生物育种专题.doc

07届高三生物第二轮专题复习之育种生物育种问题归类 高中生物中涉及的育种技术和方法有：转基因育种(分子水平)、细胞工程(细胞水平)、（有性）杂交育种、单倍体育种、多倍体育种和诱变育种等。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。一、转基因育种 原理：基因重组（或异源DNA重组）。 方法：提取目的基因与运载体结合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 。二 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：能克服远源杂交的不亲和性，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。右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？_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： （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_。三. 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。四. 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： （2）异源多倍体育种，如： 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）不育的原因是_。 （3）如何从F1培育出可育的新品种？ _。五. 有性杂交育种原理：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）（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？ 六. 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_。【答案提示】例1：（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。例2：（1）原生质体；纤维素酶、果胶酶（2）原生质体；体细胞（3）细胞分化；器官形成（4）对环境无污染例3：（1）B, Aa，雄性（2）雌，测交 Aa（3）无性生殖例4：方案1：运用组织培养的方法，过程如下图： 方案2：运用单倍体育种方法： 例5：（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。例6：（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年例7：（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。【课堂训练】 基础题（一定要拿满分哟！）下图为五种不同育种方法示意图。据图回答：( 1 ) 图中展示了哪几种育种方式： A、D和 ABC的两种育种方式相比较，后者的优越性主要表现在 。（2）B常用的方法为 （3）E方法所运用的原理是 。（4）C、F过程中最常采用的药剂是 。（5）由GJ的过程中涉及到的生物工程技术有 和 。1逆转录病毒的遗传物质RNA能逆转录生成DNA，并进一步整合到宿主细胞的某条染色体中。用逆转录病毒作为运载体可用于基因治疗和培育转基因动物等。（1）病毒在无生命培养基上不能生长，必须依靠活细胞提供 等物质基础，才能繁殖。逆转录病毒较T2噬菌体更容易变异，从分子水平看，是由于 。（2）基因治疗时，将目的基因与逆转录病毒运载体结合的“针线”是 。将带有目的基因的受体细胞转入患者体内，患者症状会有明显缓解，这表明 。（3）若将目的基因转入胚胎干细胞，再经过一系列过程可获得目的基因稳定遗传的转基因动物。将带有目的基因的胚胎干细胞注射到普通动物的 胚中，胚胎发育成嵌合型个体。如果转化的胚胎干细胞正好发育成 细胞，则嵌合型个体生下的幼体就极有可能带有目的基因。从胚胎干细胞转化到获得目的基因纯合子，配合基因检测，最少需要 代。试简述育种的基本过程： 。2我国植物学家将名贵兰花的茎尖细胞放进培养基中进行培养，最终发育成完整的新植株。下图是细胞培养形成兰花植株示意图，请据图回答：(1)过程和要经过_、_和_。(2)在培养过程中，除了提供水分、无机盐、糖类、维生素以及氨基酸外，还需要在培养基中加入_。同时，在培养过程中，除必要的温度、光照和氧气等外界条件外，成功的另一个关键是操作过程必须保证_。(3)从育种的角度来看，植物组织培养与有性繁殖相比，优势主要有(列举两条)：_。