2020高中生物 第4章 遗传的分子基础 微专题突破 生物育种方法比较学案 苏教版必修2 5页

生物育种方法比较 ‎[核心精要]‎ ‎1．育种方法比较 方法 原理 适用条件 优点 不足 方式 杂交 育种 基因 重组 本物种 具有所 需性状 操作简单，可得到多种性状组合 获得纯种，‎ 耗时较长 杂交、连续自交和筛选 单倍体育种 染色体数 目的整倍 变异 选育性状为显性性状时，可显著缩短育种时间 操作相对复杂 用秋水仙素处理或低温诱导单倍体幼苗 多倍体育种 获得营养物质含量高的品种 生长期延长，结实率低 染色体数目加倍 ‎ 人工诱变育种 人工诱导基因 突变 各物种暂无所需性状 提高基因突变的频率，创造 所需基因 和性状 不一定能获得所需性状；可能失去优良性状；筛选范围大、时间长 物理、化学因素诱变 基因工程 育种 DNA重组 其他物种具有所需性状 定向改变物种的基因组成 操作复杂，技术含量高 将目的基因导入受体细胞 ‎2.与杂交育种有关的几个注意点 ‎(1)杂交育种不一定需要连续自交。若选育显性优良纯种，需要连续自交、筛选，直到性状不再发生分离；若选育隐性优良纯种，则只要在子代中出现该性状的个体即可。‎ ‎(2)诱变育种与杂交育种相比，前者能产生前所未有的新基因，创造变异新类型；后者不能产生新基因，只是实现原有基因的重新组合。‎ ‎(3)杂交育种与杂种优势不同：①杂交育种是在杂交后代的众多类型中选择符合育种目标的个体进一步培育，直到获得能稳定遗传的具有优良性状的新品种；②杂种优势主要是利用杂种F1的优良性状，并不要求遗传上的稳定。‎ ‎3．根据育种目的选择育种方式 ‎(1)若要培育隐性性状个体，可用自交或杂交，只要出现该性状即可。‎ ‎(2)有些植物如小麦、水稻等，杂交实验较难操作，最简便的方法是自交。‎ ‎(3)若要快速获得纯种，可用单倍体育种。‎ ‎(4)若要提高营养物质的含量，可用多倍体育种。‎ ‎(5)若要培育原先没有的性状，可用诱变育种。‎ 5‎ ‎(6)若要培育进行营养繁殖的植物，如马铃薯、甘薯等，则只要出现所需性状即可，不需要培育出纯种。‎ ‎1．下列有关育种的叙述，错误的是(　　)‎ A．诱变育种可提高突变频率，从而加速育种进程 B．单倍体育种常用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 C．为获得隐性纯合子，可利用杂交育种的方法缩短育种时间 D．为了解决三倍体无子西瓜年年制种的问题，可利用植物组织培养快速繁殖 B　[由于单倍体高度不育无法形成种子，单倍体育种需对单倍体幼苗进行诱导染色体加倍处理，故B错误；隐性纯合子自交后代不发生性状分离，通过杂交育种得到符合生产要求的表现型即可。]‎ ‎2．两个亲本的基因型分别为AAbb和aaBB，这两对基因按照自由组合定律遗传，欲培育出基因型为aabb的新品种，最简捷的育种方法是(　　) ‎ ‎【导学号：01632163】‎ A．人工诱变育种 B．基因工程育种 C．单倍体育种 D．杂交育种 D　[人工诱变育种有很大的盲目性；基因工程育种难度比较大；单倍体育种操作复杂；杂交育种则只需双亲杂交后，F1自交，即可在F2中直接选育出所需的新品种(aabb)，育种周期短，且操作简便。]‎ ‎3．利用二倍体植株培育作物新品种，下列有关说法不正确的是(　　)‎ A．杂交育种所依据的主要遗传学原理是基因重组 B．单倍体缺少生长发育所需全套遗传信息，植株弱小，种子和果实比较少 C．诱变育种的缺点是由突变的不定向性和低频性所致 D．某新品种发育延迟，结实率低，则在培育该品种过程中可能用到秋水仙素 B　[二倍体的单倍体植株弱小，高度不育，但其不缺少生长发育所需的全套遗传信息，B错误。]‎ ‎4．某生物的基因型为AaBB，通过下列技术可以分别将它们转变为以下基因型的生物：①AABB；②aB；③AaBBC；④AAaaBBBB。则下列排列正确的是(　　)‎ A．诱变育种、转基因技术、花药离体培养、细胞融合 B．杂交育种、花药离体培养、转基因技术、多倍体育种 C．花药离体培养、诱变育种、多倍体育种、转基因技术 D．多倍体育种、花药离体培养、诱变育种、转基因技术 B 5‎ ‎　[某生物的基因型为AaBB，可通过杂交育种获得基因型为AABB的生物；通过单倍体育种可获得基因型为aB的生物；通过转基因技术可获得基因型为AaBBC的生物；通过多倍体育种可获得基因型为AAaaBBBB的生物。]‎ ‎5．如图所示某种农作物品种①和②培育出⑥的几种方法，有关说法错误的是 (　　)‎ A．培育品种⑥的最简捷途径是Ⅰ～V B．通过Ⅱ→Ⅳ过程最不容易达到目的 C．通过Ⅲ→Ⅵ过程的原理是染色体变异 D．过程Ⅵ常用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 D　[因单倍体ab不能产生种子，故过程Ⅵ只能用秋水仙素处理由ab经花药离体培养成的幼苗。]‎ ‎6．下图是高产糖化酶菌株的育种过程，有关叙述错误的是(　　) ‎ ‎【导学号：01632164】‎ A．