2017-2018学年高中生物浙科版(浙江专版)必修2：第四章 第二节 生物变异在生产上的应用

1．杂交育种的优点是使位于不同个体上的多个优良性状集中于一个个体上。

2．诱变育种是利用物理、化学因素诱导生物发生变异，并从变异后代中选育新品种的过程。

它可提高突变频率，在短时间内有效地改良生物品种的某些性状。

3．单倍体植株的特点：植株小而弱，而且高度不育。

4．花药离体培养是产生单倍体植株的简便而有效的方法。

5．多倍体育种的方法是用秋水仙素处理萌发的种子、幼苗等。

秋水仙素能抑制细胞分裂时纺锤体的形成，因此染色体虽已复制，但不能分离，最终导致染色体数目加倍。

6．转基因技术是指利用分子生物学和基因工程的手段，将某种生物的基因转移到其他生物物种中，使其出现原物种不具有的新性状的技术。

转基因技术人为地增加了生物变异的范围，实现了种间遗传物质的交换。

对应学生用书P731．杂交育种(1)概念：利用基因重组原理，可以有目的地将两个或多个品种的优良性状组合在一起，培育出更优良的新品种。

(2)原理：基因重组。

(3)处理方法：①培育显性纯合子：选取亲本――→杂交F 1――→自交 F 2―――――――→筛选表现型符合要求的个体连续自交，直至后代几乎不发生性状分离 ②培育隐性纯合子：选取亲本――→杂交 F 1――→自交F 2―→筛选符合要求的个体即可推广(4)优点：使位于不同个体上的多个优良性状集中于一个个体上，能产生新的基因型。

缺点：杂交后代会出现性状分离现象，育种过程缓慢。

2．诱变育种(1)概念：利用物理、化学因素诱导生物发生变异，并从变异后代中选育新品种的过程。

(2)原理：基因突变和染色体畸变。

(3)手段：诱发突变和人工选择。

(4)常用的方法：辐射诱变、化学诱变(5)优点：①提高突变频率，为育种创造出丰富的原材料。

②能在较短时间内有效地改良生物品种的某些性状。

③改良作物品质，增强抗逆性。

缺点：难以控制突变方向，突变体难以将多个优良性状组合。

(6)应用：主要用于农作物育种和微生物育种。

1．杂交育种是否一定要从F 2开始筛选？是否一定要连续多代自交？举例说明。

提示：不一定。

如培育杂合子品种，可选亲本杂交得到的F 1即可。

2．杂交育种能否应用于微生物育种？提示：杂交育种利用基因重组的原理，一般发生在有性生殖的减数分裂过程中。

微生物一般不能进行减数分裂，因此一般不能用杂交育种的方法对微生物进行育种。

3．社会上比较关注的太空育种，其原理是什么？有什么特点？提示：太空的特殊条件能够引起农作物种子发生基因突变和染色体畸变；特点是变异频率高，幅度大，是一条诱变育种的良好途径。

4．诱变育种是否一定能获得理想品种？为什么？ 提示：不一定，因为基因突变是多方向性的。

1.动、植物杂交育种的区别实例分析：现有基因型为BBEE和bbee的两个植物(非多年生)或动物品系，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：将B_ee上的种子分别收集和种植，连续逐代自交，直到出现不发生性状分离的BBee为止选异性隐性纯合子测交，以检测亲本基因型，不发生性状分离的为所选品种2．杂交育种和诱变育种的比较(1)若生物以有性生殖繁殖后代，必须选育出优良性状的纯种，以免后代发生性状分离，如小麦、大豆等。

