高中生物 第四章 生物的變異 第二節(jié) 生物變異在生產(chǎn)上的應(yīng)用課件 浙科版必修2

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1、第四章生物的變異第二節(jié)生物變異在生產(chǎn)上的應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.概述雜交育種的概念和基本過(guò)程。2.闡明人工誘變育種的概念和過(guò)程。3.說(shuō)明單倍體育種的過(guò)程及特點(diǎn)。4.說(shuō)明多倍體育種的過(guò)程及特點(diǎn)。5.說(shuō)明轉(zhuǎn)基因技術(shù)的過(guò)程及應(yīng)用。內(nèi)容索引新知導(dǎo)學(xué)達(dá)標(biāo)檢測(cè)新知導(dǎo)學(xué)一、雜交育種和誘變育種1.雜交育種雜交育種(1)概念：利用基因重組原理，可以有目的地將 的優(yōu)良性狀組合在一起，培育出更優(yōu)良的新品種。(2)原理： 。(3)處理方法培育顯性純合子選取親本 F1 F2 ，直至后代幾乎不發(fā)生_兩個(gè)或多個(gè)品種基因重組連續(xù)自交性狀分離培育隱性純合子選取親本 F1 F2篩選符合要求的個(gè)體即可推廣(4)優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：使位于不

2、同個(gè)體上的多個(gè)優(yōu)良性狀集中于一個(gè)個(gè)體上，能產(chǎn)生新的 。缺點(diǎn)a.雜交后代會(huì)出現(xiàn) 現(xiàn)象，育種過(guò)程緩慢。b.不能產(chǎn)生新基因、新性狀?；蛐托誀罘蛛x2.誘變育種誘變育種(1)概念：利用 因素誘導(dǎo)生物發(fā)生變異，并從變異后代中選育 的過(guò)程。(2)原理： 。(3)常用方法： 。(4)特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)a.可提高 。b.能在較短時(shí)間內(nèi)有效地改良生物品種的某些性狀。c.改良作物品質(zhì)，增強(qiáng) 。物理、化學(xué)新品種基因突變與染色體畸變輻射誘變和化學(xué)誘變突變頻率抗逆性缺點(diǎn)：由于突變的 性，育種具有一定的盲目性。獲得理想的個(gè)體需要處理大量的材料。(5)應(yīng)用：用于作物、微生物和 育種，其中在微生物育種方面成效極為明顯。多方向動(dòng)物歸納總

3、結(jié)歸納總結(jié)雜交育種和誘變育種的比較雜交育種和誘變育種的比較項(xiàng)目雜交育種誘變育種原理基因重組基因突變、染色體畸變方法雜交自交選優(yōu)輻射誘變、化學(xué)誘變優(yōu)點(diǎn)不同個(gè)體的優(yōu)良性狀可集中到同一個(gè)體上提高變異頻率，大幅度改良某些性狀，加速育種進(jìn)程缺點(diǎn)時(shí)間長(zhǎng)、需要及時(shí)發(fā)現(xiàn)優(yōu)良性狀有利變異少，需要處理大量實(shí)驗(yàn)材料，具有不確定性例例1有兩個(gè)純種小麥，一為高稈(D)抗銹病(T)，另一為矮稈(d)不抗銹病(t)。這兩對(duì)性狀獨(dú)立遺傳，現(xiàn)要培育矮稈抗銹病的新品種，過(guò)程如下：高稈、抗銹病矮稈、不抗銹病 F1 F2 穩(wěn)定遺傳的矮稈抗銹病類型。(1)這種過(guò)程叫_育種，過(guò)程a叫_，過(guò)程b叫_。解析解析過(guò)程a叫做雜交，產(chǎn)生的F1基因

4、型為DdTt，表現(xiàn)型為高稈抗銹病。過(guò)程b叫做自交，目的是獲取表現(xiàn)型為矮稈抗銹病的小麥品種(ddT_)，因?yàn)榇诉^(guò)程所得后代會(huì)發(fā)生性狀分離，所以要想得到穩(wěn)定遺傳的矮稈抗銹病植株必須經(jīng)過(guò)過(guò)程c，即篩選和連續(xù)自交，直至后代不發(fā)生性狀分離。雜交雜交自交答案解析(2)過(guò)程c的處理方法是_。(3)F1的基因型是_，表現(xiàn)型是_，矮稈抗銹病新品種的基因型應(yīng)是_。高稈、抗銹病矮稈、不抗銹病 F1 F2 穩(wěn)定遺傳的矮稈抗銹病類型。答案篩選和連續(xù)自交，直至選出能夠穩(wěn)定遺傳的矮稈抗銹病新品種DdTt高稈抗銹病ddTT特別提醒特別提醒動(dòng)、植物雜交育種的區(qū)別動(dòng)、植物雜交育種的區(qū)別實(shí)例分析：現(xiàn)有基因型為BBEE和bbee的兩

