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第1節(jié) 2019-2020年高中生物 6.1《雜交育種與誘變育種》教案（4） 新人教版必修2 課標(biāo)要求 1．知識與技能：： (1) 簡述雜交育種的概念，舉例說明雜交育種方法的優(yōu)點和不足。 （2）舉例說出誘變育種在生產(chǎn)中的應(yīng)用。 （3）討論遺傳和變異規(guī)律在生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用。 （4）總結(jié)雜交育種、誘變育種、多倍體育種、單倍體育種異同點。 2．過程與方法： （1）嘗試將你獲得信息用圖表、圖解的形式表達(dá)出來。 （2）運用遺傳和變異原理,解決生產(chǎn)和生活實際中的問題。 3．情感態(tài)度和價值觀： (1) 討論育種科學(xué)技術(shù)發(fā)展是科學(xué)、技術(shù)和社會的相互作用。 (2) 體會科學(xué)技術(shù)在發(fā)展社會生產(chǎn)力、推動社會進(jìn)步等方面的巨大作用。 復(fù)習(xí)重點 遺傳和變異規(guī)律在改良農(nóng)作物和培育家畜品種等方面的應(yīng)用。 復(fù)習(xí)難點 （1）雜交育種和誘變育種的優(yōu)點和局限性。 （2）用遺傳圖解表示各種育種過程 知識網(wǎng)絡(luò)體系 一、雜交育種 1.概念：是將兩個或多個品種的優(yōu)良性狀通過交配集中一起，再經(jīng)過選擇和培育，獲得新品種的方法。 2.原理：基因重組。通過基因重組產(chǎn)生新的基因型，從而產(chǎn)生新的優(yōu)良性狀。 3.優(yōu)點：可以將兩個或多個優(yōu)良性狀集中在一起。 4.缺點：不會創(chuàng)造新基因，且雜交后代會出現(xiàn)性狀分離，育種過程緩慢，過程復(fù)雜。 二、誘變育種 1.概念：指利用物理或化學(xué)因素來處理生物，使生物產(chǎn)生基因突變，利用這些變異育成新品種的方法。 2.誘變原理：基因突變 3.誘變因素： （1）物理：X射線，紫外線，γ射線等。 （2）化學(xué)：亞硝酸，硫酸二乙酯等。 4.優(yōu)點：可以在較短時間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良性狀。 5.缺點：因為基因突變具有不定向性且有利的突變很少，所以誘變育種具有一定盲目性，所以利用理化因素出來生物提高突變率，且需要處理大量的生物材料，再進(jìn)行選擇培育。 三、四種育種方法的比較 雜交育種 誘變育種 多倍體育種 單倍體育種 原理 基因重組 基因突變 染色體變異 染色體變異 方法 雜交 激光、射線或化學(xué)藥品處理 秋水仙素處理萌發(fā)種子或幼苗 花藥離體培養(yǎng) 后加倍 優(yōu)點 可集中優(yōu)良性狀 時間短 器官大和營養(yǎng)物質(zhì)含量高 縮短育種年限 缺點 育種年限長 盲目性及突變頻率較低 動物中難以開展 成活率低，只適用 于植物 舉例 高桿抗病與矮桿感病雜交獲得矮桿抗病品種 高產(chǎn)青霉菌株的育成 三倍體西瓜 抗病植株的育成 四、遺傳圖示 ④Ab ①AABB I III II V ③AaBb ⑤AAbb ②aabb IV ⑥AaaaBBbb 重難熱點歸納 1．多倍體育種 原理：染色體變異。 染色體加倍 方法：秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗。 四倍體 二倍體 （1）同源多倍體育種，如： （2）異源多倍體育種，如： 2．誘變育種 適用范圍：常用于微生物和農(nóng)作物育種。