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杂交育种和诱变育种
一． 考纲要求
生物变异在育种上的应用（C）
二．本节重要知识点
（1）举例说出生物变异在育种上应用的事例，简述杂交育种和诱变育种的概念。
（2）简述杂交育）种和诱变育种的优点和局限性。
（3）杂交育种和诱变育种在改良农作物和培育家畜优良性状等方面的应用。
三．知识建构
（一）本节知识体系
（1）选择育种不仅 ，而且 是有限的。
（2）杂交育种是将 品种的优良性状通过 在一起，再经过 和 获得新品种的方法。
（3）欲将两个小麦品种的优良性状集中在一起，应该如何做？
亲代 高产不抗病 × 低产抗病
杂种第一代（F1）
第二代 中产抗病 中产不抗病 低产不抗病; 等等
从第二代中选择出 个体，将它们的种子留下来下一年播种，再后代中挑选出高产抗病的植株，采集种子留下来做种，如此经过几代 的过程，即可得到新的优良品种。
(4) 杂交育种是改良农作物品种，提高农作物单位产量的 ，也可以用于 和 的育种。
（5）杂交育种只能利用 ，按 选择，并不能 ，且杂交后代会出现 ，育种进程 ，过程 。
（6）诱发基因突变的因素有 和 ，诱变育种也就是利用 （如 ， ，紫外线，激光等）或化学因素（如亚硝酸，硫酸二乙酯等）来处理生物，使生物发生 。
（7）诱变育种可以提高 ，在较短的时间内获得更多的优良变异类型，但是由于基因突变使不定向的，因此诱变育种的局限性是 。
（8）诱变育种也应用到微生物中如 的选育。
（二）问题的归纳与总结
(1）几种育种方法的比较。
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诱变育种 |
杂交育种 |
多倍体育种 |
单倍体育种 |
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依据原理 |
基因_____ |
基因_____ |
染色体组成倍地增加 |
染色体组成倍地减少，再加倍后得到纯种 |
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优点 |
可以提高______ __________，加速育种进程，大幅改良某些优良品种。 |
将不同个体的________集中于同一后代个体上 |
器官_____，营养物质含量______ |
可以明显_____育种进程 |
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缺点 |
有利的变异___ |
育种时间___ |
发育延迟，结实率低 |
技术_____，且必须与__________配合 |
（2）杂种优势与杂交育种的区别：杂种优势是生物界普遍存在的现象。它是指基因型不同的亲本个体相互杂交产生的杂种第一代，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。杂交育种通常是指把不同遗传类型的动物或植物进行交配，使优良性状结合于杂种后代中，通过培育和选择，创造出新品种的方法。两者之间的区别是杂交育种过程就是要在杂交后代众多类型中选留符合育种目标的个体进一步培育，直至获得优良性状稳定的新品种。杂交育种不仅要求性状整齐，而且要求培育的品种在遗传上比较稳定。品种一旦育成，其优良性状即可相对稳定地遗传下去。杂种优势则主要是利用杂种F1代的优良性状，而并不要求遗传上的稳定。作物育种上就常常在寻找某种杂交组合，通过年年配制F1代杂交种用于生产的办法，取得经济性状，而并不要求其后代还能够保持遗传上的稳定性。
（三）课堂典型题例
例1．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（ C ）
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体 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
例2.诱变育种的突出优点是 ( )
A.产生很多有利个体 B.节省供实验用的材料
C.方法简单易行 D.提高变异频率，加速育种进程
