PAGE6-第1節(jié)雜交育種與誘變育種[學習目標]1.結(jié)合實例，簡述雜交育種的概念和原理，舉例說明雜交育種方法的優(yōu)點和不足。2.簡述誘變育種的概念和原理，舉例說出誘變育種在生產(chǎn)中的應(yīng)用。3.探討遺傳變異在生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用。學問點一雜交育種學問梳理1.概念：將兩個或多個品種的eq\o(□,\s\up3(01))優(yōu)良性狀通過交配集中在一起，再經(jīng)過eq\o(□,\s\up3(02))選擇和eq\o(□,\s\up3(03))培育，獲得新品種的方法。2．過程(以高產(chǎn)抗病小麥品種的選育為例)3．原理：eq\o(□,\s\up3(05))基因重組。限制不同優(yōu)良性狀的基因，通過減數(shù)分裂和eq\o(□,\s\up3(06))受精作用重新組合在一起，產(chǎn)生新的基因型，從而限制相應(yīng)的新的表現(xiàn)型。4．雜交育種的優(yōu)缺點(1)優(yōu)點：eq\o(□,\s\up3(07))可以把多個品種的優(yōu)良性狀集中在一起。(2)缺點①雜交育種只能利用已有基因的eq\o(□,\s\up3(08))重組，按需選擇，并不能創(chuàng)建eq\o(□,\s\up3(09))新基因。②雜交后代會出現(xiàn)eq\o(□,\s\up3(10))分別現(xiàn)象，育種進程eq\o(□,\s\up3(11))緩慢，過程困難。③雜交育種只能用eq\o(□,\s\up3(12))同一物種或親緣關(guān)系eq\o(□,\s\up3(13))較近的物種進行雜交。5．適用范圍雜交育種適用于能進行eq\o(□,\s\up3(14))有性生殖的個體，且相關(guān)基因遵循細胞核遺傳規(guī)律，只進行eq\o(□,\s\up3(15))無性生殖的個體無法通過雜交育種的方法培育新品種。6．應(yīng)用(1)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)：改良作物品質(zhì)，提高農(nóng)作物eq\o(□,\s\up3(16))單位面積產(chǎn)量。(2)家畜、家禽的育種：如引進優(yōu)質(zhì)種牛與本地品種雜交，可培育出優(yōu)良的品種。1.雜交育種和雜種優(yōu)勢的區(qū)分。提示：(1)雜交育種是在雜交后代的眾多類型中選留符合育種目標的個體進一步培育，直至獲得穩(wěn)定遺傳的具有優(yōu)良性狀的新品種；(2)雜種優(yōu)勢主要是利用雜種F1的優(yōu)良性狀，并不要求遺傳上的穩(wěn)定性。2．培育細菌的新品種時能否用雜交育種？提示：不能。細菌是原核生物，不能進行有性生殖、雜交育種只能用于有性生殖的生物。典題精析[例1]有兩個純種的小麥，一為高稈(D)抗銹病(T)，另一為矮稈(d)不抗銹病(t)。這兩對性狀獨立遺傳，現(xiàn)要培育矮稈抗銹病的新品種，過程如下：高稈、抗銹病×矮稈、不抗銹病eq\o(→,\s\up17(a))F1eq\o(→,\s\up17(b))F2eq\o(→,\s\up17(c))穩(wěn)定遺傳的矮稈抗銹病類型。(1)上述過程叫________。過程a叫________，過程b叫________。(2)過程c的處理方法是__________________________________________。(3)F1的基因型是________，表現(xiàn)型是____________________，矮稈抗銹病新品種的基因型應(yīng)是________。解題分析過程a叫做雜交，產(chǎn)生的F1基因型為DdTt，表現(xiàn)型為高稈抗銹病。過程b叫做自交，目的是獲得表現(xiàn)型為矮稈抗銹病的小麥品種(ddT_)，因為此過程所得后代會發(fā)生性狀分別，所以要想得到穩(wěn)定遺傳的矮稈抗銹病植株(ddTT)必需經(jīng)過過程c，即篩選和連續(xù)自交，直至后代不發(fā)生性狀分別。