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1、配套K12教育資料6.1雜交育種與誘變育種教學案（人教版）一、雜交育種(閱讀教材P9899)概念：將兩個或多個品種的優(yōu)良性狀通過交配集中在一起，再經過選擇和培育，獲得新品種的方法。育種原理：基因重組。過程：應用農產品：改良作物品質，提高農作物單位面積產量。家畜、家禽：培育出適應性強的乳用、肉用或乳肉兼用型優(yōu)良品種。二、誘變育種(閱讀教材P100)原理：基因突變。處理方法物理因素：X射線、紫外線等?；瘜W因素：亞硝酸、硫酸二乙酯等。優(yōu)點：可以提高突變率，在較短時間內獲得更多的優(yōu)良變異類型。應用在農作物誘變育種方面取得了可喜的成果。在微生物育種方面也發(fā)揮了重要作用。重點聚焦雜交育種的原理是什么？2.

2、什么是誘變育種？3.雜交育種和誘變育種各有哪些優(yōu)點和不足？共研探究材料一已知小麥的高稈對矮稈為顯性，抗銹病對易染銹病為顯性，兩對性狀獨立遺傳?，F(xiàn)有高稈抗銹病、矮稈易染銹病兩個純系品種，欲培育能穩(wěn)定遺傳的矮稈抗銹病的小麥。材料二AAbbaaBBAaBb減數分裂ABAbaBabAABBAAbbaaBBaabb根據材料一，回答下列問題：雜交育種的過程將兩種優(yōu)良性狀集中在同一種植株上，需選用分別具有一種優(yōu)良性狀的純合親本雜交，實質是將控制兩種優(yōu)良性狀的基因集中在同一個體上。雜交育種的選擇從F2開始，因為此時開始出現(xiàn)性狀分離。出現(xiàn)矮稈抗銹病的個體后不能立即推廣種植，因為矮稈抗銹病個體的基因型有ddTT和

3、ddTt兩種，其中ddTt的個體自交會發(fā)生性狀分離，不能穩(wěn)定遺傳。獲得能穩(wěn)定遺傳的矮稈抗銹病個體的步驟：從F2中選出矮稈抗銹病的個體，讓其不斷自交，在自交后代中逐步淘汰矮稈易染銹病的個體，直到不再發(fā)生性狀分離，即得到了要選育的矮稈抗銹病的穩(wěn)定遺傳的純合子品種ddTT。若選育的兩種優(yōu)良性狀都是由隱性基因控制的，不需要連續(xù)自交。因為隱性個體都是純合子。雜交育種的優(yōu)缺點優(yōu)點：操作簡單，能將多個優(yōu)良性狀集中到同一個體上。缺點：a選育工作量大：雜交育種從子二代開始出現(xiàn)多種性狀類型，需要及時發(fā)現(xiàn)符合要求的優(yōu)良性狀個體。b培育周期長：雜交后代會出現(xiàn)性狀分離現(xiàn)象，一般需要的時間較長。雜交育種適用于進行有性生殖

4、的生物，細菌是原核生物，不能進行有性生殖，所以不能用雜交育種的方法培育細菌新品種。根據材料二，回答下列問題：材料二表示單倍體育種。表示花藥離體培養(yǎng)，表示秋水仙素處理。總結升華動、植物雜交育種的區(qū)別方法：植物雜交育種中純合子的獲得不能通過測交，只能通過逐代自交的方法獲得；而動物雜交育種中純合子的獲得一般不通過逐代自交，而通過測交的方法進行確認后而獲得。實例：現(xiàn)有基因型為BBEE和bbee的兩種植物或動物，欲培育基因型為BBee的植物或動物品種，育種過程的遺傳圖解如下：2.單倍體育種和雜交育種的比較類型項目單倍體育種雜交育種區(qū)別育種原理染色體變異基因重組育種周期較短較長操作技術技術復雜操作簡單聯(lián)系

