高中人教版生物必修二教学案第六章 第1节 杂交育种与诱变育种含答案.docx

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高中人教版生物必修二教学案第六章第1节杂交育种与诱变育种含答案

2019-2020年高中人教版生物必修二教学案：

第六章第1节杂交育种与诱变育种（含答案）

1.杂交育种的原理是基因重组。

2．杂交育种一般从F2开始筛选，因为从F2开始出现性状分离。

3．杂交育种能将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起。

4．杂交育种只能利用已有基因的重组，并不能创造新的基因。

5．诱变育种的原理是基因突变。

6．人工诱变只是提高了突变率，不能决定突变方向。

7．青霉素高产菌株是通过诱变育种培育的。

一、杂交育种

1．过程（以高产抗病小麦品种的选育为例）

2．概念、原理和应用

（1）概念理解：

新品种

（2）原理：

基因重组。

（3）

二、诱变育种

1．概念

2．优点

3．应用

1．判断下列叙述的正误

（1）选择育种出现的新性状的种类较少，周期很长，不能满足现代生产的需要（√）

（2）杂交育种不会产生新品种，因为此过程中没有新基因产生（×）

（3）杂交育种的方法只适用于植物，不适用于动物（×）

（4）诱变育种的原理是基因突变，不适用于细菌等原核生物（×）

2．诱变育种可以改良某种性状，这是因为（　　）

①后代性状较快稳定

②提高突变率，增加变异类型

③控制某些性状的基因突变成其等位基因

④有利突变体数目多

A．①②　　　　　　　　　　B．②③

C．①③D．②④

解析：

选B　诱变育种的原理是基因突变，人工诱变会提高突变率，增加变异类型；基因突变后会产生原基因的等位基因。

3.甲地区的油菜，子大抗性差；乙地区的油菜，子小抗性强。

要提高两地的油菜品种质量，通常采用的繁殖技术是（　　）

A．杂交育种B．诱变育种

C．多倍体育种D．单倍体育种

解析：

选A　由于甲、乙两地的油菜分别具有不同的优良性状，所以要通过杂交育种将位于不同亲本上的优良性状集中到同一个体上。

4．诱变育种有很多突出优点，也存在一些缺点。

下列分析正确的是（　　）

①结实率低，发育迟缓

②提高突变率，使后代变异性状较快稳定，因而加快育种进程

③大幅度改良某些性状

④茎秆粗壮，果实种子大，营养物质含量高

⑤有利个体不多，需要处理大量的材料

A．①④B．②③⑤

C．①④⑤D．①②④

解析：

选B　诱变育种利用的原理是基因突变，利用物理或化学方法会提高突变率；产生新基因进而产生新的性状，能够大幅度改良某些性状；由于基因突变的多害少利性，有利个体不多。

1．杂交育种的应用及与单倍体育种的区别

（1）单倍体育种：

图中①②⑤⑥⑦为单倍体育种的过程，其中⑤⑥分别为配子和单倍体植株，Ⅱ、Ⅲ分别为花药离体培养和秋水仙素处理。

（2）杂交育种：

①培育双杂合子时，利用子一代（图中②）的杂种优势如玉米等，但种子只能种一年。

②培育隐性纯合子时，子二代（图中③）性状符合要求的个体即可推广。

③培育具有显性性状的纯合子时，要多次自交选出稳定遗传的个体（图中④）。

（3）单倍体育种和杂交育种的区别：

项　目

单倍体育种

杂交育种

育种原理

染色体变异

基因重组

育种周期

较短

较长

操作技术

技术复杂

操作简单

2．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：

[题组冲关]

1.某农科所通过如下图所示的育种过程培育成了高品质的糯小麦（aaBB）。

相关叙述正确的是（　　）

A.①过程中运用的遗传学原理是基因重组

B.②过程需要通过逐代自交来提高纯合率

C.①过程需要用秋水仙素处理萌发的种子

D.②过程提高了突变率从而缩短了育种年限

解析：

选B　据图分析，①过程是单倍体育种，利用的原理是染色体数目变异；②过程是杂交育种，要想获得纯种，需要多代自交纯化；由二倍体获得的单倍体不可育，没有种子，应用秋水仙素处理单倍体幼苗；杂交育种依据的原理是基因重组，不能提高突变率和缩短育种年限。

