人工育种专题复习.

人工育种杂交育种诱变育种单倍体育种多倍体育种细胞工程育种基因工程育种一、杂交育种1.概念：人们按着育种的目标，选配亲本进行杂交，然后根据性状的遗传表现，选出符合人们要求的杂种后代，再经有目的的选育，最终培育出具有稳定性状的品种。2.原理：基因分离定律、基因自由组合定律3.优点：可获得优良性状的纯种个体和不同个体的优良性状集中于一个个体上。4.缺点：育种时间长，可达5~6年。例题1.小麦某抗病性状有显性基因（A）控制，为了获得能稳定遗传的该抗病性状的小麦品种，如何进行育种？简述过程。例题2.用高茎（D）（易倒伏）抗锈病（T）的纯种小麦与矮茎（d）（抗倒伏）易染锈病（t）的纯种小麦作亲本，如何选育出抗倒伏、抗锈病纯种小麦？简述育种过程。练习、兔子的黑毛（B）对白毛（b）为显性，短毛（E）对长毛（e）为显性，这两对基因独立遗传，现有纯合黑色短毛兔（ＢＢＥＥ）和白色长毛兔（ｂｂｅｅ）。（1）请设计培育出能稳定遗传的黑色长毛兔的育种方案一、让黑色短毛（BBEE）与白色长毛（bbee）杂交的F1二、F1中雌雄个体交配得F2,从中选出黑色长毛（B_ee）三、让F2选出的黑色长毛兔与白色长毛进行测交，（2）.在F2中黑色长毛兔的基因型有——种，其纯合子占黑色长毛兔的——,其杂合子占F2总数的——（3）上述遗传遵循——————定律。两种ＢｂｅｅＢＢｅｅ１／３１／８自由组合定律二、诱变育种1.概念：指利用物理或化学因素处理生物，使其发生基因突变，这种方法可提高基因突变率，创造出人类需要的变异类型，从中选择、培育出优良的生物品种。2.原理：基因突变3.优点：提高变异频率，出现新性状，加快育种过程。4.缺点：有利变异少，需要处理大量的实验材料例题1.（2004江苏）科学家利用辐射技术处理红色种皮的花生，获得一变异植株，其自交所结的种子，均具有紫色种皮，这些具有紫色种皮的种子长成的植株，有的却结出了红色的种皮的种子。（1）.上述紫色种皮的花生长成的植株中，有些结出了红色种皮的原因：（2）.上述紫色种皮的种子，可用于培育紫色种皮性状能稳定遗传的花生新品种。假设花生种皮的紫色和红色有一对等位基因控制，用文字简要叙述获得该新品种的过程：获得的突变植株为杂合子，突变性状为显性性状，自交后发生了性状分离紫色种皮性状属于母本的性状，而胚的种皮的性状只有来年种植之后，从其所结的种子上才能体现出来。练习1.我国科学家利用化学诱变、物理诱变、远缘杂交三结合育种技术培育成彩色小麦，该小麦含有多种矿质元素，营养价值很高，目前，已被我国列入太空育种升空计划，以创造出更优质的小麦。（1）.三结合育种方法的原理是______和_____，化学诱变和物理诱变可以提高______，创造人类需要的___。远缘杂交由于亲本间______相差很大，因而______的可能性也较大。（2）.作为空间技术育种相对于人工诱变的优势是种子在_________等多种空间环境因素的综合作用下，_____更容易发生改变。练习2.神州三号飞船搭载生物实验，利用空间特殊的物理条件进行育种，下列说法正确的是：A.高等植物幼苗在太空失去了所有的应激性B.育成生物新品种的依据是基因突变C.育成新品种对人体都是有益的D.此育种方法不可能产生新的基因人工诱变基因重组突变率突变类型遗传物质基因重组微重力，高辐射种子内遗传物质三、单倍体育种1.概念：利用花药离体培养的方法获得单倍体植株后，在经过人工诱变使其染色体加倍，重新获得正常植株的染色体数，这种方法获得的植株不仅能正常生长，而且都是纯合子2.原理：染色体变异3.优点：明显缩短与中年限（2年）4.缺点：技术复杂，须与杂交育种结合，例题1.（2005全国Ⅲ）已知水稻抗病（R）对感病（r）为显性，有芒（B）对无芒（b）为显性，两对基因自由组合，体细胞的染色体数为24条。现用单倍体育种方法获得抗病、有芒水稻新品种。（1）.诱导单倍体所用的花药，应取自于基因型为_____的植株。（2）.为获得上述植株，应采用基因型为___和_____的两亲本进行杂交。（3）.