育种专题 生物育种[农学教学]

1、生物育种 1行业专项 复习目标：复习目标： 1 1将分散于各章节的有关生物性状改造方将分散于各章节的有关生物性状改造方 法的知识梳理出来形成知识体系。法的知识梳理出来形成知识体系。 2 2利用基因突变、基因重组、染色体变异、利用基因突变、基因重组、染色体变异、 基因工程、细胞工程等遗传学原理，设计培育基因工程、细胞工程等遗传学原理，设计培育 具有优良性状的新品种的育种方法。具有优良性状的新品种的育种方法。 3 3通过试题分析、练习提高审题解题能力。通过试题分析、练习提高审题解题能力。 2行业专项 本专题所涉及的本专题所涉及的2015年高考考纲要求：年高考考纲要求： 内容内容等级要求等级要求 生

2、物变异在育种上的应用生物变异在育种上的应用 基因工程的应用基因工程的应用 植物组织培养植物组织培养 动物的细胞培养与体细胞克隆动物的细胞培养与体细胞克隆 转基因食品的安全性转基因食品的安全性 3行业专项 本单元知识体系本单元知识体系 育育 种种 基因工程育基因工程育 种种 细胞工程育细胞工程育 种种 可遗传的可遗传的 变异原理变异原理 单倍体育种单倍体育种 多倍体育种多倍体育种 杂交育种杂交育种 诱变育种诱变育种 工程原理工程原理 利用植物激素进行育种利用植物激素进行育种 （一）根据（一）根据操作原理操作原理分类分类 （二）根据（二）根据操作水平操作水平分类分类 育种育种 基因基因水平水平 杂

3、交育种杂交育种 诱变育种诱变育种 基因工程育种基因工程育种 染色体染色体水平水平 单倍体育种单倍体育种 多倍体育种多倍体育种 细胞细胞水平水平 植物体细胞杂交植物体细胞杂交 动物体细胞核移植动物体细胞核移植 （克隆）（克隆） 激素激素水平水平利用植物激素利用植物激素 进行育种进行育种 ( (植物体细胞杂交、植物体细胞杂交、 动物体细胞核移植）动物体细胞核移植） 4行业专项 提高突变率，大幅提高突变率，大幅 改良性状改良性状 用物理、化学或生用物理、化学或生 物方法处理生物物方法处理生物 诱变诱变 育种育种 操作复杂，难操作复杂，难 度大度大 提取，结合，导入，提取，结合，导入， 检测与鉴定检测

4、与鉴定 基因工基因工 程育种程育种 多倍体多倍体 育种育种 技术复杂技术复杂 自交后代不发生性自交后代不发生性 状分离，明显缩短状分离，明显缩短 育种年限育种年限 单倍体单倍体 育种育种 基因重组基因重组 杂交杂交 育种育种 缺缺 点点优优 点点方方 法法原原 理理名称名称 杂交杂交自交自交选优选优 基因突变基因突变 不定向性，需处不定向性，需处 理大量的材料理大量的材料 将不同个体的优良性将不同个体的优良性 状集中于一个体上状集中于一个体上 花药离体培养，再花药离体培养，再 用秋水仙素处理使用秋水仙素处理使 染色体加倍染色体加倍 目的性强，按人们目的性强，按人们 愿望定向改造生物愿望定向改造

5、生物 染色体染色体 变异变异 秋水仙素处理萌发秋水仙素处理萌发 的种子或幼苗的种子或幼苗 需与杂交育种需与杂交育种 配合，多限于配合，多限于 植物植物 染色体染色体 变异变异 器官大，营养丰富器官大，营养丰富 基因重组基因重组 育种周期长，育种周期长， 工作量大工作量大 各种育种方式的比较各种育种方式的比较 5行业专项 名称名称原理原理方法步骤方法步骤优点优点缺点缺点 植物细胞全能植物细胞全能 性和细胞膜流性和细胞膜流 动性动性 去壁原生质体融合去壁原生质体融合 杂种细胞组织培杂种细胞组织培 养杂种植株养杂种植株 克服了远缘克服了远缘 杂交不亲和杂交不亲和 的障碍的障碍 杂种植株还不杂种植株还