5、單倍體育種與雜交育種相結合，單倍體要利用雜交后代的花藥進行離體培養(yǎng)對點演練判斷正誤雜交育種步雜交的目的是將兩個親本的優(yōu)良性狀集中到一個個體上。動物雜交育種的過程中常通過連續(xù)自交的方式來獲得穩(wěn)定遺傳的個體。雜交育種的后代都表現(xiàn)為雜種優(yōu)勢。解析：動物不能自交。雜交育種的個別后代表現(xiàn)為雜種優(yōu)勢。答案：雜交育種中，雜交后代的性狀一旦出現(xiàn)就能穩(wěn)定遺傳的是A優(yōu)良性狀B隱性性狀c顯性性狀D相對性狀解析：選B純合子的性狀是穩(wěn)定遺傳的，具有顯性性狀的個體不一定是純合子，具有隱性性狀的個體一定是純合子。共研探究材料我國航天事業(yè)發(fā)展迅猛，隨之開展的航天育種取得了可喜成果，到目前為止，通過航天工程育種技術培育出了70

6、多個具有穩(wěn)產、高產性能的新品種、新品系。根據材料，分析下列問題：航天種子產生的變異屬于基因突變，這種變異能產生新的基因。誘變育種材料的選擇及處理搭載航天器的植物種子需要浸泡使其萌發(fā)，因為萌發(fā)的種子細胞分裂旺盛，易受到太空中誘變因素的影響而發(fā)生基因突變。種子遨游太空回到地面，種植后發(fā)現(xiàn)沒有所需要的性狀出現(xiàn)，此時不可以隨意丟棄，因為種子可能發(fā)生隱性突變。誘變育種適用于各種生物。誘變育種不一定得到理想品種，因為突變具有不定向性。判斷正誤誘變育種可提高突變率，在較短時間內獲得更多的優(yōu)良變異類型。誘變育種在農作物育種方面取得了可喜的成果。在微生物育種方面，誘變育種也發(fā)揮了重要作用。誘變育種的原理是基因突

7、變，不適用于細菌等原核生物。答案：總結升華顯性突變和隱性突變在育種中的應用顯性突變隱性突變AA突變Aaaa雜交育種與誘變育種的比較項目雜交育種誘變育種原理基因重組基因突變方法雜交自交篩選自交輻射誘變、激光誘變、化學藥劑誘變優(yōu)點使不同個體的優(yōu)良性狀集中于同一個個體上可以提高變異的頻率，大幅度改良某些性狀，加速育種進程局限性育種年限較長發(fā)生有利變異的個體不多，需處理大量實驗材料育種方法的選擇育種目標育種方式集中雙親的優(yōu)良性狀快速育種單倍體育種操作簡單雜交育種讓原品系產生“新”性狀誘變育種對原品種營養(yǎng)器官進行“增大”或“加強”多倍體育種保持原品種“優(yōu)良”特性，快速繁殖植物組織培養(yǎng)【易錯易混】誘變育種

8、不僅能應用于進行有性生殖的生物，也能應用于進行無性生殖的生物，主要應用于植物和微生物。對點演練判斷正誤太空育種能按照人們的意愿定向產生所需的優(yōu)良性狀。誘變育種和雜交育種均可形成新基因。解析：太空育種的原理是基因突變，具有不定向性。雜交育種的原理是基因重組，不形成新基因。答案：誘變育種可以改良某種性狀，這是因為后代性狀較穩(wěn)定提高突變率，增加變異類型控制某些性狀的基因突變成其等位基因有利突變體數目多ABcD解析：選B誘變育種的原理是基因突變，經人工誘變后會提高突變率，增加變異類型；基因突變后會產生原基因的等位基因。1育種專家用高稈抗銹病水稻與矮稈不抗銹病水稻雜交，培育出了矮稈抗銹病水稻，這種水稻出

