高二生物第二讲生物育种专题

2015年启航培训高二生物1生物育种专题--生物变异在生产上的应用知识归纳：（一）几种育种方案的比较名称原理方法优点缺点应用杂交育种基因重组杂交→自交→筛选出符合要求的表型，通过自交至不再发生性状分离为止。使分散在同一物种不同品种间的多个优良性状集中于同一个体上，即“集优”。(1)育种时间长；(2)局限于同种或亲缘关系较近的个体用纯种高秆抗病与矮秆不抗病小麦培育矮秆抗病小麦诱变育种基因突变(1)物理：紫外线、射线、激光等；(2)化学：秋水仙素、硫酸二乙酯等。提高变异频率；加快育种进程；大幅度改良性状。有利变异少，工作量大，需大量的供试材料。高产青霉素菌株单倍体育种染色体变异二倍体花药离体培养单倍体秋水仙素处理纯合体大大缩短育种年限；子代均为纯合体。技术复杂用纯种高秆抗病与矮秆不抗病小麦快速培育矮秆抗病小麦多倍体育种染色体变异用一定浓度秋水仙素处理萌发的种子或幼苗植株茎秆粗壮，果实、种子都比较大，营养物质含量提高。技术复杂；发育延迟，结实率低，一般只适合于植物三倍体无籽西瓜、八倍体小黑麦转基因育种异源DNA重组提取目的基因→与运载体结合→导入受体细胞→目的基因的检测与表达→筛选出符合要求的新品种目的性强；育种周期短；克服远缘杂交不亲和的障碍技术复杂；生态安全问题多转基因抗虫棉(三)．生物育种方法的选择(1)集中不同亲本的优良性状——杂交育种。选择具有不同优良性状的个体作为亲本，经过杂交→自交过程，在F2中选择，如果选取显性个体，还需要连续自交。(2)集中优良性状，又缩短育种年限——单倍体育种。选择具有不同优良性状的个体作为亲本，经过杂交获得F1，取F1的花药进行离体培养，形成单倍体幼苗，再用秋水仙素处理。(3)获得较大果实或大型植株或提高营养物质含量——多倍体育种。用秋水仙素或低温处理萌发的种子或幼苗，使染色体加倍而形成多倍体。(4)提高变异频率，“改良”或“改造”或直接改变现有性状，获得当前不存在的基因或性状——诱变育种。(5)实现定向改变现有性状——基因工程育种。（四）．1单倍体育种与杂交育种的关系2015年启航培训高二生物22．多倍体育种的原理分析典型例题：1．(2013年高考四川卷)大豆植株的体细胞含40条染色体。用放射性60Co处理大豆种子后，筛选出一株抗花叶病的植株X，取其花粉经离体培养得到若干单倍体植株，其中抗病植株占50%。下列叙述正确的是()A．用花粉离体培养获得的抗病植株，其细胞仍具有全能性B．单倍体植株的细胞在有丝分裂后期，共含有20条染色体C．植株X连续自交若干代，纯合抗病植株的比例逐代降低D．放射性60Co诱发的基因突变，可以决定大豆的进化方向2．(2012年高考天津卷)芥酸会降低菜籽油的品质。油菜有两对独立遗传的等位基因(H和h，G和g)控制菜籽的芥酸含量，下图是获得低芥酸油菜新品种(HHGG)的技术路线。已知油菜单个花药由花药壁(2n)及大量花粉(n)等组分组成，这些组分的细胞都具有全能性。据图分析，下列叙述错误的是()A．①、②两过程均需要植物激素来诱导细胞脱分化B．与④过程相比，③过程可能会产生二倍体再生植株C．图中三种途径中，利用花粉培养筛选低芥酸植株(HHGG)的效率最高D．F1减数分裂时，H基因所在染色体会与G基因所在染色体发生联会3．(2012年高考浙江卷)玉米的抗病和不抗病(基因为A、a)、高秆和矮秆(基因为B、b)是两对独立遗传的相对性状。现有不抗病矮秆玉米种子(甲)，研究人员欲培育抗病高秆玉米，进行以下实验：取适量的甲，用合适剂量的γ射线照射后种植，在后代中观察到白化苗4株、抗病矮秆1株(乙)和不抗病高秆1株(丙)。将乙与丙杂交，F1中出现抗病高秆、抗病矮秆、不抗病高秆和不抗病矮秆。选取F1中抗病高秆植株上的花药进行离体培养获得幼苗，经秋水仙素处理后选出纯合二倍体的抗病高秆植株(丁)。2015年启航培训高二生物3另一实验表明，以甲和丁为亲本进行杂交，子一代均为抗病高秆。