必修 遺傳與進化 第六章 育種與進化,第一講 從雜交育種到基因工程,課前自主學習,課堂互動探究,幾種重要育種方法比較,1.小麥高稈(A)對矮稈(a)為顯性，抗病(B)對易感病(b)為顯性，如圖表示培育矮稈抗病品種的幾種途徑，下列相關說法正確的是( ),A過程的原理是基因突變，最大的優(yōu)點是育種周期短 B過程使用的試劑是秋水仙素，在有絲分裂間期發(fā)揮作用 C過程為單倍體育種，可明顯縮短育種年限 D過程產生的子代中純合子所占比例是2/3,解析：過程為誘變育種，最大的優(yōu)點是變異頻率高，可在較短的時間內獲得更多的優(yōu)良變異類型；秋水仙素作用于有絲分裂前期；過程結合起來稱為單倍體育種；過程產生的基因型為aaB的個體中含有1/3aaBB和2/3aaBb，自交后代純合子所占的比例為1/3×12/3×1/22/3。 答案：D,2(2013·東北模擬)育種的方法有雜交育種、單倍體育種、誘變育種、多倍體育種、基因工程育種等，下面對這五種育種的說法正確的是( ) A涉及的原理有：基因突變、基因重組、染色體變異 B都不可能產生定向的可遺傳變異 C都在細胞水平上進行操作 D都不能通過產生新基因從而產生新性狀,解析：雜交育種和基因工程育種的原理為基因重組，單倍體、多倍體育種的原理為染色體變異，誘變育種的原理為基因突變。 答案：A,基因重組與基因工程比較,3通過DNA重組技術使原有基因得以改造的動物稱為轉基因動物。運用這一技術可使羊奶中含有人體蛋白質，下圖表示了這一技術的基本過程，在該過程中所用的基因“剪刀”能識別的序列和切點是GGATCC，請回答：,(1)從羊染色體中“剪下”羊蛋白質基因的酶是_。人體蛋白質基因“插入”后連接在羊體細胞染色體中需要的酶是_。 (2)人體蛋白質基因之所以能“插入”到羊的染色體內，原因是_。 (3)將人體蛋白質基因導入羊體內并成功地表達，使羊產生新的性狀。這種變異屬于_，這里“成功地表達”的含義是_。 (4)你認為此類羊產生的奶安全可靠嗎？理由是什么？,解析：本題主要考查基因工程的一般步驟、操作工具、應用以及轉基因技術的安全性等知識。(1)基因工程的基本操作中用到的工具酶是限制性核酸內切酶、DNA連接酶。(2)不同生物的DNA分子的化學組成和空間結構相同，即都具有相同的物質基礎和結構基礎。(3)人體蛋白質基因導入羊體內并成功地表達，使羊產生新的性狀，這是將一種基因導入另一種生物，變異類型屬于基因重組，目的基因成功表達的含義是人體蛋白質基因在羊體細胞內通過轉錄、翻譯兩個過程控制合成人體蛋白質。(4)為開放性的題目，但要注意回答的理由要與觀點相對應。,答案：(1)限制性核酸內切酶 DNA連接酶 (2)人和羊DNA分子的空間結構、化學組成相同；有互補的堿基序列(答出其中一點即可) (3)基因重組 人體蛋白質基因在羊體細胞內控制合成人體蛋白質 (4)安全，因為目的基因導入受體細胞后沒有改變，控制合成的人體蛋白質成分沒有改變。(或不安全，因為目的基因導入受體細胞后，可能由于羊細胞中某些成分的影響，合成的蛋白質成分可能發(fā)生一定的改變。),實驗技能提升,不同育種目的的雜交育種的基本步驟 1培育雜合子品種 在農業(yè)生產上，可以將雜種子一代作為種子直接利用，如水稻、玉米等。 (1)基本步驟：選取雙親P(、)雜交F1。 (2)特點：高產、優(yōu)質、抗性強，但種子只能用一年，需年年制種。,2培育純合子品種 (1)培育隱性純合子品種的基本步驟 選取雙親P(、)雜交 F1自交F2選出表現(xiàn)型符合要求的個體種植推廣。 (2)培育雙顯性純合子或單顯性純合子品種的基本步驟。 選取雙親P(、)雜交F1自交F2選出表現(xiàn)型符合要求的個體自交F3選出穩(wěn)定遺傳個體推廣種植。 (3)特點：操作簡單，但需要的時間較長。,4假設A、b代表玉米的優(yōu)良基因，這兩種基因是自由組合的?，F(xiàn)有AABB，aabb兩個品種，為培育出優(yōu)良品種AAbb，可采用的方法如下圖所示。