2.有两个纯种小麦，一为高秆（D）抗锈病（T），另一为矮秆（d）不抗锈病（t）。

这两对性状独立遗传，现要培育矮秆抗锈病的新品种，过程如下：

（1）这种过程叫________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应是________。

解析：

过程a叫做杂交，产生的F1基因型为DdTt，表现型为高秆抗锈病。

过程b叫做自交，目的是获取表现型为矮秆抗锈病的小麦品种（ddT_），因为此过程所得后代会发生性状分离，所以要想得到稳定遗传的矮秆抗锈病植株必须经过过程c，即筛选和连续自交，直至后代不发生性状分离。

答案：

（1）杂交　杂交　自交　

（2）筛选和连续自交，直至选出能够稳定遗传的矮秆抗锈病新品种　（3）DdTt

高秆抗锈病　ddTT

1．显性突变和隐性突变在育种中的应用

（1）显性突变：

（2）隐性突变：

2．诱变育种与杂交育种的比较

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，需处理大量实验材料

[题组冲关]

3．太空育种是指利用太空综合因素如强辐射、微重力等，诱导由宇宙飞船携带的种子发生变异，然后进行培育的一种育种方法。

下列说法正确的是（　　）

A．太空育种产生的突变总是有益的

B．太空育种产生的性状是定向的

C．太空育种培育的植物是地球上原本不存在的

D．太空育种与其他诱变方法在本质上是一样的

解析：

选D　利用太空中强辐射、微重力等诱变因素完成的育种过程与在地球上完成的其他诱变方法在本质上是相同的；凡是诱变育种，产生的突变都是不定向的，故产生的突变性状也是不可预测的；太空育种培育的植物是对地球上原有植物的改变。

4．高产的青霉菌、无子西瓜、黄圆豌豆×绿皱豌豆→绿圆豌豆，这些新品种中变异的来源依次是（　　）

A．环境改变、染色体变异、基因突变

B．染色体变异、基因突变、基因重组

C．基因突变、环境改变、基因重组

D．基因突变、染色体变异、基因重组

解析：

选D　高产青霉菌是通过诱变育种获得的，其变异来源是基因突变；无子西瓜是通过多倍体育种获得的，其变异来源是染色体（数目）变异；黄圆豌豆×绿皱豌豆→绿圆豌豆是利用杂交育种进行的，其变异来源是基因重组。

一、选择题

1．下列关于几种常见育种方法的叙述，错误的是（　　）

A．在杂交育种中，一般从F2开始选种，因为从F2开始发生性状分离

B．在单倍体育种中，常先筛选F1花粉类型再分别进行花药离体培养

C．在多倍体育种中，用秋水仙素处理的目的是使染色体数目加倍

D．在诱变育种中，人工诱变能提高变异频率

解析：

选B　由于杂交育种要从F2才发生性状分离，开始出现所需要的表现型，所以从F2开始选种；在单倍体育种中，先对F1的花粉进行离体培养，后经秋水仙素处理，长成植株后再进行筛选；在多倍体育种中，用秋水仙素处理的目的是抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍获得多倍体；在诱变育种中，人工诱变能提高变异的频率，大幅改良某些性状，可加速育种进程。

2．小麦抗锈病对易染锈病为显性，人们在育种过程中需要鉴别和保留纯合的抗锈病小麦。

现有Ⅰ、Ⅱ两种抗锈病的小麦，鉴别其是否纯合的最简便易行的方法是（　　）

A．Ⅰ×Ⅱ

B．Ⅰ×Ⅱ→F1，F1再自交

C．Ⅰ、Ⅱ分别和易染锈病植株测交

D．Ⅰ、Ⅱ分别自交

解析：

选D　鉴别一株显性植株是不是纯合体，可用测交法和自交法，其中自交法最简便易行。

3．下列4种育种方法中，变异类型相同的是（　　）

①用玉米花药离体培养得到单倍体植株

②用秋水仙素处理西瓜幼苗得到多倍体植株

③通过杂交育种获得抗病抗倒伏小麦品种

④用X射线处理青霉菌得到高产菌株

A．①②　　　　　　　　　B．③④

C．①③D．②④

解析：

选A　玉米花药离体培养得到单倍体植株、秋水仙素处理西瓜幼苗得到多倍体植株变异类型都是染色体变异；杂交育种获得抗病抗倒伏小麦品种变异类型是基因重组；X射线处理青霉菌得到高产菌株变异类型是基因突变。

