第6章第1节

第1节杂交育种与诱变育种目标导航1.结合具体实例，简述杂交育种的概念和基本原理，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。一、杂交育种(阅读P98－99)1．选择育种(1)方法：驯化野生动物、栽培植物时，挑品质好的个体来传种，经过长期选择，汰劣留良，培育出许多优良品种。(2)原理：利用生物的变异。(3)缺点：育种周期长，可选择范围有限。(4)实例：古代美洲印第安人对优良性状的玉米的选育。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)过程：(以高产抗病小麦的选育为例)P高产、不抗病×低产、抗病↓F1高产、抗病(均为显性性状)↓⊗F2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(3)原理：基因重组。(4)优点：操作简便。(5)应用二、诱变育种(阅读P100)1．概念2．优点：可提高突变率，在较短时间内获得更多优良变异类型。3．缺点：诱发产生的突变，有利的个体往往不多，需处理大量材料，使选育工作量大，具有盲目性。4．应用农作物：培育“黑农五号”大豆微生物：青霉菌的选育1．连线2．判断正误(1)杂交育种过程中，从F2中选出符合人们要求性状的个体就可以大田推广种植。()(2)诱变育种可提高变异频率，能够产生多种多样的新类型，为育种创造丰富的原材料。()(3)由于基因突变的不定向性和低频性，基因突变产生的有利个体往往不多。()(4)诱变育种可产生新基因从而定向改造生物性状。()答案(1)×(2)√(3)√(4)×一、杂交育种的过程及应用1．设杂交育种的过程图解已知AAbb与aaBB为亲本：PAAbb×aaBB↓F1AaBb①↓⊗F2A_B_A_bbaaB_aabb②⋮⋮↓多次自交直到后代不发生性状分离AABBAAbbaaBB③2．分析(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。3．几种常见的杂交育种类型(以两对相对性状为例)(1)培育杂合子品种：选取双亲――→杂交子一代，需年年制种(如上述图①)。(2)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②)。(3)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③)。4．动、植物杂交育种的区别(1)方法：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。(2)实例：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，育种过程用遗传图解表示如下：1．培育细菌新品种时，能否用杂交育种的方法？答案杂交育种只适用于进行有性生殖的生物，如植物和动物。细菌是原核生物，不能进行有性生殖。2．杂交育种是否一定要从F2开始筛选？举例说明。答案不一定。如培育杂合子品种，选亲本杂交得到的F1即可。3．在杂交育种过程中，如果新品种是杂合子(如玉米、水稻等)，应注意什么？如果新品种是纯合子(如小麦)，应该注意什么？答案在杂交育种中，如果新品种是杂合子，每年都要育种。如果新品种是纯合子，要通过多代自交淘汰杂合子。1．有两种纯种的小麦，一为高秆(D)抗锈病(T)，另一为矮秆(d)易感锈病(t)，这两对性状独立遗传，现要培育矮秆抗锈病新品种，方法如下：高秆抗锈病×矮秆易感锈病――→aF1――→bF2――→c稳定遗传的矮秆抗锈病新品种。(1)这种育种方法叫____________育种。过程a叫__________，过程b叫____________。(2)过程c的处理方法是_____________________________________________________。(3)F1的基因型是________，表现型是________，矮秆抗锈病新品种的基因型为________。问题导析(1)矮秆抗锈病新品种是高秆抗锈病小麦和矮秆易感锈病小麦两个品种的优良性状结合，此培育方法叫杂交育种。(2)过程a叫杂交，产生的F1的基因型为DdTt，表现型为高秆抗锈病。过程b是自交，目的是获得表现型为矮秆抗锈病的小麦品种，其基因型通式为：ddT_，其中只有基因型为ddTT的个体能够稳定遗传，若要得到该纯系则需经过[c]连续自交，直到后代无性状分离为止。答案(1)杂交杂交自交(2)连续自交和观察，直至选出能稳定遗传的矮秆抗锈病新品种(3)DdTt高秆抗锈病ddTT一题多变(1)选育出的纯合子新品种，在F2中的概率是多少？那么它在F2的矮秆抗锈病中的概率又是多少？选种应该从哪一代开始？答案116；13；F2。(2)上述杂交育种过程至少需要几年的时间(假设每年只繁殖一代)?答案4年。第一年：种植亲代，杂交，收获F1种子；第二年：种植F1代，自交，收获F2种子；第三年：种植F2代，获得表现型符合要求的小麦(矮抗)，同时矮抗自交，收获F3种子，分单株保存；第四年：分别种植符合要求的F3代，观察是否发生性状分离，不发生性状分离的为合乎要求的新品种。(3)若上述过程改为单倍体育种的过程，则后代中ddTT占所有后代的比例是多少？单倍体育种获得新品种至少需要几年(假设每年只繁殖一代)?答案14；2年。