9、現(xiàn)的原因是A基因突變B基因重組c染色體變異D環(huán)境條件的改變解析：選B使位于不同親本的優(yōu)良性狀通過交配集中到同一個體上的方法為雜交，其原理是基因重組。下列有關航天育種的說法，不正確的是A航天育種可縮短育種周期B種子在宇宙輻射、微重力及弱地磁場等因素的誘導下發(fā)生基因突變c航天育種技術作為航天技術與農業(yè)育種技術相結合的一項創(chuàng)新性研究成果，是快速培育農作物優(yōu)良新品種的重要途徑之一D航天育種培育出的都是高產、優(yōu)質、高效的新品種解析：選D航天育種的原理是基因突變，可縮短育種周期；基因突變具有多方向性，多害少利性。下列關于育種的敘述，不正確的是A迄今為止，雜交育種仍然是培育新品種的有效手段，其遺傳學原理是基

10、因重組B誘變育種具有大幅度改變某些性狀，快速、定向等優(yōu)點c單倍體育種和多倍體育種的遺傳學原理都是染色體數目變異D與二倍體植株相比，多倍體植株通常莖稈粗壯，器官較大，有機物含量增加解析：選B誘變育種的原理是基因突變，具有不定向性。有關作物育種的敘述，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需要的優(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，獲得新的品種解析：選D在雜交育種中，F(xiàn)1自交后代可篩選出符合人類需要的優(yōu)良品種。單倍體育種可明顯縮短育種年限。人工誘導多倍體常用的方法是用秋水仙

11、素處理萌發(fā)的種子或幼苗。雜交育種可以將多個品種的優(yōu)良性狀集中在一起，獲得新品種。下面列舉了四種育種方法，請據此回答相關問題：甲品種乙品種F1F2人工選擇性狀穩(wěn)定遺傳的新品種甲品種乙品種F1花藥離體培養(yǎng)幼苗秋水仙素若干植株人工選擇新品種正常幼苗秋水仙素若干植株人工選擇新品種種子衛(wèi)星搭載太空旅行返地種植多種變異植株人工選擇新品種第種方法屬于雜交育種，其依據的原理是_。第種育種方法稱為_，其優(yōu)點是_。F1經花藥離體培養(yǎng)得到的幼苗是_倍體。第種育種方法中使用了秋水仙素，它的作用機理是抑制_的形成，導致細胞內的_不能移向細胞兩極而加倍。第種育種方法中發(fā)生的變異一般屬于可遺傳變異中的_，此處誘發(fā)該變異的因

12、素屬于_因素，除此之外導致該變異的因素還有_因素、_因素。解析：方法為雜交育種，其依據的原理是基因重組。方法為單倍體育種，其優(yōu)點是明顯縮短育種年限，且后代肯定是純種。F1經花藥離體培養(yǎng)得到的幼苗是單倍體。秋水仙素的作用是抑制紡錘體的形成，導致細胞內的染色體復制后不能移向細胞兩極而加倍。方法是誘變育種，原理是可遺傳變異中的基因突變，誘變因素有物理因素、化學因素和生物因素。答案：基因重組單倍體育種明顯縮短育種年限單紡錘體染色體基因突變物理化學生物【基礎題組】育種科學家將一些作物種子搭載神舟六號飛船進入太空，經過宇宙射線、微重力等綜合因素的作用，使作物種子內的DNA發(fā)生變化，進而培育出優(yōu)質高產的新品

13、種。這種方法屬于A雜交育種B單倍體育種c誘變育種D多倍體育種解析：選c根據題干可知，經過宇宙射線、微重力等綜合因素的作用，使作物種子內的DNA發(fā)生變化，因此利用這些因素培育出新品種的方法屬于誘變育種。下列不屬于誘變育種的是A用一定劑量的射線處理，引起變異而獲得新性狀B用X射線照射處理，得到青霉素高產菌株c用亞硝酸處理，得到植物新類型D人工種植的馬鈴薯塊莖逐年變小解析：選D誘變育種是利用物理因素或化學因素處理生物，引發(fā)基因突變。人工種植的馬鈴薯塊莖逐年變小的直接原因是高溫、干旱、病毒感染等，不屬于誘變育種。下列有關作物育種的敘述，錯誤的是A在雜交育種中，F(xiàn)1自交后代可篩選出符合人類需要的優(yōu)良品種