4．下列有关育种的叙述，正确的是（　　）

A．杂交育种所选双亲必须是纯合子

B．诱变所得植株若不出现预期性状就应丢弃

C．多倍体育种时可用秋水仙素处理幼苗

D．单倍体育种可培育出具有新性状的新品种

解析：

选C　杂交育种的双亲可以为杂合子；诱变育种所得的植株若不出现预期性状，可能为杂合子，下一代有可能会出现预期性状；多倍体的获得方法有低温诱导和秋水仙素处理；单倍体育种过程中没有产生新基因，所以不会有新性状的产生。

5．下列有关育种的叙述正确的是（　　）

A．多倍体育种的原理是基因重组

B．单倍体育种的原理是染色体变异

C．杂交育种的原理是基因突变

D．诱变育种的原理是染色体变异

解析：

选B　多倍体育种的原理是染色体变异；单倍体育种的原理是染色体变异；杂交育种的原理是基因重组；诱变育种的原理是基因突变。

6．通过下列技术培育得到的新个体属于单倍体的是（　　）

A．秋水仙素处理水稻萌发的种子

B．紫外线照射青霉菌株

C．玉米的花药进行离体培养

D．高秆抗病小麦与矮秆易感小麦杂交

解析：

选C　玉米的花药进行离体培养得到的新个体属于单倍体。

7．我国科学家精选的农作物种子通过“天宫一号”搭载上天，利用宇宙空间的特殊环境诱发的变异育种，这些变异（　　）

A．是定向的B．对人类都有益

C．为人工选择提供原材料D．不能遗传给后代

解析：

选C　利用宇宙空间的特殊环境诱发的变异育种属于诱变育种，原理是基因突变，基因突变是不定向的。

8．为获得优良性状的纯合体，将基因型为Aa的小麦逐代自交，且逐代淘汰aa，下列说法错误的是（　　）

A．该育种方式与单倍体育种相比所需育种年限长

B．此过程中F1出现aa个体的基础是等位基因分离

C．育种过程中Aa个体所占比例保持不变

D．可通过单倍体育种方式得到100%的纯合品种

解析：

选C　由题意可知，在育种过程中Aa个体和aa个体所占比例，逐代减小，而AA个体所占比例，逐代增大。

9．黑龙江省农科院欲通过下图所示的育种过程培育出高品质的糯玉米。

下列有关叙述正确的是（　　）

A．a过程中运用的遗传学原理是基因重组

B．a过程需要用秋水仙素处理萌发的种子

C．利用c过程定能更快获得高品质的糯玉米

D．b过程需要通过逐代自交来提高纯合率

解析：

选D　由图可知，a是染色体变异；a过程属于单倍体育种，单倍体没有种子；c过程用射线处理，基因突变具有低频性和不定向性，所以通过该过程不一定能更快获得所需品种；b过程属于杂交育种过程，通过连续自交提高纯合率。

二、非选择题

10．假设小麦的低产基因用A表示，高产基因用a表示；抗病基因用B表示，不抗病基因用b表示，两对基因独立遗传。

下图是利用低产抗病小麦（AABB）及高产不抗病小麦（aabb）两个品种，通过多种育种方式培育出高产抗病小麦（aaBB）新品种的过程图解，请据图回答：

（1）经过①、②、③过程培育出高产抗病小麦（aaBB）新品种的育种方法称为____________，原理是____________。

（2）经过⑥过程的育种方法叫做________________。

除利用X射线等物理因素处理生物外，还可以利用亚硝酸等______因素来处理生物，使生物发生__________，但利用这种方法不一定能获得高产抗病小麦（aaBB）新品种，因为这种变异____________________________。

