自编杂交育种与诱变育种学案

6.1杂交育种与诱变育种学案一、教学目的1．知识目的：举例说出生物变异在育种上应用的事例，简述杂交育种和诱变育种的作用和局限性。2．能力目的：运用遗传和变异原理，解决生产和生活实践中的问题。3．情感目的：在学习的过程中引导学生认识科学技术与社会之间互相影响，互相制约的关系。二、复习巩固1．三倍体无籽西瓜采用了育种方式。技术路线：二倍体二倍体①四倍体二倍体②三倍体西瓜西瓜×西瓜西瓜①②2．资料分析：高秆抗锈病和矮秆易染病的纯种小麦杂交得到F1，F1自交后在F2中得到矮秆抗锈病的品种。再通过选择哺育即可得到符合生产规定的新品种。育种方式：育种育种原理：技术路线：高秆抗锈病高秆抗锈病矮秆易染病①②③能稳定遗传的DDTT×ddttF1F2①②③3．解决杂交育种周期过长采用：育种方式。技术路线高秆抗锈病高秆抗锈病矮秆易染病①②③能稳定遗传的DDTT×ddttF1配子幼苗矮秆抗锈病品种①②③三、自主学习与合作探究知识点一.自然条件下的育种选择育种(自主学习)1．育种过程：运用________，通过________，汰劣留良，能哺育出许多优良品种。2．实例：印第安人祭祀玉米的哺育思考:为什么要在隔离条件下进行种植?3．选择育种的优点：技术简朴，易于操作。缺点：育种周期_____，并且可选择的范畴_____。知识点二.人工育种（一）杂交育种【合作探究1】植物杂交育种的基本过程实例1：小麦高秆（D）对矮秆（d）为显性，抗锈病（T）对不抗锈病（t）为显性，现有纯合的高秆抗锈病的小麦（DDTT）和矮秆不抗锈病的小麦（ddtt），如果你是育种工作者，如何才干得到矮秆抗病的优良品种？请用遗传图解表达优良品种的选育方案：思考与讨论：1）从第几代中能选出矮秆抗锈病个体，能否立刻推广，为什么？2）如何解决才干得到比较纯的矮秆抗锈病个体？1.基本环节：（以两对相对性状为例）将两个亲本，【得到F1再_______从F2中选出抱负体现型，逐代，直到得到性状不再发生分离的抱负纯种。2.概念：杂交育种是将_________或_________品种的____________，通过________集中在一起，再通过_________和_________，获得___________的办法。思考：杂交育种有无发明新的性状，产生新的基因？3、杂交育种根据的遗传学原理是_________思考：进行杂交育种的个体只能是进行什么生殖的个体？4、应用：在农业生产中，杂交育种是改良作物品质，提高农作物单位面积产量的常规办法。杂交育种的办法也用于家禽，家畜的育种。【合作探究2】动物杂交育种的基本过程实例2.假设现有长毛立耳猫（BBEE）和短毛折耳猫（bbee），你能否哺育出能稳定遗传的长毛折耳猫（BBee）？写出育种方案（图解）【合作探究3】请从杂交后裔可能出现的多个类型，以及育种时间等方面，分析杂交育种办法的局限性？优点：局限性：(二)诱变育种1、概念：运用________或__________来解决生物,使生物发生。2、原理：。思考：在诱变育种过程中应当用诱变剂等解决什么状态的种子（萌发或未萌发的）？为什么？物理因素物理因素3、诱变因素化学因素化学因素4诱变育种方面获得的成就：①哺育农作物新品种，如：黑农5号大豆；②在微生物育种方面，也发挥了重要作用，如：青霉菌5.【合作探究4】联系基因突变特点，探讨一下诱变育种有哪些优势?有哪些局限?可采用什么办法克服?1)优势：2)局限：3）解决办法：四、归纳总结:人工育种办法的比较

