生物变异在育种上的应用

第6章从杂交育种到基因工程必修二知识内容考试说明生物变异在育种上的应用Ⅱ转基因食品的安全Ⅰ2．能用遗传图解的方式正确表示各种育种过程，并以概念图的形式构建知识网络。【复习目标】1．归纳、比较多种育种方式(杂交育种、诱变育种、单倍体育种、多倍体育种）的原理、方法和优缺点。3．能从课外材料获取相关的信息，并能运用这些信息，结合育种知识解决生产和生活中的实际问题。一、知识回顾，夯实基础，构建网络（一）育种的含义生物育种是指人们按照自己的意愿，依据不同的育种原理，有目的、有计划地获得人们所需要的生物新品种。育种的最终目的是：改变原有品种的遗传物质，培育出符合人类需求的新品种。生物的变异表现型基因型环境因素（不遗传的变异）（可遗传的变异）基因突变基因重组染色体变异诱变因子应用：育种杂交育种诱变育种单倍体育种多倍体育种等小麦的高秆（D）对矮秆（d）为显性，抗锈病（T）对不抗锈病（t）为显性，这两对等位基因分别位于两对同源染色体上。现有纯合的高秆抗锈病的小麦（DDTT）和矮秆不抗锈病的小麦（ddtt）。（1）利用以上两个品种获得矮秆抗病的优良品种（ddTT）植株操作最容易的常规育种方式是什么？请用遗传图解表示其过程。如果从播种到获得种子需要一年，获得基因型为（ddTT）的植株最少需要几年？（2）如果要缩短育种时间,可采用什么育种方式?请用遗传图解表示其过程。这种育种方法获得基因型为（ddTT）的植株需要几年？[课堂活动]：Ｐ高秆抗病矮秆不抗病Ｆ１高秆抗病Ｆ２DDTTddttDdTt高秆抗病高秆不抗病矮秆抗病矮秆不抗病杂交自交选优自交选优D_T_D_ttddT_ddttddTT矮秆抗病连续自交，直到不出现性状分离为止第1年第2年第3年…将两个或多个品种的性状通过集中在一起，再经过和，获得的方法。杂交育种的概念交配选择培育新品种优良提高突变率，较短时间内获得更多优良性状利用物理因素或化学因素处理生物诱变育种多倍体育种技术复杂，往往需要与杂交结合明显缩短育种年限单倍体育种基因重组杂交育种缺点优点方法原理名称杂交→自交→选优→自交……基因突变不定向性，有利变异少，需处理大量的材料将不同个体的优良性状集中于一个个体上花药离体培养，再秋水仙素处理使染色体加倍染色体变异低温处理或秋水仙素处理萌发的种子或幼苗发育延迟，结实率降低染色体变异各种器官大，营养物质含量丰富育种周期长，不产生新基因（二）各种育种方式的比较PDDTT高秆抗病×ddtt矮秆不抗病F1DdTt高秆抗病花药DTDtdTdtDTDtdTdtDDTTDDttddTTddtt↓↓纯合子需要的矮秆抗病品种（采收种子留种）第1年第2年单倍体幼苗花药离体培养秋水仙素处理↓筛选↓↓单倍体育种的方法可以明显缩短育种进程。但是仍然不能产生新的基因，应怎样做才能产生更多可供选择的新基因呢？思考思考多倍体育种又是如何进行的呢？（以三倍体无子西瓜的培育过程为例）举例：三倍体无子西瓜的培育过程1．为什么以一定浓度的秋水仙素溶液滴在二倍体西瓜幼苗的芽尖?西瓜幼苗的芽尖有丝分裂旺盛，秋水仙素处理能够抑制纺锤体的形成，从而形成四倍体植株。2、为什么三倍体高度不育？奇数的同源染色体不能正常联会，所以形成有一个完整的染色体组的配子的机率很低。思考3、为什么还要给三倍体植株授粉？为了获得生长素，刺激子房发育。4、三倍体生长发育慢，且高度不育，如何留种、扩大生产？植物组织培养、营养繁殖归纳：育种方式的选择（1）将两个亲本的两个不同优良性状集中于同一生物上，可采取____育种或育种。（2）最容易操作的常规育种方法是____育种。（3）要求快速育种，可采取______育种。（4）要求大幅度改良某一品种，使之出现前所未有的性状，可采用_______育种的方法。（5）要求提高品种产量，提高营养物质含量，可运用________育种的方法。杂交单倍体诱变多倍体单倍体杂交构建知识网络杂交诱变单倍体多倍体基因工程[判一判]1．太空育种能按人的意愿定向产生优良性状()2．杂交育种的范围只能在有性生殖的植物中()3．诱变育种的优点之一是需大量处理实验材料()4．