浙江專版高中生物生物的變異小專題大智慧生物育種方法的比較和選擇學(xué)案浙科版

生物育種方法的比較和選擇一、各種育種方法的比較工程原理方法實(shí)質(zhì)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)應(yīng)用雜交育種基因重組①選育純種：雜交→選優(yōu)→自交(連續(xù))→選種②選育雜種：雜交→雜交種基因組合，基因型使位于不同個(gè)體上的多個(gè)優(yōu)良性狀集中于一個(gè)個(gè)體上，即“集優(yōu)”①育種所需時(shí)間較長(zhǎng)②局限于同一種或親緣關(guān)系較近的個(gè)體培育矮稈抗病小麥能提高突變誘變育種基因突變?nèi)旧w畸變物理方法或化學(xué)方法處理植株，再選擇符合要求的變異類型因頻率，能較短時(shí)間內(nèi)有效地改進(jìn)生物品種的某些性狀，改有利個(gè)體不理供試材料，工作量大太空辣椒的培育良作物品性單倍體育種染色體畸變①先將花藥離體培育，培育出單倍體植株；②將單倍體幼苗經(jīng)肯定濃度的秋水仙素(或低溫)處理獲得純合子離縮短育種年限(一般為顯隱性干擾，提高效率與雜交育種協(xié)作用單倍體培育純種矮稈抗病小麥短，能改進(jìn)原有性狀，多倍體育種染色體畸變用肯定濃度的秋水仙素(或低溫)處理萌發(fā)的種子或幼苗目加倍(莖稈粗大，葉片、果實(shí)—般只適合低三倍體無(wú)籽西瓜的培育大，養(yǎng)分物多)轉(zhuǎn)基 將一種生物特定的基轉(zhuǎn)基 將一種生物特定的基基因”得定向改造生技術(shù)簡(jiǎn)單操基因重 轉(zhuǎn)基因因 因轉(zhuǎn)移到另一種生物以表達(dá)產(chǎn)物，針對(duì)性作要求精細(xì)，組 抗蟲棉技術(shù) 細(xì)胞中 生的基強(qiáng) 難度大因型二、育種圖解的識(shí)別以下圖解中集中了多種育種方式，如何識(shí)別呢？首先要識(shí)別圖解中字母表示的各種處理方法：A——雜交，D——自交，B——花藥離體培育，C——秋水仙素處理，E——誘變處理，F(xiàn)——秋水仙素處理，這是識(shí)別各種育種方式的主要依據(jù)?！鶤→D→→B→C→品種”為單倍體育種，“種子或幼苗→E→品種”為誘變育種，“種子或幼苗→F→品種”為多倍體育種。以上分析主要依據(jù)圖解中各種處理方法識(shí)別育種方式，有的圖解還可以依據(jù)個(gè)體的基因型變化進(jìn)展分析。如以下圖：依據(jù)基因型的變化可以推斷：“甲×乙→AaBb→AAbb”為雜交育種；“甲×乙→AaBb→Ab→AAbb”為單倍體育種；“甲×乙→AaBb→AaBB→aaBb”為誘變育種；“甲×乙→AaBb→AAaaBBbb”為多倍體育種。三、關(guān)于育種方案的“選取”單一性狀類型：生物的優(yōu)良性狀是由某對(duì)基因掌握的單一性狀，其呈現(xiàn)方式、育種方式、原理及舉例列表如下：工程工程方式育種方法原理舉例能產(chǎn)生人胰島素的大腸桿菌無(wú)→有基因工程基因重組加熱殺死的S型肺炎雙球菌對(duì)R型的轉(zhuǎn)化單一性狀太空椒等太空植物無(wú)→有誘變育種基因突變高產(chǎn)青霉素菌株少→多多倍體育種染色體畸變?nèi)扼w無(wú)籽西瓜兩個(gè)或多共性狀類型：兩個(gè)或多共性狀分散在不同的品種中，首先要實(shí)現(xiàn)掌握不同性狀基因的重組，再選育出人們所需要的品種，這可以從不同的水平上加以分析：①個(gè)體水平上：運(yùn)用雜交育種方法實(shí)現(xiàn)掌握不同優(yōu)良性狀基因的重組。為了縮短育種年限，可承受單倍體育種的方法。②分子水平上：應(yīng)用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將掌握優(yōu)良性狀的基因?qū)肓硪簧矬w內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)基因重組。一、幾種育種方法、原理的分析1]以下圖為四種不同的育種方法，分析答復(fù)：圖中A、D方向所示的途徑表示雜交育種方式，一般從 F2開頭選種，這是由于 。假設(shè)親本的基因型有以下四種類型3∶1 。②選乙、丁為親本，經(jīng)A、B、C途徑可培育出 種純合植物。該育種方法突出的優(yōu)點(diǎn)是。E方法所運(yùn)用的原理是 。以下經(jīng)F方法培育而成的品種是 。太空椒C．抗蟲棉