6、不 能按照人们需能按照人们需 要表现出两亲要表现出两亲 代的优良性状代的优良性状 植物体植物体 细胞杂细胞杂 交交 动物细动物细 胞核移胞核移 植植 （克隆）（克隆） 动物体细动物体细 胞核的全胞核的全 能性能性 将具备所需性状的体将具备所需性状的体 细胞核移植到去核卵细胞核移植到去核卵 细胞中重组细胞细胞中重组细胞 激活重组胚胎胚激活重组胚胎胚 胎移植新个体胎移植新个体 改良动物改良动物 品种，拯品种，拯 救濒危动救濒危动 物物 难度大难度大, ,成成 活率低活率低 利用植利用植 物激素物激素 进行育进行育 种种 适宜浓度的生适宜浓度的生 长素可以促进长素可以促进 果实的发育果实的发育 在未

7、受粉的雌蕊柱头在未受粉的雌蕊柱头 上涂以一定浓度的生上涂以一定浓度的生 长素类似物溶液，子长素类似物溶液，子 房可以发育成无子果房可以发育成无子果 实实 可得到无可得到无 子果实子果实 该变异类型该变异类型 是不遗传的是不遗传的 6行业专项 问题问题1：番茄是一种营养丰富、经济价值很高的果：番茄是一种营养丰富、经济价值很高的果 蔬，深受人们的喜爱。现有蔬，深受人们的喜爱。现有2个番茄品种，个番茄品种，A为抗病为抗病 黄果肉品种黄果肉品种,基因型为基因型为ssrr，B为易感病红果肉品种为易感病红果肉品种, 基因型为基因型为SSRR，2对等位基因分别位于对等位基因分别位于2对同源染对同源染 色体上

8、。思考：色体上。思考： （1 1）利用以上）利用以上2个品种获得基因型为个品种获得基因型为ssRR的植株的植株 最简捷最简捷的方法是什么？如果从播种到获得种子需要的方法是什么？如果从播种到获得种子需要 一年，获得基因型为一年，获得基因型为ssRR的植株最少需要多少年？的植株最少需要多少年？ 用用遗传图解遗传图解表示其过程。表示其过程。 7行业专项 P 抗病、黄果抗病、黄果 ssrr 易感病、红果 易感病、红果 SSRR F1 易感病、红果肉易感病、红果肉 SsRr 第第1年年第第2年年 F29S_R_ 3S_rr 3ssR_ 1ssrr 抗、红抗、红 连续自交连续自交 ssRR 抗病、红果肉抗

9、病、红果肉 F3 F6 第第36年年 8行业专项 问题问题1：番茄是一种营养丰富、经济价值很高的果：番茄是一种营养丰富、经济价值很高的果 蔬，深受人们的喜爱。现有蔬，深受人们的喜爱。现有2个番茄品种，个番茄品种，A为抗病为抗病 黄果肉品种黄果肉品种,基因型为基因型为ssrr，B为易感病红果肉品种为易感病红果肉品种, 基因型为基因型为SSRR，2对等位基因分别位于对等位基因分别位于2对同源染对同源染 色体上。思考：色体上。思考： (2) (2)如果要如果要缩短育种时间缩短育种时间, ,可采用什么办法可采用什么办法? ?简述其简述其 过程。过程。 （1 1）如何运用杂交育种方法利用以上）如何运用杂

10、交育种方法利用以上2个品种获得个品种获得 基因型为基因型为ssRR的植株？如果从播种到获得种子需的植株？如果从播种到获得种子需 要一年，获得基因型为要一年，获得基因型为ssRR的植株最少需要多少的植株最少需要多少 年？用年？用遗传图解遗传图解表示其过程。表示其过程。 9行业专项 P 抗病、黄果肉抗病、黄果肉 ssrr 易感病、红果易感病、红果肉肉 SSRR F1 易感病、红果肉易感病、红果肉 SsRr 单倍体单倍体 SR Sr sR sr SSrr ssRRssrr纯合子纯合子SSRR 抗病、抗病、 红果肉红果肉 第第1年年 第第2年年 第第1年年 第第2年年 第第3 6年年 染色体加倍染色体

11、加倍 花药花药 离体离体 培养培养 F3 F6 ssRR 抗病、红果肉抗病、红果肉 连续自交连续自交 F23ssR_ 抗红抗红 10行业专项 思路二：假设在某种植物体内有一种耐贮藏思路二：假设在某种植物体内有一种耐贮藏 基因。你还能运用什么育种方法，简要说明基因。你还能运用什么育种方法，简要说明 过程？过程？ 问题问题22：番茄营养丰富但不耐贮藏。为了解决番茄：番茄营养丰富但不耐贮藏。为了解决番茄 贮藏问题，研究者发现，一种耐贮藏基因能使果实贮藏问题，研究者发现，一种耐贮藏基因能使果实 长期贮藏。如果你是育种专家，你将如何育种？长期贮藏。如果你是育种专家，你将如何育种？ 思路一：通过神州号宇宙

