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人教版 (新课标)必修2《遗传与进化》第1节 杂交育种与诱变育种课文配套课件ppt
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这是一份人教版 (新课标)必修2《遗传与进化》第1节 杂交育种与诱变育种课文配套课件ppt，共36页。PPT课件主要包含了杂交育种，优良性状，选择和培育，基因重组，不发生性状分离，杂交育种的类型，诱变育种，基因突变，物理因素，化学因素等内容，欢迎下载使用。
课程标准搜集生物变异在育种上应用的事例。课标解读1．简述杂交育种的概念和基本原理。2．举例说明杂交育种方法的优点和不足，说出诱变育种 在生产中的应用。3．讨论遗传和变异规律在生产实践中的应用。
将两个或多个品种的_________通过交配集中在一起，再经过___________，获得新品种的方法。_________。
3．过程(以高产抗病小麦品种的选育为例) 亲代 高产、不抗病×低产、抗病 杂种第一代 高产、抗病(均为显性性状) ⊗ 第二代 选出___________个体 连续⊗ 选出_______________的所有高产、抗病个体 新的优良品种
(1)农业生产：改良作物品质，提高农作物单位面积产量。(2)家畜、家禽的育种，如引进优质种牛与本地品种杂交，可培育出优良的品种。提示 只适用于进行有性生殖的生物。
[思维激活1] 杂交育种适用于哪些生物？
(1)方法：植物杂交育种中纯合子的获得不能通过测交，只能通过逐代自交的方法获得；而动物杂交育种中纯合子的获得一般不通过逐代自交，而通过测交的方法进行确认后而获得。(2)实例：现有基因型为BBEE和bbee的两种植物或动物，欲培育基因型为BBee的植物或动物品种，育种过程用遗传图解表示如下：
2．动、植物杂交育种的区别
A．自留种子发芽率低B．杂交种都具有杂种优势C．自留种子容易患病虫害D．杂交种的有性繁殖后代会发生性状分离解析 玉米杂交种为杂合子，具有杂种优势，但其自交后代会发生性状分离而影响产量。答案 D
【巩固1】 杂交玉米的种植面积越来越广，农民需要每年购买 玉米杂交种。不能自留种子来年再种的原因是 ( )。
1．原理 _________。2．概念
⇒处理生物，使生物发生________。
3．优点 可提高_______。
(1)农作物育种，如“黑农五号”大豆品种。(2)微生物育种，如高产青霉菌的选育。提示 与杂交育种相比，它不仅能应用于进行有性生殖的生物，也可应用于进行无性生殖的生物，常应用于植物和微生物。(2)实验材料的选择应注意什么？提示 由于基因突变发生在DNA复制时期，所以应选用正在分裂的细胞或组织，如萌发的种子、生长旺盛的植物等。
[思维激活2] (1)诱变育种适用于哪些生物？
(1)如果发生显性突变，在二倍体生物中通常第一代便会表现出来，但并不都是纯合子。特别是在异花受粉的植物中，还必须经过两次自交到第三代才能得到稳定遗传的纯合突变类型。(2)如果发生的是隐性突变，在自花受粉植物中只需要通过自交繁殖，到第二代便会有纯合的隐性突变体分离出来，虽然数目较少，但是一经出现便可选择应用。
1．显性突变和隐性突变在育种中的应用
2．杂交育种和诱变育种的比较
A．太空育种的原理主要为基因突变B．太空条件下产生的变异是不定向的C．太空育种可以缩短育种周期，但从太空搭载回来以 后，在地面上要进行不少于四代的培育，才可能培育 出优良品种D．不可能发生染色体变异产生新的物种类型解析 种子在萌发时要进行有丝分裂，在有丝分裂过程中可能会发生染色体变异和基因突变。答案 D
【巩固2】 太空育种是将农作物种子搭载于返回式地面卫星上，借助于太空超真空、微重力及宇宙射线等地面无法模拟的环境，使种子发生变异，从而选择出对人类有益的物种类型。下列有关叙述不正确的是 ( )。
