高中生物学选修一专题3育种与遗传问题课件

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1、第二轮复习 育种与遗传问题育种的方法归纳 杂交育种、诱变育种、单倍体育种、（人 工诱导）多倍体育种、基因工程育种、细 胞工程育种、综合方法育种等。 要求：可以通过比较这些作物育种的原理 、方法和过程、优缺点以及应用进行复习 。一、杂交育种1原理：基因重组。一般指种内不同品种间的杂交育种。目的：人们用杂交的方法，有目的地使生 物不同品种间的基因重新组合，以便使不同 亲本的优良基因组合到一起，从而创造出对 人类有益的新品种。获得具有优良性状 的纯合子。 理解：什么是基因重组？什么时候发生 基因重组？基因重组的原理是什么？基因重组是指在生物体进行有 性生殖的过程中，控制不同性 状的基因的重新组合。减

2、数第一次分裂时。减数分裂形成配子时，随着非同源染色体的自由 组合，非等位基因也自由组合（减数第一次分裂 后期）。及同源染色体上非姐妹染色体单体交叉 互换。（减数第一分裂前期）广义地讲，转基因也是基因重组。2方法和过程： 杂交自交选择（一般从F2开始） 要注意的问题： 亲本应有较多优点和较少缺点。根据要求选择（ 应具有某性状、性别与性状结合考虑等）。根据 遗传特点选择（如花粉不育）。（1）.亲本的选择。（2）.方法的选择。 什么情况直接使用自交，什么时候先杂交再自交 ？（看条件） （3）.杂交试验方法的运用。 套袋处理、人工去雄、人工授粉。 统计原理：经选择淘汰后，子代符合要求的个体 比例计算。

3、3优缺点：能根据人的预见把位于两个品种生 物体上的优良性状集于一身；育种时间长，需随时观察及时发现 优良性状。 （4）.控制优良性状的基因是显性基因还是隐性基因。 选择代数会有不同。 所留的材料会不同。 判断是否纯合会有不同。 （5）.孟德尔原理的应用。例1： 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

4、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 ？（1）不是。因为F1代植株是杂合体，F2代会发生 性状分离。（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 ？（2）能。 因为F1代植株三对基因都是杂合的，F2代 能分离出表现为绿苗松穗白种皮的类型。（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。（3）紧穗黄种皮：紧穗白种皮：松穗黄种皮：松穗 白种皮=9：3：3：1（4）如果杂交失败，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

5、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 。（4）绿苗紧穗白种皮 aaBBdd AabbDd 母解析：本题考查的是遗传部分的常规育种，属于 中等难度。由题意可知，紫苗（A）对绿苗（a）， 紧穗（B）对松穗（b），黄种皮（D）对白种皮（d ）是三对相对性状，其遗传符合自由组合规律，则用 于杂交实验的母本（绿苗紧穗白种皮的纯合品种）的 基因型为aaBBdd,父本（紫苗松穗黄种皮纯合品种 ）的基因型是AabbDD,其杂交F1代基因型为 AaBbDd,三对基因全为杂合，表现型全为紫苗紧穗 黄种皮。（可以先写出遗传图解，有利于回答问题。）P 绿苗

6、紧穗白种皮 紫苗松穗黄种皮aaBBdd AAbbDD F 紫苗紧穗黄种皮AaBbDd播种F1植株所结的种子长成的植株为F2植 株，其表现型就会发生性状分离，能分离出表 现为绿苗松穗白种皮的类型。如果只考虑穗型 和种皮两对性状，则F2代就会有四种表现型， 为紧穗黄种皮：紧穗白种皮：松穗黄种皮：松 穗白种皮=9：3：3：1；如果用上述父本与母 本杂交，是使用父本的花粉对母本的雌蕊授粉 ，如果杂交失败而导致自花授粉，就只会有母 本的自花授粉，而母本植株是纯合体，其自交 后仍为纯合体，基因型不变，如果杂交正常， 则F1代三对基因都是杂合AaBbDd，但亲本如 果发生基因突变，导致后代出现紫苗松穗黄种