矮稈抗病小麥D．八倍體小黑麥[解析]題目中所涉及的育種方式有雜交育種(A、D)、單倍體育種(A、B、C)、誘變育種(E)、人工誘導(dǎo)多倍體育種(F)，其育種原理分別是基因重組、染色體畸變、基因突變、染色體畸變。(1)A、DFF開頭選種。(2)據(jù)自由組合定律，甲2 23∶1。乙和丁雜交，F(xiàn)的基因型為AaBb、Aabb，所產(chǎn)生的配子有AB、Ab、1aB、ab4(3)E方法是誘變育種，可以產(chǎn)生(4)F[答案](1)從F2(2)①甲×乙②4明顯縮短育種年限(3)基因突變(4)D雜交育種只適合真核生物進(jìn)展有性生殖的生物，用于同一物種不同品種的個(gè)體間；假設(shè)該生物靠有性生殖生殖后代，則必需選育出優(yōu)良性狀的純種，以免后代發(fā)生性狀分別；假設(shè)該生物靠無(wú)性生殖產(chǎn)生后代，那么只要得到該優(yōu)良性狀就可以了。單倍體育種與多倍體育種都使用秋水仙素，其原理是一樣的，但是處理對(duì)象不完全一樣，多倍體育種秋水仙素處理的是萌發(fā)的種子或幼苗，而單倍體育種處理的是單倍體幼苗。二、變異緣由與變異類型的探究2]XY雄株均有，雄株的產(chǎn)量高于雌株。有人認(rèn)為闊葉突變型植株是具有雜合子產(chǎn)量高或具有多倍體特點(diǎn)的原因。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)潔試驗(yàn)來(lái)鑒定突變型的消滅是否為染色體數(shù)目加倍所致？。假設(shè)已證明闊葉為基因突變所致，有兩種可能：一是顯性突變；二是隱性突變，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)潔試驗(yàn)方案加以判定(要求寫出雜交組合，雜交結(jié)果，得出結(jié)論)。。假設(shè)已證明為闊葉顯性突變所致，突變基因可能位于常染色體上，還可能位于X染色體上。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)潔試驗(yàn)方案加以判定(要求寫出雜合組合，雜交結(jié)果，得出結(jié)論)。。[解析](1)基因突變與染色體畸變的區(qū)分是染色體畸變?cè)诠鈱W(xué)顯微鏡下可以觀看，而基因突變則不行，可承受顯微鏡下觀看有絲分裂中期細(xì)胞內(nèi)同源染色體數(shù)目的方法區(qū)分基因突變與染色體數(shù)目加倍。(2)假設(shè)是顯性突變則闊葉突變型具有雜合子和純合子之分，承受多株雌雄個(gè)體雜交后代是否消滅性狀分別來(lái)推斷。(3)假設(shè)是顯性突變位于X染色體上，可選用多對(duì)野生型雌性植株與突變型雄性植株雜交，假設(shè)后代消滅因性別的不同而表現(xiàn)型不同的現(xiàn)象則假設(shè)成立。否則位于常染色體。[答案](1)取根尖分生區(qū)制成裝片，顯微觀看有絲分裂中期細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目。假設(shè)觀看到染色體數(shù)目加倍，則屬染色體數(shù)目加倍所致；否則不是性狀分別)，則為顯性突變所致；假設(shè)雜交后代僅消滅闊葉突變型，則為隱性突變所致選用多對(duì)野生型雌性植株與突變型雄性植株作為親本雜交。假設(shè)雜交后代野生型全為雄株，突變型全為雌株，則這對(duì)基因位于X染色體上；假設(shè)雜交后代，野生型和突變型雌、雄均有，則這對(duì)基因位于常染色體上染色體畸變與基因突變的判別基因突變是分子水平的變異，在光學(xué)顯微鏡下是觀看不到的，而染色體畸變是細(xì)胞水平的變找到中期圖進(jìn)展構(gòu)造與數(shù)目的比較可以區(qū)分染色體畸變與基因突變。