高中生物 第6章 第1节 杂交育种与诱变育种课时作业 新人教版必修21.docx

1、高中生物 第6章 第1节 杂交育种与诱变育种课时作业 新人教版必修21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P9899)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，

2、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选出高产、抗病个体 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，

3、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杂交育种的过程图解已知AAbb与aaBB为亲本PAAbbaaBB F1 AaBb F2A_B_A_bbaaB_aabb AABBAAbbaaBB2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

4、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：选取双亲子一代，需年年制种(如上述图)。(2)培育隐性纯合子品种：选取双亲子一代子二代选出符合要求的类型就可以推广(如上述图)。(3)培育显性纯合子(或一显一隐杂合子)品种：选取双亲子一代子二代选出符合要求的个体选出稳定遗传的个体推广(如上述图)。4动、植

5、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？是否一定要连续多代自交？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

6、(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F1F2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(D)抗锈病小麦和矮秆(d)易感锈病小麦两个品

7、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)连续种植和观察，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所有的后代中的概率是多少？那么它在F2的矮秆抗锈病后代中的概率又是多少？选种应该从哪一代开始？答案F2。(2)上述杂交育种过程至少需要几年的时间(假设每

8、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，观察是否性状分离，表现型不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

9、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：AAAa(不表现新性状)

10、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

11、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。请你利用该纯合体作为一个亲本，再从诱变1代中选择另一亲本，设计一方案

12、，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：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。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：【一题多变】(1)

13、用60Co的射线辐射植物种子的目的是_。(2)用60Co的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的射线辐射正在萌发的种子，而不用60Co的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)假如在用60Co的射线辐射正在萌发的种子的过程中，同时也诱导控制细胞色素C合成的基因发生了如白花、蓝花基因的突变形式，其中对植物影响较大的突变形式是如_的突变。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

14、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)蓝花基因显性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

15、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，可采用的方法如下图所示。请据图回答问题。(1)由品种AABB、aabb经过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)若经过过程产生的子代总数为1 552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，子代中AAb

16、b与aabb的数量比是_。(3)过程常采用_技术得到Ab个体。与过程的育种方法相比，过程的优势是_。(4)过程育种方式是_。答案(1)杂交育种基因重组F2从F2开始出现AAbb个体(或从F2开始出现性状分离)(2)9711(3)花药离体培养能明显缩短育种年限(4)诱变育种解析根据孟德尔自由组合定律，F2中基因型为AAbb的植株占，所以共97株。Aabb自交后代AAbb和aabb的比例为11。过程是单倍体育种，包括了花药离体培养和秋水仙素诱导染色体加倍两个步骤，可以明显缩短育种年限。属于诱变育种。【基础巩固】1可获得无子西瓜、青霉素高产菌株、矮秆抗病小麦的方法分别是()诱变育种杂交育种单倍体育种

17、多倍体育种ABC D答案B2用杂合子(DdEe)种子获得纯合子(ddee)最简捷的方法是()A种植F1选双隐性植株纯合子B种植秋水仙素处理纯合子C种植花药离体培养单倍体幼苗秋水仙素处理纯合子D种植秋水仙素处理花药离体培养纯合子答案A解析杂合子(DdEe)种子中含有d、e基因，自交后一旦出现隐性性状便能稳定遗传，方法简捷。3有一种塑料在乳酸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“细菌能手”的方法是()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解析细菌属原核生物，原核生物不能进行有性生殖，因而不能实施杂交育种；原核生物无染色体不发

18、生染色体变异，因而不能进行单倍体和多倍体育种。4小麦高秆(A)对矮秆(a)为显性，抗病(B)对易感病(b)为显性，如图表示培育矮秆抗病品种的几种途径，下列相关说法正确的是()A过程的原理是基因突变，最大优点是育种周期短B过程使用的试剂是秋水仙素，在有丝分裂间期发挥作用C过程为单倍体育种，可明显缩短育种年限D过程的子代中纯合子所占比例是答案D解析过程为诱变育种，最大的优点是变异频率高，可在较短的时间内获得更多的优良变异类型；秋水仙素作用于有丝分裂前期；过程结合起来为单倍体育种；过程产生的aaB_个体的基因型为aaBB和aaBb，自交后代纯合子所占的比例为1。5下列有关育种的叙述正确的是()A诱变

