高中生物6.1杂交育种与诱变育种素材(打包6套)新人教.zip
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6.1 杂交育种与诱变育种备课资料1.玉米的人工杂交玉米属雌雄同株植物,雄花生于玉米植株的顶端,雄花穗聚集成圆锥花序,雌花生于玉米植株侧面叶腋处,为肉穗花序。玉米开花一般是以雄穗散粉和雌穗吐丝为标志,雄穗先抽出,23 d后开始开花,自上而下依次开花,约需78 d。因品种和气候条件不同,通常在开花后第24天散粉最多,是采粉的最好时间。雌蕊花丝(花柱)伸出苞叶后,称为吐丝,一般约25 d全部抽齐,花丝一经抽出,其各部位都具有受粉能力,一般可保持十多天,但以第一天至第三天内受粉结实力最强。同一雌穗不同部位的雌花的发育阶段存在着差异,因此需要进行23次人工授粉,才能确保受粉完全。应该强调的是,这23次授粉所取的花粉必须是同一父本雄穗上的花粉,每次授粉后必须用原来的纸袋套好封住,以防其他植株上的花粉混入。授粉后就进入管理阶段,要经常观察并适时适量地浇水、松土和施肥,以保证玉米植株生长旺盛,子粒饱满。到收获的时候,一定要注意按父本、母本的类型分门别类地摘取。摘取后放在不同的纸袋内,并在纸袋上注明被摘取的母本和父本的名称或编号、摘取时间、摘取人姓名,这点对于正确地分析试验结果非常重要。2.超级稻和中国的超级稻计划超级稻是采用理想株型塑造与籼粳杂种优势利用相结合,兼顾品质与抗性的技术路线选育的大幅度提高产量(大面积推广增产15%)的新型水稻品种。中国超级稻育种研究主要包括南方的超级杂交稻和北方的常规超级稻两大部分。在世界水稻生产发展的历史上,单产曾出现过两次大的突破。第一次始于20世纪50年代的矮化育种,即株型改良。第二次源于20世纪70年代杂交稻的培育成功与推广,即杂种优势利用。两次飞跃以后,在相当长一段时期内,水稻最高单产一直在550 kg左右徘徊。水稻在中国粮食生产中处于举足轻重的地位,年播种面积占总面积的30%,总产量约占粮食总产量的40%,以稻米为主食的人口约占60%。在中国水稻育种发展史上,单产曾经出现过两次重大突破。第一次是始于20世纪50年代末60年代初的矮化育种。其主要成就在于通过降低株高,使品种的耐肥抗倒性和收获指数大幅度提高。第二次是出现在20世纪70年代初期的杂种优势利用。它使中国水稻的产量水平平均亩产提高到400 kg以上,高产地区突破500 kg以上,进入世界先进水平。为了实现水稻单产的再次突破,农业部于1996年率先立项支持“中国超级稻育种及栽培体系”项目,确立了常规稻和杂交稻并举、三系法和两系法并重、生物技术与常规技术相结合的发展思路,在着力提高产量潜力的同时,注重改善稻米品质,增强病虫抗性和生态适应性,并提出了“最高单产2000年达到700 kg(一期)、2005年达到800 kg(二期)、2010年达到900 kg(三期)”的研究目标。以促进水稻单产的第三次飞跃,为确保中国粮食安全提供重要的科技支撑。2第1节杂交育种与诱变育种6.1 杂交育种与诱变育种1第1节杂交育种与诱变育种一览众山小三维目标1.简述杂交育种的概念,举例说明杂交育种方法的优点和不足。2.举例说出诱变育种在生产中的应用,归纳诱变育种的优点和局限性。3.讨论遗传和变异规律在生产和生活实践中的应用,增强知识的实际运用能力。学法指导通过观察教材中的示意图,思考:什么叫杂交育种和杂交育种依据的遗传学原理是什么;然后举例说明杂交育种的优点和分析杂交育种方法的不足。人工诱变可以使生物突变率增加,回顾前面讲过的引起基因突变的因素思考与讨论诱变育种和杂交育种的优点、局限性以及克服这些局限性采取的方法。诱学导入材料:航天诱变育种已成为中国在空间生命科学研究方面的一大特色,目前已进行了500多个植物、微生物品种的搭载试验。我国从1987年发射的FSW0返地卫星,首次搭载植物种子以来的9颗卫星和两艘飞船,共吸引全国22个省市的70多个单位参与种子搭载试验。袁隆平院士领导的科研小组利用空间诱变处理水稻种子,一些性状的变异频率达12.5%,目前正被应用于培育水稻新品种。航天育种筛选的青椒,一个就可以炒一盘菜;一条黄瓜最重可达1 500克(3市斤)。在“神舟二号”宇宙飞船上携带的空间通用生物培养箱内,装载着19类25种植物、动物、水生生物、微生物、细胞和细胞组织,再加上15种蛋白质和其他生物大分子,这是世界航天领域首次进行的多物种、综合性生物学研究实验。目前,中国已经成功地将18颗返回式卫星和两艘宇宙飞船送入太空,为航天诱变育种研究奠定了坚实的基础。问题:诱导基因突变的因素有哪些?导入:利用物理因素(如X射线、射线、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,使生物发生基因突变,从而培育出生物新品种。1第1节杂交育种与诱变育种知识梳理1.杂交育种(1)概念:是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起,再经过选择和培育,获得新品种的方法。(2)原理:基因重组。(3)优点:使位于不同个体的优良性状集中于一个个体上,预见性强。