高中生物第四章生物的变异第二节生物变异在生产上的应用教学案浙科版必修

第二节生物变异在生产上的应用

知识内容必考要求

加试要求

杂交育种、诱变育种、单倍体育种和多倍体育种 a a 杂交育种和诱变育种在农业生产中的应用 b b 转基因技术 a a 生物变异在生产上的应用 c 转基因生物和转基因食品的安全性 b

课时要求1.结合培育番茄新品种的实例，概述杂交育种的概念和基本过程。2.结合基因突变的原理，阐明人工诱变育种的概念和过程。3.比较杂交育种和诱变育种。

4.结合烟草新品种的选育过程，说明单倍体育种的过程及特点。

5.结合三倍体无籽西瓜的培育过程，说明多倍体育种的过程及特点。

6.通过转基因技术的过程介绍，说明转基因技术的过程及应用。

你见过像图示那样大的南瓜吗？它可不是普通的南瓜，它是由我国首次载人航天飞船“神舟”五号带入太空培育的新品种。这种南瓜比一般的杂交种品质好，一般重量在300～400斤，是名副其实的“巨人”南瓜。这种育种方法的原理和过程是怎样的呢？今天我们就来学习有关育种的知识。

解决学生疑难点

一、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．优缺点

(1)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。 (2)缺点

①杂交后代会出现性状分离现象，育种过程缓慢。 ②不能产生新基因、新性状。

有两种纯种的小麦，一个为高秆(D)抗锈病(T)，另一个为矮秆(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――→a F 1――→b F 2――→c 稳定遗传的矮秆抗锈病新品种。 请据此分析：

1．过程a 、b 、c 的处理方法分别叫什么？ 答案 杂交、自交、连续自交和观察筛选。

2．从哪一代开始出现矮秆抗锈病的新品种？其中有多少比例的纯合子？ 答案 F 2中开始出现矮秆抗锈病，其中纯合子占13

。

3．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)? 分析 第一年：种植亲代，杂交，收获F 1种子； 第二年：种植F 1，自交，收获F 2种子；

第三年：种植F 2，获得表现型符合要求的小麦(矮抗)，同时矮抗自交，收获F 3种子，分单株保存；

第四年：分别种植符合要求的F 3，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。 答案 4年。

4．培育细菌新品种时，能否用杂交育种的方法？

答案 不能，杂交育种只适用于进行有性生殖的真核生物，如植物和动物。细菌是原核生物，不能进行有性生殖。

5．是不是所有的杂交育种过程都必须从F 2开始筛选？是不是也都需要连续自交提高纯合度？

举例说明。

答案不一定。如果培育杂合子品种，选亲本杂交得到的F1即可。如果选育的优良性状是隐性性状，一旦出现就是纯合的，不需要再连续自交。

知识整合杂交育种通过杂交将两个或多个品种的优良性状集中在一起，再经过自交，F2中就出现所需要的品种，如果优良性状都是隐性性状，从F2中直接选出即可，如果优良性状为显性性状，需要连续自交和筛选(有些生物也可以从F2开始进行无性繁殖，如马铃薯)，需要较长时间，杂交育种适合有性生殖的过程，原核生物一般不适用。

1．在植物的杂交育种中，选种工作一般( )

A．从F1中选B．只从F2中选

C．从F2中选D．从F2开始选

答案 D

解析在杂交育种过程中，F1一般不会发生性状分离，当在F2时，往往会发生性状分离，在育种工作中，往往选择F2作为育种工作的开始。

2．杂交玉米的种植面积越来越广，农民需要购买玉米杂交种。不能自留种子来年再种的原因是( )

A．自留种子发芽率低

B．杂交种都具有杂种优势

C．自留种子容易患病虫害

D．杂交种的有性繁殖后代会发生性状分离

答案 D

解析杂种后代发生性状分离，影响产量和质量。

二、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：基因突变与染色体畸变。

3．常用方法：辐射诱变和化学诱变。

4．特点

(1)优点

①可提高突变频率。

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。

(2)缺点：由于突变的多方向性，育种具有一定的盲目性。获得理想的个体需要处理大量的材料。

5．应用：用于作物、微生物和动物育种，其中在微生物育种方面成效极为明显。

当神舟六号航天飞船搭载着两位英雄宇航员成功返航时，一些特殊的乘客也回到了地球。它们是一些生物菌种、植物组培苗和作物、植物、花卉种子等。在太空周游了115小时32分钟，返回地球后，搭载单位的科研人员将继续对它们进行有关试验。请回答下列问题：

1．搭载航天器的植物种子需要做怎样的处理？说明原因。

答案浸泡种子使其萌发。因为萌发的种子细胞分裂旺盛，易受到太空诱变因素的影响发生基因突变。

2．作物种子从太空返回地面后种植，往往能出现全新的变异特征，这种变异的来源主要是什么？

答案基因突变。

3．这些新产生的变异对人类是否一定有益？

答案不一定。因为基因突变是多方向的。

4．遨游太空回到地面后的种子，种植一代发现没有所需要的性状出现，可以随意丢弃吗？说明原因。

答案不可以。因为可能发生隐性突变。

知识整合诱变育种通常处理萌发的种子或幼苗，因为这些细胞分裂旺盛，容易发生基因突变，但因为基因突变是多方向的，不一定能获得优良性状；如果是隐性突变，还需要进一步杂交筛选。

3．用紫外线照射红色细菌的培养液，接种在平板培养基上，几天后出现了一个白色菌落，把这个白色菌落转移培养，长出的菌落全是白色的，这是( )

A．染色体畸变B．自然突变

C．人工诱变D．基因重组

答案 C

解析紫外线是诱导基因突变的物理因素，红色细菌经过紫外线照射后，出现了一个白色的菌落，且将这一白色菌落转移培养后，得到的子代全为白色，说明白色性状是能够稳定遗传的，由此可推知，白色性状是人工紫外线照射，红色细菌体内发生基因突变的结果。

4．下列不属于诱变育种实例的是( )