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免费高中生物必修2讲义：第6章 从杂交育种到基因工程 第1节 杂交育种与诱变育种 Word版含解析详细信息
| 宜城教育365速发国际靠谱么_365bet亚洲官方网址_预付365商城下载网www.bjtlcd.com免费高中生物必修2讲义：第6章 从杂交育种到基因工程 第1节 杂交育种与诱变育种 Word版含解析1.掌握杂交育种和诱变育种的原理和操作过程。(重点)2.比较各种育种方法的优缺点。(重、难点)一、杂交育种(阅读教材P98～P99)1．杂交育种之前的育种(1)方法：生产实践中，挑选品质好的个体进行传种。(2)原理：利用生物的变异。(3)缺点：周期长，可选择的范围有限。2．杂交育种(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。(3)过程(以高产、抗病小麦品种的选育为例)亲代高产、不抗病×低产、抗病↓杂种第一代高产、抗病(均为显性性状)↓?第二代选出高产、抗病个体↓连续?选出不发生性状分离的所有高产、抗病个体↓新的优良品种(4)优点：操作简便。二、诱变育种(阅读教材P100)1．概念：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。2．优点：可提高突变率，在较短时间内获得更多的优良变异类型。3．应用农作物：培育"黑农五号"大豆微生物：青霉素高产菌株的选育1．连线2．判断(1)用化学因素诱变处理可提高突变率。(√)(2)杂交育种能够产生新的基因。(×)分析：杂交育种的原理是基因重组，不能够产生新的基因，诱变育种才能产生新的基因。(3)(2016·徐州市高一检测)物理、化学等诱变因素可以使基因发生定向的变异。(×)分析：基因突变具有不定向性。(4)青霉素高产菌株是通过杂交育种获得的。(×)分析：青霉素高产菌株是通过诱变育种获得的。(5)杂交育种一定要从F2开始筛选。(×)分析：不一定。如培育杂合子品种，选亲本杂交得到的F1即可。主题一杂交育种杂交育种的过程及育种类型已知AAbb与aaBB为亲本，结合过程图解及分析探究以下问题：(1)杂交育种的技术要求①材料的选择：要求所选育种材料分别具有我们所期望的个别性状，所选的原始材料，是人们在生产中多年栽培过的能稳定遗传的品种，一般是纯合子。②杂交一次，得子代F1是杂合子，不管在性状上是否符合要求，一般都不能直接用于扩大栽培。③让F1自交，得子代F2。性状的重新组合一般是在F2中出现，选出在性状上符合要求的品种，这些品种的基因型有纯合子，也有杂合子。④把初步选出的品种进行隔离自交，根据F3是否出现性状分离，可以确定被隔离的亲本是否为纯合子。如果是纯合子，F3不出现性状分离，同时，F3的基因型与亲本相同。(2)几种常见的杂交育种类型(以两对相对性状为例)①若培育双杂合子品种：选取双亲――→杂交子一代，需年年制种(如上述图Ⅰ)。②若培育隐性纯合子品种：选取双亲――→杂交子一代――→自交子二代―→选出符合要求的类型就可以推广(如上述图Ⅱ)。③若培育显性纯合子(或一显一隐纯合子)品种：选取双亲――→杂交子一代――→自交子二代―→选出符合要求的个体――→连续自交选出稳定遗传的个体推广(如上述图Ⅲ)。动、植物杂交育种的区别现有基因型为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，分析育种过程的遗传图解：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。杂交育种和单倍体育种的联系单倍体育种往往和杂交育种相结合，单倍体要利用杂交后代的花药进行花药离体培养。(1)杂交育种只能利用已有的基因进行重组，按需要选择，并不能创造出新的基因。杂交后代会出现性状分离，育种进程缓慢。(2)进行杂交育种的个体一定是进行有性生殖的个体。只进行无性繁殖的个体无法通过杂交育种培育新品种。(3)杂交育种不能等同于杂种优势。杂交育种是通过有性生殖，使不同的优良性状集中到同一个体上，从而选育出优良品种的方法；杂种优势是指基因型不同的个体杂交产生的杂种一代，在适应能力上大于两亲本的现象。杂交育种1．现有A、B、C三个番茄品种，A品种的基因型为aaBBDD，B品种的基因型为AAbbDD，C品种的基因型为AABBdd，三对基因分别位于三对同源染色体上。若要利用上述品种培育获得aabbdd植株至少需要几年()A．2年B．3年C．4年 D．5年解析：选B。