2018-2019高中生物 第4章 遺傳的分子基礎(chǔ) 微專題突破 生物育種方法比較學(xué)案 蘇教版必修2.doc

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生物育種方法比較 [核心精要] 1．育種方法比較 方法 原理 適用條件 優(yōu)點(diǎn) 不足 方式 雜交 育種 基因 重組 本物種 具有所 需性狀 操作簡單，可得到多種性狀組合 獲得純種， 耗時(shí)較長 雜交、連續(xù)自交和篩選 單倍體育種 染色體數(shù) 目的整倍 變異 選育性狀為顯性性狀時(shí)，可顯著縮短育種時(shí)間 操作相對(duì)復(fù)雜 用秋水仙素處理或低溫誘導(dǎo)單倍體幼苗 多倍體育種 獲得營養(yǎng)物質(zhì)含量高的品種 生長期延長，結(jié)實(shí)率低 染色體數(shù)目加倍 人工誘變育種 人工誘導(dǎo)基因 突變 各物種暫無所需性狀 提高基因突變的頻率，創(chuàng)造 所需基因 和性狀 不一定能獲得所需性狀；可能失去優(yōu)良性狀；篩選范圍大、時(shí)間長 物理、化學(xué)因素誘變 基因工程 育種 DNA重組 其他物種具有所需性狀 定向改變物種的基因組成 操作復(fù)雜，技術(shù)含量高 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 2.與雜交育種有關(guān)的幾個(gè)注意點(diǎn) (1)雜交育種不一定需要連續(xù)自交。若選育顯性優(yōu)良純種，需要連續(xù)自交、篩選，直到性狀不再發(fā)生分離；若選育隱性優(yōu)良純種，則只要在子代中出現(xiàn)該性狀的個(gè)體即可。 (2)誘變育種與雜交育種相比，前者能產(chǎn)生前所未有的新基因，創(chuàng)造變異新類型；后者不能產(chǎn)生新基因，只是實(shí)現(xiàn)原有基因的重新組合。 (3)雜交育種與雜種優(yōu)勢(shì)不同：①雜交育種是在雜交后代的眾多類型中選擇符合育種目標(biāo)的個(gè)體進(jìn)一步培育，直到獲得能穩(wěn)定遺傳的具有優(yōu)良性狀的新品種；②雜種優(yōu)勢(shì)主要是利用雜種F1的優(yōu)良性狀，并不要求遺傳上的穩(wěn)定。 3．根據(jù)育種目的選擇育種方式 (1)若要培育隱性性狀個(gè)體，可用自交或雜交，只要出現(xiàn)該性狀即可。 (2)有些植物如小麥、水稻等，雜交實(shí)驗(yàn)較難操作，最簡便的方法是自交。 (3)若要快速獲得純種，可用單倍體育種。 (4)若要提高營養(yǎng)物質(zhì)的含量，可用多倍體育種。 (5)若要培育原先沒有的性狀，可用誘變育種。 (6)若要培育進(jìn)行營養(yǎng)繁殖的植物，如馬鈴薯、甘薯等，則只要出現(xiàn)所需性狀即可，不需要培育出純種。 1．下列有關(guān)育種的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A．誘變育種可提高突變頻率，從而加速育種進(jìn)程 B．單倍體育種常用一定濃度的秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗 C．為獲得隱性純合子，可利用雜交育種的方法縮短育種時(shí)間 D．為了解決三倍體無子西瓜年年制種的問題，可利用植物組織培養(yǎng)快速繁殖 B　[由于單倍體高度不育無法形成種子，單倍體育種需對(duì)單倍體幼苗進(jìn)行誘導(dǎo)染色體加倍處理，故B錯(cuò)誤；隱性純合子自交后代不發(fā)生性狀分離，通過雜交育種得到符合生產(chǎn)要求的表現(xiàn)型即可。] 2．兩個(gè)親本的基因型分別為AAbb和aaBB，這兩對(duì)基因按照自由組合定律遺傳，欲培育出基因型為aabb的新品種，最簡捷的育種方法是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：01632163】 A．人工誘變育種 B．基因工程育種 C．單倍體育種 D．雜交育種 D　[人工誘變育種有很大的盲目性；基因工程育種難度比較大；單倍體育種操作復(fù)雜；雜交育種則只需雙親雜交后，F(xiàn)1自交，即可在F2中直接選育出所需的新品種(aabb)，育種周期短，且操作簡便。] 