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解析 诱变育种就是在人为条件下，使控制生物性状的基因发生改变，然后从突变中选择人们所需的优良品种。而基因突变具有低频性和多方向性等特点，因此，只有通过人工方法来提高突变频率产生更多的变异，才能从中获取有利性状。而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。答案 D
【巩固3】 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 ( )。
(1)这种过程叫________育种，过程a叫________，过程b叫________。(2)过程c的处理方法是_____________________________。
【例1】 有两个纯种小麦，一为高秆(D)抗锈病(T)，另一为矮秆(d)不抗锈病(t)。这两对性状独立遗传，现要培育矮秆抗锈病的新品种，过程如下：
(3)F1的基因型是________，表现型是________，矮秆抗锈病新品种的基因型应是________。思维导图：深度剖析 过程a叫做杂交，产生的F1基因型为DdTt，表现型为高秆抗锈病。过程b叫做自交，目的是获取表现型为矮秆抗锈病的小麦品种(ddT_)，因为此过程所得后代会发生性状分离，所以要想得到稳定遗传的矮秆抗锈病植株必须经过c，即筛选和连续自交，直至后代无性状分离。
答案 (1)杂交 杂交 自交 (2)筛选和连续自交，直至选出能够稳定遗传的矮秆抗锈病新品种 (3)DdTt 高秆抗锈病 ddTT归纳提升 (1)进行杂交育种的个体一定是进行有性生殖的个体，只进行无性生殖的个体无法通过杂交育种培育新品种。(2)培育目标不同，操作过程不同。
【例2】 1943年，青霉素产量只有20单位/mL，产量很低，不能满足要求。后来科学家用X射线、紫外线等照射青霉菌，结果大部分青霉菌死亡，少量生存下来。在存活下来的青霉菌中，青霉素的产量存在很大差异，其中有的青霉菌产生的青霉素的量提高了几百倍(最高达到60 000单位/mL)，从而选育出了高产青霉菌株。根据以上材料回答下列问题：
(1)用射线照射青霉菌株，目的是诱发青霉菌发生________。(2)从分子水平看，发生上述变化的根本原因是________的结构发生了变化。
(3)存活下来的青霉菌产生的青霉素的量存在着很大的差异，这说明________________________。(4)上述育种方式叫________育种，所获得的高产青霉菌株的青霉素产量提高了几百甚至几千倍，这说明这种育种方式的优点是________________________________________ ________________________________________________。思维导图：
深度剖析 用射线照射青霉菌株，目的是诱发青霉菌发生基因突变，由于突变具有不定向性，产生的后代有产量高的、有产量低的，但大部分青霉菌还是保持原有的产量水平；对少量的高产菌株做进一步选育，即可得到所需品种。答案 (1)基因突变 (2)DNA分子 (3)突变是不定向的 (4)诱变 能提高变异频率，加速育种进程，并能大幅度改良某些性状归纳提升 由于基因突变的不定向性、低频性，在诱变育种过程中，符合人们需要的变异性状往往很少或没有，因此可通过增加诱变的次数或增加供试验的材料来达到目的。
通过改变生物的遗传物质产生各种各样的变异类型，从众多的不同变异类型中选择符合人类需求的新品种。(1)在所有育种方式中，最简便、常规的育种方法——杂交育种。(2)将两亲本的不同优良性状集中于同一生物体上，可利用杂交育种，亦可利用单倍体育种。
———生物育种的思路和方法选择———
1．生物育种的基本思路
(3)要求快速育种，运用单倍体育种。(4)要求大幅度改良某一品种，使之产生前所未有的性状，可利用诱变育种和杂交育种相结合的方法。(5)要求提高品种产量，提高营养物质含量，可运用多倍体育种。