12、飞船搭载种子进入太空。思路一：通过神州号宇宙飞船搭载种子进入太空。 11行业专项 思路二：运用基因工程育种思路二：运用基因工程育种 提取耐贮藏基因提取耐贮藏基因 耐贮藏基因与耐贮藏基因与 运载体结合运载体结合 重组重组DNADNA分子导入分子导入 番茄体细胞番茄体细胞 筛选出含有耐贮藏筛选出含有耐贮藏 基因的番茄体细胞基因的番茄体细胞 组组 织织 培培 养养 选择所需植株选择所需植株 提取提取 导入导入 增殖、增殖、 表达表达 12行业专项 问题问题3番茄与甜椒自然杂交后形成的后代既像番茄与甜椒自然杂交后形成的后代既像 辣椒又像番茄，故称番茄椒。它同时具有番茄辣椒又像番茄，故称番茄椒。它同时具

13、有番茄 和甜椒的特点，果实色泽鲜红，果皮比较厚实，和甜椒的特点，果实色泽鲜红，果皮比较厚实， 耐储运，具有加热后对营养和颜色毫无影响的耐储运，具有加热后对营养和颜色毫无影响的 特性。但是此番茄椒不能产生后代。特性。但是此番茄椒不能产生后代。 思考：为什么此番茄椒不能产生后代？怎思考：为什么此番茄椒不能产生后代？怎 样才能培育出可育的番茄椒？样才能培育出可育的番茄椒？ 番茄番茄甜椒甜椒 番茄椒番茄椒 13行业专项 番茄番茄 （AA） 甜椒甜椒 （BB） (AB) ( AABB ) 不育的番茄椒不育的番茄椒 秋水仙素处理秋水仙素处理 使染色体加倍使染色体加倍 可育的番茄椒可育的番茄椒 方案一：多倍

14、体育种方案一：多倍体育种 14行业专项 杂种细胞杂种细胞 杂种植株杂种植株 番茄细胞番茄细胞(AA)甜椒细胞甜椒细胞(BB) 愈伤组织愈伤组织 （AABB） 原生质体融合原生质体融合 植物组织培养植物组织培养 去壁去壁 方案二方案二: : （AABB） 植物体细胞杂交植物体细胞杂交 （细胞工程育种）（细胞工程育种） 15行业专项 问题问题44要获得无子番茄通常采用什么方法？要获得无子番茄通常采用什么方法？ 16行业专项 能力训练能力训练 17行业专项 (1)(1)图中图中A A至至D D方向所示的途径表示方向所示的途径表示 育种育种 方式，这种方法属常规育种，一般从方式，这种方法属常规育种，一

15、般从F2F2代开始选种，代开始选种， 这是因为这是因为 。 (2) B (2) B 常用的方法为常用的方法为 。 (3) E(3) E方法所用的原理是方法所用的原理是 。 育种时所需处理的种子应当是萌发的（而非休眠的）育种时所需处理的种子应当是萌发的（而非休眠的） 种子，试阐述原因种子，试阐述原因 杂交杂交 从从F2F2开始发生性状分离开始发生性状分离 花药离体培养花药离体培养 基因突变基因突变 复制过程中由于某种因素复制过程中由于某种因素的影响可发生基因突变。的影响可发生基因突变。 种子萌种子萌发后进行细胞分裂，发后进行细胞分裂， DNADNA在在 18行业专项 （4 4）C C、F F过程

16、最常用的药剂是过程最常用的药剂是 ， 其作用的原理是其作用的原理是 秋水仙素秋水仙素 （5 5）由）由G G到到H H过程中涉及的生物技术有过程中涉及的生物技术有 、 和和 。 （6 6）KLMKLM这种育种方法的优越性表现在这种育种方法的优越性表现在 、 抑制纺锤体的形成，抑制纺锤体的形成， 引起染色体加倍引起染色体加倍 基因基因 工程（工程（DNADNA重组技术）重组技术）植物组织培养植物组织培养 克服克服 远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展了可用于杂交远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展了可用于杂交 的亲本组合范围。的亲本组合范围。 19行业专项 最常规的：最常规的： 最快速的：最快速的： 能创造