通过上图筛选过程获得的高产菌株未必能作为生产菌株 B．X射线处理既可以引起基因突变也可能导致染色体变异 C．上图筛选高产菌株的过程是定向选择过程 D．每轮诱变相关基因的突变率都会明显提高 D　[A项，图示育种过程为诱变育种，因未进行酶活性检测等，故该过程获得的高产菌株不一定符合生产要求。B项，X射线等物理因素既可能引起基因突变，也可能引起染色体变异。C项，筛选高产菌株的过程是定向选择符合人类特定需求的菌株的过程，属于人工选择。D项，人工诱变的突变率高于自发突变，但不一定每轮诱变都是与高产相关的基因发生突变。]‎ ‎7．分析回答有关玉米遗传变异的有关问题：‎ ‎(1)玉米非甜味(D)对甜味(d)为显性，非糯性(G)对糯性(g)为显性，两对基因独立遗传。现有甲、乙、丙三个品系的纯种玉米，其基因型如表所示：‎ 品系 甲 乙 丙 基因型 DDGG ddGG DDgg ‎①要利用玉米非糯性与糯性这一对相对性状来验证基因分离定律，可作为亲本的组合有__________________________________________________。‎ 5‎ ‎②现有纯种非甜非糯玉米与甜味糯性玉米杂交得F1，F1与某品种杂交，后代的表现型及比例是非甜非糯∶甜味非糯＝3∶1，那么该品种的基因型是________。若再从其杂交后代选出甜味非糯自交，后代中的甜味糯性玉米占________。‎ ‎(2)甜玉米比普通玉米蔗糖含量高，主要由基因d控制。基因e对d起增强效应，从而形成超甜玉米。研究发现，d位于9号染色体上，e对d增强效应的具体表现是：ee使蔗糖含量提高100%(非常甜)，Ee提高25%(比较甜)，EE则无效。最初研究者为了探究d和e基因是否独立遗传，设计了如下的实验：用杂合子普通玉米(DdEe)与超甜玉米(ddee)杂交，取所结的子粒，测定蔗糖的含量，若表现型及其比例为_____________________________________‎ 时，则d和e基因是否独立遗传。但实际结果是，子代的表现型仅有普通和非常甜两种，且数量大致相等。对此结果的合理解释是______________________________________________________________‎ ‎__________________________________________________。‎ ‎(3)如果玉米第6号染色体的两条姐妹染色单体之间发生部分交换，通常对生物的遗传有无影响？为什么？__________________________________‎ ‎__________________________________________________。‎ ‎(4)为了提高玉米的产量，在农业生产中使用的玉米种子都是杂交种。现有长果穗(H)白粒(f)和短果穗(h)黄粒(F)两个玉米杂合子品种，为了达到长期培育长果穗黄粒(HhFf)玉米杂交种的目的，科研人员设计了如图所示的快速育种方案。其中的处理方法A和B分别是指________________、________________。‎ ‎[解析]　(1)①甲为DDGG，乙为ddGG，丙为DDgg，分离定律的实质是等位基因随同源染色体的分开而分离，利用玉米非糯性与糯性这一对相对性状来验证基因分离定律，故选亲本为甲×丙或乙×丙的组合。②纯种非甜非糯玉米与甜味糯性玉米杂交得F1为DdGg，F1基因型与某品种杂交，后代的表现型及比例是非甜非糯∶甜味非糯＝3∶1，从甜味性状分析，子代非甜∶甜味＝3∶1，推断亲代组合为Dd×Dd；从糯性性状分析，子代都是非糯，推断亲代组合为Gg×GG；综上所述，该品种的基因型是DdGG。DdGg×DdGG，子代甜味非糯为ddGG()和ddGg()，只有ddGg()自交子代才会出现甜味糯性玉米ddgg，比例为×＝ 5‎ ‎。(2)如果d和e基因独立遗传，即遵守基因自由组合定律，普通玉米(DdEe)与超甜玉米(ddee)杂交，子代表现型及比例为1DdEe(非甜)∶1Ddee(非甜)∶1ddEe(比较甜)∶1ddee(非常甜)。实际结果是子代为1DdEe(非甜)∶1ddee(非常甜)，即亲代普通玉米(DdEe)只生成2种配子：1DE∶1de，即两对基因同在9号染色体上，而且D、E基因在一条染色体上。(3)同一条染色体的两条染色单体发生交叉互换，由于染色单体上的基因相同，故交叉互换后单体上的基因也相同，不改变配子基因型，不影响遗传。(4)快速育种方案为单倍体育种，长果穗白粒Hhff先花药离体培养获得单倍体Hf，再秋水仙素处理单倍体获得纯合子HHff；同样方法处理短果穗黄粒hhFf，获得纯合子hhFF，HHff和hhFF杂交获得杂交种HhFf，并且HHff和hhFF留种。‎ ‎[答案]　(1)①甲与丙或乙与丙　②DdGG　 ‎(2)普通(非甜)∶比较甜∶非常甜＝2∶1∶1　两对基因同在9号染色体上，而且D、E基因在一条染色体上 ‎(3)没有，因为两条姐妹染色单体是由一条染色体复制而来，交换的部分控制性状的基因相同 ‎(4)花药离体培养　秋水仙素处理 5‎