过程为：第一年aaBBDD×AAbbDDaaBBDD×AABBdd↓↓第二年AaBbDD×AaBBDd↓第三年播种基因型为aaBbDd的种子,花药离体培养Ｆabd――→秋水仙素处理aabbdd(植株)杂交育种与单倍体育种的选择(1)若要培育隐性性状个体，可用自交或杂交的方法，只要出现该性状即可。(2)若要快速育种，可利用单倍体育种。(3)若要将两亲本的两个不同优良性状集中于同一生物体上，可用杂交育种，亦可利用单倍体育种。动物杂交育种2．家兔的黑色对白色为显性，短毛对长毛为显性。这两对基因分别位于一对同源染色体上。下列关于利用黑色短毛纯种兔和白色长毛纯种兔培育出黑色长毛纯种兔的做法，错误的是()A．黑色短毛纯种兔×白色长毛纯种兔，得F1B．选取健壮的F1个体自交，得F2C．从F2中选取健壮的黑色长毛兔与白色长毛兔测交D．根据测交结果，选取F2中稳定遗传的黑色长毛雌、雄兔解析：选B。家兔属于雌雄异体生物，不能进行自交。因此B项错误。主题二诱变育种显性突变在育种中的应用材料aa――→突变Aa（表现新性状）――→?AAAa――→分别自交不发生性状分离的个体aa该过程发生了显性突变。在二倍体生物中通常第一代就表现出来，但并不都是纯合子。特别是在异花受粉的植物中，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。隐性突变在育种中的应用材料AA――→突变Aa(不表现新性状)――→?aa该过程发生了隐性突变，在自花传粉植物中只需要通过自交繁殖，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。1.选育农作物优良品种，为什么要处理萌发的种子或幼苗？提示：萌发的种子或者幼苗有丝分裂旺盛，在DNA复制时容易诱发基因突变。2．联系基因突变的特点，谈谈诱变育种的局限性。要想克服这些局限性，可以采取什么办法？提示：诱变育种的局限性是诱发突变的方向难以掌握，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。1．杂交育种和诱变育种的比较项目 杂交育种 诱变育种原理 基因重组 基因突变方法 杂交→自交→筛选→自交 辐射诱变、激光诱变、化学药剂诱变优点 使不同个体的优良性状集中于同一个个体上 可以提高变异的频率，大幅度改良某些性状，加速育种进程局限性 育种年限较长 有利变异的个体不多，需大量处理实验材料2.不同育种方法适用范围不同(1)杂交育种只应用于能够进行有性生殖的生物，而诱变育种不仅应用于能够进行有性生殖的生物，也可应用于能够进行无性生殖的生物。(2)杂交育种主要应用于植物和动物(如家畜、家禽等)，而诱变育种主要应用于植物和微生物。诱变育种1．下列关于诱变育种的说法中，不正确的是()A．能够在较短的时间内获得更多的优良变异类型B．一次诱变处理供实验的生物定能获得所需的变异类型C．青霉素产量很高的菌株的选育依据的原理是基因突变D．诱变育种过程能创造新的基因而杂交育种过程则不能解析：选B。诱变育种依据的原理是基因突变，能创造新的基因，因此能够在较短的时间内获得更多的优良变异类型，但是基因突变具有不定向性，一次诱变处理供实验的生物不一定能获得所需的变异类型。关于人工诱变的三个提醒(1)因为基因突变主要发生在DNA复制时，所以在实际操作时一般是用诱变因素处理萌发的种子，以提高诱变频率。(2)人工诱变不能按人的意愿进行定向突变，突变仍然是不定向的。(3)由于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。育种方式的选择2．如图所示，将二倍体植株①和②杂交得到③，再将③作进一步处理。对此分析错误的是()A．由⑤得到⑥的育种原理是基因重组B．图中秋水仙素的作用是使染色体数目加倍C．若③的基因型是AaBbdd，则⑨的基因型可能是aBdD．③→④的过程中，所产生的变异都有利于生产解析：选D。③→④多次射线处理萌发的种子应为诱变育种，由于突变是不定向的，所以产生的性状有可能是有利的，也有可能是有害的；⑤→⑥过程表示的是杂交育种的自交阶段，遵循的原理为基因重组；由③→⑨是花药离体培养，所得到的幼苗是单倍体，可以为aBd、abd、ABd、Abd四种基因型；秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成，进而使染色体数目加倍。育种方法的选择核心知识小结1.杂交育种的原理是基因重组。2.杂交育种一般从F2开始筛选，因为从F2才开始出现性状分离。3.杂交育种能将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起。4.