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一、杂交育种

基因突变、染色体变异与生物进化 · 高一
先确认一下:这一关能不能学
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 利用基因重组原理,将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起,再经选择和培育获得新品种的方法。

从哪来 它建立在二、两定律的细胞学基础之上。只有理解了减数分裂过程中非同源染色体的自由组合以及同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换,才能从细胞学层面解释为何杂交能产生新的性状组合(基因重组)。

为什么 生物体的性状由基因控制。单一品种往往存在“优点与缺点并存”的情况(如高产但易感病)。杂交育种的本质是打破原有的基因连锁关系,通过减数分裂产生配子时的基因重组,使控制不同优良性状的基因组合到同一个体中。随后通过多代自交和筛选,利用基因的分离定律,使目标性状在后代中稳定遗传(纯合化),从而获得兼具双亲优点的新品种。

适合:逻辑推理型、喜欢抽象思维的学生** **讲法:数学概率推导法** 1. **设定模型
假设亲本为 AABB(高产抗病)和 aabb(低产感病),目标为 AAbb(高产感病,假设抗病为隐性,此处需根据具体题目调整,通常抗病为显性A,感病为隐性a,目标为AAbb或AABb等,以AABB x aabb -> AaBb为例,目标为AAbb)。 2. 核心逻辑:杂交育种的核心不是“创造新基因”,而是“重新洗牌”。 3. 推导过程: * P: AABB × aabb → F1: AaBb (表现型统一,但基因型杂合)。 * F1 自交 → F2: 出现 9:3:3:1 的性状分离比。 * 关键点:在 F2 中,我们找到了目标性状(如 A_bb)。 * 难点突破:F2 中的 A_bb 包含 AAbb 和 AaBb 两种基因型。如何区分? * 策略:让 F2 中的目标个体连续自交。 * 原理:AaBb 自交后代会出现性状分离(出现非目标性状),而 AAbb 自交后代全为目标性状。 * 结论:通过“自交→筛选→再自交→再筛选”,直到后代不再发生性状分离,即为纯合子。 4. 总结:杂交育种 = 基因重组(产生多样性) + 自然选择/人工选择(定向筛选) + 连续自交(纯化)。
适合:形象思维型、喜欢生活类比的学生** **讲法:扑克牌洗牌类比法** 1. **类比
把基因比作扑克牌。亲本1手里全是“红桃A”(优良性状1),亲本2手里全是“黑桃K”(优良性状2)。 2. 杂交(洗牌):把两副牌混在一起洗(减数分裂形成配子),然后发牌(受精)。F1 代每个人手里都有一张红桃A和一张黑桃K(AaBb),看起来都一样,但内部组合已经乱了。 3. 自交(重新发牌):让 F1 代的人互相“交换”手里的牌并重新组合(减数分裂+受精)。这时候,有人可能拿到“红桃A+红桃A”(目标),有人拿到“红桃A+黑桃K”,有人拿到“黑桃K+黑桃K”。 4. 筛选(挑牌):我们只留下拿到“红桃A+红桃A”的人。但是,你怎么知道他是“红桃A+红桃A”还是“红桃A+红桃A的变种”? 5. 验证(再洗一次):让留下的人再洗一次牌。如果洗完后,所有人都还是“红桃A+红桃A”,说明他是纯的(纯合子)。如果洗完后出现了“黑桃K”,说明他之前是杂合的,淘汰。 6. 结论:杂交育种就是不断洗牌(自交)和挑牌(选择)的过程,直到牌面稳定不变。
适合:应试型、需要快速记忆解题套路的学生** **讲法:解题流程图记忆法** 1. **第一步:写亲本**。明确双亲基因型,确定目标性状对应的基因型。 2. **第二步:杂交得 F1**。F1 基因型为双杂合(如 AaBb),表现型一致。 3. **第三步:F1 自交得 F2**。F2 出现性状分离,**此时选出目标表现型**。 4. **第四步:连续自交**。这是最易错点。必须强调:**F2 选出的目标个体中,既有纯合子也有杂合子**。 5. **第五步:判断终点**。当某一代自交后代**不再发生性状分离**时,该个体即为所需纯合子,可留种推广。 6. **口诀
杂交、自交、选优、再自交、直到不分离。
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练一道
基础题
已知小麦的高秆(D)对矮秆(d)为显性,抗锈病(T)对易染锈病(t)为显性。现有高秆抗病(DDTT)和矮秆易染病(ddtt)两个品种,欲培育出矮秆抗病(ddTT)的新品种。请简述育种过程。
变式
若上述育种过程中,F2 代中矮秆抗病植株占 1/16。若从 F2 代中随机选取一株矮秆抗病植株进行自交,其子代中出现易染锈病植株的概率是多少?
看解答过程
1. 杂交:DDTT × ddtt → F1: DdTt(高秆抗病)。 2. 自交:F1 (DdTt) 自交 → F2。 3. 筛选:在 F2 中选出表现型为矮秆抗病的个体(基因型为 ddTT 或 ddTt)。 4. 纯化:将选出的矮秆抗病个体连续自交。 5. 鉴定:观察后代是否发生性状分离。若某株后代全为矮秆抗病,则该株为 ddTT,即为所需品种。
试试手自己判
检测题
用纯合高秆抗病(AABB)和纯合矮秆易染病(aabb)小麦杂交,F1 自交得 F2。在 F2 中选出矮秆抗病(aaB_)植株,让其自交。若某株 F2 植株自交后代中,矮秆抗病 : 矮秆易染病 = 3 : 1,则该株 F2 植株的基因型是?
看答案和判分标准
答案:aaBb
判对标准:
学生能写出基因型 aaBb 为正确。
* 若学生回答 aaBB,错误(因为 aaBB 自交后代全为抗病,不会分离)。
* 若学生回答 AaBb,错误(因为题目限定 F2 选出的植株表现为矮秆,即 aa)。
* 关键判据:学生是否理解“3:1 的分离比”意味着亲本是杂合子(Bb),且另一对基因是纯合隐性(aa,因为表现型为矮秆)。
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