2018-2019学年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学案浙科版必修

第二节 生物变异在生产上的应用

[学习目标] 1.概述杂交育种的概念和基本过程。2.阐明人工诱变育种的概念和过程。3.说明单倍体育种的过程及特点。4.说明多倍体育种的过程及特点。5.说明转基因技术的过程及应用。

一、杂交育种和诱变育种

1.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

a.杂交后代会出现性状分离现象，育种过程缓慢。

b.不能产生新基因、新性状。

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

a.可提高突变频率。

b.能在较短时间内有效地改良生物品种的某些性状。

c.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。 归纳总结 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、染色体畸变 方法

杂交→自交→选优 辐射诱变、化学诱变 优点 不同个体的优良性状可集

中到同一个体上

提高变异频率，大幅度改良某些性状，加速育种进程 缺点

时间长、需要及时发现优

良性状 有利变异少，需要处理大量实验材料，具有不确定性

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________。 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

解析 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。

特别提醒 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

例2家兔的黑色对白色为显性，短毛对长毛为显性。这两对基因分别位于一对同源染色体上。下列关于利用黑色短毛纯种兔和白色长毛纯种兔培育出黑色长毛纯种兔的做法，错误的是( )

A.黑色短毛纯种兔×白色长毛纯种兔，得F1

B.选取健壮的F1个体自交，得F2

C.从F2中选取健壮的黑色长毛兔与白色长毛兔测交

D.根据测交结果，选取F2中稳定遗传的黑色长毛雌、雄兔

答案 B

解析家兔属于雌雄异体生物，不能进行自交。

例3下列关于诱变育种的说法中，不正确的是( )

A.能够在较短的时间内获得更多的优良变异类型

B.一次诱变处理供实验的生物定能获得所需的变异类型

C.青霉素产量很高的菌株的选育依据的原理是基因突变

D.诱变育种过程能创造新的基因而杂交育种过程则不能

答案 B

解析诱变育种依据的原理是基因突变，能创造新的基因，因此能够在较短的时间内获得更多的优良变异类型，但是基因突变具有多方向性，一次诱变处理供实验的生物不一定能获得所需的变异类型。

二、单倍体育种、多倍体育种和转基因技术

1.单倍体育种

(1)单倍体植株特点：植株小而弱，且高度不育。

(2)单倍体育种

①原材料：单倍体。 ②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。 ③主要特点 a.缩短育种年限。 b.能排除显隐性干扰，提高效率。 ④原理：染色体数目变异。

⑤育种程序：P ――→杂交F 1――――――→花药离体培养诱导愈伤组织单倍体幼苗―――――→秋水仙素处理染色体加倍的可育纯合植株

――→选育 优良新品种。

2.多倍体育种

(1)多倍体特点

其细胞通常比二倍体的细胞大，细胞内有机物的含量高、抗逆性强，在生产上具有很好的经济价值。

(2)人工诱导多倍体

①原理：染色体数目变异。

②方法：目前效果较好的方法是用秋水仙素处理萌发的种子、幼苗等，使它们的染色体加倍。 ③机理：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。

④应用：培育作物新品种的另一条重要途径。

⑤举例：三倍体无籽西瓜的培育(过程图解)

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)处理方法：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。