（3）经过④、⑤过程的育种方法称____________，从育种周期来看，这种育种方法的优点是能明显________。

解析：

（1）杂交育种的过程是先杂交，再自交，选择所需表现型，再自交纯化得到纯合子，原理是基因重组。

（2）⑥过程使用射线照射所以属于诱变育种，原理是基因突变，基因突变频率很低，且是不定向的。

（3）④、⑤过程涉及花药离体培养所以属于单倍体育种，最大的优点是缩短育种周期。

答案：

（1）杂交育种　基因重组　

（2）诱变育种　化学　基因突变　频率很低，而且是不定向的　（3）单倍体育种　缩短育种年限

一、选择题

1．下列有关育种说法正确的是（　　）

A．用杂交的方法进行育种，F1自交后代有可能筛选出符合人类需要的优良品种

B．用辐射的方法进行诱变育种，诱变后的植株一定比诱变前的具备更多的优良性状

C．用基因型为DdTt的植株进行单倍体育种，所得的品种自交后代约有1/4为纯合子

D．用基因型为DdTt的植株进行多倍体育种，所育的种和原品种杂交一定能产生可育后代

解析：

选A　用杂交的方法进行育种，根据基因自由组合定律，F1自交后代有可能筛选出符合人类需要的优良品种；用辐射的方法进行诱变育种，诱变后的植株不一定比诱变前的具备更多的优良性状，因为基因突变具有不定向性；用基因型为DdTt的植株进行单倍体育种，所得的植株全部为纯合子；用基因型DdTt的植株进行多倍体育种，所育的新品种（DDddTTtt）和原品种（DdTt）杂交产生的后代是三倍体，不可育。

2．利用纯合的二倍体高秆抗锈病（DDTT）水稻和矮秆不抗锈病（ddtt）水稻进行育种时，一种方法是杂交得到F1，F1再自交得到F2；另一种方法是用F1的花粉进行离体培养，再用秋水仙素处理幼苗得到相应的植株。

下列叙述不正确的是（　　）

A．前一种方法所得的F2中重组类型占3/8或5/8

B．后一种方法突出优点是可以明显缩短育种年限

C．前一种方法的原理是基因重组，后一种方法的原理是染色体变异

D．两种方法最后得到的植株体细胞中的染色体组数相同

解析：

选A　杂交育种因为亲本是双显性和双隐性，得到的F2中重组类型占6/16，即3/8。

后一种是单倍体育种，最大的优点是明显缩短育种年限。

前一种是杂交育种，原理是基因重组，单倍体育种原理是染色体变异。

杂交育种最后得到的植物体细胞中含2个染色体组，单倍体幼苗含有1个染色体组，但秋水仙素使其加倍后恢复成2个染色体组。

3．农科所通过如图所示的育种过程培育出了高品质的糯性小麦。

下列相关叙述正确的是（　　）

A．a过程能提高突变频率，从而明显缩短育种年限

B．c过程中运用的遗传学原理是基因突变

C．a、c过程都需要使用秋水仙素，都作用于萌发的种子

D．要获得yyRR，b过程需要较长的育种年限

解析：

选D　从图中分析可知，该育种过程中运用的遗传学原理是基因重组和染色体变异，而不是基因突变；a过程需要使用秋水仙素，作用于幼苗，使染色体数目加倍，形成纯合体，自交后代不发生性状分离，从而明显缩短育种年限；a、c过程都需要使用秋水仙素，都可作用于幼苗，c过程还可作用于萌发的种子，单倍体高度不育，没有种子；b过程需要不断地进行自交，淘汰性状分离的个体，需要较长的育种年限。

4．下列关于动植物育种的操作，错误的是（　　）

A．植物杂交育种获得F1后，可以采用不断自交选育新品种

B．哺乳动物杂交育种获得F2后，可采用测交鉴别选出纯合个体

C．植物杂交育种获得F2后，可通过测交检验选出新品种

D．如果用植物的营养器官进行繁殖，则只要后代出现所需性状即可留种

解析：

选C　杂交育种中得到F1，F1自交产生的F2中会出现新的性状且含杂合体，所以可以采用不断自交选育新品种；F2出现所需的各种性状后，对于动物可再采用测交鉴别选出F2中的纯合个体；植物杂交育种得到的F2代出现性状分离，选择所需的性状连续自交，直到不发生性状分离，即所需的品种；无性繁殖的后代不发生性状分离，因此用植物的营养器官来繁殖的植物，杂交后代出现所需性状后即可留种。

5．用纯种的高秆抗锈病小麦与矮秆易染锈病小麦（高秆、抗锈病为显性性状）培育稳定遗传的矮秆抗锈病小麦新品种，过程如下。

下列有关叙述正确的是（　　）

A．过程②中细胞的增殖方式为有丝分裂

B．过程③为受精作用

C．过程④必须使用一定浓度的生长素处理

D．该过程涉及基因重组及染色体变异

解析：

选D　过程②中细胞的增殖方式为减数分裂；过程③为花药离体培养获得单倍体幼苗的过程；过程④为秋水仙素处理，使染色体数目加倍，不能使用一定浓度的生长素；单倍体育种过程中既涉及基因重组也涉及染色体变异。

