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1、专题九育种专题【考纲直击】在9年普通高等学校招生全国统一理科综合考试大纲中对学生的能力要求做出了明确说明：1、理解能力；2、实验与探究能力；3、获取信息的能力；4、综合运用能力 。以生物育种知识为情景对学生以上四种能力进行考查，在近年来高考试卷中较为常见。生物育种是遗传变异知识的拓展和深化，常规育种依据的原理，就是生物的可遗传变异，而生物工程技术的应用则为育种提供了新的途径。学生能熟练掌握生物育种相关知识，把握知识间的内在联系，构建知识的网络体系，并能够理论联系实际，综合运用所学知识分析、解决生物育种相关问题至关重要。9年高考考纲考试范围内与生物育种问题相关的知识点：、植物细胞工程；、动物细胞
2、工程、基因工程简介；、遗传的基本规律；5、细胞质遗传；6、生物的变异。【知识网络】1、六种育种方法原理：2、六种育种方法的具体操作：1）诱变育种：物理因素（X射线、紫外线、激光、失重等）处理化学因素（亚硝酸、硫酸二乙酯等）处理生物材料 基因突变选择有利变异培育新品种2）杂交育种：亲本杂交 F1 F2（选择出符合要求的表现型） 自交（选择、淘汰）直到获得性状稳定遗传的纯合子举例（如下图）：3）单倍体育种： 举例（如下图）：4）多倍体育种： 秋水仙素处理植物萌发的种子或幼苗 多倍体植株5）植物体细胞杂交育种： 6）转基因育种：【综合释疑】1、常见生物育种方式的比较：育种方式原理方法优点缺点例子杂交
3、育种基因重组杂交F1F2筛选出符合要求的表现型自交再选择直到不发生性状分离 使位于不同亲本的优良性状集中在同一个子代上 育种时间较长局限在同种个体之间 用纯种高秆抗锈病小麦与矮秆不抗锈病小麦培育矮秆抗锈病小麦 诱变育种基因突变物理方法（射线、紫外线、太空辐射）或化学方法（亚硝酸、硫酸二乙酯等）诱导基因突变 选择所需的突变性状。 可以提高变异频率，加快育种进程 有利变异较少，盲目性大，需要处理大量的原始材料 高产青霉菌的选育“黑农五号”大豆的培育生产赖氨酸的黄色短杆菌的选育单倍体育种染色体数目变异具相对性状的亲本杂交杂种F1的花药离体培养单倍体幼苗（秋水仙素处理）染色体数目正常的纯种选择所需要的
4、表现型 可以明显缩短育种年限，加速育种进程 技术操作复杂 用纯种高秆抗锈病小麦与矮秆不抗锈病小麦快速培育矮秆抗锈病小麦 多倍体育种染色体数目变异萌发的种子或植物幼苗（秋水仙素处理） 多倍体植株 植物茎杆粗壮，叶片、果实、种子都比较大，营养物质含量高 发育延迟，结实率低 三倍体无籽西瓜；八倍体小黑麦； 转基因育种基因重组提取目的基因目的基因和运载体结合将目的基因导入受体细胞目的基因的检测与表达筛选符合要求的新品种可以定向改造生物的遗传性状克服远缘杂交不亲和的障碍 技术复杂 转基因抗虫棉；超级细菌； 植物体细胞杂交育种染色体变异纤维素酶、果胶酶去除细胞壁诱导原生质体融合（物理方法或化学方法）杂种细
5、胞新物种（多倍体）克服远缘杂交不亲和的障碍；大大扩展了用于杂交的亲本组合范围； 还有许多技术和理论上的问题没有解决 白菜-甘蓝的培育 特别提醒：诱变育种中，利用物理方法或化学方法诱导生物基因发生突变后，不论当代个体是否表现出突变性状，都需要对生物材料做进一步的培育和筛选。杂交育种适用于进行有性生殖的生物。当育种选择的性状是隐性性状时，杂交后代一旦出现此性状即可选作种子，不需再不断的自交选择，因为该个体已经是具有优良性状的纯合子。 单倍体育种中利用植物组织培养技术进行花药离体培养只是育种过程的一个阶段，得到的只是单倍体植株，欲获得优良品种还需用秋水仙素对单倍体幼苗进行处理。秋水仙素对单倍体幼苗处