从事玉米研究的遗传学家有3个纯种品系，其基因型分别是甲：aaBBCC，乙：AAbbCC，丙：AABBcc，其中基因a、b、c所决定的性状会提高玉米的市场价值，请回答下列问题：(假定三对基因是独立分配的，玉米可以自交和杂交)(1)获得aabbcc个体的杂交方案有多种，请写出其中简便有效的杂交方案。(如果用遗传图解表示，要有简要说明)(2)此杂交育种方案中，aabbcc表现型个体出现时的概率是________。
解析 玉米为二倍体，一般为异株传粉(有性生殖、杂交)，其杂交种常表现出杂种优势。二倍体玉米产生的单倍体、三倍体是不能进行有性生殖的，四倍体(多倍体)一般发育延迟，结实率低，故只有D项正确。答案 D
1．某地区一些玉米植株比一般玉米植株早熟、生长整齐而健壮，果穗大、子粒多，因此这些植株可能是 ( )。 A．单倍体 B．三倍体 C．四倍体 D．杂交种
A．染色体变异 B．基因重组C．自然突变 D．人工诱变解析 细菌进行无性生殖，在生殖过程中不进行减数分裂，因而细菌的变异不可能是由于基因重组引起的。染色体变异引起的生物变异，可以改变生物个体的基因含量、基因的相互关系，但不会产生新的基因，进而不会表现出全新的性状，而且细菌是原核生物，无染色体。在紫外线的作用下，基因内部的碱基种类、数量或排列顺序发生改变，产生新的基因，控制合成新的蛋白质，表现出新的性状。本题是在人工条件下进行，属于人工诱变。答案 D
2．用紫外线照射红色细菌的培养液，几天后，出现了一个白色菌落，把这个白色菌落转移培养，长出的菌落全部是白色的，这是因为 ( )。
A．杂交育种 B．单倍体育种C．多倍体育种 D．诱变育种解析 导致基因结构改变的是基因突变，选项中只有诱变育种的原理是基因突变。答案 D
3．通过改变原有基因结构而导致新品种出现的方法是 ( )。
A．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B．英国科学家利用细胞核移植技术克隆出小绵羊C．二倍体植株的花药离体培养，并用秋水仙素处理，使 之成为纯合子D．乘宇宙飞船上过太空的辣椒种子结出的果实较平常的 大一倍以上解析 通过有性生殖，控制不同性状的基因可以重新组合，杂交可以导致基因重组。克隆属于无性生殖，不能产生基因重组。通过花药离体培养技术培育优良品种属于染色体变异。辣椒种子经过宇宙射线处理后选育优良品种属于基因突变。答案 A
4．下列实例中依据基因重组原理的是( )。
①能大幅度改良某些性状 ②能形成新基因 ③能形成新基因型 ④一般对个体生存有利A．①② B．①③ C．②③ D．②④解析 本题考查诱变育种的优点。诱变育种依据的原理是基因突变，基因突变能产生新的基因，能大幅度改良某些性状。答案 A
5．诱变育种与杂交育种的不同之处是 ( )。
(1)从对该种除草剂敏感的二倍体水稻植株上取花药离体培养，诱导成________幼苗。(2)用γ射线照射上述幼苗，目的是________；然后用该除草剂喷洒其幼叶，结果大部分叶片变黄，仅有个别幼叶的小片组织保持绿色，表明这部分组织具有________。(3)取该部分绿色组织再进行组织培养，诱导植株再生后，用秋水仙素处理幼苗，使染色体______获得纯合______，移栽到大田后，在苗期喷洒该除草剂鉴定其抗性。
6．为快速培育出抗某种除草剂的水稻，育种工作者综合应用 了多种育种方法，过程如下：
(4)对抗性的遗传基础做进一步研究，可以选用抗性植株与________杂交，如果________，表明抗性是隐性性状。F1自交，若F2的性状分离比为15(敏感)∶1(抗性)，初步推测______________________。解析 (1)经花药离体培养所获得的幼苗为单倍体。(2)诱发基因突变的因素有物理因素(辐射)、化学因素和生物因素，用γ射线照射，属于用物理因素诱发基因突变。(3)用秋水仙素处理幼苗，可抑制纺锤体形成而使染色体加倍。(4)显隐性判断常用两种方法：①若一对相对性状的亲本杂交，子代只表现出双亲之一的性状，则子代所表现的亲本性状为显性性状：②具有某一性状的个体自交，若后代出现性状分离．则亲本