答案(1)雜交育種雜交自交(2)篩選和連續(xù)自交，直至選出能夠穩(wěn)定遺傳的矮稈抗銹病新品種(3)DdTt高稈抗銹病ddTT[例2]據(jù)你所知道雜交選育新品種之外，雜交的另一個結(jié)果是獲得()A．純種B．雜種表現(xiàn)的優(yōu)勢C．基因突變D．染色體變異解題分析雜交的另一個結(jié)果是獲得雜合子，表現(xiàn)為雜種優(yōu)勢，A、C、D錯誤，B正確。答案B題后歸納雜交育種過程中選種的時間(1)培育雜合子：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，可以將雜種一代作為種子干脆利用，如玉米。此種方法獲得的植株有高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗性強等性狀，但種子只能種一年。(2)若所需性狀都是隱性性狀，則隱性性狀一旦出現(xiàn)就是純合子，就可以用于生產(chǎn)，所需時間短。(3)若所需性狀含有顯性性狀，因表現(xiàn)型為顯性的個體既有純合子，又有雜合子，所以須要一個連續(xù)自交和選擇的過程，須要的年限就較長。學問點二誘變育種學問梳理1.概念：誘變育種是利用eq\o(□,\s\up3(01))物理因素(如X射線、γ射線、紫外線、激光等)或eq\o(□,\s\up3(02))化學因素(如亞硝酸、硫酸二乙酯等)來處理生物，使生物發(fā)生eq\o(□,\s\up3(03))基因突變。2．原理：eq\o(□,\s\up3(04))基因突變3．優(yōu)缺點(1)優(yōu)點：提高eq\o(□,\s\up3(05))突變率，在eq\o(□,\s\up3(06))較短時間內(nèi)獲得更多的eq\o(□,\s\up3(07))優(yōu)良變異類型。(2)缺點：①基因突變具有eq\o(□,\s\up3(08))不定向性和eq\o(□,\s\up3(09))低頻性，具有肯定的eq\o(□,\s\up3(10))盲目性；②突變個體難以集中多個優(yōu)良性狀，育種過程須要處理大量供試材料，需消耗大量的人力、物力。4．應(yīng)用：在農(nóng)作物育種方面，培育出的新品種抗病力eq\o(□,\s\up3(11))強、產(chǎn)量eq\o(□,\s\up3(12))高、品質(zhì)好，如“eq\o(□,\s\up3(13))黑農(nóng)五號”大豆；在微生物育種方面，誘變育種也發(fā)揮了重要作用，如eq\o(□,\s\up3(14))青霉菌的選育。1.誘變育種中應(yīng)當處理植物的什么部位？為什么？提示：通常處理萌發(fā)的種子或幼苗。因為萌發(fā)的種子或者幼苗有絲分裂旺盛，在DNA復(fù)制時簡潔誘發(fā)基因突變。2．生物通過誘變產(chǎn)生的變異肯定是有益的嗎？提示：不肯定。因為基因突變具有不定向性和少利多害性。典題精析[例1]太空育種是指利用太空綜合因素，如強輻射、微重力等，誘導宇宙飛船攜帶的種子發(fā)生變異，然后進行培育的一種方法，下列說法正確的是()A．太空育種產(chǎn)生的突變總是對人類有益的B．太空育種主要是利用了基因重組的遺傳學原理C．太空育種培育的植物是地球上原本不存在的D．太空育種與其他誘變育種原理在本質(zhì)上是一樣的解題分析基因突變具有多害少利性，A錯誤；太空育種主要利用了基因突變的原理，B錯誤；基因突變只是變更某個基因產(chǎn)生新的基因，不能產(chǎn)生新的植物，C錯誤；太空育種與其他誘變育種方法在本質(zhì)上是一樣的，都是引起基因突變，產(chǎn)生新的性狀，D正確。答案D[例2]有一種塑料在乳酸菌的作用下能快速分解為無毒物質(zhì)，可以降解，不至于對環(huán)境造成嚴峻的白色污染。培育特地降解這種塑料的“細菌能手”的方法是()A．雜交育種 B．誘變育種C．單倍體育種 D．多倍體育種解題分析細菌屬于原核生物，原核生物不能進行有性生殖，因而不能實施雜交育種；原核生物無染色體不發(fā)生染色體變異，因而不能進行單倍體和多倍體育種。