(4)缺点:时间长,须及时发现优良性状。2.诱变育种(1)概念:利用物理因素(如X射线、射线、紫外线、激光等)或化学因素(如硝酸、硫酸二乙酯等)来处理生物,使生物发生基因突变。(2)原理:基因突变。(3)优点:可以提高变异频率或出现新性状,加速育种进程。(4)缺点:有利变异少,需大量处理实验材料,具有不确定性。知识导学1.本节课的学习,可以选用典型的育种实例作为切入点,针对育种实践中遇到的实际问题和解决方法,分析其中蕴含的遗传学规律。2.应用遗传学规律和遗传图解,对特定的杂交组合进行理论分析,推测可能的选育过程和结果。3.分析讨论这两种育种方法的不足之处及其解决方法。疑难突破1.举例说明杂交育种的过程是怎样的?剖析:某作物的高秆(A)对矮秆()为显性,感病()对抗病()为显性。A和是位于非同源染色体上的两对等位基因。今有高秆抗病和矮秆感病纯种,人们希望利用杂交育种的方法在最少的世代培育出矮秆抗病新类型。应该采取的步骤是:(1)先让两纯种亲本进行杂交,得到F1;(2)再将F1进行自交,得到F2;(3)直接从中选取矮秆抗病类型即可,因为矮秆抗病是双隐性基因型,因此必然是人们期望的基因型,直接投入使用即可;若我们能选择的性状有一种为显性,则需进一步自交,在下一代中选择无性状分离发生的表现型才行。2.诱变育种有什么特点?剖析:人工诱变大大提高突变的频率,大幅度地改良某些性状,从而加快了育种的进程。由于突变的多方向性,以及突变个体大多是有害的,因此需要处理大量的供试材料。16.1 杂交育种与诱变育种 重难点排行1:杂交育种的定义、原理及特点【思路点拨】概念:将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起,再经过选择和培育,获得新品种的方法。原理:基因重组。基因重组可以将双亲控制不同性状的优良基因结合于一体,或将双亲中控制同一性状的不同微效基因积累起来,产生在该性状上超过亲本的类型特点:操作简便,但育种周期较长,只能获得已有形状的组合,不能获得新性状。育种过程:(以两对相对性状为例)若目标性状为两种或多种隐性性状的组合,可让具有相对性状的亲本进行杂交,得到F1后进行自交(对于动物来说是让表现型相同的多个雄性个体与雌性个体进行交配),从F2中直接筛选表现为双隐性的个体即可若目标性状中含有显性且想获得显性纯合个体,可让具有相对性状的个体进行杂交,得到子一代后,对于植物,可让子一代往后逐代自交,淘汰不需要的性状组合,提高纯合子比例,直到自交后代不发生性状分离;对于动物,可让子一代互交得到的子二代分别于隐性个体交配,观察后代的性状表现,若后代全表现为显性,则说明用于和隐性个体交配的亲本符合要求,否则说明亲本不符合要求。【典例印证】下列四组实例中均是依据基因重组原理的一组是( )我国著名育种专家袁隆平利用杂交技术培育超级水稻品种 英国科学家利用细胞核移植技术克隆出小绵羊 荷兰科学家将人乳高铁蛋白基因移植到牛体内,生产出含高铁蛋白的牛奶 遨游过太空的青椒种子培育而成的果实比普通青椒大一倍以上A.B. C.D.【答案】B【解析】属于杂交育种,其原理是基因重组。是新兴的克隆技术,是无性生殖的范畴,应用的原理是细胞的全能性。这个过程应用是转基因技术,也就是基因的重新组合,原理就是基因工程,属于基因重组。这是诱变育种的一个实际应用,原理是基因突变。【牛刀小试】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【答案】B16.1 杂交育种与诱变育种重难点排行2:诱变育种的定义及特点【思路点拨】诱变育种:指利用物理因素(如X射线、射线、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,使生物发生基因突变。原理:基因突变特点:提高变异频率,可在较短的时间内获得更多的优良变异可以产生新基因,大幅度改良某些性状诱发产生的突变种有利的不多,具有一定的盲目性,需要处理大量的实验材料。与杂交育种相比,诱变育种能产生前所未有的新基因,创造变异新类型;杂交育种不能产生新基因,只是实现原有基因的重新组合。【典例印证】诱变育种可以改良某种性状,这是因为( )后代性状较快稳定 提高突变率,增加变异类型 控制某性状的基因突变成等位基因 有利突变体数目多A.B.C.D.【答案】B【解析】基因突变可以产生新的基因,这是其他育种方式所不具备的,所以利用诱变育种可以得到许多的优良性状,在自然状态下,基因突变的几率是非常小的,而利用人工诱变会明显提高突变率。当某个基因突变后,与原来的基因就在同源染色体的同一位置且控制着同一性状的不同表现型,成为原基因的等位基因。由于地球上的生物是经过上万年的进化而来的,大多数个体都已经适应了这样的环境条件,所以基因突变对大多数是有害的,真正的有利变异是少数的。【牛刀小试】诱变育种的突出优点是( )A.提高变异频率,加速育种进程 B.产生很多有利的个体C.节省供实验用的材料 D.方法简单易行【答案】A1
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