诱变育种的原理是基因突变。5.人工诱变只是提高了突变率，但不能确定突变方向。6.青霉素高产菌株是通过诱变育种培育的。1．要将基因型为AaBB的植物，培育出以下基因型的个体：①AaBb，②AAaaBBBB，③aB。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：选A。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。2．现有两种玉米，一种玉米黄色颗粒饱满，一种玉米紫色颗粒较小，要想获取紫色颗粒饱满的玉米，比较简单有效的方法是()A．单倍体育种B．杂交育种C．诱变育种 D．多倍体育种解析：选B。把两种优良性状集合在一起，最简单有效的是杂交育种，单倍体育种操作复杂，技术要求高；诱变育种具有不定向性。3．(2016·江西九江一中期中)豌豆从播种到收获为1年时间，纯种高茎豌豆与纯种矮茎豌豆杂交得F1种子，F1自交产生的F2中高茎和矮茎的比例为3∶1。纯种黄色圆粒豌豆与纯种绿色皱粒豌豆杂交得F1，F1自交得F2中各种表现型的比例为9∶3∶3∶1。上述实验分别需要在第几年才能得出结果()A．3年、2年 B．2年、2年C．3年、3年 D．2年、3年4．下图表示利用某种农作物品种①和②培育出⑥的几种方法，据图分析错误的是()A．过程Ⅵ是用秋水仙素处理正在萌发的种子B．培育品种⑥的最简捷的途径是Ⅰ→ⅤC．通过Ⅲ→Ⅵ过程育种的原理是染色体变异D．通过过程Ⅱ→Ⅳ育种最不容易达到目的解析：选A。图中Ⅰ→Ⅲ→Ⅵ过程是单倍体育种，原理是染色体变异，由于单倍体高度不育，不能形成种子，所以Ⅵ是用秋水仙素处理幼苗，A错误，C正确；Ⅰ→Ⅴ是杂交育种，是最简捷的育种途径，B正确；Ⅱ→Ⅳ是诱变育种，由于基因突变是不定向的，所以该育种最不容易达到目的，D正确。5．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：选C。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。6．"嫦娥1号"胜利奔月，神舟成功发射，这些航天技术的发展，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、微重力及弱地磁场等因素的诱导下发生基因突变C．航天育种技术作为航天技术与农业育种技术相结合的一项创新性研究成果，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"都能培育出高产、优质的新品种7．如图表示番茄植株(HhRr)作为实验材料培育新品种的途径，请据图分析回答下列问题：(1)途径1、4依据的遗传学原理分别为____________、____________。(2)通过途径2、3获得幼苗的过程都应用了植物组织培养技术，该技术依据的生物学原理是________________________________________________________________________。(3)通过途径2获得新品种的方法是____________，其中能稳定遗传的个体占________。(4)品种A与途径3中幼苗基因型相同的概率为________________________________________________________________________，品种C的基因型是____________，该过程中秋水仙素的作用机理是____________________。解析：(1)途径1为杂交育种，依据的遗传学原理是基因重组；途径4为诱变育种，依据的遗传学原理是基因突变。(2)植物组织培养技术依据的生物学原理是植物细胞的全能性。(3)途径2为单倍体育种，获得的植株都是纯合子(经秋水仙素处理染色体加倍)。(4)途径3幼苗基因型为HhRr，而途径1品种A是HhRr自交而来，故基因型为HhRr的概率是1/2×1/2＝1/4，故品种A与途径3中的幼苗基因型相同的概率是1/4。品种C是幼苗HhRr染色体组加倍而来的，基因型为HHhhRRrr，秋水仙素的作用机理是抑制细胞分裂时纺锤体的形成，使染色体数目加倍。答案：(1)基因重组基因突变(2)植物细胞的全能性(3)单倍体育种100%(4)1/4HHhhRRrr抑制细胞分裂时纺锤体的形成，使染色体数目加倍一、选择题1．杂交育种和诱变育种的原理分别是()A．基因突变 B．基因重组和基因突变C．染色体变异 D．基因突变和染色体变异解析：选B。杂交育种的原理是基因重组，诱变育种的原理是基因突变。2．