14、B單倍體育種可以明顯縮短育種年限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誘變育種可以定向的把多個品種的優(yōu)良性狀集中在一起，獲得新的品種解析：選D誘變育種的原理是基因突變，而基因突變是不定向的?；蛐蜑锳aBb的某植物個體，利用單倍體育種方法得到一個基因型為AABB的個體，同時不能得到的個體基因型是AABBAAbbcaaBBDaabb解析：選A基因型為AaBb的植物個體產生的花粉的基因型是AB、Ab、aB、ab，培育的單倍體經過秋水仙素處理后染色體加倍，獲得的個體都是純合子。下列有關育種方法原理的解釋，正確的是A培育無子西瓜利用了單倍體育種的原理B雜交育種利用了染色體數目變異

15、的原理c培育青霉素高產菌株過程中利用了基因突變的原理D四倍體番茄的培育利用了基因重組的原理解析：選c三倍體無子西瓜的育種原理為染色體數目變異；雜交育種的原理為基因重組；青霉素高產菌株的培育利用了基因突變的原理；四倍體番茄的培育利用了染色體變異的原理。下列各項措施中，能夠產生新基因的是A高稈抗病小麥與矮稈不抗病小麥雜交B用秋水仙素處理二倍體西瓜得到四倍體c對小麥的花藥進行離體培養(yǎng)D用X射線處理后獲得青霉素高產菌株解析：選D基因突變能產生新的基因，用X射線處理后獲得青霉素高產菌株的原理是基因突變。選項A的原理為基因重組，選項B、c的原理為染色體數目變異。雜交育種和誘變育種的原理分別是A基因突變B基

16、因重組和基因突變c染色體變異D基因突變和染色體變異解析：選B雜交育種的原理是基因重組，誘變育種的原理是基因突變。下列關于育種的敘述，正確的是A用物理因素誘變處理可提高突變率B誘變育種和雜交育種均可形成新的基因c自然條件下，三倍體與二倍體能進行雜交D誘變獲得的突變體多數表現(xiàn)出優(yōu)良性狀解析：選A雜交育種的原理是基因重組，不能形成新的基因；三倍體在減數分裂時因染色體聯(lián)會紊亂，不能形成正常的可育配子，因此不能與二倍體進行雜交；基因突變的一個特點為多害少利，因此突變體多數表現(xiàn)出不利性狀?！灸芰︻}組】現(xiàn)有基因型為aabb與AABB的水稻品種，通過不同的育種方法可以培育出不同類型的水稻。下列有關敘述不正確的

17、是A雜交育種可獲得基因型為AAbb的水稻，其變異發(fā)生在減數第二次分裂后期B單倍體育種可獲得基因型為AAbb的水稻，利用的原理有基因重組和染色體變異c將基因型為aabb的水稻人工誘變可獲得基因型為aaBb的水稻，其等位基因的產生于基因突變D多倍體育種獲得的基因型為AAaaBBbb的水稻，其染色體數目加倍發(fā)生在有絲分裂后期解析：選A雜交育種的原理是基因重組，故如果雜交育種可獲得基因型為AAbb的水稻，其變異發(fā)生在減數次分裂后期，A錯誤；若利用單倍體育種方法獲得基因型為AAbb的水稻，首先讓基因型為aabb的水稻與基因型為AABB的水稻雜交得到基因型為AaBb的水稻，然后取基因型為AaBb的水稻減數

18、分裂產生的配子Ab進行花藥離體培養(yǎng)得到單倍體Ab，由于單倍體高度不育，所以要用秋水仙素處理其幼苗使其染色體加倍變成可育的二倍體，在此過程中變異的原理有基因重組和染色體變異，B正確；人工誘變的原理是基因突變，c正確；有絲分裂后期，著絲點分裂，染色體數目加倍，D正確。0雜交玉米的種植面積越來越廣，農民需要每年購買玉米雜交種。不能自留種子來年再種的原因是A自留種子發(fā)芽率低B雜交種都具有雜種優(yōu)勢c自留種子容易患病蟲害D雜交種的有性繁殖后代會發(fā)生性狀分離解析：選D玉米雜交種為雜合子，雜合子自交后代會發(fā)生性狀分離，如果留種會造成減產。1某農科所通過如圖所示的兩種育種方法培育出了高品質的糯小麥，下列有關敘述