請據(jù)圖回答問題：,(1)由品種AABB、aabb經(jīng)過過程培育出新品種的育種方式稱為_，其原理是_。用此育種方式一般從_才能開始選育AAbb個體，是因為_。 (2)若經(jīng)過過程產生的子代總數(shù)為1 552株，則其中基因型為AAbb的植株在理論上有_株。基因型為Aabb的植株經(jīng)過過程，子代中AAbb與aabb的數(shù)量比是_。,(3)過程常采用_技術得到Ab個體。與過程的育種方法相比，過程的優(yōu)勢是_。 (4)過程的育種方式是_，與過程比較，過程的明顯優(yōu)勢是_。,答案：(1)雜交育種 基因重組 F2 從F2開始出現(xiàn)AAbb個體(或從F2開始出現(xiàn)性狀分離) (2)97 11 (3)花藥離體培養(yǎng) 能明顯縮短育種年限 (4)誘變育種 過程產生的變異是定向的(或基因工程育種轉入的基因是已知的，用基因工程手段產生的變異是定向的),1DNA連接酶的主要功能是( ) A連接DNA復制時母鏈與子鏈之間形成的氫鍵 B連接黏性末端堿基之間形成的氫鍵 C將兩條DNA片段連接起來 D將堿基、脫氧核糖、磷酸之間的鍵連接起來 解析：DNA連接酶的作用是催化連接DNA雙鏈外側磷酸和脫氧核糖之間的磷酸二酯鍵，它與堿基之間的氫鍵無關。 答案：C,2.某水稻品種是純合子，生產上用種子繁殖。控制水稻高稈的基因A和矮稈的基因a是一對等位基因，控制水稻抗病的基因B和控制水稻感病的基因b是一對等位基因，兩對基因分別位于兩對同源染色體上。某同學設計了如右圖所示培育矮稈抗病(aaBB)的水稻新品種的方法。下列說法不正確的是( ),A過程表示花藥離體培養(yǎng) B過程應在甲植株生長發(fā)育的時期進行處理 C乙植株中矮稈抗病個體占50% D該育種方法的原理是染色體變異,答案：C,3要將基因型為AaBB的植物，培育出以下基因型的品種：AaBb；AaBBC；AAaaBBBB；aB。則對應的育種方法依次是( ) A誘變育種、轉基因技術、細胞融合、花藥離體培養(yǎng) B雜交育種、花藥離體培養(yǎng)、轉基因技術、多倍體育種 C花藥離體培養(yǎng)、誘變育種、多倍體育種、轉基因技術 D多倍體育種、花藥離體培養(yǎng)、誘變育種、轉基因技術,解析：用基因型為AaBB的植物要培育出AaBb的品種，可利用物理或化學方法處理材料，通過基因突變獲得；要獲得AaBBC的品種，由于本物種沒有C基因，所以必須通過轉基因技術；要獲得AAaaBBBB的品種，可通過細胞融合；要獲得aB的品種，可利用花藥離體培養(yǎng)。 答案：A,4農業(yè)生產上常常需要進行作物育種，以保證正常的農業(yè)生產活動。下列有關作物育種方法的敘述，正確的是( ) A作物育種中最簡捷的方法是雜交育種和單倍體育種 B只有單倍體育種能明顯縮短育種年限 C采用克隆的方法培育作物品種能保持親本的優(yōu)良性狀 D體細胞中染色體組數(shù)為奇數(shù)的作物品種都是經(jīng)花藥培養(yǎng)得來的,解析：雜交育種時間長、工作量大；單倍體育種與雜交育種相比，能明顯縮短育種年限，但不是縮短育種年限的唯一方法；克隆是無性生殖，能保持親本的優(yōu)良性狀；三倍體無子西瓜的體細胞中染色體組數(shù)為奇數(shù)，但其并不是經(jīng)花藥培養(yǎng)得來的。 答案：C,5下列有關基因工程技術的敘述，正確的是( ) A重組DNA技術所用的工具酶是限制酶、DNA連接酶和運載體 B所有的限制酶都只能識別同一種特定的核苷酸序列 C選用細菌作為重組質粒的受體細胞是因為細菌繁殖快 D只要目的基因進入受體細胞就能成功實現(xiàn)表達,解析：重組DNA技術所用的工具有三種，但其中工具酶是限制酶和DNA連接酶，運載體不是工具酶；限制酶具有專一性，每種限制酶只能識別特定的核苷酸序列；目的基因進入受體細胞不一定就能成功實現(xiàn)表達，需要通過檢測來確定。 答案：C,6(2012·天津卷)芥酸會降低菜籽油的品質。