(4)与植物组织培养的培养基相比，用于动物细胞培养的培养液除含有水分、无机盐、糖类、维生素以及氨基酸等之外，通常还要添加_。3为了加快优良种牛的繁殖速度，科学家采用了两种方法：（1） 你认为可以采用哪两种育种方法,请简要描述过程?并注明其中所使用的生物学技术名称(试管牛和克隆牛的培育)（2）用来促进牛多排卵的激素可能是_分泌的促性腺激素。（3）产生两种牛的理论依据是_，其生殖方式属于_。（4）要培育高产奶率的转基因牛，则目的基因的受体细胞一般是_，转基因牛乳腺细胞中含有较多的参与分泌物加工的_等细胞器。【提示】1（10分）酶、ATP、代谢原料、核糖体 RNA不如双链DNA稳定 （2）DNA连接酶 目的基因随受体细胞DNA复制而复制，并在子细胞中表达 （3）囊 生殖 2 检测目的基因，选择目的基因进入生殖细胞的嵌合型个体交配，再从中选出目的基因纯合的个体。2：（8分）（1）细胞分裂 细胞（组织）分化 组织器官的形成（逐渐发育成为新的植物体） （2）植物激素（植物激素类似物） 无菌 （3）能保持母本的优良性状；培养周期短，繁殖效率高；能培养无病毒植物 （4）动物血清 【课后训练】1番茄是自花授粉植物，已知红果(R)对黄果(r)为显性，正常果形(F)对多棱果(f)为显性。以上两对基因分别位于非同源染色体上。现有红色多棱果品种、黄色正常果形品种和黄色多棱果品种(三个品种均为纯合体)，育种家期望获得红色正常果形的新品种，为此进行杂交。试回答下列问题：(1)应选用以上哪两个品种作为杂交亲本?如何完成育种过程(2)上述两亲本杂交产生的F1代具有何种基因型和表现型?(3)在F2代中红色正常果形植株出现的比例有多大?F2代中能稳定遗传的红色正常果形植株出现的比例有多大?2请回答下列关于育种的一组问题。 (1)杂种优势在抗逆性等方面明显优于纯种亲本。马铃薯、甘薯等作物，生产上只要选择那些具有杂种优势的优秀单株进行 ，就可保留杂种优势。玉米、小麦等作物的杂种优势一般只能利用F1，F2开始就会出现 现象，为减少每年均需制种的工作量，可利用 技术，将F1体细胞通过培养得到大量的杂种幼苗。 (2)为了克服远源杂交的不孕性，常利用 的原理，用一定浓度的秋水仙素溶液处理杂种F1，获得八倍体小黑麦等可育的人工多倍体；也可采用 技术，培育“白菜一甘蓝”等的蔬菜新品种。3棉花的纤维有白色的，也有紫色的；植株有抗虫的也有不抗虫的。为了鉴别有关性状的显隐关系。用紫色不抗虫植株分别与白色抗虫植株a、b进行杂交。结果如下表。(假定控制两对性状的基因独立遗传；颜色和抗虫与否的基因可分别用A、a和B、b表示)，请回答：组合序号杂交组合子代的表现型和植株数目类型紫色不抗虫白色不抗虫紫色不抗虫白色抗虫a210208 紫色不抗虫白色抗虫bO280 1上述两对性状中，_是显性性状。2做出上述判断所运用的遗传定律是_。 3亲本中紫色不抗虫、白色抗虫a、白色抗虫b的基因型分别是_、 _、_。 4现有杂合的白色不抗虫品种，欲在最短时间内，获得可稳定遗传的白色抗虫棉品种，最可选取的育种方法是_，试简述其主要过程，_。4玉米是一种主要的农作物，为了提高玉米的产量，科学家在玉米育种中和栽培中作了大量的研究。下图是关于玉米培养的过程，请据图回答： (1)取玉米幼苗的茎尖进行组织培养如图AC，发育成植株D，取D的花药进行离体培养成幼苗如图EF，经秋水仙素处理后发育成为植株G。从生殖方式上分析，AD属于_生殖。从细胞分裂方式上分析，EF过程中进行了 分裂。 (2)若用14C标记CO2分子，则14C在玉米光合作用过程中，将依次出现在 。淀粉产生在细胞内。 (3)即使土壤中矿质营养丰富，但在非常潮湿的气候条件下，玉米上部叶片也容易出现矿质营养缺乏症，其主要原因是_ _ 5金茶花是中国特有的观赏品种，但易得枯萎病，降低观赏价值。科学家在某种植物中找到了抗枯萎病的基因，用转基因方法培育出了抗枯萎病的新品种。请据图回答：(1)将连接到上并形成，常用到的酶有 。(2)与上的某种抗药性基因在结构上的最大区别是 。(3)经检测，被侵染的茶花叶片细胞具备了抗病性，这说明已经 。欲快速培育大量该抗病新品种，应该采用的技术是 ，依据的理论基础是 。(4)通过转基因方法获得的抗病金茶花，将来产生的配子中是否一定含有抗病基因? 。6果蝇是研究遗传学的好材料。现有三管果蝇，每管中均有红眼和白眼（相关的基因为B、b），且雌雄各一半。管内雌雄果蝇交配后的子代情况如下：A管：雌雄果蝇均为红眼：B管：雌果蝇为红眼，雄果蝇均为白眼：C管：雌雄果蝇均为一半红眼，一半白眼。（1）请你根据上述结果判断：控制红眼和白眼的基因位于 染色体上，三个试管中的A管的亲代白眼果蝇的性别是 ，C管中果蝇的基因型为 。（2）摩尔根等人用纯种灰身残翅果蝇与纯种黑身长翅果蝇交配，所获子代（F1）全部为灰身长翅，由此可推出，果蝇的 为显性性状。（3）你如何确定灰身一黑身、长翅一残翅的遗传行为是否符合基因的自由组合定律？ ； ； 。测定时间(h)0