杂交育种诱变育种多倍体育种单倍体育种原理

办法

优点

集优办法简朴，容易操作，提高突变率、改良生物性状缺点时间长、繁琐、后裔易出现性状分离不定向性

多害少利性发育延迟

结实率低五、巩固练习1.育种专家用高秆抗锈病水稻与矮秆不抗锈病水稻杂交，哺育出矮秆抗锈病水稻，这种育种的原理是 （）A、基因突变 B、基因重组C、染色体变异 D、环境条件的变化2.在农作物的育种上，采用的办法有：杂交育种、诱变育种、多倍体育种、单倍体育种，理论根据依次是（）①基因突变②基因交换③基因重组④染色体变异A．③①④④B．④①②④C．④④①③D．④③①④3.下列叙述中不对的的是（）A、哺育无子西瓜运用染色体变异的原理B、哺育八倍体小黑麦的运用染色体变异的原理C、哺育中国黑白花牛是运用染色体变异的原理D、哺育青霉素高产菌株是运用基因突变4.诱变育种与杂交育种的不同之处体现为()①能大幅度变化某些性状②能形成新基因③能形成新基因型④普通对个体生存有利A.①②B.①③C.②③D.②④5.下列不属于人工诱变实例的是（）A．用一定剂量的r射线引发变异得到新品种B．用一定剂量的X射线解决青霉素菌株得高产菌株C．玉米单株自交后裔中出现一定比例的白化苗D．激光照射植物或动物引发突变得到新品种6.两个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,要哺育出基因型为aabb的新品种的最简捷的育种是（）A、单倍体育种B、杂交育种C、人工诱变育种D、人工诱导多倍体育种7.下列各项中，能产生新基因的是 （）A、用花药离体哺育玉米植株 B、用低温诱导染色体加倍C、通过杂交培养抗病小麦品种 D、用X射线解决链孢菌8.假设A、b代表玉米的优良基因，这两种基因是自由组合的。现有AABB、aabb两个品种，为哺育出优良品种AAbb，可采用的办法以下图所示：(1)由品种AABB、aabb通过①、②、③过程哺育出新品种的育种方式称为；通过①⑤⑥哺育出新品种的育种方式称为；通过⑦哺育出新品种的育种方式称为；(2)若通过②过程产生的子代总数为1552株，则其中基因型为AAbb理论上有__株。(3)过程⑤常采用由AaBb得到Ab个体。与“过程①②③”的育种办法相比，过程⑤⑥的优势是。六、高考演习1、（·安徽高考·T31）I．如图所示，科研小组用60Co照射棉花种子。诱变当代获得棕色（纤维颜色）新性状，诱变I代获得低酚（棉酚含量）新性状。已知棉花的纤维颜色由一对基因（A、a）控制，棉酚含量由另一对基因（B、b）控制，两对基因独立遗传。（1）两个新性状中，棕色是________性状，低酚是______性状。（2）诱变当代中，棕色、高酚的棉花植株基因型是_______，白色、高酚的棉花植株基因型是_______。（3）棕色棉抗虫能力强，低酚棉产量高。为获得抗虫高产棉花新品种，研究人员将诱变I代中棕色、高酚植株自交。每株自交后裔种植在一种单独的区域，从________的区域中得到纯合棕色、高酚植株。请你运用该纯合体作为一种亲本，再从诱变I代中选择另一种亲本，设计一方案，尽快选育出抗虫高产（棕色、低酚）的纯合棉花新品种（用遗传图解和必要的文字表达）。2、（课标Ⅰ卷）32.（9分）现有两个纯合的某作物品种：抗病高杆（易倒伏）和感病矮杆（抗倒伏）品种。已知抗病对感病为显性，高杆对矮杆为显性，但对于控制这两对相对性状的基因所知甚少。回答下列问题：在育种实践中，若运用这两个品种进行杂交育种，普通来说，育种目的是获得含有优良性状的新品种。杂交育种前，为了拟定F2代的种植规模，需要对的的预测杂交成果。若按照孟德尔遗传定律来预测杂交成果，需要满足3个条件：条件之一是抗病与感病这对相对性状受一对等位基因控制，且符合分离定律；其它两个条件是。为了拟定控制上述这两对性状的基因与否满足上述3个条件，可用测交实验来进行检查。请简要写出该测交实验的过程。3、（浙江卷）32．（18分）玉米的抗病和不抗病（基由于A、a）、高秆和矮秆（基由于B、b）是两对独立遗传的相对性状。现有不抗病矮秆玉米种子（甲），研究人员欲哺育抗病高秆玉米，进行下列实验：取适量的甲，用适宜剂量的γ射线照射后种植，在后裔中观察到白化苗4株、抗病矮秆1株（乙）和不抗病高秆1株（丙）。