有目的地将具有不同优良性状的两个亲本进行杂交，使两个亲本的优良性状结合在一起，培育出同时具备两种优良性状的新品种。若性状都是隐性的，则在F2代中就能选择到稳定遗传的品种；若有些性状是显性的，则需要将在F2代选择到的品种再进行不断地自交，直到出现能稳定遗传的品种。杂交育种的优点很明显，但是在实际操作中会遇到不少困难，育种时间长。杂交育种只能利用已有的基因的重组，按需要选择，并不能创造新的基因。杂交后代会出现性状分离现象，育种进程缓慢，过程复杂。（二）诱变育种诱变育种是指利用物理因素(如X射线、γ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。用这种方法可以提高突变率，创造人类需要的变异类型，从中选择、培育出优良的生物品种。1．表现型和基因型与杂交中相对性状的对数表现型是指生物个体表现出来的性状的类型；基因型是指与表现型有关的基因组成的类型，是肉眼看不到的，通常用各种符号来表示。表现型是基因型的表现形式，基因型是表现型的内在因素。表现型相同，基因型不一定相同，如DD和Dd两种基因型均表现为高茎。基因型相同，环境条件不同，表现型也不一定相同。即表现型=基因型+环境条件。2．杂交育种与基因自由组合定律的联系基因的自由组合定律的适用条件是：①有性生殖生物的性状遗传；②真核生物的性状遗传；③细胞核遗传；④两对及两对以上相对性状遗传；⑤控制两对或两对以上相对性状的等位基因位于不同对同源染色体上。杂交育种是指让同一物种不同品种的个体之间相交。杂交育种依据的原理是基因的自由组合定律，即控制不同相对性状的非等位基因的自由组合。在杂交育种工作中，根据自由组合定律，只有合理选择优缺点互补的亲本类型，通过杂交使基因重新组合，才能得到理想的具有双亲中优良性状的后代，抛弃具有双亲不良性状的杂交后代，并可预测杂种子代中优良性状出现的概率，从而有计划确定育种规模。同时应对F2进行观察，若优良性状为隐性性状，则只需要两年时间就可获得种子，若为显性性状则需要几年时间连续自交和选择。3．杂交育种（1）原理：基因重组（通过基因分离、自由组合或连锁交换，分离出优良性状或使各种优良性状集中在一起）（2）方法：连续自交，不断选种。（3）举例：已知小麦的高秆（D）对矮秆（d）为显性，抗锈病（R）对易染锈病（r）为显性，两对性状独立遗传。现有高秆抗锈病、矮秆易染病两纯系品种。要求使用杂交育种的方法培育出具有优良性状的新品种。操作方法：①让纯种的高秆抗锈病和矮秆易染锈病小麦杂交得F1；②让F1自交得F2；③选F2中矮秆抗锈病小麦自交得F3；④留F3中未出现性状分离的矮秆抗病个体，对于F3中出现性状分离的再重复③④步骤（4）特点：育种年限长，需连续自交不断择优汰劣才能选育出需要的类型。（5）说明：①该方法常用于：a．同一物种不同品种的个体间，如上例；b．亲缘关系较近的不同物种个体间（为了使后代可育，应做染色体加倍处理，得到的个体即是异源多倍体），如八倍体小黑麦的培育、萝卜和甘蓝杂交。②若该生物靠有性生殖繁殖后代，则必须选育出优良性状的纯种，以免后代发生性状分离；若该生物靠无性生殖产生后代，那么只要得到该优良性状就可以了，纯种、杂种并不影响后代性状的表达。4．诱变育种（1）原理：基因突变（2）方法：用物理因素（如X射线、γ射线、紫外线、激光等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙脂等）来处理生物，使其在细胞分裂间期DNA复制时发生差错，从而引起基因突变。（3）举例：太空育种、青霉素高产菌株的获得（4）特点：提高了突变率，创造人类需要的变异类型，从中选择培育出优良的生物品种，但由于突变的不定向性，因此该种育种方法具有盲目性。（5）说明：该种方法常用于微生物育种、农作物诱变育种等例1：豌豆的高茎(D)对矮茎(d)是显性，红花(C)对白花(c)是显性。推算亲本DdCc与DdCc杂交后，子代的基因型和表现型以及它们各自的数量比。解析：推算的方法是：子代基因型的数量比应该是各种基因型相应比值的乘积，子代表现型的数量比也应该是各种表现型相应比值的乘积。答案：DdCc和DdCc杂交，子代基因型和它们的数量比是：1DDCC∶2DDCc∶1DDcc∶2DdCC∶4DdCc∶2Ddcc∶1ddCC∶2ddCc∶1ddcc。子代表现型和它们的数量比是：9高茎红花∶3高茎白花∶3矮茎红花∶1矮茎白花。例2：小麦抗锈病(T)对易染病(t)为显性，易倒伏(D)对抗倒伏(d)为显性。Tt位于一对同源染色体上，Dd位于另一对同源染色体上。现用抗病但易倒伏纯种和易染病抗倒伏的纯种品种杂交，来培育既抗病又抗倒伏的高产品种。请回答：(1)F2代中，选种的数量大约占F2的（）A. B. C. D.(2)抗病又抗倒伏个体中，理想基因型是（） B．Dt C．ddTT D．Ddtt(3)F2代中理想基因型应占（）A. B. C. D.(4)F2代选种后，下一步应（）A．杂交 B.测交 C．自交 D．回交解析：(1)选种是指选育符合要求的表现型抗倒伏抗锈病，选种的数量大约占F2的3／16。(2)在F2中抗倒伏又抗锈病的基因型有2种:ddTT和ddTt。符合生产要求的应是纯合体，因为纯合体自交后代不发生性状分离，基因型是ddTT。(3)在F2中抗倒伏又抗锈病的基因型有2种：ddTT和ddTt。其中ddTT占1／3，ddTt占2／3。(4)由于F2中表现型为抗倒伏又抗锈病的类型中既有纯合体又有杂合体，所以应让其连续自交若干代，不断选种、观察，直到不发生性状分离为止。所以选种后应是自交。答案：（1）B（2）C（3）C(4)C例3：小麦品种是纯合体，生产上用种子繁殖，现要选育矮杆（aa）、抗病（BB）的小麦新品种；马铃薯品种是杂合体（有一对基因杂合即为杂合体），生产上通常用块茎繁殖。现要选育黄肉（Yy）、抗病(Rr)的马铃薯新品种。请分别设计小麦品种间杂交育种程序，以及马铃薯品种间杂交育种程序。要求用遗传图解表示并加以简要说明。解析：本题主要考查作物杂交育种的有关知识，同时考查了有关生殖方面的知识。就试题本身而言不难，但学生很容易出现以下几方面的问题：①不能准确地绘制遗传图解。考生在绘制遗传图解时随意性太大，没有掌握遗传图解的绘制方法和规范。②混淆了杂交育种与单倍体育种。部分考生在选育小麦时运用了单倍体育种的方法。③题意理解出现偏差。对题干中“现要选育黄肉(Yy)、抗病(Rr)的马铃薯新品种”的理解不到位，使得部分考生难以确定育种中马铃薯亲本的基因型。④在做题时没有考虑到利用种子繁殖和利用块茎进行繁殖对后代的影响。答案：小麦第一代AABB×aabb亲本杂交↓第二代F1AaBb种植F1代自交↓自交第三代F2A＿B＿，A＿bb，aaB＿，aabb种植F2代，选矮杆、抗病（aaB_），继续自交，期望下代获得纯合体（注：