性状为显性性状。F1自交，F2中出现的15(敏感)∶1(抗性)是由9∶3∶3∶1演变而来的，证明F1为双杂合子。敏感和抗性这一相对性状是由位于非同源染色体上的两对非等位基因控制的。答案 (1)单倍体 (2)诱发基因突变 抗该除草剂的能力 (3)加倍 二倍体 (4)(纯合)敏感型植株 F1都是敏感型 该抗性植株中有两个基因发生了突变
课程标准搜集生物变异在育种上应用的事例。课标解读1．简述杂交育种的概念和基本原理。2．举例说明杂交育种方法的优点和不足，说出诱变育种 在生产中的应用。3．讨论遗传和变异规律在生产实践中的应用。
将两个或多个品种的_________通过交配集中在一起，再经过___________，获得新品种的方法。_________。
3．过程(以高产抗病小麦品种的选育为例) 亲代 高产、不抗病×低产、抗病 杂种第一代 高产、抗病(均为显性性状) ⊗ 第二代 选出___________个体 连续⊗ 选出_______________的所有高产、抗病个体 新的优良品种
(1)农业生产：改良作物品质，提高农作物单位面积产量。(2)家畜、家禽的育种，如引进优质种牛与本地品种杂交，可培育出优良的品种。提示 只适用于进行有性生殖的生物。
[思维激活1] 杂交育种适用于哪些生物？
(1)方法：植物杂交育种中纯合子的获得不能通过测交，只能通过逐代自交的方法获得；而动物杂交育种中纯合子的获得一般不通过逐代自交，而通过测交的方法进行确认后而获得。(2)实例：现有基因型为BBEE和bbee的两种植物或动物，欲培育基因型为BBee的植物或动物品种，育种过程用遗传图解表示如下：
2．动、植物杂交育种的区别
A．自留种子发芽率低B．杂交种都具有杂种优势C．自留种子容易患病虫害D．杂交种的有性繁殖后代会发生性状分离解析 玉米杂交种为杂合子，具有杂种优势，但其自交后代会发生性状分离而影响产量。答案 D
【巩固1】 杂交玉米的种植面积越来越广，农民需要每年购买 玉米杂交种。不能自留种子来年再种的原因是 ( )。
1．原理 _________。2．概念
⇒处理生物，使生物发生________。
3．优点 可提高_______。
(1)农作物育种，如“黑农五号”大豆品种。(2)微生物育种，如高产青霉菌的选育。提示 与杂交育种相比，它不仅能应用于进行有性生殖的生物，也可应用于进行无性生殖的生物，常应用于植物和微生物。(2)实验材料的选择应注意什么？提示 由于基因突变发生在DNA复制时期，所以应选用正在分裂的细胞或组织，如萌发的种子、生长旺盛的植物等。
[思维激活2] (1)诱变育种适用于哪些生物？
(1)如果发生显性突变，在二倍体生物中通常第一代便会表现出来，但并不都是纯合子。特别是在异花受粉的植物中，还必须经过两次自交到第三代才能得到稳定遗传的纯合突变类型。(2)如果发生的是隐性突变，在自花受粉植物中只需要通过自交繁殖，到第二代便会有纯合的隐性突变体分离出来，虽然数目较少，但是一经出现便可选择应用。
1．显性突变和隐性突变在育种中的应用
2．杂交育种和诱变育种的比较
A．太空育种的原理主要为基因突变B．太空条件下产生的变异是不定向的C．太空育种可以缩短育种周期，但从太空搭载回来以 后，在地面上要进行不少于四代的培育，才可能培育 出优良品种D．不可能发生染色体变异产生新的物种类型解析 种子在萌发时要进行有丝分裂，在有丝分裂过程中可能会发生染色体变异和基因突变。答案 D
【巩固2】 太空育种是将农作物种子搭载于返回式地面卫星上，借助于太空超真空、微重力及宇宙射线等地面无法模拟的环境，使种子发生变异，从而选择出对人类有益的物种类型。下列有关叙述不正确的是 ( )。
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解析 诱变育种就是在人为条件下，使控制生物性状的基因发生改变，然后从突变中选择人们所需的优良品种。而基因突变具有低频性和多方向性等特点，因此，只有通过人工方法来提高突变频率产生更多的变异，才能从中获取有利性状。而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。答案 D