17、新性状的：能创造新性状的： 能得到无子果实的：能得到无子果实的： 能创造新物种的：能创造新物种的： 能在种间进行育种的能在种间进行育种的： 杂交育种杂交育种 单倍体育种单倍体育种 诱变育种诱变育种 多倍体育种、利用植物激素育种多倍体育种、利用植物激素育种 多倍体育种、植物体细胞杂交多倍体育种、植物体细胞杂交 基因工程育种、基因工程育种、 植物体细胞杂交植物体细胞杂交 归纳总结归纳总结 20行业专项 2. 2. (07(07山东）山东）普通小麦中有高杆抗病（普通小麦中有高杆抗病（TTRR）和矮杆易感）和矮杆易感 病（病（ttrr）两个品种，控制两队相对性状的基因分别位于两对）两个品种，控制两队相

18、对性状的基因分别位于两对 同源染色体上。实验小组利用不同的方法进行了如下三组实同源染色体上。实验小组利用不同的方法进行了如下三组实 验：验： 请分析回答：请分析回答： （1 1）A组由组由F1获得获得F2的方法是的方法是 ，F2矮杆抗矮杆抗 病植株中不能稳定遗传的占病植株中不能稳定遗传的占_。 杂交杂交 2/3 21行业专项 （2 2）、三类矮杆抗病植株中，最可能三类矮杆抗病植株中，最可能 产生不育配子的是产生不育配子的是 类。类。 （3 3）A A、B B、C C三组方法中，最不容易获得矮杆抗三组方法中，最不容易获得矮杆抗 病小麦新品种的方法是病小麦新品种的方法是 组，原因是组，原因是 _

19、_ _ _ 。 （4 4）通过矮杆抗病）通过矮杆抗病获得矮杆抗病小麦新品种获得矮杆抗病小麦新品种 的方法是的方法是 。 获得的矮杆抗病植株中能稳定遗传的占获得的矮杆抗病植株中能稳定遗传的占 。 C 基因突变发生的频率极低且是不定向的突变基因突变发生的频率极低且是不定向的突变 秋水仙素（或者低温）诱导染色体加倍秋水仙素（或者低温）诱导染色体加倍 100% 22行业专项 3.3.（0606天津）天津）甲种植物高产，乙种植物耐盐，通过细甲种植物高产，乙种植物耐盐，通过细 胞工程技术，利用甲、乙两种植物的各自优势，培育胞工程技术，利用甲、乙两种植物的各自优势，培育 高产耐盐的杂种植株。请完善实验流程并

20、回答问题：高产耐盐的杂种植株。请完善实验流程并回答问题： （1 1）A A是是 酶，酶，B B是是 ， C C是是 性状的幼芽。性状的幼芽。 （2 2）若目的植株丢失）若目的植株丢失1 1条染色体，不能产生正常配子条染色体，不能产生正常配子 而高度不育，则可用而高度不育，则可用 （试剂）处理（试剂）处理 幼芽，以便获得可育的植株。幼芽，以便获得可育的植株。 纤维素酶和果胶纤维素酶和果胶 融合的原生质体融合的原生质体 耐盐耐盐 秋水仙素秋水仙素 23行业专项 24行业专项 5经典例题：经典例题： 例例 1：在培养转基因植物的研究中，卡那霉素抗性基：在培养转基因植物的研究中，卡那霉素抗性基 因（因

21、（kan）常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基）常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基 因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。下图为获因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。下图为获 得抗虫棉的技术流程。得抗虫棉的技术流程。 请据图回答：请据图回答： （1）A过程需要的酶有过程需要的酶有 _。 （1）限制性内切酶和）限制性内切酶和DNA链激酶链激酶 25行业专项 例例 4: 下图、表示豌豆的两个品种，表示另一种农作物下图、表示豌豆的两个品种，表示另一种农作物 的某个品种。的某个品种。-表示用这三个品种经过人工处理得到、表示用这三个品种经过人工处理得到、 、新品种的过程。下列叙述不正确的是、新品种的过程。下列叙述不正确的是 A比比育种时间短，育种时间短，能克服远缘杂交不亲和能克服远缘杂交不亲和 障碍障碍 B和和的原理是基因重组，的原理是基因重组，和和可用秋水仙素诱导实现可用秋水仙素