19、正確的是Aa、b兩過程分別代表單倍體育種和雜交育種Bb過程需要通過雜交來提高純合率ca過程需要用秋水仙素，其只能作用于萌發(fā)的種子Da過程提高了突變率，從而明顯縮短了育種年限解析：選A圖中a過程屬于單倍體育種，原理為染色體數目變異；b過程屬于雜交育種，原理為基因重組，由yyRr獲得yyRR需要通過連續(xù)自交來提高純合率。由于通過花藥離體培養(yǎng)只能獲得幼苗，故秋水仙素只能作用于幼苗。單倍體幼苗經秋水仙素處理后均為純合子，因而可明顯縮短育種年限。為獲得純合高蔓抗病番茄植株，采用了如圖所示的方法，圖中兩對相對性狀獨立遺傳。據圖分析錯誤的是A過程的自交代數越多，純合高蔓抗病植株的比例越高B過程可以取F1中任

20、一植株的適宜花藥作培養(yǎng)材料c經處理獲得的是由染色體加倍而成的多倍體植株D經處理后獲得的植株中符合生產要求的約占1/4解析：選c在雜交育種中，通過反復自交可提高純合子的比例；由于F1中植株的基因型是相同的，故過程可以取F1中任一植株的適宜花藥作培養(yǎng)材料；由于該番茄植株是二倍體，故其單倍體經秋水仙素處理后染色體加倍而成的是純合的二倍體植株；育種要求是獲得高蔓抗病番茄植株，F(xiàn)1產生4種類型的花藥，故經處理后獲得的植株中符合生產要求的約占1/4。3如圖為某野生植物種群中甲植株的A基因和乙植株的B基因發(fā)生突變的過程。已知A基因和B基因是獨立遺傳的，請分析該過程，回答下列問題：簡述上述兩個基因發(fā)生突變的過

21、程：_。突變產生的a基因與A基因的關系是_，a基因與B基因的關系是_。若a基因和b基因分別控制圓莖和圓葉，則突變后的甲、乙兩植株的基因型分別為_、_，表現(xiàn)型分別為_、_。請你利用突變后的甲、乙兩植株作為實驗材料，設計雜交實驗程序，培育出具有圓莖圓葉的觀賞植物品種。解析：由圖可知這種基因突變是由DNA分子一條鏈上的一個堿基被取代而引起的基因堿基序列的改變，因此只有以突變鏈為模板復制產生的DNA分子異常。突變產生的a基因與A基因的關系是等位基因，a基因與B基因的關系是非等位基因。突變后的甲、乙植株基因型分別為AaBB、AABb，表現(xiàn)型均為扁莖缺刻葉。要培育基因型為aabb的圓莖圓葉植株，有兩種方法

22、：一種是兩植株先自交，分別得到aaBB、AAbb的植株，再將其進行雜交然后再自交達到目的；另一種是先將甲、乙兩植株雜交，種植雜交后代，并分別讓其自交，分別種植自交后代，從中選擇即可。答案：DNA復制的過程中一個堿基被另一個堿基取代，導致基因的堿基序列發(fā)生了改變等位基因非等位基因AaBBAABb扁莖缺刻葉扁莖缺刻葉方法一：將這兩株植株分別自交；選取甲子代中表現(xiàn)型為圓莖缺刻葉植株與乙子代中表現(xiàn)型為扁莖圓葉植株進行雜交，獲得扁莖缺刻葉植株；再讓扁莖缺刻葉植株自交，從子代中選擇圓莖圓葉植株即可。方法二：將甲、乙兩植株雜交；種植雜交后代，并分別讓其自交；分別種植自交后代，從中選擇圓莖圓葉植株。普通小麥中

