生物育种问题归类

生物育种问题归类高中生物中涉及的育种技术和方法有：1.扦插、嫁接、压条、分根等2.植物组织培养3.细胞工程育种(动物)4.单倍体育种5.有性杂交育种6.多倍体育种7.转基因技术育种8.人工诱变育种9.良种的地域性栽培或养殖（选种）其中，1、2为无性过程；3除了如“试管婴儿”采取有性细胞外也都为无性过程；4、5为有性过程；6的秋水仙素处理过程为无性，但如用四倍体与二倍体杂交得三倍体则为有性过程；7、8的分子改造过程为无性；9涉及生态因素的影响这些育种知识分布在课本的各个章节，而且内容较为简洁。进行高考总复习时，必须进行归纳总结，在广度和深度上进行适当的拓展，使其成为育种知识体系，以便系统地掌握生物育种的原理、方法及其优缺点等等，达到灵活运用的目的。例如：现许多荔枝产地每年都会举办“荔枝节”以吸引招商。就2003年为例：“西园挂绿”（祖母绿）产果二十多颗，其中最小的一颗也拍卖出近十万人民币。对“西园挂绿”作简单介绍。问题：母树上将会结出什么样的荔枝？虚构一故事：今年，西园的老总Jacky又办了一次“西园挂绿”拍卖会。有一位叫Andy的园艺老板不惜重本拍下了三颗“西园挂绿”问题：1.Andy吃完拍下的“西园挂绿”后把种子种下去，将来他能得到“西园挂绿”吗？ttGgTTGgTTGgTTGgTTGgTTGgTTGg西园中荔枝生长分布情况的假想示意图。西园挂绿普通荔枝T：无绿线t：有绿线G：甜味g：酸味2.“西园挂绿”母树树龄已经有几百年了，也就是可以推测“西园挂绿”这个品种并非一开始就有的。那么，“西园挂绿”这一珍贵品种又是怎么出现的呢？3.“西园挂绿”的珍贵是因为它无论在科学研究、经济价值方面还是人文领域都有很重要的意义。我们如何保存这一优良的品种呢？4.Andy实际上是一位商业间谍。在“西园挂绿”的拍卖会上他偷了“西园挂绿”的枝条偷渡出国，以高价卖给外国人，你认为这会导致“西园挂绿”品种的外流吗？5.Jacky为了改良“西园挂绿”，现招聘高级荔枝育种工程师一名。要求在不改变“西园挂绿”原有外观品质的前提下把“西园挂绿”改良为无核、果大、糖分含量多。你前往应聘，请向Jacky介绍你的设想。6.受到“西园挂绿”的启示，已作为高级荔枝育种工程师的你能否培育出“南园披紫”（挂紫色的线）或“101斑点荔”（外果皮上有金黄色的斑点）呢？请介绍你的设计方案并说明设计的依据。注意：“品种”实际上应理解为某物种中的某个亚种。以“西园挂绿”为例，它包含了一系列优良的性状，和只有一两对相对性状的遗传对比要复杂。一、无性繁殖无性繁殖的优点：可以快速大量稳定的获得单一亲本性状的个体，缺点变异性差二、转基因育种原理：基因重组（或异源DNA重组）。方法：提取目的基因→装入载体→导入受体细胞→基因表达→筛选出符合要求的新品种。优点：不受种属限制，可根据人类的需要，有目的地进行。缺点：可能会引起生态危机，技术难度大。例1：阅读下列材料，回答问题：材料：目前，我国已培育成功两种转基因鱼：一种是带有草鱼生长激素基因的转基因鲤鱼子一代，和普通鲤鱼不同的是，它的背部高高隆起，肌肉十分发达，并具有大规模繁殖能力。另一种是具有草鱼生长激素基因的转基因三倍体鲤鱼“吉鲤”。它长得酷似鲫鱼，在它的基因中，除了两套鲤鱼染色体外，还多了一套鲫鱼的染色体，但吉鲤是不能生育的，在推广过程中不用担心与其它动物杂交引起生态危机。这两种鱼的生长速度很快，比普通鲤鱼快140％以上。而且蛋白质高，脂肪含量较低，味道不错。（1）文中的“转基因鲤鱼”是指遗传物质中导入了_________的鲤鱼。（2）“吉鲤”不能生育是因为减数分裂过程中__________，不能生成正常的生殖细胞。（3）请指出转基因育种的两种优点__________。