高中生物 第四章 第二节 生物变异在生产上的应用 第二课时学案 浙科版必修2

第2课时单倍体育种和多倍体育种学习目标重点难点1.能记住并会分析单倍体和多倍体的特点。2.能举例说出单倍体育种机理和过程。3.能说出多倍体育种的机理和过程。重点：单倍体育种的程序。难点：单倍体育种和花药离体培养的比较。一、单倍体育种1单倍体的特点：植株小而弱，且高度不育。2单倍体育种：利用单倍体作为中间环节，生产具有优良性状的可育纯合子的方法。3原理：染色体畸变。4方法：用常规杂交方法获得F1，取F1的花药进行离体培养，获得单倍体幼苗，再用秋水仙素处理单倍体幼苗，获得纯合植株，从中筛选出符合要求的性状。5优点：明显缩短育种年限；能排除显隐性干扰，提高效率。6缺点：技术要求高，需与杂交育种结合，其中的花药离体培养过程需要组织培养技术手段的支持，多限于植物。预习交流1由八倍体小黑麦的花粉培养而成的植物是几倍体？答案：是单倍体。八倍体小黑麦的体细胞中有8个染色体组，花粉实际就是雄配子，有4个染色体组，用八倍体小黑麦的花粉离体培养成的植株体细胞内有4个染色体组，但这个个体是由雄配子直接发育而来的，未经过受精作用，所以不能称为四倍体，而只能称为单倍体。由配子未经受精作用直接发育而来的，不管其细胞中有多少个染色体组，都称为单倍体。2单倍体育种的最终结果是得到单倍体吗？答案：不是。是先得到单倍体幼苗，再用秋水仙素处理，得到正常的植株。二、多倍体育种1多倍体的特点（1）多倍体细胞比较大，茎秆粗壮，叶片、果实、种子也比较大。（2）细胞中有机物（如糖类、蛋白质）含量高、抗逆性强。（3）发育迟缓，结实率低。2多倍体形成的原因由于受到外界环境条件或内部因素的干扰，纺锤体的形成受到破坏，从而使细胞内染色体数目加倍，染色体数目加倍的细胞继续进行正常的有丝分裂，即可发育为多倍体植株。3人工诱导多倍体育种（1）常用方法：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。（2）作用机理：抑制纺锤体的形成。（3）实例：无籽西瓜的培育。4原理染色体畸变。5优点培育出器官大型、营养物质丰富的新品种。6缺点发育延迟，结实率低；一般用于植物育种。预习交流在人工诱导多倍体的形成过程中，秋水仙素的作用发生在什么时候？答案：秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成，发生在有丝分裂或减数分裂的前期。一、单倍体育种1什么是单倍体？试举一例。答案：体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。如雄蜂。2单倍体植株与正常植株相比，有何不同？答案：单倍体植株小而弱，且高度不育。3单倍体育种中，如何得到单倍体？答案：取相应的花药进行离体培养，即可获得单倍体植株。4单倍体高度不育，为什么还能进行育种？答案：单倍体高度不育，但用秋水仙素处理后，使染色体数目加倍，就可育了。用纯种的高秆（D）、抗锈病（T）小麦与矮秆（d）、易染锈病（t）小麦培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法如下：高秆抗锈病矮秆易染锈病F1dT配子幼苗符合要求的品种（1）过程A叫做_。（2）F1的基因型是_。（3）过程B叫做_。（4）过程C叫做_。（5）过程D为_。（6）符合要求的品种的基因型是_。（7）这种育种方法叫做_，与常规的杂交育种方法相比，明显地缩短了育种的_。答案：（1）杂交（2）DdTt（3）减数分裂（4）花药离体培养（5）用秋水仙素处理（6）ddTT（7）单倍体育种年限1单倍体育种的程序（1）用常规方法获得杂种F1。