专题九生物变异与生物育种

第1页共4页“生物变异与遗传育种”复习指导左延柏（江苏省南京市第三十九中学210015）一、知识要点二、重难点阐释1．部分育种方法比较：原理方法优点缺点应用杂交育种基因重组（1）通过杂交使亲本的优良性状组合在一起（2）连续自交选择使位于不同个体上的多个优良性状集中于一个个体上，即“集优”育种所需时间较长培育矮秆抗病小麦诱变育种基因突变物理方法或化学方法处理植株，再选择符合要求的变异类型产生新基因和新的性状，能提高变异的频率，加速育种进程。能大幅度改良某些性状。有利个体不多，需大量处理供试材料，工作量大。太空辣椒的培育单倍体育种染色体变异(1)先将花药离体培养，培养出单倍体植株；(2)将单倍体幼苗经一定浓度的秋水仙素处理获得纯合体。明显缩短育种年限（一般为两年），加速育种进程。不能从根本上改变原有性状，因而不能按人类意愿定向改变作物的的遗传特性。用纯种高秆抗病小麦与矮秆不抗病小麦杂交得F1，用F1的花药离体培育纯种矮秆抗病小麦多倍体育种染色体变异用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。育种周期短，能改良原有性状，提高产量（茎杆粗壮，叶片、果实和种子较大，营养物质含量较多。）一般只适合于植物，发育延迟，结实率低。三倍体无籽西瓜的培育基因工程育种异源DNA(基因)重组“提”“装”“导”“检”“选”。不受生物亲缘关系的限制，可按人的意愿改造生物，目的性强，科技含量高技术复杂，操作要求精细,难度大。转基因抗虫棉、转基因“向日葵豆”“转基因超级绵羊”植物体细胞杂交育种理论基础：细胞的全能性“去壁”→“诱融”→“组培”克服不同种生物间的生殖隔离和远缘杂交不亲和的障碍，可培育作物新品种。技术复杂，操作要求精细,难度大。“白菜--甘蓝”、“番茄—马铃薯”的培育。动物细胞克隆育种理论基础：细胞核的全能性核移植和胚胎移植培育繁殖优良生物品种，用于保存频危物种，有选择地繁殖某性别动物技术复杂，操作要求精细,难度大。鲤鲫移核鱼、克隆羊——“多莉”的培育2．在无子西瓜培育中，二倍体起什么作用？在无子西瓜的培育过程中，用四倍体的西瓜为母本，二倍体的西瓜为父本，这样的组合可得到三倍体的西瓜种子，为什么不用反交组合(二第2页共4页倍体雌×四倍体雄)得到三倍体的西瓜种子呢？三倍体无子西瓜的整个培育过程需二年时间，二倍体共用了三次，其作用不同。第一是作为诱导四倍体的被处理的材料，将二倍体西瓜的幼苗用秋水仙素处理，使其染色体数目加倍，从而使它成为四倍体。第二是作为父本提供配子，第一年收获的三倍体种子是以四倍体作母本，二倍体作父本在四倍体植株上结成的。第三是提供花粉，刺激子房发育，第二年的三倍体植株由于染色体联会紊乱，不能形成正常的生殖细胞，因而所授予的二倍体的成熟花粉中的精子不能进行受精，但其花粉中含有催化（色氨酸）产生生长素的酶，这样花粉刺激子房合成大量生长素，而这些生长素能促进子房发育成果实。四倍体植物属于多倍体，种子较大，把它作为母本培育出来的西瓜种子种下后，植株较健壮，并且结出的无子西瓜中只有柔软的胚珠，没有种子。如果以四倍体西瓜作父本，二倍体作为母本结出的三倍体种子，将来发育成的植株雌花中的胚珠会生成硬壳，像有种子一样，达不到培育无子西瓜的目的，所以这种杂交方案不能采用。3．关于染色体组及其确认方法（1）染色体组概念及确认条件细胞中的一组非同源染色体，它们在形态和功能上各不相同，但是携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息，这样的一组染色体，叫做一个染色体组。确认条件：①一个染色体组中不含同源染色体②一个染色体组中所含的染色体形态、大小和功能各不相同③一个染色体组中含有控制该生物性状的一整套基因，但不能重复（2）确认方法：①据染色体形态判断：细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。如图所示的细胞中形态相同的染色体a中有3条，b中两两相同，c中各不相同，则可判定它们分别含3个、2个、1个染色体组。②根据基因型判断：在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的基因出现几次，则有几个染色体组。如基因型为AaaBBb的细胞，含有3个染色体组，基因型为Aa的细胞含2个染色体组，基因型为ABcd的细胞则含1个染色体组。③根据染色体的数目和染色体的形态数来推算：染色体组的数目=染色体数／染色体形态数。如果蝇体细胞中有8条染色体，分为4种形态，则染色体组的数目为2个，韭菜细胞共32条染色体有8种形态，可推出每种形态有4条，进而推出韭菜细胞内应含四个染色体组。三、案例探究[例1]请写出下面各项培育方法：（1）通过花药离体培养再用秋水仙素加倍得到烟草新品种的方法是。（2）用60Co辐射谷氨酸棒状杆菌，选育出合成谷氨酸的新菌种，所用方法是。第3页共4页（3）用小麦和黑麦培育八倍体黑小麦的方法是。（4）将青椒的种子搭载人造卫星，在太空中飞行数周后返回地面，获得了果大、肉厚和维生素含量高的青椒新品种，这种育种原理本质上属于。