(2)若该生物可以无性繁殖产生后代，如甘薯、马铃薯等，只要通过杂交得到具有该优良性状的个体即可，不必进行基因的纯合。

(3)杂交育种只应用于进行有性生殖的植物和动物，而诱变育种不仅能应用于有性生殖的植物和动物，也可应用于无性生殖的微生物。

1．单倍体育种(1)概念：利用单倍体作为中间环节产生具有优良性状的可育纯合子的育种方法。

(2)单倍体特点：植株小而弱，而且高度不育。

(3)原理：染色体畸变。

(4)程序：①用常规方法(杂交)获得杂种F1。

②花药离体培养获得单倍体幼苗。

③用秋水仙素处理幼苗(单倍体)，成为可育的纯合植株。

(5)特点：①缩短育种年限；②能排除显隐性干扰，提高效率。

2．多倍体育种(1)概念：利用物理、化学因素来诱导多倍体的产生，培育作物新品种。

(2)多倍体特点：细胞大、有机物含量高、抗逆性强。

(3)原理：染色体畸变。

(4)程序：(5)实例：三倍体无籽西瓜的培育。

3．转基因技术(1)概念：利用分子生物学和基因工程的手段，将某种生物的基因(外源基因)转移到其他生物物种中，使其出现原物种不具有的新性状的技术。

(2)原理：基因重组。

(3)过程：用人工方法将人类所需要的目的基因导入受体细胞内，使其整合到受体的染色体上。

人工选择出具有所需新性状的个体。

(4)特点：①增加生物变异的范围，实现种间遗传物质交换。

②针对性更强、效率更高、经济效益更明显。

为获得纯合高蔓抗病番茄植株，采用了下图所示的方法。

图中两对相对性状独立遗传，高蔓(A)、感病(B)是显性性状。

据图分析回答：(1)过程①表示的育种方式是________，F1自交获得的F2中，高蔓抗病植株中纯合体占________。

提示：杂交育种1/3(2)过程②表示的育种方式是________，可以取任一植株的适宜花药作培养材料，培养得到的单倍体基因型有________种；用秋水仙素处理，使染色体数目加倍，获得的二倍体植株的基因型分别是________________________。

提示：单倍体育种4AAbb、aabb、AABB、aaBB(3)过程③表示的育种方式是________。

提示：转基因技术(基因工程育种)(4)过程④表示的育种方式是________，该育种方法的优点是__________________。

提示：诱变育种可以提高突变率，在短时间内获得更多的变异类型1．单倍体育种与多倍体育种比较2．杂交育种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)杂交育种的技术要求：①材料的选择，要求所选育种材料分别具有所期望的个体性状，所选的原始材料一般是纯合子。

②杂交一次得F1，F1是杂合子，不管性状是否符合要求，一般情况下，都不能直接用于扩大生产。

③让F1自交得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)单倍体育种和杂交育种的区别：3.多倍体育种 (1)原理：(2)实例：三倍体无籽西瓜的培育。

①两次传粉⎩⎪⎨⎪⎧a.第一次传粉是为了进行杂交获得三倍体种子b.第二次传粉是为了刺激子房发育成果实②秋水仙素处理后，新产生的茎、叶、花的染色体数目加倍，而未处理的根细胞中仍为两个染色体组。

③四倍体植株上结的西瓜，种皮和瓜瓤为四个染色体组，而种子的胚为三个染色体组。

④三倍体西瓜无米子的原因：三倍体西瓜在减数分裂过程中，由于染色体配对紊乱，不能产生正常配子。

[特别提醒] 花药离体培养≠单倍体育种单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理幼苗等过程。

花药离体培养只得到单倍体，只有再进行秋水仙素处理才能得到可育的纯合子。

对应学生用书P75[例1] 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：高秆、抗锈病×矮秆、不抗锈病――→a F 1――→b F 2――→c稳定遗传的矮秆抗锈病类型。

(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)F 1的基因型是________，表现型是________，矮秆抗锈病新品种的基因型应是________。

[思路点拨][精讲精析] 过程a 叫做杂交，产生的F 1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 ddTT1．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解析：选C 若选育的新品种含显性基因，则在子二代选种后需再自交以确认是否为纯合子；若选育的新品种为隐性类型，则隐性性状一旦出现，即可确认为纯合子，可直接选出。

[例2] (江苏高考)下图是高产糖化酶菌株的育种过程，有关叙述错误的是( ) 出发菌株――――→X 射线处理挑取200个单细胞菌株――→初筛选出50株――→复筛选出5株――――→X 射线处理多轮重复筛选A ．通过上图筛选过程获得的高产菌株未必能作为生产菌株B ．X 射线处理既可以引起基因突变也可能导致染色体变异C ．上图筛选高产菌株的过程是定向选择过程D ．每轮诱变相关基因的突变率都会明显提高[精讲精析] 图示育种过程为诱变育种。

由于基因突变的多方向性，该过程获得的高产菌株不一定符合生产的要求，故A 项正确；X 射线处理既可以引起基因突变也可能导致染色体畸变，B 正确；上图筛选高产菌株的过程是定向选择符合人特定要求菌株的过程，C 正确；相同的射线每轮诱变相关基因的突变率不会明显提高，故D 项错误。

[答案] D2．下列各种育种措施中，能产生新基因的是( )A ．高秆抗锈病小麦和矮秆易染锈病小麦杂交获矮秆抗锈病优良品种B ．用秋水仙素诱导二倍体西瓜获得无籽西瓜C ．用X 射线、紫外线处理青霉菌获得高产青霉菌株D ．用离体花药培育小麦植株解析：选C A 项属于杂交育种，原理是控制不同性状的基因重新组合，B 项属于多倍体育种，C 项属于诱变育种，原理主要是基因突变，基因突变能产生新的基因，D 项属于单倍体育种。

[例3]水稻是湛江主要的粮食作物，改善水稻的遗传性状是育种工作者不断努力的目标。

下图表示培育优质水稻的一些途径。

请回答下列问题：(1)以矮秆易感病(ddrr)和高秆抗病(DDRR)水稻为亲本进行杂交，得到F1，F1自交产生F2，F2中不能稳定遗传的个体占________，选F2中的矮秆抗病的水稻植株让其进行自交，子代中ddRR和ddRr的比例是________________________________________________________。