（2）将F1的花药放在人工培养基上进行离体培养，花粉细胞经多次分裂形成愈伤组织，诱导愈伤组织分化为单倍体幼苗。（3）用秋水仙素处理单倍体幼苗，染色体数目加倍后成为可育的纯合植株。2杂交育种与单倍体育种的比较（1）依据原理不同：杂交育种的原理是基因重组，单倍体育种的原理是染色体畸变。（2）育种进程不同：杂交育种慢，单倍体育种快。（3）都用杂交的方法但目的不同：杂交育种中的杂交是为了选育性状，单倍体育种中的杂交是为了选择配子。二、多倍体育种1什么是多倍体？答案：体细胞中所含染色体组数超过两个的生物。2多倍体植株与正常植株相比，有何不同？答案：多倍体植株茎秆粗壮，叶片、果实、种子也比较大、抗逆性强。但发育迟缓，结实率低。细胞中糖类、蛋白质等有机物含量高。3人工诱导多倍体的方法有哪些？目前效果好的方法是什么？答案：人工诱导多倍体的方法是用物理、化学方法来诱导。目前效果较好的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。4在培育无籽西瓜的时候，第一年应如何操作？答案：用秋水仙素处理二倍体西瓜的幼苗，得到四倍体，将它作为母本，以二倍体西瓜作为父本，进行杂交。5第一年得到的西瓜是几倍体？答案：第一年得到的西瓜，瓜皮、瓜瓤、种皮都是四倍体，种子里面的胚是三倍体。6第二年如何操作？答案：把第一年得到的三倍体西瓜种子种下去，作为母本，开花后，授以二倍体西瓜的花粉。7第二年结的西瓜为什么没有种子？答案：三倍体植株不能产生正常的配子，因为三倍体的细胞在减数分裂时联会紊乱。没有正常的配子，就不能进行受精作用，就不会产生种子。关于多倍体的叙述，正确的是（）。A植物多倍体不能产生可育的配子B八倍体小黑麦是用基因工程技术创造的新物种C二倍体植株用秋水仙素加倍为四倍体后，营养物质的成分必然增加D多倍体育种多用于植物答案：D解析：大部分的多倍体植物（如四倍体）能产生可育的配子；八倍体小黑麦的培育属于多倍体育种；二倍体植株加倍为四倍体后，营养物质的含量有所增加，但种类并没有增加；动物中多倍体很少，而植物中由于低温等环境因素的影响，多倍体较为常见。1三倍体西瓜的培育程序2单倍体育种与多倍体育种的比较项目多倍体育种单倍体育种原理染色体数目以染色体组的形式成倍增加染色体数目以染色体组的形式成倍减少，再加倍后获得纯种常用方法秋水仙素处理萌发的种子或幼苗（或低温诱导植物染色体数目加倍）花药离体培养，然后进行人工诱导染色体加倍，形成纯合子优点提高产量和营养含量明显缩短育种年限缺点适用于植物，发育延迟，结实率低技术复杂，需与杂交育种配合1为解决二倍体普通牡蛎在夏季因产卵而出现肉质下降的问题，人们培育出三倍体牡蛎。利用普通牡蛎培育三倍体牡蛎合理的方法是（）。A利用水压抑制受精卵的第一次卵裂，然后培育形成新个体B用被射线破坏了细胞核的精子刺激卵细胞，然后培育形成新个体C将早期胚胎细胞的细胞核植入去核卵细胞中，然后培育形成新个体D用化学试剂阻止受精后的次级卵母细胞释放极体，然后培育形成新个体答案：D解析：本题考查多倍体育种方法的操作，抑制第一次卵裂导致染色体加倍，培育而成的个体为四倍体，A项错误；用射线破坏了细胞核的精子刺激卵细胞，然后形成的新个体为单倍体，B项错误；C项利用移植方法获得的个体为二倍体，C项错误；极体中含有一个染色体组，受精卵含有两个染色体组，含有极体的受精卵中含有三个染色体组，发育而成的个体为三倍体，D项正确。2四倍体水稻是重要的粮食作物，下列有关水稻的说法正确的是（）。A四倍体水稻的配子形成的子代含两个染色体组，是二倍体B二倍体水稻经过秋水仙素加倍后可以得到四倍体植株，表现为早熟、粒多等性状C三倍体水稻的花粉经离体培养，可得到单倍体水稻，稻穗、米粒变小D单倍体水稻是由配子不经过受精直接形成的新个体，是迅速获得纯合子的重要方法答案：D解析：所有配子不经过受精形成的新个体都是单倍体（无论含有几个染色体组），所以四倍体水稻的配子形成的子代虽然含有两个染色体组，但仍然是单倍体。