二、非选择题

6．现有两纯合小麦品种，一个是高秆抗锈病（DDTT），一个是矮秆不抗锈病（ddtt）。

采用不同的方法，利用这两品种可培育出矮秆抗锈病新品种。

下图为培育过程的部分图解。

请分析并回答问题：

（1）A组F2中所得矮秆抗锈病类型的基因型是__________________。

（2）B组F2中的矮秆抗锈病类型还不能直接利用，原因是__________________

_______________________________________________________________________，

但通过____________处理，可以直接产生理想的矮抗品种，其基因型是____________。

（3）C组育种方法所依据的生物学原理是__________。

一般来说，该育种方法成功率不高，该种变异的特点是__________和__________。

（4）通常情况下，上述三种育种方法中，耗时最短的育种方法是______组。

解析：

（1）A组中F1高抗基因型是DdTt，则F2中矮抗类型的基因型是ddTT、ddTt。

（2）B组中F2植株是单倍体，高度不育（基因型是dT），不能直接利用，常用秋水仙素处理，得到基因型为ddTT的个体。

（3）γ射线处理植物，利用的是基因突变的原理，基因突变具有低频性和不定向性，故诱变育种的成功率不高。

（4）单倍体育种可缩短育种年限，得到理想品种。

答案：

（1）ddTT或ddTt

（2）所得植株为单倍体，高度不育　秋水仙素　ddTT

（3）基因突变　低频性　不定向性　（4）B

7．某自花且闭花受粉植物，抗病性和茎的高度是独立遗传的性状。

抗病和感病由基因R和r控制，抗病为显性；茎的高度由两对独立遗传的基因（D、d，E、e）控制，同时含有D和E表现为矮茎，只含有D或E表现为中茎，其他表现为高茎。

现有感病矮茎和抗病高茎两品种的纯合种子，欲培育纯合的抗病矮茎品种。

请回答：

（1）自然状态下该植物一般都是________合子。

（2）若采用诱变育种，在γ射线处理时，需要处理大量种子，其原因是基因突变具有__________________和有害性这三个特点。

（3）若采用杂交育种，可通过将上述两个亲本杂交，在F2中________抗病矮茎个体，再经连续自交等________手段，最后得到稳定遗传的抗病矮茎品种。

据此推测，一般情况下，控制性状的基因数越多，其育种过程所需的______________。

若只考虑茎的高度，亲本杂交所得的F1在自然状态下繁殖，则理论上，F2的表现型及比例为_________________________。

（4）若采用单倍体育种，该过程涉及的原理有________________________。

请用遗传图解表示其过程（说明：

选育结果只需写出所选育品种的基因型、表现型及其比例）。

解析：

（1）由于该植物是自花且闭花受粉植物，所以在自然状态下一般都是纯合子。

（2）诱变育种时，要用γ射线处理种子的原理是基因突变。

由于基因突变具有不定向性、低频性和少利多害性等特点，所以需要处理大量种子。

（3）如果采用杂交育种的方式，将上述两个亲本杂交，得F1，F1自交所得F2中选出抗病矮茎个体（D－E－R－），再通过连续自交及逐代淘汰的手段，最终获得能稳定遗传的抗病矮茎品种（DDEERR）。

一般情况下，控制性状的基因数越多，需进行多次的自交和筛选操作才能得到所需的纯合品种。

若只考虑茎的高度，F1（DdEe）在自然状态下繁殖即自交后，F2中表现型及比例为9矮茎（9D－E－）∶6中茎（3D－ee、3ddE－）、1高茎（1ddee）。

（4）若采用单倍体育种的方式获得所需品种，首先需将花药进行离体培养得到单倍体幼苗，继而使用秋水仙素对其进行处理使其染色体数目加倍，该过程涉及的原理有基因重组、细胞的全能性及染色体变异。

其遗传图解见答案。

答案：

（1）纯　

（2）不定向性、低频性　（3）选择　纯合化

年限越长　高茎∶中茎∶矮茎＝1∶6∶9

（4）基因重组、细胞的全能性和染色体变异