(2016·芜湖高一检测)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．相对性状解析：选B。纯合子的性状是稳定遗传的，而显性性状的个体不一定是纯合子，隐性性状的个体一定是纯合子，所以一旦出现即可稳定遗传。3．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，从子一代(F1)中即可选出B．从子三代(F3)中选出，因为子三代才出现纯合子C．既可从子二代(F2)中选出，也可从子三代中选出D．只能从子四代(F4)中选出能稳定遗传的新品种4．杂交育种需要选育能够稳定遗传的个体，淘汰不需要的个体。如果从一杂合的亲本中选育某一显性性状(该性状是单基因控制的)，每次自交后都淘汰掉隐性个体，则需经多少代连续自交能使稳定遗传的个体占显性个体的比例超过95%()A．5 B．6C．7 D．8解析：选B。根据题意分析可知：一杂合的亲本中选育某一显性性状个体，连续自交，每次自交后都淘汰掉隐性个体，则Fn中AA所占的比例是1－22n＋1。要使Fn中能稳定遗传的个体占显性个体的比例超过95%，即1－22n＋1>95%，则n≈6，故选B。5．(2016·阜阳高一检测)基因型为AaBb的某植物个体，利用单倍体育种方法得到一个基因型为AABB的个体，同时不能得到的个体基因型是()A．AB B．AAbbC．aaBB D．aabb解析：选A。基因型为AaBb的植物个体产生的花粉的基因组成是AB、Ab、aB、ab，培育的单倍体经过秋水仙素处理后染色体加倍，获得的个体都是纯合子。6．(2016·廊坊高一检测)下列不属于诱变育种的是()A．用一定剂量的γ射线处理，引起变异而获得新性状B．用X射线照射处理，得到高产青霉素菌株C．用亚硝酸处理，得到植物的新类型D．人工种植的马铃薯块茎逐年变小解析：选D。诱变育种是利用物理因素(如X射线、γ射线等)或化学因素(如亚硝酸等)处理生物，引发基因突变。人工种植的马铃薯，造成块茎逐年变小的直接原因是高温、干旱、病毒感染等，故不属于诱变育种。7．在飞船搭载的下列生物材料中，一般不能用于育种研究的是()A．小鼠 B．棉花试管苗C．萌发的水稻种子 D．牛精液解析：选D。太空育种原理是基因突变，牛精液中的精子不再分裂，不可能再发生基因突变。8．育种专家采用诱变育种的方法改良某些农作物的原有性状，其原因是诱变育种()A．提高了后代的出苗率B．提高了后代的遗传稳定性C．产生的突变大多是有利的D．能提高突变率以供育种选择9．诱变育种有很多突出优点，也存在一些缺点，下列分析正确的是()①结实率低，发育迟缓②提高突变率，在较短时间内获得更多的优良变异类型③大幅度改良某些性状④茎秆粗壮，果实种子大，营养物质含量高⑤有利个体不多，需要大量的材料A．①④ B．②③⑤C．①④⑤ D．①②④10．(2016·厦门高一检测)如图中的①②③④分别表示不同的育种方式，下列相关叙述不正确的是()A．方式①应用的原理包括细胞全能性B．方式②只适用于进行有性生殖的生物C．方式③试剂处理的对象只能是萌发的种子D．方式④可以诱发基因突变产生新基因解析：选C。方式①中对花药进行离体培养形成单倍体的过程中用到了细胞的全能性；方式②是杂交育种，它适用于进行有性生殖的生物；方式③为多倍体育种，处理的对象为萌发的种子或幼苗；方式④为诱变育种，能产生新基因。11．以下有关育种的叙述，正确的是()A．太空育种的原理为基因突变及基因重组B．三倍体植物不能由受精卵发育而来C．单倍体植物的培育与细胞的全能性表达有关D．杂交育种和诱变育种都能产生新基因解析：选C。太空育种的原理为基因突变，A错误；二倍体与四倍体杂交产生三倍体，B错误；单倍体植物的培育与细胞的全能性表达有关，C正确；诱变育种能产生新基因，但杂交育种不能产生新基因，D错误。12．如图为利用玉米(基因型为BbTt)进行实验的流程示意图。下列分析正确的是()A．T与B、b的自由组合发生在①过程B．植株B为纯合子的概率为1/4C．①③过程为单倍体育种D．⑤过程可发生基因突变、染色体变异二、非选择题13．小麦高茎(D)对矮茎(d)为显性，抗锈病(T)对不抗锈病(t)为显性(两对基因独立遗传)，现有高茎抗锈病纯合子和矮茎不抗锈病纯合子两个亲本，要想获得矮茎抗锈病的纯合新品种，育种专家提出了两种育种方案。如下图所示，请回答下列问题：(1)图中(一)、(二)所示过程在遗传学上分别叫________和________。(2)图中表示的两种常见的育种方法是________育种和________育种，其中哪种育种方法较为理想？