将乙与丙杂交，F1中出现抗病高秆、抗病矮秆、不抗病高秆和不抗病矮秆。选用F1中抗病高秆植株上的花药进行离体培养获得幼苗，经秋水仙素解决后选出纯合二倍体的抗病高秆植株（丁）。另一实验表明，以甲和丁为亲本进行杂交，子一代均为抗病高秆。请回答：（1）对上述l株白化苗的研究发现，控制其叶绿素合成的基因缺失了一段DNA，因此该基因不能正常＿＿＿＿＿，功效丧失，无法合成叶绿素，表明该白化苗的变异含有＿＿＿＿的特点，该变异类型属于＿＿＿＿＿＿。（2）上述哺育抗病高秆玉米的实验运用了＿＿＿＿＿＿＿＿、单倍体育种和杂交育种技术，其中杂交育种技术根据的原理是＿＿＿＿＿＿＿＿。花药离体培养中，可通过诱导愈伤组织分化出芽、根获得再生植株，也可通过诱导分化成________获得再生植株。（3）从基因构成看，乙与丙植株杂交的F1中抗病高秆植株能产生＿＿＿＿种配子。（4）请用遗传图解表达乙与丙植株杂交得到F1的过程。4、（山东卷）（14分）某二倍体植物宽叶（M）对窄叶（m）为显性，高茎（H）对矮茎（h）为显性，红花（R）对白花（r）为显性。基因M、m与基因R、r在2号染色体上，基因H、h在4号染色体上。（1）基因M、R编码各自蛋白质前3个氨基酸的DNA序列如上图，起始密码子均为AUG。若基因M的b链中箭头所指碱基C突变为A，其对应的密码子由变为。正常状况下，基因R在细胞中最多有个,其转录时的模板位于（填“a”或“b”）链中。（2）用基因型为MMHH和mmhh的植株为亲本杂交获得F1，F1自交获得F2，F2中自交性状不分离植株所占的比例为，用隐性亲本与F2中宽叶高茎植株测交，后裔中宽叶高茎与窄叶矮茎植株的比例为。（3）基因型为Hh的植株减数分裂时，出现了一部分处在减数第二次分裂中期的Hh型细胞，最可能的因素是。缺失一条4号染色体的高茎植株减数分裂时，偶然出现一种HH型配子，最可能的因素是。（4）现有一宽叶红花突变体，推测其体细胞内与该体现型相对应的基因构成为图甲、乙、丙中的一种，其它同源染色体数目及构造正常。现只有多个缺失一条染色体的植株可供选择，请设计一步杂交实验，拟定该突变体的基因构成是哪一种。（注：各型配子活力相似；控制某一性状的基因都缺失时，幼胚死亡）实验环节：①②观察、统计后裔体现性及比例成果预测：Ⅰ若，则为图甲所示的基因构成；Ⅱ若，则为图乙所示的基因构成；Ⅲ若，则为图丙所示的基因构成。1、【·安徽高考·T31参考答案】I．（1）显性隐性（2）AaBBaaBb（3）不发生性状分离（或全为棕色棉，或不出现白色棉）2、【课标Ⅰ卷答案】（1）抗病矮杆（2）高杆与矮杆这对相对性状受一对等位基因控制，且符合分离定律；控制这两对相对性状基因位于非同源染色体上（3）将纯合抗病高秆与感病矮秆植株杂交，产生F1，让F1与感病矮秆杂交。3、【浙江卷答案】（1）体现有害性基因突变（2）诱变育种基因重组胚状体（3）4（4）4、（山东卷）（1）GUCUUC4a（2）1/44:1（3）（减数第一次分裂时）交叉交换减数第二次分裂时染色体未分离（4）答案一①用该突变体与缺失一条2号染色体的窄叶白花植株杂交I.宽叶红花与宽叶白花植株的比为1:1II.宽叶红花与宽叶白花植株的比为=2:1III.宽叶红花与窄叶白花植株的比为2:1答案二①用该突变体与缺失一条2号染色体的宽叶白花植株杂交I.宽叶红花与宽叶白花植株的比为3:1II.后裔中全部为宽叶红花III.宽叶红花与窄叶红花植株的比为2:1【解析】（1）由起始密码子（mRNA上）为AUG可知，基因M和基因R转录的模板分别为b链和a链。对M基因来说，箭头处C突变为A，对应的mRNA上的即是G变成U，因此密码子由GUC变成UUC；正常状况下，基因成对出现，若此植株的基由于RR，则DNA复制后，R基因最多能够有4个。（2）F1为双杂合子，这两对基因又在非同源染色体上，因此符合孟德尔自由组合定律，F2中自交后性状不分离的指的是纯合子，F2中的四种体现各有一种纯合子，且比例各占F2中的1/16，故四种纯合子所占F2的比例为(1/16)*4=1/4；F2中宽叶高茎植株有四种