6、理后，最终可得到纯合的后代，是针对二倍体生物而言的，对多倍体则不一定。 多倍体育种中，秋水仙素处理后得到的多倍体植株并非所有细胞染色体组数都加倍。 基因工程育种打破了大自然的规律，克服了生殖隔离的障碍，使基因可在任何生物个体间进行交流，可能会导致基因污染，威胁生物圈的稳态。优良品种并非必须为纯种，还可能是杂种，比如杂交水稻。2、染色体组：染色体组是细胞中的一组非同源染色体，携带有控制该种生物生长发育和遗传、变异的全部信息。生物体细胞中某一种形态的染色体有几条，该生物体细胞中就具有几个染色体组；生物体细胞中染色体总数除以细胞中所有染色体的形态数也等于体细胞中染色体组的数目；还可以根据生物的基因型
7、来判断，生物体细胞中控制某种性状的基因有几个，该生物体细胞中即具有几个染色体组，如基因型为AAaBbb的生物体细胞中具有三个染色体组。特别提醒：生物的一个染色体组不一定含有该种生物的全部遗传信息，比如人。3、单倍体、二倍体、多倍体：单倍体是直接由配子发育而成的个体，其体细胞中染色体数目与该物种配子相同。二倍体和多倍体均由受精卵发育成。所以单倍体和二倍体、多倍体的区分是以该个体由配子发育成还是由受精卵发育成为依据。二倍体和多倍体均由受精卵发育成，此两者的区分依据是体细胞中染色体组的数目。特别提醒：单倍体不等于体细胞中只含有一个染色体组的个体，体细胞中染色体组的数目可以是一个或多个，但体细胞中含有
8、一个染色体组的个体肯定是单倍体。4、基因操作的工具酶：基因工程操作过程中，用到两种重要的工具酶：限制性内切酶和DNA连接酶。两种酶的作用部位是相同的，都是DNA单链上的磷酸酯键，前者是将酯键断裂，后者是将酯键连接。特别提醒：限制性内切酶和DNA连接酶并非只存在于微生物体内。5、提取目的基因的方法：提取目的基因有两种方法：一是从供体细胞中直接分离目的基因（最常用的是鸟枪法），另一种是人工合成基因。鸟枪法工作量大且具有一定的盲目性，又由于真核细胞的基因编码区不连续，不能直接用于基因的扩增和表达，因此，在获取真核细胞中的目的基因时，一般利用人工合成基因的方法。人工合成基因有两条途径：一是反转录法，二
9、是根据已知蛋白质的氨基酸序列，推测出基因的核苷酸序列，再通过化学方法合成。特别提醒：人工合成基因中，方法一针对细胞执行特定功能，含有特定的单一基因产物的情况适用。方法二中根据蛋白质的氨基酸序列合成的目的基因可能有多种，原因是一种氨基酸可能对应多种密码子。6、目的基因与运载体结合：目的基因与运载体结合需用到基因工程的两种工具酶。结合过程可能出现三种情况：目的基因与目的基因结合质粒与质粒结合目的基因与质粒结合。因此需对受体细胞是否导入重组质粒进行检测。特别提醒：必须用同一种限制性内切酶对目的基因和运载体DNA进行切割。7、基因工程中的受体细胞：根据基因操作的目的不同，可选用不同的受体细胞。生产基因
10、工程药品，受体细胞一般采用细菌，因为细菌繁殖速度快、容易培养，可在短期内获得大量基因工程产品。培育转基因动物，受体细胞一般选用受精卵。培育转基因植物，受体细胞可选用受精卵或体细胞，若选用体细胞，还须将含目的基因的体细胞进行组织培养，才可获得转基因植株。8、植物体细胞杂交技术：植物体细胞杂交技术涉及细胞融合技术、植物组织培养技术，原理是植物细胞的全能性。此技术操作中需要的是AB型杂种细胞，因为它在理论上兼具两物种特性。但细胞融合后却有A、B、AA、BB、和AB等多种类型细胞存在。因此，融合之后一定要经过筛选过程。特别提醒：植物体细胞杂交培育的杂种植株，其细胞质基因取决于两个亲本，克服了细胞质遗传