【巩固3】 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 ( )。
(1)这种过程叫________育种，过程a叫________，过程b叫________。(2)过程c的处理方法是_____________________________。
【例1】 有两个纯种小麦，一为高秆(D)抗锈病(T)，另一为矮秆(d)不抗锈病(t)。这两对性状独立遗传，现要培育矮秆抗锈病的新品种，过程如下：
(3)F1的基因型是________，表现型是________，矮秆抗锈病新品种的基因型应是________。思维导图：深度剖析 过程a叫做杂交，产生的F1基因型为DdTt，表现型为高秆抗锈病。过程b叫做自交，目的是获取表现型为矮秆抗锈病的小麦品种(ddT_)，因为此过程所得后代会发生性状分离，所以要想得到稳定遗传的矮秆抗锈病植株必须经过c，即筛选和连续自交，直至后代无性状分离。
答案 (1)杂交 杂交 自交 (2)筛选和连续自交，直至选出能够稳定遗传的矮秆抗锈病新品种 (3)DdTt 高秆抗锈病 ddTT归纳提升 (1)进行杂交育种的个体一定是进行有性生殖的个体，只进行无性生殖的个体无法通过杂交育种培育新品种。(2)培育目标不同，操作过程不同。
【例2】 1943年，青霉素产量只有20单位/mL，产量很低，不能满足要求。后来科学家用X射线、紫外线等照射青霉菌，结果大部分青霉菌死亡，少量生存下来。在存活下来的青霉菌中，青霉素的产量存在很大差异，其中有的青霉菌产生的青霉素的量提高了几百倍(最高达到60 000单位/mL)，从而选育出了高产青霉菌株。根据以上材料回答下列问题：
(1)用射线照射青霉菌株，目的是诱发青霉菌发生________。(2)从分子水平看，发生上述变化的根本原因是________的结构发生了变化。
(3)存活下来的青霉菌产生的青霉素的量存在着很大的差异，这说明________________________。(4)上述育种方式叫________育种，所获得的高产青霉菌株的青霉素产量提高了几百甚至几千倍，这说明这种育种方式的优点是________________________________________ ________________________________________________。思维导图：
深度剖析 用射线照射青霉菌株，目的是诱发青霉菌发生基因突变，由于突变具有不定向性，产生的后代有产量高的、有产量低的，但大部分青霉菌还是保持原有的产量水平；对少量的高产菌株做进一步选育，即可得到所需品种。答案 (1)基因突变 (2)DNA分子 (3)突变是不定向的 (4)诱变 能提高变异频率，加速育种进程，并能大幅度改良某些性状归纳提升 由于基因突变的不定向性、低频性，在诱变育种过程中，符合人们需要的变异性状往往很少或没有，因此可通过增加诱变的次数或增加供试验的材料来达到目的。
通过改变生物的遗传物质产生各种各样的变异类型，从众多的不同变异类型中选择符合人类需求的新品种。(1)在所有育种方式中，最简便、常规的育种方法——杂交育种。(2)将两亲本的不同优良性状集中于同一生物体上，可利用杂交育种，亦可利用单倍体育种。
———生物育种的思路和方法选择———
1．生物育种的基本思路
(3)要求快速育种，运用单倍体育种。(4)要求大幅度改良某一品种，使之产生前所未有的性状，可利用诱变育种和杂交育种相结合的方法。(5)要求提高品种产量，提高营养物质含量，可运用多倍体育种。
从事玉米研究的遗传学家有3个纯种品系，其基因型分别是甲：aaBBCC，乙：AAbbCC，丙：AABBcc，其中基因a、b、c所决定的性状会提高玉米的市场价值，请回答下列问题：(假定三对基因是独立分配的，玉米可以自交和杂交)(1)获得aabbcc个体的杂交方案有多种，请写出其中简便有效的杂交方案。(如果用遗传图解表示，要有简要说明)(2)此杂交育种方案中，aabbcc表现型个体出现时的概率是________。