5、個(gè)植物(非多年生)或動(dòng)物品系，欲培育基因型為BBee的植物或動(dòng)物品種，育種過(guò)程用遺傳圖解表示如下：將B_ee上的種子分別收集和種植，連續(xù)逐代自交，直到出現(xiàn)不發(fā)生性狀分離的BBee為止選異性隱性純合子測(cè)交，以檢測(cè)親本基因型，不發(fā)生性狀分離的為所選品種例例2家兔的黑色對(duì)白色為顯性，短毛對(duì)長(zhǎng)毛為顯性。這兩對(duì)基因分別位于一對(duì)同源染色體上。下列關(guān)于利用黑色短毛純種兔和白色長(zhǎng)毛純種兔培育出黑色長(zhǎng)毛純種兔的做法，錯(cuò)誤的是A.黑色短毛純種兔白色長(zhǎng)毛純種兔，得F1B.選取健壯的F1個(gè)體自交，得F2C.從F2中選取健壯的黑色長(zhǎng)毛兔與白色長(zhǎng)毛兔測(cè)交D.根據(jù)測(cè)交結(jié)果，選取F2中穩(wěn)定遺傳的黑色長(zhǎng)毛雌、雄兔解析解析家兔屬

6、于雌雄異體生物，不能進(jìn)行自交。答案解析例例3下列關(guān)于誘變育種的說(shuō)法中，不正確的是A.能夠在較短的時(shí)間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類型B.一次誘變處理供實(shí)驗(yàn)的生物定能獲得所需的變異類型C.青霉素產(chǎn)量很高的菌株的選育依據(jù)的原理是基因突變D.誘變育種過(guò)程能創(chuàng)造新的基因而雜交育種過(guò)程則不能解析解析誘變育種依據(jù)的原理是基因突變，能創(chuàng)造新的基因，因此能夠在較短的時(shí)間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類型，但是基因突變具有多方向性，一次誘變處理供實(shí)驗(yàn)的生物不一定能獲得所需的變異類型。答案解析二、單倍體育種、多倍體育種和轉(zhuǎn)基因技術(shù)1.單倍體育種單倍體育種(1)單倍體植株特點(diǎn)：植株小而弱，且 。(2)單倍體育種原材料： 。概念：利用

7、 作為中間環(huán)節(jié)產(chǎn)生具有優(yōu)良性狀的 的育種方法。主要特點(diǎn)a. 育種年限。b.能排除 干擾，提高效率。高度不育單倍體單倍體可育純合子縮短顯隱性原理： 。育種程序：P F1 幼苗染色體加倍的 植株 優(yōu)良新品種。染色體數(shù)目變異花藥離體培養(yǎng)單倍體可育純合2.多倍體育種多倍體育種(1)多倍體特點(diǎn)其細(xì)胞通常比二倍體的細(xì)胞 ，細(xì)胞內(nèi) 的含量高、 強(qiáng)，在生產(chǎn)上具有很好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。(2)人工誘導(dǎo)多倍體原理： 。方法：目前效果較好的方法是用 處理萌發(fā)的種子、 等，使它們的染色體加倍。機(jī)理：秋水仙素能抑制細(xì)胞分裂時(shí) 的形成，因此染色體雖已復(fù)制，但不能分離，最終導(dǎo)致 。應(yīng)用：培育作物新品種的另一條重要途徑。大有機(jī)物抗逆

8、性染色體數(shù)目變異秋水仙素幼苗紡錘體染色體數(shù)目加倍舉例：三倍體無(wú)籽西瓜的培育(過(guò)程圖解)四倍體三倍體二倍體秋水仙素3.轉(zhuǎn)基因技術(shù)轉(zhuǎn)基因技術(shù)(1)概念：利用 和 的手段，將某種生物的基因( )轉(zhuǎn)移到其他生物物種中，使其出現(xiàn)原物種不具有的新性狀的技術(shù)。(2)處理方法：用人工方法將人類所需要的目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞內(nèi)，使其整合到受體的染色體上。(3)原理： 。分子生物學(xué)基因工程外源基因基因重組(4)特點(diǎn)人為地增加了 的范圍，實(shí)現(xiàn) 遺傳物質(zhì)的交換。從采用的多種方法看，這種技術(shù)的針對(duì)性更 ，效率更 ，經(jīng)濟(jì)效益更明顯。(5)應(yīng)用：各種轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物的培育，如抗蟲棉。生物變異種間強(qiáng)高例例4水稻是湛江主要的糧食作物