________，其优越性是________________________________________________________________________。(3)图中(四)处理的方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________，目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)图中(二)产生的矮茎抗锈病的个体比例是________________________________________________________________________，ddT_中能够稳定遗传的个体占________。答案：(1)杂交自交(2)杂交诱变杂交育种目的性强，能够将多个品种的优良性状集中在一起(3)用物理方法或化学方法诱发基因突变提高变异频率，获得所需要的变异个体(4)3/161/314．1943年，青霉素产量只有20单位/mL，产量很低，不能满足需求。后来科学家用X射线、紫外线等照射青霉菌，结果大部分青霉菌死亡，少量存活下来。在存活下来的青霉菌中，青霉素的产量存在很大差异，其中有的青霉菌产生的青霉素的量提高了几百甚至上千倍(最高达到20000单位/mL)，从而选育出了青霉素高产菌株。根据以上材料回答下列问题：(1)用射线照射青霉菌株，目的是诱发青霉菌发生________________。(2)从分子水平看，发生上述变化的根本原因是________________的结构发生了变化。(3)存活下来的青霉菌产生的青霉素的量存在着很大的差异，这说明________________________________________________________________________。(4)上述育种方式叫________育种，所获得的青霉菌产生的青霉素的量提高了几百甚至上千倍，这说明这种育种方式的优点是____________________________________________________________________________。解析：(1)(3)用射线照射青霉菌株，目的是诱发青霉菌发生基因突变，由于突变具有不定向性，产生的后代有产量高的、有产量低的，但大部分青霉菌还是保持原有的产量水平；对少量的高产菌株做进一步选育，即可得到所需品种。(2)基因突变的本质是基因上碱基对的增添、缺失和替换。所以属于DNA分子水平。(4)利用诱变剂提高变异频率的育种方式属于诱变育种，由于基因突变能够产生新基因、新性状，所以有可能大幅度改良某些性状。答案：(1)基因突变(2)DNA分子(3)突变是不定向的(4)诱变能提高变异频率，加速育种进程，并能大幅度改良某些性状15．普通小麦中有高秆抗病(TTRR)和矮秆易感病(ttrr)两个品种，控制两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。某实验小组利用不同的方法进行了如下三组实验：请分析回答：(1)A组由F1获得F2的方法是________，F2矮秆抗病植株中不能稳定遗传的占________。(2)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类矮秆抗病植株中，最可能产生不育配子的是________类。(3)A、B、C三组方法中，最不容易获得矮秆抗病小麦品种的是________组，原因是________________________________________________________________________________________。(4)通过矮秆抗病Ⅱ获得矮秆抗病小麦新品种的方法是________________________________________________________________________。获得的矮秆抗病植株中能稳定遗传的占________。(5)在一块高秆(纯合子)小麦田中，发现了一株矮秆小麦。请设计实验方案探究该矮秆性状出现的可能原因(简要写出所用方法、结果和结论)。答案：(1)自交2/3(2)Ⅱ(3)C基因突变频率低且不定向(4)用秋水仙素(或低温)诱导染色体加倍100%(5)将矮秆小麦与高秆小麦杂交，如果子一代为高秆，子二代高秆∶矮秆＝3∶1(或出现性状分离)，则矮秆性状是基因突变造成的；否则，矮秆性状是由环境引起的。或将矮秆小麦与高秆小麦种植在相同环境条件下，如果两者未出现明显差异，则矮秆性状由环境引起；否则，矮秆性状是基因突变的结果。 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