在培养过程中，单倍体一部分能自然加倍成二倍体，该二倍体植株花粉表现___（可育或不可育），结实性为____（结或不结）体细胞染色体为_____条。B_R_RRbbrrBB可育结24（4）.在培养过程中，一部分花药壁细胞能发育成为植株，该植株的花粉表现为___（可育或不可育），结实性为____（结或不结）体细胞染色体为_____条。（5）.自然加倍植株和花药壁植株中都存在抗病、有芒的表现型。为获得能稳定遗传的抗病有芒新品种，本实验应选以上两种植株的____植株，因为自然加倍的植株______，花药壁植株——.（6）.鉴别上述自然加倍植株与花药植株的方法是：__________.可育结24自然加倍为纯合子杂合子让它们自交，如出现性状分离，则为花药壁植株。不出现性状分离，则为自然加倍植株例题2、下图为农业生产上关于两对相对性状两种育种方法的过程，据图回答♀×♂（亲本）F1F2（分离开）花粉植株F3（分离开）纯合子二倍体F4（稳定品种)纯合子二倍体种子植株鉴定型品种新品种推广（1）、图中红色箭头所示的育种方式是——育种，其显著优点是——，该育种方式中基因重组发生在———的过程中。（2）、从F1到F4连续多代自交的目的是提高——的含量。F2开始逐代进行人工选择是为了淘汰——————，为什么这种选择不能从F1开始？（3）、图示的两种方法都是从亲本杂交开始，这样做的目的是什么？单倍体育种所的后代全为纯合子，可明显缩短育种年限F1减数分裂形成花粉粒纯合子表现型不符合育种目的的个体因为从F2开始才出现性状分离，F1不出现性状分离使两亲本的优良性状的基因集中到F1的体细胞中，在从F1到F2的过程中选育出由于基因的重组而符合育种目的的优良品种四.多倍体育种1.方法：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗（同种植物杂交或不同植物杂交或不同植物体细胞杂交获得），当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能抑制纺垂体的形成，导致染色体不能分离，从而使细胞内染色体的数目加倍，这样的细胞继续正常进行有丝分裂，可发育成多倍体植株。2.原理：染色体变异3.优点：器官大，营养含量高4.缺点：结实少，发育迟缓，只适用于植物例题1.分析下列两个实验，1.用适当浓度的生长素溶液处理未授粉的番茄雌蕊，子房发育成无籽果实。2.用四倍体西瓜和二倍体西瓜杂交，获得三倍体西瓜植株，给其雌蕊授以二倍体西瓜的花粉，子房发育成无籽西瓜，回答（1）.番茄的无籽性状是否可以遗传？若取此番茄的枝条扦插，长成的植株所结果实中是否有种子？无籽性状的成因？（2）.三倍体西瓜无性繁殖后，无籽性状是否遗传？若取此枝条进行扦插，长成的植株子房壁有几个染色体组？无籽性状的成因？不可以有种子可以遗传三个此果实是由生长素直接刺激子房形成，没有经过授粉作用三倍体的联会发生紊乱不能产生正常的生殖细胞，受二倍体花粉刺激后产生生长素，刺激子房发育成果实。例题2.萝卜和甘蓝杂交，所得新物种萝卜甘蓝，一般高度不育，其原因是？要想获得可育的萝卜甘蓝怎样处理？萝卜和甘蓝并非同一物种，杂交后所的植株的体细胞中并没有同源染色体，也就不能进行减数分裂形成正常的配子，所以高度不育，用秋水仙素处理萝卜和甘蓝杂交后得到的种子或其萌发后的幼苗，使其染色体加倍，若染色体加倍的种子或幼苗发育成植株个体，就可以产生生殖细胞，进行生殖发育。五.基因工程育种1.概念：基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术，是按照人们意愿把一种生物的个别基因复制出来，加以修饰改造，然后放到另一细胞内，定向地改造生物遗传物质的技术。基因工程育种，就是用这项技术，按照人们的意愿培育新物种。2.原理：基因重组3.优点：可以定向培育新物种4.缺点：难以操作。例题1.江苏农科院开展转基因抗虫棉的科技攻关研究，成功地将杀虫蛋白基因导入棉花细胞中，得到的棉花新品种对棉铃虫的毒杀效果高达80%以上，回答1.害虫抗药性的增强——的结果，2.转基因抗虫棉抗虫的遗传信息传递过程表示为————3.