9、，改善水稻的遺傳性狀是育種工作者不斷努力的目標(biāo)。下圖表示培育優(yōu)質(zhì)水稻的一些途徑。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)以矮稈易感病(ddrr)和高稈抗病(DDRR)水稻為親本進(jìn)行雜交，得到F1，F(xiàn)1自交產(chǎn)生F2，F(xiàn)2中不能穩(wěn)定遺傳的個(gè)體占_，選F2中的矮稈抗病的水稻植株讓其進(jìn)行自交，子代中ddRRddRr_。答案解析3 2解析解析題圖中途徑表示誘變育種，途徑表示基因工程育種，途徑表示雜交育種，途徑表示單倍體育種，途徑表示多倍體育種。(2)若要在較短時(shí)間內(nèi)獲得矮稈抗病水稻，可選圖中_(用圖中序號(hào)和箭頭表示)途徑所用的方法。其中途徑的常用方法是_。解析解析要盡快獲得矮稈抗病類型新品種，應(yīng)該采用單倍體育種的方式，即

10、圖中途徑。將F1的花藥經(jīng)過(guò)離體培養(yǎng)后，便可以得到單倍體植株。花藥離體培養(yǎng)答案解析(3)科學(xué)工作者欲培育能產(chǎn)生人體蛋白的水稻新品種，應(yīng)該選擇圖中_(用圖中序號(hào)和箭頭表示)途徑最為合理可行，該育種方式所利用的原理為_(kāi)。解析解析培育能產(chǎn)生人體蛋白的水稻新品種，應(yīng)該用基因工程育種的方式即圖中途徑，所利用的原理是基因重組。答案解析基因重組(4)圖中_(用圖中序號(hào)和箭頭表示)途徑具有多方向性。解析解析誘變育種的原理是基因突變，基因突變具有多方向性，因此圖中途徑具有多方向性。答案解析特別提醒特別提醒依據(jù)不同需求，選擇適宜的育種方法依據(jù)不同需求，選擇適宜的育種方法(1)將兩親本的兩個(gè)不同優(yōu)良性狀集中于同一生物

11、體上，可利用雜交育種，亦可利用單倍體育種。(2)要求快速育種，則運(yùn)用單倍體育種。(3)要求大幅度改良某一品種，使之出現(xiàn)前所未有的性狀，可利用誘變育種和雜交育種相結(jié)合的方法。(4)要求提高品種產(chǎn)量，提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量，可運(yùn)用多倍體育種。(5)若要將特殊性狀組合到一起，可考慮轉(zhuǎn)基因技術(shù)，如抗蟲棉的培育。答案解析例例5下列有關(guān)育種的敘述正確的是A.誘變育種可以定向地改變生物的性狀B.通過(guò)雜交育種獲得新品種均需要從F3開(kāi)始選取C.多倍體育種中，秋水仙素處理的作用機(jī)理是抑制紡錘體的形成， 使染色體不能移向細(xì)胞兩極D.通過(guò)花藥離體培養(yǎng)獲得的新個(gè)體即為純合子解析解析由于基因突變具有多方向性，所以誘變育種不能定

12、向改變生物的性狀；通過(guò)雜交育種獲得新品種可以從F2就開(kāi)始選?。辉诙啾扼w育種中，秋水仙素處理的作用機(jī)理是能抑制紡錘體的形成，使染色體不能移向細(xì)胞兩極，從而引起細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍；在單倍體育種的過(guò)程中，通過(guò)花藥離體培養(yǎng)獲得的新個(gè)體是單倍體，高度不育，需通過(guò)人工誘導(dǎo)染色體加倍后，才可能得到純種個(gè)體。學(xué)習(xí)小結(jié)學(xué)習(xí)小結(jié)基因重組基因突變?nèi)旧w畸變單倍體縮短育種秋水仙素目的基因表達(dá)能定向改造生物的遺傳性狀達(dá)標(biāo)檢測(cè)1.育種專家用高稈抗銹病水稻與矮稈不抗銹病水稻雜交，培育出了矮稈抗銹病水稻，這種水稻出現(xiàn)的原理是A.基因突變B.基因重組C.染色體畸變D.環(huán)境條件的改變解析解析矮稈抗銹病水稻是經(jīng)雜交育種得到的，其

