第六章 杂交育种与诱变育种
分层次教学
生物一轮复习 必修二
基因突变
染色体变异
基因重组
可遗传变异有哪些
16亿
谁来养活中国
粮食短缺 危机
培育农作物新品种是一种方法
“中国威胁论”
生物的性状是否优良，
关键是品种而不是。。。！
成 果 + 展 望
乳汁中含有人生长激素的牛(阿根廷)
杂交水稻之父袁隆平院士
优良性状结合怎样结合？
植物杂交育种的方法
以下是杂交育种的参考方案：
Ｐ 高抗 　 矮不抗
Ｆ１ 　 高抗
Ｆ２
DDTT
ddtt
DdTt
ddTt
高抗 高不抗 矮抗 矮不抗
ddTT
矮抗 矮不抗
ddTt
ddTT
F3
思考：要培育出一个能稳定遗传的植物品种至少要几年？
杂交
自交
选优
自交
？
选优
一 起 来 看 一 下
杂交育种与杂种优势的区别
通过有性生殖，使不同的优良性状组合到后
代的一个个体中，从而选育出优良品种的方法。
指基因型不同的个体杂交产生的杂交一代，
在适应能力等方面优于两个亲本的现象。
杂交育种
杂种优势
不同育种目的的杂交育种的基本步骤及特点
①培育杂合子品种——杂种优势的利用
在农业生产上，可以将杂种一代作为种子直接利用，如水稻、玉米等。
a．基本步骤：选取双亲P(♀、♂)→杂交→F1。
b．特点：高产、优质、抗性强，但种子只能种一年。
不同育种目的的杂交育种的基本步骤及特点
②培育纯合子品种
a．培育隐性纯合子品种的基本步骤
选取双亲P(♀、♂)→杂交→F1→自交→F2→选出表现型符合要求的个体种植推广。
b．培育双显纯合子或隐—显纯合子品种的基本步骤
选取双亲P(♀、♂)→杂交→F1→自交→F2→选出表现型符合要求的个体自交→F3→……→选出稳定遗传的个体推广种植。
c．特点：操作简单，但需要的时间较长。
1、杂交育种所依据的主要遗传学原理是：
A.基因突变； B.基因自由组合；
C.染色体交叉互换： D.染色体变异。
答 [ ]
B
随堂过关检测
两个纯种小麦杂交，一为高杆（D）抗病（T），另一为矮秆感病，这两对性状独立遗传，要培育矮秆抗病新品种，方法如下：
高杆抗病 X 矮秆感病→①→F1→②→F2→③→稳定遗传的矮秆抗病新品种
(1)这种育种方法叫（ ）育种，过程①叫（ ），过程②叫（ ）。
(2)过程③的处理方法是（ ）（3）F1的基因型是（ ），表现型是（ ）（ ，符合育种要求的基因型是（ ）。
随堂过关检测
杂交
杂交
自交
选择优良目的品种
DdTt
高杆抗病
ddTT
随堂过关检测
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.人工诱变育种 B.细胞工程育种
C.单倍体育种 D.杂交育种
D
试一试：动物的杂交育种方法
长立 长折 短立 短折
Bbee
BBee
BBee
Bbee
bbee
bbee
长折
短折
长折
长折
短折
Ｐ
Ｆ１
Ｆ２
F3
长折
短折
思考：要培育出一个能稳定遗传的动物品种至少要几代？
杂交
ⅹ
泌乳期可达305天，年产乳量可达6300kg以上。
！
注意
1、动物杂交育种中纯合子的获得
不能通过逐代自交，而应改为测交。

2、比植物杂交育种所需年限短。
缺点
优点
常用方法
依据原理
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。
基因重组
将不同个体的优良性状集中到一个个体上
育种时间长
思考与讨论
杂交育种不能创造新的基因。
替代方法
杂交育种所需时间要长
诱变育种
原理：
基因突变
方法：
物理方法(紫外线、α射线、失重等)或化学方法(亚硝酸、硫酸二乙酯等)处理植株，再选择符合要求的变异类型
应用:
①农作物新品种的培育，新品种具有抗病力强、产量高、品质好等优点。如“黑农五号”大豆，产量提高了16%，含油量比原来提高了2.5%。
诱变育种除了采用常规的诱变育种方法外，还采用太空育种。
太空育种主要是利用返回式卫星和高空气球能达到的高空环境，通过强辐射、微重力和高真空等条件使植物种子的基因发生基因突变的作物育种新技术。
我国已培育成功许多太空作物：
粒大
亩产最高达750kg
蛋白质含量增加8%-20%
生长期平均缩短10天
水稻产生这种变异的来源是_____ __，