19、育种可以定向地改变生物的性状B通过杂交育种获得新品种均需要从F3开始选取C多倍体育种中，低温处理与秋水仙素处理的作用机理相似D通过花药离体培养获得的新个体即为纯合子答案C解析由于基因突变具有不定向性，所以诱变育种不能定向改变生物的性状；通过杂交育种获得新品种可以从F2就开始选取；在多倍体育种中，低温处理与秋水仙素处理的作用机理相似，都能抑制纺锤体的形成，从而导致着丝点分裂后染色体不能移向细胞两极，引起细胞内染色体数目加倍；在单倍体育种的过程中，通过花药离体培养获得的新个体只是单倍体，需通过人工诱导染色体加倍，才可能得到纯种个体。【巩固提升】 6.下图是利用某植物(基因型为AaBb)产生的花粉进

20、行单倍体育种的示意图，据图判断下列说法正确的是()花粉植株A植株BA过程属于植物的组织培养，依据原理是植物细胞的全能性B过程通常使用的试剂是秋水仙素，作用时期为有丝分裂间期C通过过程得到的植株A基因型为aaBB的可能性为D通过过程得到的植株B一定是四倍体答案A解析过程是花药离体培养，属于植物组织培养，理论依据是植物细胞的全能性；得到的植株A基因型有AB、Ab、aB、ab四种可能；过程是用秋水仙素处理单倍体幼苗，作用时期为有丝分裂的前期；得到的植株B基因型有AABB、aaBB、AAbb、aabb四种可能，属于二倍体。7将、两个植株杂交，得到，将再做进一步处理，如下图所示。下列分析错误的是()A由

21、到过程发生了等位基因的分离、非等位基因的自由组合B获得和植株的原理不同C若的基因型为AaBbdd，则植株中能稳定遗传的个体占总数的D图中各种筛选过程利用的原理相同答案D解析到过程要进行减数分裂产生花粉，所以该过程发生等位基因的分离和非等位基因的自由组合；到是诱变育种，原理是基因突变，而到是多倍体育种，原理是染色体变异；若的基因型为AaBbdd，则其自交后代只有纯合子才能稳定遗传，纯合子的概率是1。8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。实验小组利用不同的方法进行了如下三组实验：请分析回答下列问题：(1)A组由F1获得F2的

22、方法是_，F2矮秆抗病植株中不能稳定遗传的占_。(2)、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)通过矮秆抗病获得矮秆抗病新品种的方法是_。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)C基因突变频率低且不定向(4)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31(或出现性状分离)，则矮秆性状是基

23、因突变造成的；否则，矮秆性状是环境引起的。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解析(1)A组为杂交育种，由F1获得F2的方法为自交，F2中矮秆抗病植株(ttR_)中不能稳定遗传的占。(2)、三类矮秆抗病植株中，最可能产生不育配子的是，因其为单倍体植株，往往表现为高度不育。(3)由于基因突变是不定向的，故诱变育种最具盲目性。(4)矮秆抗病需经人工诱导染色体加倍，方可获得新品种，且一经加倍，一定为纯合子。(5)确认该矮秆小麦是否为遗传物质变化所引起可设计与高秆小麦的杂交实验，或改变种植环境予以确认。【走进高考】9(

24、多选)(2013江苏高考，25)现有小麦种质资源包括：高产、感病；低产、抗病；高产、晚熟等品种。为满足不同地区及不同环境条件下的栽培需求，育种专家要培育3类品种：a.高产、抗病；b.高产、早熟；c.高产、抗旱。下述育种方法可行的是()A利用品种间杂交筛选获得aB对品种进行染色体加倍处理筛选获得bCa、b和c的培育均可采用诱变育种方法D用转基因技术将外源抗旱基因导入中获得c答案CD解析本题考查育种的相关知识。A项中，不具有抗病基因，二者杂交不能获得a，故错误。B项中，是高产、晚熟品种，染色体加倍之后，不能获得早熟性状，故错误。C项中，诱变育种具有不定向性，能获得大量变异性状，a、b和c的培育均可采用诱变育种方法，故正确。D项中，转基因技术可以定向改变生物的性状，将外源抗旱基因导入中能获得c，故正确。