答案：（1）草鱼生长激素基因（2）染色体联会发生紊乱（3）能够打破种属的限制；可以最大限度地满足人类的愿望。三.细胞工程育种原理：细胞的全能性方法：（1）植物：去细胞壁→细胞融合→组织培养（2）动物克隆：核移植→胚胎移植优点：能克服远缘杂交的不亲和性，有目的地培育优良品种。动物体细胞克隆，可用于保存濒危物种、保持优良品种、挽救濒危动物、利用克隆动物相同的基因背景进行生物医学研究等。缺点：技术复杂，难度大；它将对生物多样性提出挑战，有性繁殖是形成生物多样性的重要基础，而“克隆动物”则会导致生物品系减少，个体生存能力下降。例2：驱蚊草（又名蚊净香草）是一种具有驱蚊效果而对人体不仅无害、而且有益的植物，它是通过科学家十多年的潜心研究、采用细胞工程技术，把天竺葵的原生质体与香茅草的原生质体进行融合培育而成的，是一种纯天然及环保型产品。驱蚊草含有香茅醛，散发出一种特殊的柠檬型香气，从而达到驱蚊的效果。香茅醛同时还具有抗菌、除臭、抗忧郁、净化心灵、缓解紧张与压力的作用。驱蚊草是多年生草本植物，从澳大利亚引入中国。该产品已在澳大利亚、美国、日本、加拿大、台湾等地走进千家万户，确认了该植物的驱蚊效果和环保安全性。下图是培育蚊净香草示意图。请据图回答下列问题：（1）从（1）到（2）的过程是使植物细胞形成__________，关键是使用________酶去除细胞壁。（2）步骤（2）（3）（4）（5）是_________融合过程，完成______________的杂交。（3）步骤（6）（7）表示融合的细胞长成杂种植株的过程。这个过程必须经过细胞分裂、________、_________几个阶段。（4）请分析指出，利用蚊净香草驱蚊有什么优点？____________________答案：（1）原生质体；纤维素（2）原生质体；杂交细胞（3）细胞分化；器官形成（4）对环境无污染例3：2003年11月6日，继我国首例皮肤细胞克隆牛“康康”之后，又一头以同样方法克隆的牛“双双”在山东省莱阳农学院诞生。这两头克隆牛的降生，标志着我国体细胞克隆技术已达国际先进水平。下图为克隆牛的培育过程，请据图回答：A牛卵细胞植入C牛子宫发育克隆牛（基因型AA）（基因型Aa）B牛细胞核（基因型Aa）体细胞（1）该克隆牛表现出的性状是__________牛的性状，基因型是___________，性别是___________。（2）在培育克隆牛时，若将B牛换成基因型为Aa的雌牛，得到的克隆牛将是_______性。用_________方法可测知这头克隆牛的基因型，其基因型是_________。（3）获得克隆牛的繁殖方式是_________。答案：（1）B,Aa，雄性（2）雌，测交Aa（3）无性生殖四.单倍体育种原理：染色体变异，组织培养方法：选择亲本→有性杂交→F1产生的花粉离体培养获得单倍体植株→诱导染色体加倍获得可育纯合子→选择所需要的类型。优点：明显缩短育种年限，加速育种进程。缺点：技术较复杂，需与杂交育种结合，多限于植物。例4：石板菜是一种名贵蔬菜，为雌雄异株，属于XY型性别决定，其雄株产量与质量都超过雌株。请你从提高经济效益的角度考虑，提出两种方案繁殖推广。答案：方案1：运用组织培养的方法，过程如下图：雄株营酶处理雄株分离脱分化愈伤再分化大量的雄养组织原生质体组织性植株方案2：运用单倍体育种方法：雄株花粉离体培养单倍体单倍体秋水仙素处理染色体加倍纯合子植株纯合子植株杂交大量的雄性植株XYXXYY五.多倍体育种原理：染色体加倍（染色体变异）方法：秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。