（5）用抗倒伏、不抗锈病和不抗倒伏、抗锈病的两个小麦品种，培育出抗倒伏、抗锈病的品种，所用方法是。（6）用秋水仙素或硫酸二乙酯处理蕃茄、水稻种子，获得成熟期早、蛋白质含量高的品系，这种方法是。（7）将白菜与甘蓝的体细胞用酶处理，再用聚乙二醇使其融合，通过组织培养获得新的植物品种。这种方法是。（8）将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花受精卵中，培育出抗虫棉的方法是。（9）生产“人工种子”采用的方法是。命题意图：本题考查的知识点是一些常见的育种方法及育种原理。解析：本题是属于了解层次的知识点。通过本部分内容的复习，学生对一些常见的育种方法及育种原理已有一定的了解和理解，参见上述“重难点阐释”部分的第一点“部分育种方法比较”，不难得出答案。答案：（1）单倍体育种（2）诱变育种（3）多倍体育种（4）诱变育种（5）杂交育种（6）多倍体育种（7）植物体细胞杂交育种（8）基因工程育种（9）植物组织培养【例2】(2007年江苏高考生物第14题)基因突变是生物变异的根本来源。下列关于基因突变特点的说法正确的是A．无论是低等还是高等生物都可能发生突变B．生物在个体发育的特定时期才可发生突变C．突变只能定向形成新的等位基因D．突变对生物的生存往往是有利的命题意图：本题考查学生对生物变异的根本来源----基因突变的特点的理解和掌握情况。解析：生物体发生的基因突变有如下几个特点：①普遍性②随机性③低频率性④害多利少性⑤不定向性。本题的A选项反映了基因突变的①普遍性特点；B选项与基因突变的②随机性特点相冲突，基因突变可以发生在个体发育的任何时期，可以发生在体细胞中，也可以发生在生殖细胞中；C选项与⑤不定向性相违背，D项显然与④害多利少性这一特点相违背了。答案：A。四．检测训练（2007年相关高考试题精选）：1．(2007年广东高考文理基础第50题)人类遗传病种类较多，发病率高。下列选项中，属于染色体异常遗传病的是CA．抗维生素D佝偻病B．苯丙酮尿症C．猫叫综合症D．多指症2．(2007年广东高考生物第15题)太空育种是指利用太空综合因素如强辐射、微重力等，诱导由宇宙飞船携带的种子发生变异，然后进行培育的一种育种方法。下列说法正确的是A.太空育种产生的突变总是有益的B.太空育种产生的性状是定向的C.太空育种培育的植物是地球上原本不存在的D.太空育种与其他诱变方法在本质上是一样的第4页共4页3．(2007年上海高考生物第14题生物)一杂合体植株（二倍体）的下列部分，经组织培养和秋水仙素处理后可获得纯合体的是A．根B．茎C．叶D．花粉4．(2007年上海高考生物第20题)有一种绣球花的花色因土壤pH不同而异，pH大于7B于开蓝花，pH小于7时开桃色花，这是因为土壤pHA．是一种诱变因素B．引起染色体畸变C．影响基因表达D．改变了色素基因5．(2007年上海高考生物第25题)下列有关遗传病的叙述中，正确的是A．仅基因异常而引起的疾病B．仅染色体异常而引起的疾病C．基因或染色体异常而引起的疾病D．先天性疾病就是遗传病6．(2007年重庆理综第30题)李振声院士获得了2006年度国家最高科技奖，其主要成就是实现了小麦同偃麦草的远缘杂交，培育成了多个小偃麦品种，请回答下列有关小麦遗传育种的问题：(1)如果小偃麦早熟（A）对晚熟（a）是显性，抗干热（B）对不抗干热（b）是显性（两对基因自由组合），在研究这两对相对性状的杂交试验中，以某亲本与双隐怀纯合子杂交，F1代性状分离比为1：1，请写出此亲本可能的基因型：___________________________。(2)如果决定小偃麦抗寒与不抗寒的一对基因在叶绿体DNA上，若以抗寒晚熟与不抗寒早熟的纯合亲本杂交，要得到抗寒早熟个体，需用表现型为____________的个体作母本，该纯合的抗寒早熟个体最早出现在________代。(3)小偃麦有蓝粒品种，如果有一蓝粒小偃麦变异株，籽粒变为白粒，经检查，体细胞缺少一对染色体，这属于染色体变异中的__________变异，如果将这一变异小偃麦同正常小偃麦杂交，得到的F1代自交，请分别分析F2代中出现染色体数目正常与不正常个体的原因：_________________________________________________________________________。(4)除小偃麦外，我国也实现了普通小麦与黑麦的远缘杂交。①普通小麦（六倍体）配子中的染色体数为21，配子形成时处于减数第二次分裂后期的每个细胞中的染色体数为__________;②黑麦配子中的染色体数和染色体组数分别为7和1，则黑麦属于________倍体植物；③普通小麦与黑麦杂交，F1代体细胞中的染色体组数为_______，由此F1代可进一步育成小黑麦。参考答案：1．C2、D3、D4、C5、C6．(1)AaBB、Aabb、AABb、aaBb(2)抗寒晚熟；F2（或子二）(3)数目F1代通过减数分裂能产生正常与不正常的两种配子；正常配子相互结合产生正常的F2代；不正常配子相互结合、正常配子与不正常配子结合产生不正常的F2代(4)①42②2③4作者简介：左延柏，男，中学高级教师，中国教育工作者协会会员，江苏省南京市高三生物教学研究核心小组成员。