二倍体水稻经秋水仙素处理，染色体数目加倍，得到四倍体水稻，多倍体植株的特点是其种子粒大，子粒数目减少，发育周期延长，表现为晚熟。三倍体水稻高度不育，不能形成正常配子，所以无法形成单倍体。3多倍体是指具有3个或3个以上完整染色体组的生物体。自1937年布莱克斯和埃弗里采用曼陀罗等植物发现用秋水仙素诱导多倍体的方法以来，植物倍性育种已取得了巨大进展。下列有关多倍体形成途径的相关叙述中，错误的是（）。A通过基因工程技术可获得高产、稳产和具有优良品质的多倍体农作物B生殖细胞减数分裂不正常，使染色体不减半，形成2n配子，这样的配子经受精作用可形成多倍体植株C同种或异种植物的原生质体融合成为杂种细胞，杂种细胞形成愈伤组织，进一步分化形成多倍体植株D合子或分生组织细胞内的染色体加倍形成多倍体细胞，能够发育成多倍体植株答案：A解析：通过多倍体育种可获得高产、稳产和具有优良品质的多倍体农作物，不是基因工程技术。4用四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交所得的子一代植株开花后，经适当处理，则（）。A能产生正常配子，结出种子B结出的果实为五倍体C能产生正常配子，可形成无籽西瓜D结出的果实为三倍体答案：D5图示由两个水稻品种分别培育出三个品种的过程，下列叙述正确的是（）。A步骤中通常使用花药离体培养法B步骤中通常用物理或化学的方法进行诱变育种C由经步骤、培育出的方法属于多倍体育种D由和经步骤、培育出，育种时间最短答案：A解析：由经到为单倍体育种，也是时间最短的育种方法，所以步骤通常使用花药离体培养法，A正确；步骤常用秋水仙素（化学方法）或低温处理（物理方法）是正确的，但由经步骤到为多倍体育种而不是诱变育种，所以B选项错误；由和经步骤、培育出属于杂交育种，育种时间较长。6马铃薯的抗病对不抗病为显性（Ss），黄肉对白肉为显性（Bb）。两对基因位于两对同源染色体上。现有甲（SSbb）和乙（ssBB）两个品种，回答相关问题。（1）这两对基因的遗传符合基因的_定律。（2）用甲、乙两个品种杂交得到F1，F1自交所得的F2中抗病黄肉占_，抗病黄肉中的纯种占_。（3）有人想获得三倍体的马铃薯SSsBBb新品种，需要培育出ssbb和SSSSBBBB两个亲本。请写出培育SSSSBBBB的方法。（4）得到的新品种SSsBBb是三倍体，不能进行_生殖，所以生产上要进行_生殖。（5）为了获得新性状 ，还可以把马铃薯送入太空进行育种，这种方法叫_。答案：（1）自由组合（2）（3）用甲、乙两个品种杂交得到F1，F1自交得的F2中取抗病黄肉个体连续自交，得到SSBB的纯种，把SSBB的幼苗或萌发的种子用秋水仙素处理即可得到SSSSBBBB。（答案合理即可）（4）有性无性（营养）（5）诱变育种解析：（1）这两对等位基因位于两对同源染色体上，遗传方式符合基因的自由组合定律。（2）甲、乙两个品种杂交得到F1，其基因型为SsBb，F1自交所得F2有4种表现型，双显的抗病黄肉个体占（），其中纯合子占（）。（3）要想获得SSSSBBBB亲本，必须在得到SSBB的个体后用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。要得到SSBB的个体可以让甲、乙两个品种杂交得到F1，F1自交得到的F2中取抗病黄肉个体连续自交从中选择能稳定遗传的SSBB的个体。（4）三倍体个体在减数分裂的过程中染色体联会紊乱，所以不能进行有性生殖，但可以利用无性生殖的方式繁殖。6