油菜有兩對獨立遺傳的等位基因(H和h，G和g)控制菜籽的芥酸含量，下圖是獲得低芥酸油菜新品種(HHGG)的技術路線。已知油菜單個花粉由花藥壁(2n)及大量花粉(n)等組分組成，這些組分的細胞都具有全能性。,據(jù)圖分析，下列敘述錯誤的是( ) A、兩過程均需要植物激素來誘導細胞脫分化 B與過程相比，過程可能會產生二倍體再生植株 C圖中三種途徑中，利用花粉培養(yǎng)篩選低芥酸植株(HHGG)的效率最高 DF1減數(shù)分裂時，H基因所在染色體會與G基因所在染色體發(fā)生聯(lián)會,解析：過程均為植物組織培養(yǎng)中的脫分化，均需要利用植物激素來誘導，A項正確。兩親本雜交使H基因和G基因集中到一個生物個體中，可通過雜交育種的方法獲得雙顯性性狀個體，但要獲得HHGG純合子需要HG個體連續(xù)多年自交，育種效率不高；根據(jù)自由組合定律推知：F1產生的花粉有HG、Hg、hG、hg四種，花藥離體培養(yǎng)獲得的再生單倍體植株也是四種，使用秋水仙素處理后可根據(jù)性狀直接篩選獲得純合的HHGG植株，其效率最高；,F1花藥離體培養(yǎng)所得的再生植株中，除HG、Hg、hG、hg四種單倍體植株外，還可能有花藥壁細胞經(jīng)組織培養(yǎng)獲得的HhGg二倍體植株，因而其育種效率較花粉離體培養(yǎng)低，B、C兩項正確。分析題干得出：H基因和G基因位于兩對同源染色體上，減數(shù)分裂時非同源染色體不發(fā)生聯(lián)會，D項錯誤。 答案：D,7糧食是人類生存的基本條件，提高單位面積糧食的產量、質量是解決糧食問題的主要途徑之一。 (1)為提高農作物的產量，得到抗倒伏、抗銹病等優(yōu)良性狀，科學家往往采取多種育種方法來培育符合農業(yè)生產要求的新品種。根據(jù)下面提供的材料，設計育種方案，以便最快得到所需品種。非生物材料：可自選。生物材料有： A水稻的高稈(顯性)抗銹病(顯性)純種 B水稻的矮稈(隱性)不抗銹病(隱性)純種 C水稻的高稈(顯性)不抗銹病(隱性)純種,要得到能直接應用于生產的具有抗倒伏、抗銹病等優(yōu)良性狀的品種，該品種應是_。 所選擇的生物材料：_(填寫代表生物材料的字母)。 育種過程中運用的最常見的方法是_。 預期產生這種結果(所需性狀類型)的概率是_。如果從播種到獲得種子需要一年，則獲得該品種植株至少需要_年。,(2)隨著科技的發(fā)展，許多新的育種方法已經(jīng)出現(xiàn)并投入使用。 用普通小麥和黑麥培育的八倍體小黑麥的原理是_。 航天育種是目前的一個熱門話題，如“神七”就搭載了萌發(fā)著的植物種子。那么利用這種方法是否一定能獲得人們所期望的理想性狀？為什么？_。 螟蟲是危害水稻的主要害蟲之一。科學家為了減少農藥的使用，希望培育出具有抗螟蟲性狀的水稻新品種，最適合的育種方法是_，其原理是_。,解析：(1)能直接應用于生產的品種要保持優(yōu)良性狀，其自交后代不發(fā)生性狀分離，一般為純合子。雜交育種的原理是基因重組，將兩個品種的優(yōu)良性狀(抗倒伏、抗銹病)組合到一起，選擇A、B兩個親本可以達到這一目的。最快的育種方法是單倍體育種，常用技術有雜交、花藥離體培養(yǎng)、人工誘導染色體加倍等。,8為獲得純合高蔓抗病番茄植株，采用了下圖所示的方法。圖中兩對相對性狀獨立遺傳，高蔓(A)、感病(B)是顯性性狀。據(jù)圖分析回答：,(1)過程表示的育種方式是_，F(xiàn)1自交獲得的F2中，高蔓抗病植株中純合體占_。 (2)過程表示的育種方式是_，可以取任一植株的適宜花藥作培養(yǎng)材料，培養(yǎng)得到的單倍體基因型有_種；用秋水仙素處理，使染色體數(shù)目加倍，獲得的二倍體植株的基因型分別是_。 (3)過程表示的育種方式是_，葉肉細胞培育成轉基因植株的過程體現(xiàn)了細胞的_性。 (4)過程表示的育種方式是_，該育種方法的優(yōu)點是_。,