请回答：(1)对上述1株白化苗的研究发现，控制其叶绿素合成的基因缺失了一段DNA，因此该基因不能正常________，功能丧失，无法合成叶绿素，表明该白化苗的变异具有________的特点，该变异类型属于________。(2)上述培育抗病高秆玉米的实验运用了________、单倍体育种和杂交育种技术，其中杂交育种技术依据的原理是________。花药离体培养中，可通过诱导愈伤组织分化出芽、根获得再生植株，也可通过诱导分化成________获得再生植株。(3)从基因组成看，乙与丙植株杂交的F1中抗病高秆植株能产生________种配子。(4)请用遗传图解表示乙与丙植株杂交得到F1的过程。4．(2012年高考江苏卷)科学家将培育的异源多倍体的抗叶锈病基因转移到普通小麦中，育成了抗叶锈病的小麦，育种过程见图。图中A、B、C、D表示4个不同的染色体组，每组有7条染色体，C染色体组中含携带抗病基因的染色体。请回答下列问题：(1)异源多倍体是由两种植物AABB与CC远缘杂交形成的后代，经________________方法培育而成，还可用植物细胞工程中________方法进行培育。(2)杂交后代①染色体组的组成为________，进行减数分裂时形成________个四分体，体细胞中含有________条染色体。(3)杂交后代②中C组的染色体减数分裂时易丢失，这是因为减数分裂时这些染色体________。(4)为使杂交后代③的抗病基因稳定遗传，常用射线照射花粉，使含抗病基因的染色体片段转接到小麦染色体上，这种变异称为________。巩固练习：1．下列高科技成果中，根据基因重组原理进行的是()①利用杂交技术培育出超级水稻②通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒③通过体细胞克隆技术培养出克隆牛④将苏云金杆菌的某些基因移植到棉花体内，培育出抗虫棉⑤将健康人的正常基因植入病人体内治疗基因病⑥用一定浓度的生长素处理，获得无子番茄A．①③⑤B．①②④C．①④⑤D．①②⑥2．(2012年高考海南卷)已知小麦无芒(A)与有芒(a)为一对相对性状，用适宜的诱变方式处理花药可导致基因突变。为了确定基因A是否突变为基因a，有人设计了以下4个杂交组合，2015年启航培训高二生物4杂交前对每个组合中父本的花药进行诱变处理，然后与未经处理的母本进行杂交。若要通过对杂交子一代表现型的分析来确定该基因是否发生突变，则最佳的杂交组合是()A．♂无芒×♀有芒(♂AA×♀aa)B．♂无芒×♀有芒(♂Aa×♀aa)C．♂无芒×♀无芒(♂Aa×♀Aa)D．♂无芒×♀无芒(♂AA×♀Aa)3．(2014年烟台检测)现有三个番茄品种，A种的基因型为aaBBDD，B种的基因型为AAbbDD，C种的基因型为AABBdd，三种等位基因分别位于三对同源染色体上。若通过杂交育种要获得aabbdd植株，且每年只繁殖一代，至少需要的时间为()A．2年B．3年C．4年D．5年4．家蚕的性别决定为ZW型。用X射线处理使第2号染色体上的含显性斑纹基因PB的区段易位到W染色体上，再将雌蚕与白体雄蚕交配，其后代凡是雌蚕都有斑纹，凡是雄蚕都无斑纹。这样有利于去雌留雄，提高蚕丝的质量。这种育种方法依据的原理是()A．基因突变B．基因重组C．染色体结构的变异D．染色体数目的变异5．为获得纯合高蔓抗病番茄植株，采用了下图所示的方法图中两对相对性状独立遗传。据图分析，不正确的是()A．过程①的自交代数越多，纯合高蔓抗病植株的比例越高B．过程②可以取任一植株的适宜花药作培养材料C．过程③原理是细胞的全能性D．图中筛选过程不改变抗病基因频率6．将①、②两个植株杂交，得到③，将③再做进一步处理，如下图所示。下列分析错误的是()A．若③的基因型为AaBbdd，则⑩植株中能稳定遗传的个体占总数的1/42015年启航培训高二生物5B．由⑤×⑥到⑧的育种过程中，遵循的主要原理是染色体变异C．由③到④过程产生的有利变异多D．