23、有高稈抗病和矮稈易感病兩個品種，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行了如下三組實驗：請分析回答：A組由F1獲得F2的方法是_，F(xiàn)2矮稈抗病植株中不能穩(wěn)定遺傳的占_。、三類矮稈抗病植株中，最可能產生不育配子的是_類。A、B、c三組方法中，最不容易獲得矮稈抗病小麥品種的是_組，原因是_。通過矮稈抗病獲得矮稈抗病小麥新品種的方法是_。獲得的矮稈抗病植株中能穩(wěn)定遺傳的占_。在一塊高稈小麥田中，發(fā)現(xiàn)了一株矮稈小麥。請設計實驗方案探究該矮稈性狀的出現(xiàn)是基因突變還是環(huán)境因素造成的。_。解析：A組是雜交育種，F(xiàn)1高稈抗病自交得F2，F(xiàn)2中矮稈抗病比例為3/16，其中不能穩(wěn)定遺

24、傳的基因型為1/8，即占2/3。B組中采用F1的花藥進行離體培養(yǎng)得到的矮稈抗病植株屬于單倍體，單倍體一般高度不育。c組屬于誘變育種，其原理是基因突變，基因突變具有低頻性和不定向性，因此不容易獲得矮稈抗病植株。若對單倍體矮稈抗病小麥進行秋水仙素或低溫處理，誘導其染色體數目加倍，可得到純合的二倍體。將矮稈小麥與高稈小麥雜交，若子一代全為高稈，并且子一代高稈小麥自交后，在子二代中出現(xiàn)矮稈小麥，說明矮稈性狀是可遺傳的變異，即基因突變的結果；否則，說明是環(huán)境因素引起的不可遺傳的變異。答案：自交2/3c基因突變頻率低且不定向秋水仙素誘導染色體數目加倍100%將矮稈小麥與高稈小麥雜交，如果子一代為高稈，子二

25、代高稈矮稈31，則矮稈性狀是基因突變造成的；否則，矮稈性狀是環(huán)境因素引起的香味性狀是優(yōu)質水稻品種的重要特性之一。香稻品種甲的香味性狀受隱性基因控制，其香味性狀的表現(xiàn)是因為_，導致香味物質積累。水稻香味性狀與抗病性狀獨立遺傳?？共Ω胁轱@性。為選育抗病香稻新品種，進行了一系列雜交實驗。其中，無香味感病與無香味抗病植株雜交后代的統(tǒng)計結果如圖所示，則兩個親代的基因型是_。上述雜交的子代自交，后代群體中能穩(wěn)定遺傳的有香味抗病植株所占比例為_。用純合無香味植株作母本與香稻品種甲進行雜交，在F1中偶爾發(fā)現(xiàn)某一植株具有香味性狀。請對此現(xiàn)象給出兩種合理的解釋：_；_。解析：依題意，A基因存在時無香味物質，可

26、能是由于A基因控制合成的酶促進了香味物質的分解，而基因a純合時，參與香味物質代謝的酶缺失，從而使香味積累。依雜交結果，抗病感病11，無香味有香味31，可推知親本的基因型為Aabb和AaBb，從而可知F1的基因型及比例為1/8AABb、1/8AAbb、1/4AaBb、1/4Aabb、1/8aaBb、1/8aabb，其中只有1/4AaBb、1/8aaBb自交后代才能獲得穩(wěn)定遺傳的有香味抗病植株，其所占比例為1/41/41/41/811/43/64。正常情況下AA與aa雜交，F(xiàn)1的基因型為Aa，是無香味的，F(xiàn)1中出現(xiàn)一株有香味的植株，原因可能是某一雌配子形成時發(fā)生了基因突變，也可能是雌配子形成時A基因缺失，子代中只含有a基因。答案：a基因純合，參與香味物質代謝的某種酶缺失Aabb、AaBb3/64某一雌配子形成時，A基因突變?yōu)閍基因某一雌配子形成時，含A基因的染色體片段缺失配套K12教育資料