解析 玉米为二倍体，一般为异株传粉(有性生殖、杂交)，其杂交种常表现出杂种优势。二倍体玉米产生的单倍体、三倍体是不能进行有性生殖的，四倍体(多倍体)一般发育延迟，结实率低，故只有D项正确。答案 D
1．某地区一些玉米植株比一般玉米植株早熟、生长整齐而健壮，果穗大、子粒多，因此这些植株可能是 ( )。 A．单倍体 B．三倍体 C．四倍体 D．杂交种
A．染色体变异 B．基因重组C．自然突变 D．人工诱变解析 细菌进行无性生殖，在生殖过程中不进行减数分裂，因而细菌的变异不可能是由于基因重组引起的。染色体变异引起的生物变异，可以改变生物个体的基因含量、基因的相互关系，但不会产生新的基因，进而不会表现出全新的性状，而且细菌是原核生物，无染色体。在紫外线的作用下，基因内部的碱基种类、数量或排列顺序发生改变，产生新的基因，控制合成新的蛋白质，表现出新的性状。本题是在人工条件下进行，属于人工诱变。答案 D
2．用紫外线照射红色细菌的培养液，几天后，出现了一个白色菌落，把这个白色菌落转移培养，长出的菌落全部是白色的，这是因为 ( )。
A．杂交育种 B．单倍体育种C．多倍体育种 D．诱变育种解析 导致基因结构改变的是基因突变，选项中只有诱变育种的原理是基因突变。答案 D
3．通过改变原有基因结构而导致新品种出现的方法是 ( )。
A．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B．英国科学家利用细胞核移植技术克隆出小绵羊C．二倍体植株的花药离体培养，并用秋水仙素处理，使 之成为纯合子D．乘宇宙飞船上过太空的辣椒种子结出的果实较平常的 大一倍以上解析 通过有性生殖，控制不同性状的基因可以重新组合，杂交可以导致基因重组。克隆属于无性生殖，不能产生基因重组。通过花药离体培养技术培育优良品种属于染色体变异。辣椒种子经过宇宙射线处理后选育优良品种属于基因突变。答案 A
4．下列实例中依据基因重组原理的是( )。
①能大幅度改良某些性状 ②能形成新基因 ③能形成新基因型 ④一般对个体生存有利A．①② B．①③ C．②③ D．②④解析 本题考查诱变育种的优点。诱变育种依据的原理是基因突变，基因突变能产生新的基因，能大幅度改良某些性状。答案 A
5．诱变育种与杂交育种的不同之处是 ( )。
(1)从对该种除草剂敏感的二倍体水稻植株上取花药离体培养，诱导成________幼苗。(2)用γ射线照射上述幼苗，目的是________；然后用该除草剂喷洒其幼叶，结果大部分叶片变黄，仅有个别幼叶的小片组织保持绿色，表明这部分组织具有________。(3)取该部分绿色组织再进行组织培养，诱导植株再生后，用秋水仙素处理幼苗，使染色体______获得纯合______，移栽到大田后，在苗期喷洒该除草剂鉴定其抗性。
6．为快速培育出抗某种除草剂的水稻，育种工作者综合应用 了多种育种方法，过程如下：
(4)对抗性的遗传基础做进一步研究，可以选用抗性植株与________杂交，如果________，表明抗性是隐性性状。F1自交，若F2的性状分离比为15(敏感)∶1(抗性)，初步推测______________________。解析 (1)经花药离体培养所获得的幼苗为单倍体。(2)诱发基因突变的因素有物理因素(辐射)、化学因素和生物因素，用γ射线照射，属于用物理因素诱发基因突变。(3)用秋水仙素处理幼苗，可抑制纺锤体形成而使染色体加倍。(4)显隐性判断常用两种方法：①若一对相对性状的亲本杂交，子代只表现出双亲之一的性状，则子代所表现的亲本性状为显性性状：②具有某一性状的个体自交，若后代出现性状分离．则亲本
性状为显性性状。F1自交，F2中出现的15(敏感)∶1(抗性)是由9∶3∶3∶1演变而来的，证明F1为双杂合子。敏感和抗性这一相对性状是由位于非同源染色体上的两对非等位基因控制的。答案 (1)单倍体 (2)诱发基因突变 抗该除草剂的能力 (3)加倍 二倍体 (4)(纯合)敏感型植株 F1都是敏感型 该抗性植株中有两个基因发生了突变
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