由③到⑦过程可能发生突变和基因重组，突变和基因重组为生物进化提供原材料7．在引进优良家畜(如牛、羊)时，一般引进雄性个体让其与本地的同种雌性个体杂交。考虑到经济和遗传方面的因素，一般以引进4头雄性家畜为宜。具体做法是：让一头引种雄畜与一头本地种雌畜杂交得F1，让F1与第二头引种雄畜杂交得F2，让F2再与第三头引种雄畜杂交得F3，F3与第四头引种雄畜杂交得F4，试问：在F4个体细胞核内的遗传物质属本地种的理论上约有()A．1/2B．1/8C．1/16D．15/16二、非选择题8．小麦是自花传粉植物。在种植白色籽粒小麦的田间偶然发现有一株小麦所结籽粒为红色。研究表明红色籽粒小麦是由种皮中的色素所引起的。第二年将该小麦的800多颗红色籽粒播种后，有600多株发育成熟，其中有160多株结白色籽粒，其余仍结红色籽粒。(回答题中基因型时用A表示显性基因，a表示隐性基因。)(1)最初产生结红色籽粒植株的原因很可能是由于________；红色籽粒中胚的基因型是________________________________________________________________________。(2)若采用单倍体育种的方法，以尽快获得稳定遗传的红色籽粒小麦品种。具体步骤是：①将最初得到的红色籽粒播种后，最好培养至________(传粉前/传粉后)，取________进行离体培养。②待得到________时，用秋水仙素处理使其________后，培养至成熟，得到的植株基因型为________。③待________时，选________籽粒留种。④此育种方式的实质是________________________________________________________________________。9．玉米(2N＝20)是重要的粮食作物之一。已知玉米的高秆、易倒伏(A)对矮秆、抗倒伏(a)为显性，抗病(B)对易感病(b)为显性，控制上述两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。现有两个纯合的玉米品种甲(AABB)和乙(aabb)，据此培养AAbb品种。根据材料分析回答：2015年启航培训高二生物6(1)图1中由品种AABB、aabb经过a、b、c过程培育出新品种的育种方式称为________，F2的高秆抗病玉米中纯合子占________。(2)将图1中F1与另一玉米品种丙杂交，后代的表现型及其比例如图2所示，则丙的基因型为________。(3)过程e常采用________方式由AaBb得到Ab个体。与过程a、b、c的育种方法相比，过程a、e、f的优势是________。与过程g的育种方式相比，过程d育种的优势是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)上述育种方法中，最不容易获得矮秆目标品种的是[]________，原因是________________________________________________________________________。10．(2014年德州模拟)玉米(2n＝20)是一种雌雄同株植物。下表表示5个玉米纯系的表现型、相应的基因型及基因所在的染色体。其中②～⑤品系均只有一个性状属隐性，其他性状均为显性。(1)如果研究玉米的基因组，应测定________条染色体上的DNA碱基序列。(2)若要进行自由组合定律的实验，选择品系②和③作亲本是否可行？________；原因是________________________________________________________________________。(3)为了提高玉米的产量，在农业生产中使用的玉米种子都是杂交种。现有长果穗(A)白粒(b)和短果穗(a)黄粒(B)两个玉米杂合子品种，为了达到长期培育长果穗黄粒(AaBb