微生物育種可以利用誘變因素處理微生物細(xì)胞；農(nóng)作物誘變育種可用誘變因素處理植物幼嫩組織和種子。 經(jīng)典例題剖析 例1、小麥品種是純合體，生產(chǎn)上用種子繁殖，現(xiàn)要選育矮桿（aa）、抗病（BB）的小麥新品種；馬鈴薯品種是雜合體（有一對基因雜合即可稱為雜合體），生產(chǎn)上通常用塊莖繁殖，現(xiàn)要選育黃肉（Yy）、抗病（Rr）的馬鈴薯新品種。請分別設(shè)計小麥品種間雜交育種程序，以馬鈴薯品種間雜交育種程序。要求用遺傳圖解表示并加以簡要說明。（寫出包括親本在內(nèi)的前三代即可） 解析：小麥雜交育種過程　　　 第一代　　　AABB　　aabb 　　　　　親本雜交 ↓ 第二代　F1　　　　AaBb　　　　　　　　 種植F1代自交 　　　　　　　　　 ↓自交 第三代　F2　A＿B＿，A＿bb，aaB＿，aabb　種植F2代，選矮桿、抗病（aaB_），繼續(xù)自交，期望下代獲得純合體 　　　　　　　　　　 　馬鈴薯育種過程： 第一代　　　 yyRr 　Yyrr 親本雜交 ↓ 第二代　 YyRr，yyRr，Yyrr，yyrr 種植，選黃肉、抗病（YyRr） 第三代 YyRr 　　　　用塊莖繁殖 例2、普通小麥中有高桿抗?。═TRR）和矮桿易感?。╰trr）兩個品種，控制兩對性狀的基因分別位于兩對同源染色體上。實驗小組利用不同的方法進(jìn)行了如下三組實驗： 請分析回答： （1）A組又F1獲得F2的方法是 ，F(xiàn)2矮桿抗病植株中不能穩(wěn)定遺傳的占 　 。 （2）Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三類矮桿抗病植株中，最可能產(chǎn)生不育配子的是 類。 （3）A、B、C三組方法中，最不容易獲得矮桿抗病小麥品種的是 組，原因是 。 （4）通過矮桿抗?、颢@得矮桿抗病小麥新品種的方法是 。獲得的矮桿抗病植株中能穩(wěn)定遺傳的占 。 （5）在一塊高桿（純合體）小麥田中，發(fā)現(xiàn)了一株矮桿小麥。請設(shè)計實驗方案探究該矮桿性狀出現(xiàn)的可能原因（簡要寫出所用方法、結(jié)果和結(jié)論）。 解析：（1）自交 2/3 （2）Ⅱ （3）C 基因突變頻率低且不定向 （4）秋水仙素（或低溫）誘導(dǎo)染色體加倍 100% （5）方法一：將矮桿小麥與高桿小麥雜交；如果子一代為高桿，子二代高桿：矮桿=3：1（或出現(xiàn)性狀分離），則矮桿性狀是基因突變造成的；否則，矮桿性狀是環(huán)境引起的。 方法二：將矮桿小麥與高桿小麥種植在相同環(huán)境條件下；如果兩者未出現(xiàn)明顯差異，則矮桿性狀由環(huán)境引起；否則，矮桿性狀是基因突變的結(jié)果。 基礎(chǔ)試題訓(xùn)練 一、選擇題 1.既要提高農(nóng)作物的變異頻率，又要使后代變異性狀較快穩(wěn)定，可采用( ) A. 雜交育種法 B.誘變育種 C.單倍體育種 D.多倍體育種 2.在動物的育種中，用一定劑量的X射線處理精巢，渴望獲得大量變異個體。這是因為( ) A. 合子都是純合子 B. 誘發(fā)雄配子發(fā)生了高頻率的基因突變 C. 誘導(dǎo)發(fā)生了大量的染色體變異 D. 提高了基因的重組 3.利用激光對DNA進(jìn)行修復(fù)，生物學(xué)上稱之為( ) A. 基因突變 B. 基因重組 C. 基因互換 D. 染色體變異 4.誘變育種通常采用的方法是：( ) A.用射線或激光照射 B.花藥離體培養(yǎng) C.秋水仙素處理萌發(fā)的種子 D.人工雜交 5．用生長素和秋水仙素分別處理二倍體番茄的花蕾和幼苗，成熟后所獲得的果實中分別含有的染色體組數(shù)是( ) A.2和4 B.2和2 C.4和2 D.4和4 6．