第一年：种植亲代，杂交，收获F1种子；第二年：种植杂交种子，长成植株开花后，取其花粉粒(精子的基因型有四种，为DT、Dt、dT、dt)进行植物组织培养，得到单倍体植株(基因型也是四种，为DT、Dt、dT、dt)。在单倍体植株的幼苗期，用秋水仙素进行染色体加倍，得到纯合的二倍体植株(基因型分别为DDTT、DDtt、ddTT、ddtt)。选取表现型合乎要求的植株所结种子即可。二、诱变育种1．显性突变和隐性突变在育种中的应用(1)如果发生显性突变，在二倍体生物中通常第一代便会表现出来，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。如图所示：(2)如果发生的是隐性突变，在自花受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，但是一经出现便可选择应用。如图所示：AA――→突变Aa(不表现新性状)――→自交aa2．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1．选育农作物优良品种，为什么要处理萌发的种子或幼苗？答案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？答案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。2．如下图所示，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1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)两种新性状中，棕色是______性状，低酚是________性状。(2)诱变当代中，棕色、高酚的棉花植株的基因型是________，白色、高酚的棉花植株的基因型是________。(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1代中棕色、高酚植株自交，每株自交后代种植在一个单独的区域，从________________________的区域中得到纯合棕色、高酚植株。请你利用该纯合子作为一个亲本，再从诱变1代中选择另一亲本，设计一个方案，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示)。问题导析(1)基因突变一般只是等位基因的一个基因发生突变，分为显性突变和隐性突变二种情况，即：①诱变当代获得棕色新性状→棕色为显性性状且诱变当代基因型为AaBB。②诱变1代获得低酚新性状→低酚为隐性性状且诱变当代基因型为aaBb。(2)要培育纯合棕色低酚植株其基因型为AAbb，需用基因型为AABB的植株与诱变1代的白色低酚aabb植株进行杂交，若要尽快选育则用单倍体育种方法，其可明显缩短育种年限。答案(1)显性隐性(2)AaBBaaBb(3)不发生性状分离(或全为棕色棉，或没有出现白色棉)遗传图解如下：一题多变(1)用60Co的γ射线辐射植物种子的目的是_______________________________________。(2)用60Co的γ射线辐射原本开红花的植物种子，诱导产生了开白花、蓝花的植株等，说明基因突变具有________性。50株突变植株中，47株逐渐死亡，说明基因突变具有______________的特性。(3)育种时用60Co的γ射线辐射正在萌发的种子，而不用60Co的γ射线辐射休眠的种子的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。萌发种子的所有突变________(填“能”或“不能”)全部遗传给子代。(4)假如诱变产生的蓝花植株自交，其后代中又出现了红花植株，这说明蓝花突变是________突变。答案(1)提高变异频率(2)不定向一般有害(3)萌发的种子中细胞分裂旺盛，DNA复制旺盛，易发生基因突变不能(4)显性1.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，从子一代中即可选出B．从子三代中选出，因为子三代中才出现纯合子C．既可从子二代中选出，也可从子三代中选出D．只能从子四代中选出能稳定遗传的新品种答案C解析杂交育种从子二代开始出现性状分离。2.不属于诱变育种特点的是()A．具有不定向性B．频率较高C．多数有害D．多数有利答案D3.下列几种育种方法，能改变原有基因的分子结构的是()A．杂交育种B．诱变育种C．单倍体育种D．多倍体育种答案B解析基因的分子结构的改变是指基因中脱氧核苷酸的种类或顺序发生改变——基因突变。杂交育种、单倍体育种和多倍体育种都是在原有基因结构的基础上，经过重新组合、加倍等过程产生新的性状组合，基因结构不发生变化。4.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，为培育出优良品种AAbb，可采用的方法如图所示。请据图回答问题。(1)由品种AABB、aabb经过①②③过程培育出新品种的育种方式称为____________，其原理是______________。用此育种方式一般从________才能开始选育AAbb个体，是因为_____________________。(2)若经过过程②产生的子代总数为1552株，则其中基因型为AAbb的植株在理论上有________株。基因型为Aabb的植株经过过程③，子代中AAbb与aabb的数量比是________。(3)过程⑤常采用____________