顯性突變與隱性突變的判別受到物理、化學(xué)因素的影響，AA個(gè)體假設(shè)突變成AaAa個(gè)體自交后代才會(huì)消滅aaaa個(gè)體突變成Aa個(gè)體，則當(dāng)代就會(huì)消滅突變性狀。因此我們可以選擇突變體與其他未突變體雜交，通過(guò)觀看后代變異性狀的比例來(lái)推斷基因突變的類型。對(duì)于植物還可以利用突變體自交觀看后代有無(wú)性狀分別來(lái)進(jìn)展顯性突變還是隱性突變的推斷。要將基因型為AaBB的生物，培育出以下基因型的生物：①AaBb；②AaBBC；③AAaaBBBB；④aB。則對(duì)應(yīng)的育種方法依次是( )A．誘變育種、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、多倍體育種、花藥離體培育B．雜交育種、花藥離體培育、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、多倍體育種C．花藥離體培育、誘變育種、多倍體育種、轉(zhuǎn)基因技術(shù)D．多倍體育種、花藥離體培育、誘變育種、轉(zhuǎn)基因技術(shù)A基因型為AaBB的生物要培育出AaBb通過(guò)基因突變獲得；要獲得AaBBC的生物，由于本物種沒(méi)有C要獲得AAaaBBBBaB在某作物育種時(shí)，將①、②兩個(gè)植株雜交，得到③，將③再作如以下圖所示處理。以下分析錯(cuò)誤的選項(xiàng)是( )A．由③到④過(guò)程肯定發(fā)生了非同源染色體上非等位基因的自由組合B．由⑤×⑥的育種過(guò)程中，依據(jù)的主要原理是染色體畸變C．假設(shè)③的基因型為AaBbdd，則⑩植株中能穩(wěn)定遺傳的個(gè)體占總數(shù)的1/4D．獲得⑨和⑩植株的原理不一樣解析：選A由③到④過(guò)程的原理是基因突變或染色體畸變，不會(huì)發(fā)生等位基因分別、非同源染色體上非等位基因自由組合。中國(guó)返回式衛(wèi)星上搭載的水稻種子，返回地面后，經(jīng)種植培育出的水稻穗多粒大，畝產(chǎn)達(dá)600kg，蛋白質(zhì)含量增加8%～20%，生長(zhǎng)周期平均縮短10天。這種育種方式屬于( )雜交育種C．誘變育種

單倍體育種D.多倍體育種解析：選C太空育種的遺傳學(xué)原理是基因突變和染色體畸變，屬于誘變育種。4．欲用基因型為AaBB的植株培育出基因型為AAaaBBBB的個(gè)體，有關(guān)表達(dá)錯(cuò)誤的選項(xiàng)是( A．此過(guò)程可用秋水仙素處理此過(guò)程依據(jù)的原理是染色體畸變假設(shè)取AAaaBBBB假設(shè)取AAaaBBBB解析：選D該過(guò)程利用秋水仙素處理后，使植株染色體數(shù)目加倍，屬染色體畸變；花藥離體培育得到的植株是由配子發(fā)育而來(lái)的，屬單倍體；AAaaBBBB植株可產(chǎn)生的配子種類有：AABB、AaBB、aaBB，由AaBB(江蘇高考)現(xiàn)有小麥種質(zhì)資源包括：①高產(chǎn)、感病；②低產(chǎn)、抗??；③高產(chǎn)、晚熟等品種為滿足不同地區(qū)及不同環(huán)境條件下的栽培需求育種專家要培育3類品種：a.高產(chǎn)抗??；b.高產(chǎn)、早熟；c.高產(chǎn)、抗旱。下述育種方法可行的是(多項(xiàng)選擇)( )A．利用①、③品種間雜交篩選獲得aB．對(duì)品種③進(jìn)展染色體加倍處理篩選獲得bC．a(chǎn)、b和c的培育均可承受誘變育種方法D．用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將外源抗旱基因?qū)擘壑蝎@得c解析：選CD欲獲得a，應(yīng)利用①和②品種間進(jìn)展雜交篩選，染色體加倍后結(jié)實(shí)率降低，欲ba、bc基因工程可定向改造生物的性狀，獲得c科學(xué)家們經(jīng)過(guò)多年的努力，創(chuàng)立了一種興生物技術(shù)－－轉(zhuǎn)基因技術(shù)，實(shí)施該技術(shù)的最終目的是( )定向提取生物體的DNA定向地對(duì)DNA分子進(jìn)展人工“剪切”在生物體外對(duì)DNAD．