例3.（07.广东高考题）太空育种是指利用太空综合因素如强辐射、微重力等，诱导由宇宙飞船携带的种子发生变异，然后进行培育的一种育种方法。下列说法正确的是
A.太空育种产生的突变总是有益的 B.太空育种产生的性状是定向的
C.太空育种培育的植物是地球上原本不存在的 D.太空育种与其他诱变方法在本质上是一样的
例4．2005年10月12日神舟六号将搭载两头猪的40克猪精液升空，精液一部分将放船生物舱内，一部分则放置生物舱外。选取进行实验的猪品种是荣昌猪，任务结束后这些猪精液将参与育种实验。一些鸡蛋，蚕卵和云南普洱茶随“神六”升空，以研究其基因变异的可能性。
（1）你知道上述育种的原理是什么？其原理是什么？
（2）根据你学习过的基因突变的知识，分析诱变育种过程常用诱变因素有那些？有那些优点？
（四）．课堂训练题
1、（05·广东）两个亲本的基因型分别为AAbb和aaBB，这两对基因按自由组合定律遗传,要培育出基因型为aabb的新品种，最简捷的方法是 （ ）
A．单倍体育种 B．杂交育种 C．人工诱变育种 D．细胞工程育种
2、填出下列各题的育种方法：
（1）花药离体培养出的烟草新品种是 。
（2）用抗倒伏、不抗锈病的小麦与不抗倒伏、抗锈病的小麦F1培育出既抗倒伏又抗锈病的小麦的品种是 。
（3）用紫外线线辐射稻种, 培育出成熟期提前、蛋白质含量高的品系是 。
（4）无子西瓜的培育是 。
（5）培育青霉素高产菌株的方法是 。
3.（07山东高考）普通小麦中有高杆抗病（TTRR）和矮杆易感病（ttrr）两个品种，控制两队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：
（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。
（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 。
杂交育种和诱变育种
主编：杨集高级中学 李迎彬
一．单项选择题。
1.下列因素中哪个不是诱变剂( )
Aγ射线 B紫外线 C秋水仙素 D吲哚乙酸
2.将纯种小麦种于生产田,发现边际和灌水沟两侧的植株总体上比中间的长得好.产生这种现象的原因是 ( )
A,基因重组引起性状分离 B,环境引起性状变异
C,隐性基因突变成为显性基因 D,染色体结构和数目发生了变化
3.下列育种方法中，可以改变原有基因分子结构的育种方法的是 （ ）
A.杂交育种 B.诱变育种 C.单倍体育种 D.多倍体育种
4. 可获得无籽西瓜、青霉素高产菌株、矮秆抗病小麦和无籽番茄的方法分别是（ ）
①诱变育种 ②杂交育种 ③单倍体育种 ④多倍体育种 ⑤生长素处理
A．⑤①②④ B．④①②⑤ C．②①③⑤ D．④①③②
5．花药离体培养成烟草新品种、用抗倒伏易染锈病的小麦与易倒伏抗锈病的小麦为亲本育成抗倒伏抗锈病的小麦品种、培育无籽西瓜、用Co60辐射稻种,育成成熟期提早、蛋白质含量高的品种,以上育种方式依次分别是 （ ）
①诱变育种 ②杂交育种 ③单倍体育种 ④多倍体育种
A.①②③④ B.④③②① C.③④②① D.③②④①
6.杂交育种依据的遗传学原理是 , （ ）
A.基因突变 B.染色体结构变异 C.基因重组 D.染色体数目变异
7.可改变原有基因的分子结构的育种方法有 （ ）
A.杂交育种 B.诱变育种 C.多倍体育种 D.单倍体育种
8.运用不同生物学原理，可培育出各种符合人类需要的生物品种。下列叙述错误的是 ( )
A．培育青霉素高产菌株是利用基因突变的原理
B．培育无子西瓜是利用基因重组的原理
C．培育八倍体小黑麦利用的是染色体变异的原理．
D．培育无子番茄利用的是生长素促进果实发育的原理
9.在生产实践和科研中，欲获得无子果实，可利用的方法有 （ ）
①人工诱导多倍体育种 ②人工诱变 ③单倍体育种 ④用适当浓度的生长素诱导
A．①④ B．②③ C．③④ D．①②
10.下列高科技成果中，根据基因重组原理进行的是 （ ）
①我国科学家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻 ②我国科学家将苏云金杆菌的某些基因移植到棉花体内，培育出抗虫棉 ③我国科学家通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒 ④我国科学家通过体细胞克隆技术培养出克隆牛