该项技术成果在环境保护上的重要作用—4.科学家预言，此转基因抗虫棉独立种植若干代后，也将出现不抗虫植株，此现象来源于——农药对害虫抗药性的变异进行选择抗虫基因DNA——RNA——杀虫蛋白转录翻译减少农药对环境的污染，保护生态环境，基因突变例题2.我国第一头转基因牛滔滔的培育程序如下图所示请回答：从甲雌牛A的卵细胞获得卵细胞成熟的卵细胞从乙雄牛B的精巢中获得精子受精卵向雄原核中注入外源基因受精卵中雌雄原核融合体外培养64细胞胚胎做分子生物学鉴定丙牛C的子宫内妊娠出生转基因牛滔滔③①②④⑤1.写出②③④所指的生物技术名称2.培育转基因牛滔滔的技术中关键的是哪一个环节？3.从遗传学原理说明转基因牛滔滔与亲本AB牛的根本区别是什么？4.用什么方法鉴定出生的动物是否整合了外援基因？如果要使出生的动物整合率在理论上提高到100%，那么在什么时候鉴定为宜？体外受精显微注射胚胎移植③含外源基因分子生物学测定在胚胎移植前对外源基因在胚胎体内是否已经整合做分子生物学测定，从中挑选出有外源基因的胚胎进行移植例题3.如图是将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制造工程菌示意图，所用运载体为质粒A。已知细菌B细胞不含质粒A，也不含质粒上的基因，质粒A导入细菌B后，其上基因能得到表达。回答：细菌B导入转化的细菌工程菌检测筛选目的基因（人的生长激素基因）质粒A结合a抗四环素基因抗氨苄青霉素基因1.人工获得目的基因的途径一般有那两条?2.如何将目的基因和质粒相结合形成重组质粒？3.目前把重组质粒导入细菌细胞时，效率还不高，导入完成后的细菌，实际上有的根本没有导入质粒，有的导入的是普通质粒A，只有少数的导入的是重组质粒。问：将获得的细菌涂抹在含有氨苄青霉素的培养基上能生长的细菌B是怎样的细菌？再将能生长的细菌B涂在含有四环素培养基上，还能生长的细菌是哪类菌？4.导入细菌B细胞中的目的基因成功表达的标志是？1.从细胞中获得目的基因转录的mRNA，再经逆转录合成。2.根据蛋白质中氨基酸的顺序推出mRNA、推出DNA，在人工合成用同一种限制性内切酶同时切割质粒和目的基因的DNA，再用DNA连接酶处理即可形成重组质粒。是具有质粒A和重组质粒的细菌。只含有质粒A的细菌（不是重组质粒）受体细胞能通过转录和翻译合成人的生长激素蛋白质。六.细胞工程育种1.概念：细胞工程的概念是应用细胞生物学原理和分子生物原理及方法，通过某种工程学手段，在细胞整体水平和细胞器水平上，按照人们的意愿来改变细胞的遗传特性或获得细胞产品的一门综合技术。细胞工程育种就是应用细胞工程原理培育能稳定遗传的新物种的过程。2.原理：细胞膜的流动性、细胞的全能性3.主要技术手段：植物体细胞杂交、动物细胞融合、细胞核移植、组织培养。4.优点：克服了远缘杂交不亲和的障碍，拓展了杂交亲本的组合范围。5.缺点：操作难度较大，例题1.下图为植物体细胞杂交过程示意图，回答，1.步骤①是——————，最常用的方法是：——2.步骤②一般常用的化学试剂：——，目的是：——3.在利用杂种细胞培育杂种植物时，运用的技术手段是——，其中步骤④相当于——，步骤⑤相当于——。植物细胞AB原生质体AB杂种细胞①②③④⑤杂种植物去掉细胞壁酶解法聚乙二醇诱导不同的植物细胞的原生质体融合植物组织培养脱分化再分化4.植物体细胞杂交的目的是获得杂种植株，使——能够在新的植株体上有所体现，根本原因——，5.若远缘杂交的亲本都是二倍体，则杂种植株是——6.从理论上讲，杂种植株的育性为——。若用传统有性杂交方法能否实现——，说明理由——，因此，这项技术对培养作物新品种方面的重大意义在于——————。7.利用植物体细胞杂交的方法培育作物新品种的过程中，遗传物质的传递是否遵循孟德尔遗传定律？为什么？远缘杂交亲本的遗传特征杂种植株的获得了双亲的遗传物质四倍体可育不能不同种植物存在着生殖隔离克服了远缘杂交不亲和，扩展了杂交亲本的范围不遵循，生物的有性生殖才遵循蒙德尔遗传定律，而植物的体细胞杂交属无性生殖。练习、白菜—甘蓝是利用细胞