在生產(chǎn)實踐中，欲想獲得無子果實常采用的方法有( ) ①人工誘導(dǎo)多倍體育種 ②人工誘變 ③單倍體育種 ④用適當(dāng)濃度的生長素處理 A.①② B.②③ C.①④ D.③④ 7．下列對基因突變敘述不正確的是( ) A 人們可以定向誘導(dǎo)突變性狀，誘變育種能明顯縮短育種年限 B 豐富了生物的“基因庫”，是生物變異的主要來源 C 突變頻率低、且突變性狀一般有害，少數(shù)有利 D 它是生物進(jìn)化的重要原因之一 8．根據(jù)下列細(xì)胞中物質(zhì)的吸收峰值，可知紫外線（λ=270nm）在誘導(dǎo)突變過程中的主要作用物質(zhì)是 A 水 B 蛋白質(zhì) C 核酸 D 脂肪 9.人類能遺傳的基因突變，常發(fā)生在 A. 減數(shù)第一次分裂 B. 四分體時期 C. 減數(shù)第一次分裂的間期 D. 有絲分裂間期 10. 小麥抗銹病(T)對易染病(t)為顯性，易倒伏(D)對抗倒伏(d)為顯性。Tt位于一對同源染色體上，Dd位于另一對同源染色體上。現(xiàn)用抗病但易倒伏純種和易染病抗倒伏的純種品種雜交，來培育既抗病又抗倒伏的高產(chǎn)品種。請回答： (1)F2代中，選種的數(shù)量大約占F2的（ ） A. B. C. D. (2)抗病又抗倒伏個體中，理想基因型是（ ） A.DT B．Dt C．ddTT D．Ddtt (3)F2代中理想基因型應(yīng)占（ ） A. B. C. D. (4)F2代選種后，下一步應(yīng)（ ） A．雜交 B.測交 C．自交 D．回交 二、非選擇題 11.舉例：我國運用返回式運載衛(wèi)星搭載水稻種子，返回地面后種植，培育出的水稻穗長粒大，畝產(chǎn)達(dá)600kg，最高達(dá)750kg，蛋白質(zhì)含量增加8%-20%，生長期平均縮短10天。請回答： （1）水稻產(chǎn)生這種變異的來源是_______，產(chǎn)生變異的原因是________。 （2）這種方法育種的優(yōu)點有__________。 12. 現(xiàn)有兩個小麥品種，一個純種小麥性狀是高桿(D)，抗銹病(T)；另一個純種小麥的性狀是矮桿(D，易染銹病(t)。兩對基因獨立遺傳。育種專家提出了如右圖8-5所示的 Ⅰ、Ⅱ兩種育種方法以獲得小麥新品種。問： 圖8-5 (1)要縮短育種年限，應(yīng)選擇的方法是_________，依據(jù)的變異原理是_________；另一種方法的育種原理是_________。 (2)圖中①和④基因組成分別為_________和_________。 (3)(二)過程中，D和d的分離發(fā)生在_________；（三）過程采用的方法稱為_________；（四）過程最常用的化學(xué)藥劑是_________。 (4)(五)過程產(chǎn)生的抗倒伏抗銹病植株中的純合體占_________；如果讓F1按（五）、（六）過程連續(xù)自交2代，則⑥中符合生產(chǎn)要求的能穩(wěn)定遺傳的個體占_________。 (5)如將方法Ⅰ中獲得的③⑤植株雜交，再讓所得到的后代自交，則后代的基因型比例為_________。 答案： 1－10 B B A A A;C A C C 10 B、C、C、C 11、（1）基因突變；各種宇宙射線和失重的作用，使基因的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。（2）能提高變異頻率，加速育種進(jìn)程，并能大幅度改良某些性狀。 12、（1）Ⅰ染色體變異 基因重組 （2）DT ddTT (3)減數(shù)分裂第一次分裂 花藥離體培養(yǎng) 秋水仙素 （4）1／3 1／2 (5)1∶2∶1