A. ① B. ①② C. ①②③ D. ②③④
三．非选择题
11、（05·全国理综Ⅲ）已知水稻抗病(R)对感病(r)为显性，有芒(B)对无芒(b)为显性，两对基因自由组合，体细胞染色体数为24条。现用单倍体育种方法选育抗病、有芒水稻新品种。
（1）诱导单倍体所用的花药，应取自基因型为 的植株。
（2）为获得上述植株，应采用基因型为 和 的两亲本进行杂交。
（3）在培养过程中，单倍体有一部分能自然加倍成为二倍体植株，该二倍体植株花粉表现 (可能或不育)，结实性为 （结实或不结实），体细胞染色体数为 。
（4）在培养过程中，一部分花药壁细胞能发育成植株，该二倍体植株花粉表现 (可能或不育)，结实性为 （结实或不结实），体细胞染色体数为 。
（5）自然加倍植株和花药壁植株中都存在抗病、有芒的表现型。为获得稳定遗传的抗病、有芒新品种，本实验应选以上两种植株中的 植株，因为自然加倍植株 ，花药壁植株 。
12、（04江苏）科学家利用辐射诱变技术处理红色种皮的花生，获得一突变植株，其自交所结的种子均具紫色种皮。这些紫色种皮的种子长成的植株中，有些却结出了红色种皮的种子。
（1）上述紫色种皮的花生种子长成的植株中，有些结出了红色种皮种子的原因是 。
（2）上述紫色种皮的种子，可用于培育紫色种皮性状稳定遗传的花生新品种。假设花生种皮的紫色和红色性状由一对等位基因控制，用文字简要叙述获得该新品种的过程： 。
13、2005年9、10月份间,我国将发射“神舟”六号载人飞船，在此之前，我国“神舟”五号航天飞船于2003年10月15日~16日首次载人飞行成功，与航天员杨利伟同搭乘的还有河南省的100余克作物种子，其中主要是我国著名育种专家周中普培育的“彩色小麦”。
“彩色小麦”是我国著名育种专家周中普和李航经过数十年潜心钻研，采用“化学诱变”、“物理诱变”和“远缘杂交”三结合育种技术培育而成的。“彩色小麦”蛋白质、锌、铁、钙的含量远远超过普通小麦，并含有普通小麦所没有的微量元素碘和硒。
据李航介绍，“三结合”育种法采用的是一种单一射线，而种子进入太空后，经受的是综合射线，甚至是人类未知的射线辐射，在这种状态下，可以给种子创造物理诱变的机率，从中产生的二代种子可以选择无数的育种材料，丰富育种基因资源，从而可能创造出更优质保健的小麦新品种，问：
（1）“彩色小麦”在宇宙空间要接受 ，以通过物理作用引起遗传物质的 ，从而为育种提供可选择的 。
（2）这些“彩色小麦”返回地面后，是否均可产生有益的变异？为什么？
（3）将生物随飞船带入太空，可进行多项科学实验。如将植物经太空返回地面后种植，发现该植物某隐性性状突变为显性性状。
①表现该显性性状的种子能否大面积推广？理由是什么？
②简要叙述获得该显性性状种子的步骤。
一、课堂典型题例答案
例1C 例2D 例3D 例4（1）诱变育种 基因突变（2）常用的诱变因子：物理因子（紫外线， X射线，r射线）化学因子有亚硝酸，硫酸乙二酯等二、课堂训练题答案1．B
2. (1)单倍体育种 (2)杂交育种 (3)诱变育种 (4)多倍体育种 (5)诱变育种3.
三、基础与提高训练答案
1.D 2.B 3.B 4.B 5.D 6.C 7.B 8.B 9.A 10.B
11.(1)RrBb (2)RRbb rrBB (3)可育 结实 24条 (4)可育 结实 24条 (5)自然加倍 基因型纯合 基因型杂合
12.(1)获得的突变植株是杂合子，其自交所产生的后代发生性状分离 (2)分别种植这批紫色种皮种子，连续自交两代。若其中一些植株所结的种子均具紫色种皮，这些种子就是所需的新品种（纯合子）
13、（1）综合射线 突变 材料 （2）不会。因为在各类外因作用下产生的变异：一是不定向的；二是绝大多数变异有害，只有在地面种植过程选择有益的变异，淘汰不利或有害变异，才能培育出新品种。（3）①不能。因为显性杂合体的杂交后代会发生性状分离。
②方案一：a、 种植后对花粉进行离体培养，得单倍体；b、单倍体幼苗用秋水仙素处理，获得纯合体；c、从纯合体中选取显性性状即为优良品种。方案二：a、 将变异后的显性个体自交培养；b、选择后代中的显性个体连续自交；c、选择不再发生性状分离的显性个体的种子作优良品种
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