13、原理是基因重組。12345答案解析2.(2018臺(tái)州高一測(cè)試)通過(guò)單倍體育種將寬葉不抗病(AAbb)和窄葉抗病(aaBB)兩個(gè)煙草品種培育成寬葉抗病(AABB)新品種。下列關(guān)于育種過(guò)程的敘述正確的是A.將AAbb和aaBB雜交得到AaBb的過(guò)程實(shí)現(xiàn)了基因重組B.對(duì)F1的花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)，利用了細(xì)胞的全能性C.需要用秋水仙素處理萌發(fā)的F1種子，使染色體加倍D.育種過(guò)程中淘汰了雜合個(gè)體，明顯縮短了育種年限答案12345解析12345解析解析將AAbb和aaBB雜交，由于AAbb和aaBB都是純合子，所以得到AaBb的過(guò)程沒(méi)有發(fā)生基因重組，A錯(cuò)誤；對(duì)F1的花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)，獲得單倍體植株，利用了植物

14、細(xì)胞的全能性，B正確；單倍體育種過(guò)程中，F(xiàn)1的花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)獲得單倍體植株，然后需要用秋水仙素處理單倍體幼苗，使染色體加倍，C錯(cuò)誤；單倍體育種過(guò)程中，獲得的都是純合子，不需要進(jìn)行淘汰雜合子個(gè)體，所以明顯縮短了育種年限，D錯(cuò)誤。3.下列關(guān)于育種方法的敘述，正確的是A.用雜交的方法進(jìn)行育種，從F1自交后代中可篩選出符合人類需要的 優(yōu)良品種B.用輻射的方法進(jìn)行誘變育種，誘變后的植株一定比誘變前的植株具 備更多優(yōu)良性狀C.用基因型為DdTt的植株進(jìn)行單倍體育種，所有的新品種自交后代中 約有1/4為純合子D.用基因型為DdTt的植株進(jìn)行多倍體育種，所育的新品種和原品種雜 交一定能產(chǎn)生可育后代答案解析1

15、234512345解析解析誘變育種的生物學(xué)原理為基因突變，基因突變具有多害少利和多方向性的特點(diǎn)，故誘變后的植株不一定比誘變前的植株具備更多優(yōu)良性狀，故B錯(cuò)誤；用基因型為DdTt的植株進(jìn)行單倍體育種，產(chǎn)生的新品種全為純合子，其自交后代也全為純合子，故C錯(cuò)誤；二倍體植株染色體加倍后成為四倍體植株，四倍體植株和原二倍體植株雜交得到的三倍體植株是高度不育的，故D錯(cuò)誤。4.下列關(guān)于育種的敘述中，錯(cuò)誤的是A.用物理因素誘變處理萌發(fā)的種子可提高突變率B.誘變育種和雜交育種均可形成新的基因C.三倍體植物可以由受精卵發(fā)育而來(lái)D.單倍體育種最大的優(yōu)點(diǎn)是能明顯縮短育種年限答案解析12345解析解析基因突變的頻率是很

16、低的，物理因素、化學(xué)因素處理生物可以提高基因的突變率，A正確；誘變育種的原理是基因突變，可以產(chǎn)生新基因，雜交育種的原理是基因重組，不能產(chǎn)生新基因，B錯(cuò)誤；二倍體生物與四倍體生物雜交可以獲得三倍體生物，三倍體生物可以由受精卵發(fā)育而來(lái)，C正確；單倍體育種最大的優(yōu)點(diǎn)是能明顯縮短育種年限，D正確。123455.普通小麥中有高稈抗病(TTRR)和矮稈易感病(ttrr)兩個(gè)品種，控制兩對(duì)性狀的基因分別位于兩對(duì)同源染色體上。實(shí)驗(yàn)小組利用不同的方法進(jìn)行了如下三組實(shí)驗(yàn)：請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題：(1)A組由F1獲得F2的方法是_，F(xiàn)2矮稈抗病植株中不能穩(wěn)定遺傳的占_。自交12345答案解析12345解析解析A組為雜交

17、育種，由F1獲得F2的方法為自交，F(xiàn)2中矮稈抗病植株(ttR_)中不能穩(wěn)定遺傳的占 。(2)、三類矮稈抗病植株中，最可能產(chǎn)生不育配子的是_。12345答案解析解析解析、三類矮稈抗病植株中，最可能產(chǎn)生不育配子的是矮稈抗病，因其為單倍體植株，往往表現(xiàn)為高度不育。矮稈抗病(3)A、B、C三組方法中，最不容易獲得矮稈抗病小麥品種的是_組，原因是_。12345答案解析解析解析由于基因突變具有多方向性，故誘變育種最具盲目性。C基因突變頻率低，且具有多方向性(4)通過(guò)矮稈抗病獲得矮稈抗病新品種的常用方法是_。獲得的矮稈抗病植株中能穩(wěn)定遺傳的占_。解析解析矮稈抗病需經(jīng)人工誘導(dǎo)染色體加倍，方可獲得新品種，且一經(jīng)加倍，一定為純合子。12345答案解析秋水仙素誘導(dǎo)染色體加倍100%