第6章 从杂交育种到基因工程
第1节 杂交育种与诱变育种
【双基提要】
1.杂交育种是将两个或者多个品种的 通过交配集中在一起，再经过 和 ，获得新品种的方法。也是改良 ，挺高农作物 的常规方法。
2.诱变育种是利用_______因素（如X射线）或_______因素（如亚硝酸盐）来处理生物，使生物发生基因突变。这种方法可以提高________，在较短的时间内获得更多的优良变异类型。如“___________”大豆品种，青霉素高产菌等。
3.杂交育种只能利用已有基因的重组，按需选择，并不能创造新的__________。杂交后代会出现____________现象，育种进程________，过程烦琐。但诱变育种的优点是能够提高__________，而局限性是诱发突变的_______难以控制，突变体难以集中多个理想性状。要克服该局限性，可以扩大诱变后代的群体，增加_______的机会。
【课堂反馈】
例1 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
例2 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
例3 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
例4 有两个纯种小麦，一个是高秆抗锈病（DDTT），另一个是矮秆易染锈病（ddtt），现有实验三组：
第一组是： DDTT× ddtt → F1（自交）→ F2
第二组是： DDTT× ddtt → F1，并将F1的花药进行离体培养
第三组是： DDTT进行X射线、紫外线综合处理。
实验结果发现：三组实验中都出现了矮秆抗锈病品种。试问：
（1）第一组F2出现矮秆抗锈病的几率是 ，其中能稳定遗传的占 。
（2）第二组使用的方法，在遗传育种上称为 ，其培育中首先要应用细胞工程中的 技术；然后用 使其染色体加倍，这种育种方法的优点是 。
（3）第三组方法出现ddtt后代是偶然的、个别的，它是DDTT通过 来实现的。
【巩固练习】
1. 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
2. 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
3. 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
4. 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
5. 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
6. 现有三个番茄品种，A品种的基因型为AABBdd，B品种的基因型为AabbDD，C品种的基因型为aaBBDD三对等基因分别位于三对同源染色体上，并且分别控制叶形、花色和果形三对相对性状。请回答：
（1）如何运用杂交育种的方法利用以上三个品种获得基因型为aabbdd的植株？（用文字简要描述获得过程即可）
（2）如果从播种到获得种子需要一年，获得基因型为aabbdd的植株最少需要 年？
（3）如果要缩短获得aabbdd植株的时间，可采用什么方法？（写出方法的名称即可）
7. 生物小组的同学按照孟德尔的杂交实验的程序，做了两组实验如下：
(1)第一组：用纯种的灰身果蝇(B)与黑身果蝇(b)杂交，得到F1代，让F1代自交后，将F2代中的所有黑身果蝇除去，使F2代中的所有灰身果蝇再自交，产生F3代。
(2)第二组：用纯种的高豌豆(D)与矮豌豆(d)杂交，得到F1代，让Fl代自交后，将F2代中的所有矮豌豆除去，使F2代中的所有高豌豆再自交，产生F3代。
请问：
(1)F2代的显性性状中，纯合体的灰身果蝇和高豌豆所占的比例是 杂合体的灰身果蝇和高豌豆所占的比例是 。
(2)两组实验中，F3代中灰身果蝇与黑身果蝇之比是 ；F3代中高豌豆与矮豌豆的之比是 。
(3)说明两组实验中F3代的显性性状与隐性性状的分离比一样或不一样的理由 。
8. 设有两个纯种小麦,一为高秆（D）抗锈病（T）,另一为矮秆（d）染锈病（t）。这两对性状独立遗传。
⑴杂交育种法培育出矮秆抗锈病能稳定遗传的步骤是：高秆、抗锈病×矮秆、不抗锈病
F1
F2
稳定遗传的矮秆抗锈病类型。
①过程a叫______,过程b叫________； ②过程c处理方法是__________________。
③F1基因型是_______,表现型是______,矮秆、抗锈病中所需基因型是_______，整个育种过程至少需_________年时间。⑵单倍体育种法培育矮秆抗锈病类型步骤是：高秆、抗锈病×矮秆、不抗锈病
F1
dT配子
dT幼苗
ddTT植株。
①过程d叫_____,e是指____________， ②过程f是指_______________,过程g是指___________。整个育种过程只需________年时间。
⑶对比上述两种育种方法,给出结论是__________________________________。
9. 农业上常用的有种方法如下：
a．甲品种 × 乙品种→F1→F1自交→F2个人工选择→自交→F3→人工选择→自交……→性状稳定的新品种
b．甲品种 × 乙品种→Fl→F1花粉离体培养得到许多小苗→秋水仙素处理→若干植株→F1人工选择→性状稳定的新品种
c．正常幼苗→秋水仙素处理→人工选择→性状稳定的新品种
d．种子搭载人造卫星到太空→返回地面种植→性状稳定的新品种
e．获取甲种生物的某基因→通过某种载体将该基因带入乙种生物→性状稳定的新品种
（1）a方法属于常规育种，一般从F2代开始选种，这是因为 。选中的个体还需要经过若干代的自交、鉴别，直到不发生分离为止，这是因为新品种一定要是 。
（2）b方法与第(1)种方法相比，突出的优点是 。若F1有n对杂合的基因(分别位于n对染色体上)，则利用其花粉离体培养育成的小苗理论上应有 种类型。
（3）通过c途径获得的新品种应属于 体，它们往往表现为 等特点；育种中使用的秋水仙素的主要作用是 。
（4）d方法中搭载的种子应当是 (干燥的、萌动的、休眠的)；种子返回地面种植后，其变异 (全是对人类有益的、不全是对人类有益的、全是对人类有害的)，所以要对其进行 。
（5）e方法培育出的新类型生物可以表达出甲种生物的某基因的遗传信息，该表达过程应包括遗传信息的 和 过程。
答案
【双基提要】
1. 优良性状 选择 培育 作物品质 单位面积产量 2.物理 化学 突变率 3.基因 性状分离 缓慢 突变率 方向 选择
【课堂反馈】
1.B 2.B 3.D
4. （1）3/16 1/3 （2）单倍体育种 花药离体培养 秋水仙素 明显得缩短育种的年限 （3）基因突变
【巩固练习】
1.C 2.B 3.B 4.A 5.B
6.（1）A与B杂交得到杂交一代；杂交一代与C杂交，得到杂交二代；杂交二代自交，可以得到基因为aabbdd的种子；该种子可以长成基因为aabbdd的植株（2）4年（3）单倍体育种技术
7. (1)1／3 2／3 (2)不一样式 8:1 5:1
8. ⑴①杂交 自交 ②矮秆抗锈病类型自交,后代不发生性状分离者,即为稳定遗传的新品种 ③DdTt 高秆抗锈病 ddTT 3年
⑵①杂交 减数分裂 ②花药离体培养 用秋水仙素处理幼苗,使其染色体数加倍 2年
⑶单倍体育种能迅速获得纯系植株,大大缩短育种年限
(3)第一组杂交实验的实验材料的雌雄异体的果蝇，不同基因型的雌、雄果蝇可自由交配；第二组杂交实验的实验材料是严格白花、闭花传粉的豌豆，只能是同一基因型的豌豆进行自交。
9. (1)F2代开始发生性状分离 纯种
(2)缩短育种年限，迅速获得纯系植株 2n
(3)多倍 茎秆粗壮，叶片、果实和种子较大，糖和蛋白质等营养物质含量增加，但结实率低 抑制纺锤体的形成，导致染色体数目加倍
(4)萌动的 不全是对人类有益的 人工选择
(5)转录 翻译