3．利用二倍體植株培育作物新品種，下列有關(guān)說法不正確的是(　　) A．雜交育種所依據(jù)的主要遺傳學(xué)原理是基因重組 B．單倍體缺少生長發(fā)育所需全套遺傳信息，植株弱小，種子和果實(shí)比較少 C．誘變育種的缺點(diǎn)是由突變的不定向性和低頻性所致 D．某新品種發(fā)育延遲，結(jié)實(shí)率低，則在培育該品種過程中可能用到秋水仙素 B　[二倍體的單倍體植株弱小，高度不育，但其不缺少生長發(fā)育所需的全套遺傳信息，B錯(cuò)誤。] 4．某生物的基因型為AaBB，通過下列技術(shù)可以分別將它們轉(zhuǎn)變?yōu)橐韵禄蛐偷纳铮孩貯ABB；②aB；③AaBBC；④AAaaBBBB。則下列排列正確的是(　　) A．誘變育種、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、花藥離體培養(yǎng)、細(xì)胞融合 B．雜交育種、花藥離體培養(yǎng)、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、多倍體育種 C．花藥離體培養(yǎng)、誘變育種、多倍體育種、轉(zhuǎn)基因技術(shù) D．多倍體育種、花藥離體培養(yǎng)、誘變育種、轉(zhuǎn)基因技術(shù) B　[某生物的基因型為AaBB，可通過雜交育種獲得基因型為AABB的生物；通過單倍體育種可獲得基因型為aB的生物；通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)可獲得基因型為AaBBC的生物；通過多倍體育種可獲得基因型為AAaaBBBB的生物。] 5．如圖所示某種農(nóng)作物品種①和②培育出⑥的幾種方法，有關(guān)說法錯(cuò)誤的是 (　　) A．培育品種⑥的最簡捷途徑是Ⅰ～V B．通過Ⅱ→Ⅳ過程最不容易達(dá)到目的 C．通過Ⅲ→Ⅵ過程的原理是染色體變異 D．過程Ⅵ常用一定濃度的秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗 D　[因單倍體ab不能產(chǎn)生種子，故過程Ⅵ只能用秋水仙素處理由ab經(jīng)花藥離體培養(yǎng)成的幼苗。] 6．下圖是高產(chǎn)糖化酶菌株的育種過程，有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：01632164】 A．通過上圖篩選過程獲得的高產(chǎn)菌株未必能作為生產(chǎn)菌株 B．X射線處理既可以引起基因突變也可能導(dǎo)致染色體變異 C．上圖篩選高產(chǎn)菌株的過程是定向選擇過程 D．每輪誘變相關(guān)基因的突變率都會(huì)明顯提高 D　[A項(xiàng)，圖示育種過程為誘變育種，因未進(jìn)行酶活性檢測(cè)等，故該過程獲得的高產(chǎn)菌株不一定符合生產(chǎn)要求。B項(xiàng)，X射線等物理因素既可能引起基因突變，也可能引起染色體變異。C項(xiàng)，篩選高產(chǎn)菌株的過程是定向選擇符合人類特定需求的菌株的過程，屬于人工選擇。D項(xiàng)，人工誘變的突變率高于自發(fā)突變，但不一定每輪誘變都是與高產(chǎn)相關(guān)的基因發(fā)生突變。] 7．分析回答有關(guān)玉米遺傳變異的有關(guān)問題： (1)玉米非甜味(D)對(duì)甜味(d)為顯性，非糯性(G)對(duì)糯性(g)為顯性，兩對(duì)基因獨(dú)立遺傳。現(xiàn)有甲、乙、丙三個(gè)品系的純種玉米，其基因型如表所示： 品系 甲 乙 丙 基因型 DDGG ddGG DDgg ①要利用玉米非糯性與糯性這一對(duì)相對(duì)性狀來驗(yàn)證基因分離定律，可作為親本的組合有__________________________________________________。 ②現(xiàn)有純種非甜非糯玉米與甜味糯性玉米雜交得F1，F(xiàn)1與某品種雜交，后代的表現(xiàn)型及比例是非甜非糯∶甜味非糯＝3∶1，那么該品種的基因型是________。若再從其雜交后代選出甜味非糯自交，后代中的甜味糯性玉米占________。 (2)甜玉米比普通玉米蔗糖含量高，主要由基因d控制。基因e對(duì)d起增強(qiáng)效應(yīng)，從而形成超甜玉米。研究發(fā)現(xiàn)，d位于9號(hào)染色體上，e對(duì)d增強(qiáng)效應(yīng)的具體表現(xiàn)是：ee使蔗糖含量提高100%(非常甜)，Ee提高25%(比較甜)，EE則無效。最初研究者為了探究d和e基因是否獨(dú)立遺傳，設(shè)計(jì)了如下的實(shí)驗(yàn)：用雜合子普通玉米(DdEe)與超甜玉米(ddee)雜交，取所結(jié)的子粒，測(cè)定蔗糖的含量，若表現(xiàn)型及其比例為_____________________________________ 時(shí)，則d和e基因是否獨(dú)立遺傳。但實(shí)際結(jié)果是，子代的表現(xiàn)型僅有普通和非常甜兩種，且數(shù)量大致相等。對(duì)此結(jié)果的合理解釋是______________________________________________________________ __________________________________________________。 (3)如果玉米第6號(hào)染色體的兩條姐妹染色單體之間發(fā)生部分交換，通常對(duì)生物的遺傳有無影響？為什么？__________________________________ __________________________________________________。 (4)為了提高玉米的產(chǎn)量，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用的玉米種子都是雜交種?，F(xiàn)有長果穗(H)白粒(f)和短果穗(h)黃粒(F)兩個(gè)玉米雜合子品種，為了達(dá)到長期培育長果穗黃粒(HhFf)玉米雜交種的目的，科研人員設(shè)計(jì)了如圖所示的快速育種方案。其中的處理方法A和B分別是指________________、________________。 [解析]　(1)①甲為DDGG，乙為ddGG，丙為DDgg，分離定律的實(shí)質(zhì)是等位基因隨同源染色體的分開而分離，利用玉米非糯性與糯性這一對(duì)相對(duì)性狀來驗(yàn)證基因分離定律，故選親本為甲丙或乙丙的組合。②純種非甜非糯玉米與甜味糯性玉米雜交得F1為DdGg，F(xiàn)1基因型與某品種雜交，后代的表現(xiàn)型及比例是非甜非糯∶甜味非糯＝3∶1，從甜味性狀分析，子代非甜∶甜味＝3∶1，推斷親代組合為DdDd；從糯性性狀分析，子代都是非糯，推斷親代組合為GgGG；綜上所述，該品種的基因型是DdGG。DdGgDdGG，子代甜味非糯為ddGG()和ddGg()，只有ddGg()自交子代才會(huì)出現(xiàn)甜味糯性玉米ddgg，比例為＝。(2)如果d和e基因獨(dú)立遺傳，即遵守基因自由組合定律，普通玉米(DdEe)與超甜玉米(ddee)雜交，子代表現(xiàn)型及比例為1DdEe(非甜)∶1Ddee(非甜)∶1ddEe(比較甜)∶1ddee(非常甜)。實(shí)際結(jié)果是子代為1DdEe(非甜)∶1ddee(非常甜)，即親代普通玉米(DdEe)只生成2種配子：1DE∶1de，即兩對(duì)基因同在9號(hào)染色體上，而且D、E基因在一條染色體上。(3)同一條染色體的兩條染色單體發(fā)生交叉互換，由于染色單體上的基因相同，故交叉互換后單體上的基因也相同，不改變配子基因型，不影響遺傳。(4)快速育種方案為單倍體育種，長果穗白粒Hhff先花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體Hf，再秋水仙素處理單倍體獲得純合子HHff；同樣方法處理短果穗黃粒hhFf，獲得純合子hhFF，HHff和hhFF雜交獲得雜交種HhFf，并且HHff和hhFF留種。 [答案]　(1)①甲與丙或乙與丙?、贒dGG　 (2)普通(非甜)∶比較甜∶非常甜＝2∶1∶1　兩對(duì)基因同在9號(hào)染色體上，而且D、E基因在一條染色體上 (3)沒有，因?yàn)閮蓷l姐妹染色單體是由一條染色體復(fù)制而來，交換的部分控制性狀的基因相同 (4)花藥離體培養(yǎng)　秋水仙素處理