定向地改造生物的遺傳性狀解析：選D轉(zhuǎn)基因技術(shù)可對(duì)基因進(jìn)展改造和重組，產(chǎn)生出人們所需要的基因產(chǎn)物，即依據(jù)人們的需要定向改造生物的遺傳性狀。在自然界中，多倍體形成過(guò)程的挨次是( )①減數(shù)分裂過(guò)程受到阻礙②細(xì)胞核內(nèi)染色體數(shù)目加倍 ③形成染色體數(shù)目加倍的生殖細(xì)胞④有絲分裂過(guò)程受到阻礙⑤形成染色體數(shù)目加倍的合子⑥染色體復(fù)制過(guò)程受到阻礙A．①②⑤③C．⑥②③⑤

B.④⑤③⑥D(zhuǎn).④②③⑤解析：選D多倍體形成的一般過(guò)程為：有絲分裂受阻，導(dǎo)致染色體數(shù)加倍，再經(jīng)減數(shù)分裂形成染色體數(shù)目加倍的配子，進(jìn)而形成染色體數(shù)目加倍的合子。生物世界廣泛存在著變異，人們爭(zhēng)論并利用變異可以培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的作物品種。以下能產(chǎn)生基因的育種方式是( )“雜交水稻之父”袁隆平通過(guò)雜交技術(shù)培育出高產(chǎn)的超級(jí)稻用X射線進(jìn)展大豆人工誘變育種，從誘變后代中選出抗病性強(qiáng)的優(yōu)良品種C．通過(guò)雜交和人工染色體加倍技術(shù)，成功培育出抗逆力量強(qiáng)的八倍體小黑麥D．把合成β胡蘿卜素的有關(guān)基因轉(zhuǎn)進(jìn)水稻，育成可防止人類VA選B誘變育種的原理是基因突變和染色體畸變，能產(chǎn)生的基因。番茄的抗病(R)對(duì)感病(r)為顯性，高稈(D)對(duì)矮稈(d)為顯性，掌握上述兩對(duì)相對(duì)性狀的基因分別位于兩對(duì)同源染色體上。為獲得純合高稈抗病番茄植株，爭(zhēng)論人員承受了如以下圖所示的方法。假設(shè)過(guò)程①的F自交3代，產(chǎn)生的后代中純合抗病植株占 。1Fnn對(duì)等位基因，則利用其花藥離體1培育成的單倍體幼苗的基因型，在理論上應(yīng)有 種；假設(shè)單倍體幼苗通過(guò)加倍后獲得M株番茄，通過(guò)篩選得到的高稈抗病植株的基因型為 ，約有 株。過(guò)程④“航天育種”方法中主要的變異類型是 。衛(wèi)星搭載的種子應(yīng)中選用剛萌發(fā)的而非休眠的種子，緣由是 。解析：(1)由題干可知，F(xiàn)的基因型為DdRr3代產(chǎn)生的后代中純合抗病植株占(1－11/23)×1/2＝7/16。(2)F中nn2n1種，加倍后高稈抗病植株基因型為DDRR，約有M/4(3)太空中的射線和微重力環(huán)境，可以引起基因突變，而剛萌發(fā)的種子細(xì)胞分裂旺盛，DNA在復(fù)制過(guò)程中簡(jiǎn)潔受到外界因素影響而發(fā)生基因突變。答案：(1)7/16(2)2n DDRRM/4(3)基因突變DNA因突變育種工作者在大田中覺(jué)察了幾株闊葉且產(chǎn)量高的變異小麥，關(guān)于這些變異小麥：假設(shè)已確定它們的變異是可遺傳的，那么這種變異是由于基因突變引起的，還是由于染色體畸變引起的請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)試驗(yàn)來(lái)鑒定。第一步：分別取闊葉、窄葉莖部的 細(xì)胞制成裝片。其次步：用顯微鏡觀看有絲分裂 細(xì)胞中的染色體。預(yù)期結(jié)果及結(jié)論：① 。② 。假設(shè)已確定闊葉變異是由基因突變導(dǎo)致，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)試驗(yàn)來(lái)推斷這種突變是顯性突變還是隱性突變？①方法：選取多株闊葉小麥 。②結(jié)果及結(jié)論：a．假設(shè)子代均表現(xiàn)