产生变异的原因是_______ _。
基因突变
各种宇宙射线和失重的作用，使基因
的分子结构发生改变。
航天育种－－－水稻
随 堂 检 测
育种专家采用诱变育种的方法改良某些农作物
的原有性状，其原因是诱变育种(　　)
A．提高了后代的出苗率
B．提高了后代的遗传稳定性
C．产生的突变大多是有利的
D．能提高突变率以供育种选择
D
出苗率的大小是由种子胚的活性决定的
后代遗传稳定性是由DNA稳定性等决定的
因突变具有低频性
和多方向性等特点
2009年春节联欢晚会上，航天英雄们手捧经过太空育种的太空花，给全国人民拜年。下列相关叙述正确的是 ( )
A.培育太空花依据的基本原理是基因重组
B.太空育种一定会出现人类需要的新品种
C.太空花的性状是可以遗传的
D.可以从太空花的紫色花瓣中提取紫色蛋白用
作染料
C
随堂过关检测
在下列几种育种方法中，可以改变原有基因分子结构的育种方法是：
A、杂交育种 B、诱变育种
C、单倍体育种 D、多倍体育种
答案：[ ]
B
随堂过关检测
现代农业育种专家采用诱变育种的方法改良某些
农作物的原有性状，其原因是：
A、提高了后代的出苗率
B、产生的突变全部是有利的
C、提高了后代的稳定性
D、能提高突变率以供育种选择 答案：[ ]
D
随堂过关检测
60Co是典型的γ放射源，可用于作物诱变育种。我国运用这种方法培育出了许多农作物新品种，如棉花高产品种“鲁棉1号”，在我国自己培养的棉花品种中栽培面积最大。 γ射线处理后主要引起—————，从而产生可遗传的变异。除γ射线外，用于诱变育种的其他物理诱变因素还有———、——————和————————。
基因突变
x射线
紫外线
激光
随堂过关检测
当神舟六号航天飞船搭载着两位英雄宇航员成功返航时，一些特殊的乘客也回到了地球。他们是一些：生物菌种、植物组培苗和作物、植物、花卉种子等。在太空周游了115小时32分钟，返回地球后，搭载单位的科研人员将继续对它们进行有关试验。
回答：
（1）作物种子从太空返回地面后种植，往往能出现新的变异特征。这种变异的来源主要是植物种子经太空中的 辐射后，其 发生变异。请预测可能产生的新的变异对人类是否有益? ，你判断的理由是________________。
（2）试举出这种育种方法的优点：
。
宇宙射线等
基因
不一定
基因突变是不定向的
变异频率高，大幅度改良某些性状
小试身手！
2、用于微生物育种：
1943年20单位/mL
2000年 5万～6万单位/mL
紫外线、X光等
阶 段 小 结：
选择育种
杂交育种
诱变育种
特点：在自然产生的变异中选择
局限：不能把位于两个品种的优良性状集 于一身
主要优点：有目的地把位于两个品种的优
良性状集于一身
局限：不能产生新的基因
主要优点：能产生新基因
局限：该方法具有一定的盲目性
均不能实行种间的基因交流
将具有不同
优良性状的
两亲本杂交
用物理或化学
的方法处理萌发的种子或幼苗
花药离体培养；诱导染色体加倍
用秋水仙素
处理萌发的
种子或幼苗
使位于不同个体的优良性状集中于一个个体上
提高变异频率加速育种进程
明显缩短
育种年限
器官大型，
营养含量高
育种时间长
有利变异少需大量处理供试材料
技术复杂，需与杂交育种和多倍体育种配合
只适用于植物
基因突变
染色体组
成倍减少
染色体组
成倍增加
基因重组
培育矮抗小麦
培育青霉
素高产菌株
三倍体无子
西瓜的培育
培育矮抗小麦
几种主要育种方法的比较
下列实例所依据的原理分别是 （ ）
①我国著名育种专家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻品种②二倍体植株的花药离体培养，并用秋水仙素处，使之成为纯合子③乘宇宙飞船上过太空的辣椒种子结出的果实较平常的大 一倍以上
A.基因重组、基因突变、染色体变异
B.基因突变、基因重组、染色体变异
C.基因突变、染色体变异、基因重组
D.基因重组、染色体变异、基因突变
D
随堂过关检测
考 点 自 测
（益阳模拟）可获得无子西瓜、青霉素高
产菌株、矮秆抗病小麦和无子番茄的方法分别
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
B
【典例1】(双选)下图是利用某农作物品种
)
①和品种②培育作物新品种的几种方法,下列叙述正确的是