答案B題后歸納1.雜交育種、誘變育種、單倍體育種和多倍體育種的比較雜交育種誘變育種單倍體育種多倍體育種原理基因重組基因突變?nèi)旧w變異染色體變異方法①雜交→自交→選優(yōu)；②連續(xù)自交選優(yōu)輻射誘變、激光誘變、化學藥劑處理花藥離體培育→秋水仙素誘導加倍用肯定濃度秋水仙素或低溫處理萌發(fā)的種子或幼苗優(yōu)點操作簡便提高變異頻率，大幅度改良某些性狀，加速育種進程明顯縮短育種年限植株莖稈粗大、果實種子都比較大，養(yǎng)分物質(zhì)含量提高缺點育種時間長有利變異少，須要處理大量試驗材料，具有不確定性技術(shù)困難，成本高發(fā)育延遲，牢固率低，一般只適用于植物2.依據(jù)育種目標選擇合適的育種方式當堂檢測——查漏補缺鞏固提升1．有兩種柑橘，一種果實大但含糖量不高，另一種果實小但含糖量較高，假如想要培育出果實大且含糖量高的品種，比較簡潔有效的方法是()A．單倍體育種 B．人工誘變育種C．雜交育種 D．多倍體育種答案C解析將兩個或多個優(yōu)良性狀集中在一起，實質(zhì)上就是將限制優(yōu)良性狀的基因重新組合到一起，形成新的基因型，因此應(yīng)采納雜交育種的方法。2．下列優(yōu)良品種與遺傳學原理相對應(yīng)的是()A．三倍體無子西瓜——染色體變異B．射線誘變出青霉素高產(chǎn)菌株——基因重組C．高產(chǎn)抗病小麥品種——基因突變D．花藥離體培育得到的矮稈抗病玉米——基因重組答案A解析無子西瓜的培育是用二倍體西瓜與四倍體西瓜雜交后產(chǎn)生的三倍體西瓜，利用的原理是染色體數(shù)目變異，屬于多倍體育種，A正確；青霉素高產(chǎn)菌株是用射線人工誘變青霉菌，導致其基因突變，屬于誘變育種，B錯誤；培育高產(chǎn)抗病小麥品種采納的是雜交育種的方法，利用的原理是基因重組，C錯誤；花藥離體培育得到的矮稈抗病玉米，利用的原理是染色體數(shù)目變異，屬于單倍體育種，D錯誤。3．下列關(guān)于培育生物新品種的敘述，正確的是()A．誘變育種獲得的新品種都能穩(wěn)定遺傳B．單倍體育種是為了獲得單倍體新品種C．多倍體育種得到的新品種果實較小D．雜交育種能集中親本的優(yōu)良性狀答案D解析誘變育種獲得的新品種不肯定都是純合子，故誘變育種獲得的新品種不肯定都能穩(wěn)定遺傳，A錯誤；進行單倍體育種是為了快速獲得新品種，獲得的不是單倍體，B錯誤；多倍體果實一般比較大，C錯誤；雜交育種的原理是基因重組，可以將親本的優(yōu)良性狀在子代集中體現(xiàn)出來，D正確。4．有關(guān)作物育種的敘述，錯誤的是()A．在雜交育種中，F(xiàn)1自交后代可篩選符合人類須要的優(yōu)良品種B．單倍體育種可以明顯縮短育種的年限C．人工誘導多倍體常用的方法是用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗D．誘變育種可以定向地把多個品種的優(yōu)良性狀集中在一起，獲得新的品種答案D解析基因突變是不定向的，故D錯誤。5．假設(shè)小麥的低產(chǎn)基因用A表示，高產(chǎn)基因用a表示；抗病基因用B表示，不抗病基因用b表示，兩對基因獨立遺傳。下圖是利用低產(chǎn)抗病小麥(AABB)及高產(chǎn)不抗病小麥(aabb)兩個品種，通過多種育種方式培育出高產(chǎn)抗病小麥(aaBB)新品種的過程圖解，請據(jù)圖回答：(1)經(jīng)過①、②、③過程培育出高產(chǎn)抗病小麥(aaBB)新品種的育種方法稱為____________，原理是__________________________，該方法通過________提高純合率。(2)經(jīng)過⑥過程的育種方法叫做_____________________。除利用X射線等物理因素處理生物外，還可以利用亞硝酸等________因素來處理生物，使生物發(fā)生________，但利用這種方法不肯定能獲得高產(chǎn)抗病小麥(aaB