诱变育种时突变的个体中有害个体多于有利个体()5．杂交育种和诱变育种都能产生前所未有的新基因，创造变异新类型()6．杂合子品种的种子只能种一年，需要年年制种()×××√×√突破考点强化审答集训真题练出高分二、高考命题分析从近几年的各地高考试题来看，生物的变异常与育种结合进行考查，并以某一育种实例为背景，综合考查诱变育种、杂交育种、单倍体育种和多倍体育种的区别与联系。本部分的素材丰富，题目的形式也多种多样，信息的呈现形式有坐标、表格、模型图和一般文字介绍等，命题多数和生产、生活实际相关，考查解决具体的问题的能力。因此要求在理解遗传学的基本规律和概念的基础上，具有较高的分析、推理能力，同时语言表达要做到严谨、简洁。例题1：（09年上海卷）下列技术中不能获得抗锈高产小麦新品种的是（）A．诱变育种B．细胞融合C．花粉离体培养D．转基因三、实际应用，提升能力（一）考查各种育种方式的原理、方法及特点。C例题2：（08年江苏卷）下列关于育种的叙述中，错误的是（多选题）（）A．用物理因素诱变处理可提高突变率B．诱变育种和杂交育种均可形成新的基因C．三倍体植物不能由受精卵发育而来D．诱变获得的突变体多数表现出优良性状BCD（1）A组由F1获得F2的方法是，F2矮杆抗病植株中不能稳定遗传的占。（2）Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类矮杆抗病植株中，最可能产生不育配子的是类。2/3Ⅱ自交例题3：（07山东卷）普通小麦中有高杆抗病（TTRR）和矮杆易感病（ttrr）两个品种，控制两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上。实验小组利用不同的方法进行了如下三组实验，请分析回答：（二）考查各种育种方式的应用（3）A、B、C三组方法中，最不容易获得矮杆抗病小麦新品种的方法是组，原因是。（4）通过矮杆抗病Ⅱ获得矮杆抗病小麦新品种的方法是。获得的矮杆抗病植株中能稳定遗传的占。基因突变频率低且不定向秋水仙素（或低温）诱导染色体加倍100%C例题3：（07山东卷）普通小麦中有高杆抗病（TTRR）和矮杆易感病（ttrr）两个品种，控制两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上。实验小组利用不同的方法进行了如下三组实验，请分析回答：二、试题答题情况错误答案：诱导；单倍体；基因突变；单倍体育种；杂交；基因工程育种；突变；又变；秀变；26.Ⅰ（4）在作物育种中，可用60Co放出的γ射线使作物发生基因突变，从中筛选出优良的变异类型，这种育种方法叫做育种，其特点是______（至少答出两点）。提高变异频率，加速育种进程；变异不定向（多向性），盲目性大；优良变异类型少（多害少利）错误答案：基因突变发的频率低；低频性（混淆基因突变的特点）目的性强；产生的变异类型营养丰富，个体大，品种优良（实质属多倍体育种）投资小，效率高2011年福建卷诱变（辐射）3、若该生物靠无性生殖产生后代，那么只要得到该优良性状就可以了。拓展提升1、杂交育种选育的时间是F2。（只能筛选出表现型，不能筛选出肉眼看不到的基因型。）2、若该生物靠有性生殖繁殖后代，则必须选育出优良性状的纯种。①如果要选择的优良性状为隐性性状，一旦出现就能稳定遗传，便可留种推广。②如果要选择的优良性状为显性性状，则需要连续自交，直到后代不再发生性状分离为止。1、F1：动物应为雌雄个体间相互交配，植物为自交。2、F2选优以后动物进行的是测交，植物为连续自交。3、最后在选种上，动物选择的是后代不发生性状分离的亲代，植物选择的是不发生性状分离的后代。(亲代已经用于制种）动植物杂交育种的区别广义的杂交育种包括获得杂种优势的杂种。杂种优势主要利用杂种F1代的优良性状，并不要求遗传上的稳定，需年年制种。如水稻的杂优种，每年农科站都有供应。杂种优势：是指基因型不同的亲本相互杂交产生的杂种一代，在生长势、生活力、繁殖力、抗逆性、产量和品质等一种或多种性状上优于两个亲本的现象。