[答案]CD


A．③与⑥是同一个物种

B．过程Ⅵ需要限制酶和 DNA 聚合酶两种工具酶

C．过程Ⅴ使用的药剂作用于有丝分裂的前期

D．过程Ⅶ产生的变异具有不定向性
►考点对应练
1．下图中甲、乙表示水稻的两个品种，A、a 和 B、b 表示分
别位于两对同源染色体上的两对等位基因，①～⑦表示培育水稻
新品种的过程，则下列说法错误的是 (
)
C
A．①②过程所依据的遗传学原理是基因重组
B．③④过程常用的方法是花药离体培养法
C．通过③⑥过程培育新品种的优点是操作简便
D．⑦过程可用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
解析：③⑥是单倍体育种，能缩短育种时间，但操作复杂。
如图是植物育种方式的简要概括图，请据图回答：
典 例 师 说
如图是植物育种方式的简要概括图，请据图回答：
①→④表示的育种方法称为________，这种育种方式
的目的是_________________________________.
杂交育种
将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起
如图是植物育种方式的简要概括图，请据图回答：
同上述①→④育种方式比较，①→⑤→⑧育种方式的优
越性主要表现在______________。
明显缩短育种年限
如图是植物育种方式的简要概括图，请据图回答：
⑨方法所运用的原理是________________。
过程⑪常用__________________处理萌发的种子或幼苗。
基因突变
秋水仙素(或低温)
如图是植物育种方式的简要概括图，请据图回答：
过程⑬使用的生物技术是______________，该育种方
式的最大优点是______________________________
转基因技术
按照人们的意愿直接定向
改变生物性状(目的性强、
育种周期短、克服远缘杂
交不亲和的障碍)
为提高农作物的单产量，获得早熟、抗倒伏、抗病等性状，科学工作者往往要采取多种育种方法来培育符合农民要求的新品种，请根据下面提供的材料，每小组设计一套育种方案：
已有的材料：A小麦的高秆（显性）抗锈病（显性）纯种，B小麦的矮秆不抗锈病纯种，C水稻的迟熟种子 非生物材料：根据需要自选
（1）育种名称： （2）所选择的生物材料： （3）希望得到的结果： （4）预计产生这种结果的（所需类型）的几率（5）写出育种的简要过程（可用图解） （6）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。
生物材料：A小麦的高秆（显性）抗锈病（显性）纯种，B小 麦的矮秆不抗锈病纯种，C水稻的迟熟种子 非生物材料：根据需要自选
方案2：
（1）育种名称：单倍体育种
（2）所选择的生物材料：A、B。
（3）希望得到的结果：矮秆抗锈病。
（4）预计产生这种结果的（所需类型）的几率：1/4。
（5）写出育种的简要过程（可用图解）
高抗ⅹ矮病 F1高抗
F1花药离体培养 单倍体植株，再经秋水仙素处理，染色体加倍成为纯合的高抗、矮抗、高病、矮病植株。
（6）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。
挑选矮秆抗锈病的植株即可。
方案3：
（1）育种名称：诱变育种
（2）所选择的生物材料：C。
（3）希望得到的结果：早熟水稻。
（4）预计产生这种结果的（所需类型）的几率：极低或不出现。
（5）写出育种的简要过程（可用图解）
用射线、激光照射或秋水仙素等化学试剂处理（或用太空飞船搭载）水稻，使之产生基因突变。
（6）简答选择能稳定遗传的新品种的方法。
将处理的水稻种植下去，进行观察，选择矮秆抗倒伏的水稻，并纯化。
2．(2011 年肇庆二模)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，最简捷的方法为(
)
B
A．单倍体育种
B．杂交育种
C．人工诱变育种
D．细胞育种工程
解析：单倍体育种是最快，杂交育种才是最简捷的。
3．(2011 年广东联考)某科技活动小组将基因型为 AaBb 的
水稻植株的花粉按下图所示的程序进行实验，相关叙述错误的
是(
)
A．在花粉形成过程中发生了等位基因分离，非同源染色
体上的非等位基因自由组合
B．花粉通过组织培养形成的植株 A 为单倍体，其特点之
一是高度不育
C．秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成，使细胞内的染
色体数目加倍
D．植株 B 均为纯种，植株 B 群体中不发生性状分离
交配的后代会发生性状分离。
答案：D
解析：植株B 均为纯种，但有不同的纯合子，B 群体自由
4．(2012 年惠州三调·双选)下列关于育种的叙述中，正确
的是(
)
BC
A．诱变育种和杂交育种均可形成新的基因
B．单倍体育种与多倍体育种的原理是一样的
C．用茎尖组织培养技术可获得脱毒草莓
D．基因工程育种的原理是基因突变
解析：只有诱变育种能形成新的基因；基因工程育种的原
理是基因重组。
5．(2012 年茂名一模)已知水稻的光效(光能利用效率)由一对

基因(A、a)控制，抗病性由另一对基因(B、b)控制，两对基因独立

遗传。高光效抗病水稻的育种方案如下，请回答下列问题。
(1)水稻的低光效与高光效这对相对性状中，_______是显
性性状，而甲的基因型为_______________________________。
低光效
AABB 或AAbb(写出其中一种即可)
(2)假设辐射处理后得到一株水稻，检测突变基因转录出的
mRNA，发现第二个密码子中的一个碱基发生替换，该水稻的
光能利用效率一定提高吗？______，原因是_________________
___________________________________________。
(3)若用乙培育高光效抗病水稻新品种，为了提高其在子代
中的比例，应采用的育种方法是_____________，其比例为____。
密码子具有简并性
不一定
(或一种氨基酸可以由几个不同的密码子来决定)
单倍体育种
1/2
(4)若下图为一株水稻(Aa)减数分裂过程中的一个细胞，同
一条染色体两条姐妹染色单体的同一位点上的基因分别是 A 和
a ，造成这种结果可能的原因有__________________________
____________________。若要使水稻的高光效基因在玉米植株
中表达，从理论上讲常用的育种方法是_________。
基因工程
基因突变或同源染色体的非姐
妹染色单体交叉互换
自行复习基因工程