11、遵循母系遗传的局限，因此此杂种植株可能具有更多的变异性状。9、无籽西瓜和无籽番茄：无籽西瓜与无籽番茄虽然都是无籽果实，但它们培育的原理却截然不同。无籽西瓜是利用染色体变异的原理培育成的，无籽番茄是利用生长素能促进果实发育的原理培育成的，前者生物体细胞中遗传物质发生了变化，后者没有。所以无籽西瓜的无籽性状是可以遗传的，而无籽番茄的无籽性状不可遗传。特别提醒：无籽西瓜、无籽番茄虽无种子，但两者均可通过无性生殖的方式繁殖后代。【精彩点评】【例】（05年广东高考）两个亲本的基因型分别是AAbb和aaBB，这两对基因按照自由组合定律遗传，要培育出基因型为aabb的新品种，最简捷的方法是（ ） A、 单倍
12、体育种 B、杂交育种 C、人工诱变育种 D 、细胞工程育种 解析两个亲本基因型为AAbb和aaBB，遵循自由组合定律遗传。因aabb为双隐性类型，杂交育种中在子二代即可直接筛选出，只需二年。达到同种目的，单倍体育种一般也需二年,但技术复杂。答案B【例2】（08年高考全国卷）某自花传粉植物的紫苗（A）对绿苗（a）为显性，紧穗（B）对松穗（b）为显性，黄种皮（D）对白种皮（d）为显性，各由一对等位基因控制。假设这三对基因是自由组合的。现以绿苗紧穗白种皮的纯合品种作母本，以紫苗松穗黄种皮的纯合品种作父本进行杂交实验，结果F1表现为紫苗紧穗黄种皮。请回答：（1）如果生产上要求长出的植株一致表现为紫苗紧
13、穗黄种皮，那么播种F1植株所结的全部种子后，长出的全部植株是否都表现为紫苗紧穗黄种皮？为什么？（2）如果需要选育绿苗松穗白种皮的品种，那么能否从播种F1植株所结种子长出的植株中选到？为什么？（3）如果只考虑穗型和种皮色这两对性状，请写出F2代的表现型及其比例。（4）杂交失败，导致自花受粉，则子代植株的表现型为 ，基因型为 ；如果杂交正常，但亲本发生基因突变，导致F1植株群体中出现个别紫苗松穗黄种皮的植株，该植株最可能的基因型为 ，发生基因突变的亲本是 本。解析本题考查学生对基因自由组合定律以及被子植物个体发育相关知识的理解和应用。本题解题的关键是：清楚种子中的胚是新植物体的幼体；能够准确判断种
14、子中胚的基因型；熟练运用遗传基本定律。根据题意，亲代母本所结种子胚的基因型为AaBbDd，也即F1植株的基因型为AaBbDd。题中F1植株所结种子的胚是F2的幼体，所以由该种子长成的植株表现的性状即F2的性状。由于该植物自花传粉，F1植株又是杂合体，所以F2代会发生性状分离，播种F1植株所结的全部种子后，长出的全部植株理论上有8种表现型，不会都表现为紫苗紧穗黄种皮。F1植株的基因型为AaBbDd，F1植株自交，后代会出现绿苗松穗白种皮（aabbdd）的类型，且概率为1/64。F1基因型为AaBbDd，F1自交，根据基因自由组合定律，若只考虑两对相对性状，则F2有四种表现型且比例为9：3：3：1。纯种性状可以稳定遗传。亲代母本为纯种（aaBBdd），自花受粉所得子代仍为纯种（aaBBdd），性状不变。F1植株正常应表现为紫苗紧穗黄种皮（AaBbDd），现出现个别紫苗松穗黄种皮（A bbD ）的植株，结合亲代基因型（：aaBBdd，：AAbbDD），可以判断最可能是母本基因B突变为b所致。答案（1）不是 因为F1植株是