（1）同源多倍体育种，如：二倍体四倍体染色体加倍（2）异源多倍体育种，如：ANaBNbNabNab物种物种杂交染色体加倍22222422二倍体二倍体不育四倍体优点：可培育出自然界中没有的新品种，且培育出的植物器官大，产量高，营养丰富。缺点：只适于植物，结实率低。例5：下图是我国育种专家鲍文奎培育异源八倍体小麦的过程。其中：（1）A、B、R均代表_________。（2）F1不育的原因是_______。（3）如何从F1培育出可育的新品种？_________________________答案：（1）染色体组（2）减数分裂时染色体不能联会，无法形成正常的配子（3）将F1萌发的种子或幼苗用秋水仙素处理，使染色体加倍。六.有性杂交育种P普通小麦黑麦RRAABBDD×（2N=14）（2N=42）配子ABDR（N=21）（N=7）F1ABD（不育）新品种小黑麦AABBDDRR（4N=56）原理：基因重组。方法：杂交→自交→选优优点：能根据人的预见把位于两个生物体上的优良性状集于一身。缺点：时间长，需及时发现优良性状。例6：现有3个番茄品种，A品种的基因型为AABBdd，B品种的基因型为AAbbDD，C品种的基因型为aaBBDD。3对等位基因分别位于3对同源染色体上，并且分别控制叶形、花色和果形3对性状。请回答：（1）如何运用杂交育种方法利用以上3个品种获得基因型为aabbdd的植株？（用文字简要描述获得过程即可）（2）如果从播种到获得种子需要一年，获得基因型为aabbdd的植株最少需要多少年？答案：（1）A和B杂交得到杂交一代，杂交一代再与C杂交，得到杂交二代，杂交二代自交，即可得到基因型为aabbdd的种子，该种子可长成aabbdd植株（2）4年七.诱变育种原理：基因突变方法：辐射诱变，激光、化学物质诱变，太空（辐射、失重）诱发变异→选择育成新品种优点：能提高变异频率，加速育种过程，可大幅度改良某些性状；变异范围广。缺点：有利变异少，须大量处理材料；诱变的方向和性质不能控制。改良数量性状效果较差。例7：我国运用返回式运载卫星搭载水稻种子，返回地面后种植，培育出的水稻穗长粒大，亩产达600kg，最高达750kg，蛋白质含量增加8%-20%，生长期平均缩短10天。请回答：（1）水稻产生这种变异的来源是_______，产生变异的原因是________。（2）这种方法育种的优点有__________。答案：（1）基因突变；各种宇宙射线和失重的作用，使基因的分子结构发生改变。（2）能提高变异频率，加速育种进程，并能大幅度改良某些性状。八、有关育种注意的问题1、育种的根本目的是培育具有优良性状(抗逆性好、品质优良、产量高)的新品种，以便更好地为人类服务。2、选择育种方法要视具体育种目标要求、材料特点、技术水平和经济因素，进行综合考虑和科学决策：①保留原有性状，首选无性繁殖。②一般作物育种可选杂交育种和单倍体育种；检测纯合子用测交或自交，测交分离比例比较平均为首选；既要检测纯合子同时又要分离纯合子，如果是显性用“代代自交”，隐性直接分离；已知多对性状杂合要获得纯合子首选单倍体育种，其次才自交。③为得到特殊性状可选择诱变育种（不定向）再进行筛选(如航天育种)或多倍体育种；④若要将特殊性状组合到一起，但又不能克服远缘杂交不亲和性，可考虑运用基因工程和细胞工程育种，如培育各种用于生物制药的工程菌。3、从基因组成上看，育种目标基因型可能是：①纯合体，便于制种、留种和推广；②杂交种，充分利用杂种优势。4、设计方案时应注意对象是“动物”还是“植物”，雌雄“同体”还是“异体”。在选择纯粹杂交育种方法时，是否能获得相应正反交或自交的父母本，反交自交能否进行。是否还要借助无性的方法。5、杂交育种应注意去雄、套袋（雌雄同花）和授粉，因工作量大往往获得雄性不育采用三系法或两系法。