7、皮的变异类型，一定是亲代中的显性基因B变 成了b,所以是母本发生了突变，F1代的基因型 为AabbDd。 二、诱变育种1原理：基因突变。这种方法可以提高 突变率，创造人类需要的变异类型，从中选 择、培育出优良的生物品种。2方法和过程：方法：利用物理因素(如太空的辐射X射线、 射线、紫外线、失重或用激光等)；化学因素(如亚 硝酸、硫酸二乙酯等)来处理生物（如萌动的植物 芽或种子），使生物发生基因突变。过程：诱发变异选择培育新品种。 注意：诱变只能发生在分裂时，因此选择的时机 与部位均要考虑是否有分裂进行。关于“过程”要注意的问题： 如果是原核生物或病毒，一经发生突变，只需扩 大繁殖并筛选。 如果

8、是动植物等真核生物，还要经过其他育种历 程。（1）.怎样获得稳定遗传的个体？ 如果是微生物，考虑是否要用选择培养基，用什 么样的选择培养基。用性状判断的方法选择吗?怎 样判断? 如果是动植物又怎样选择。（2）.怎样选择？可用鉴别培 养基吗？ 3优缺点： 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（有时可产生超效基因 ），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。改良多基因遗传的 性状效果较差。 理解优缺点，先了解基因突变的主要特点 ： 第一，基因突变在生物界中是普遍存在的 。包括自然突变，诱发突变。 第二，基因突变是随机发生的。它可以 发生在生

9、物个体发育的任何时期和生物体 的任何细胞。 一般来说，在生物个体发育的过程中， 基因突变发生的时期越迟，生物体表现突 变的部分就越少。 基因突变可以发生在体细胞中，也可以 发生在生殖细胞中。发生在生殖细胞中的 突变，可以通过受精作用直接传递给后代 。发生在体细胞中的突变，一般是不能传 递给后代的（如人的某种癌变）。 第三，在自然状态下，对一种生物来说 ，基因突变的频率是很低的。不同生物的 基因突变率是不同的。同一种生物的不同 基因，突变率也不相同。 第四，大多数基因突变对生物体是有害 的。只有少数基因突变是有利的。突变的 有利或有害与环境有关。 第五，基因突变是不定向的。一个基因 可突为多个（

10、种）等位基因。例2： 自然界中，一种生物某一基因及其三种突变基 因决定的蛋白质的部分氨基酸序列如下： 正常基因 精氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸 突变基因1 精氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸 突变基因2 精氨酸 亮氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸 突变基因3 精氨酸 苯丙氨酸 苏氨酸 酪氨酸 丙氨 酸 根据上述氨基酸序列确定这三种突变基因DNA分子的改变是 A突变基因1和2为一个碱基的替换，突变基因3为一 个碱基的增添 B突变基因2和3为一个碱基的替换，突变基因1为一 个碱基的增添 C突变基因1为一个碱基的替换，突变基因2和3为一 个碱基的增添 D突变基因2为一个碱基的替换，突变基

11、因1和3为一 个碱基的增添A三、单倍体育种1原理：染色体变异、基因重组和组织培养。 注意： 主要涉及的是染色体变异的原理。 如果涉及多对基因遗传，将涉及亲本杂交，即利 用基因重组的原理。2.方法及过程：花药花药离体培养 单倍体人工诱导 纯合子选择符合 要求 的个 体。亲本组织培养秋水仙素处理如要亲本杂交，则 选F1的花药。1.培养花药实质上是培养什么？培养结 果如果出现了杂合子,是什么原因？ 2.单倍体的特点是什么？ 3.秋水仙素的作用原理是什么？3优缺点：优点：明显缩短育种年限，加速育种进程 。利用单倍体植株培育新品种只需要两年时 间，就可以得到一个稳定的纯系品种。与常 规的杂交育种方法相比

12、，明显地缩短了育种 年限。缺点：技术较复杂，需与杂交育种结合， 不适合动物育种工作。例 3：用纯种的高秆(D)抗锈病(T)小麦与矮秆(d)易染锈 病(t)小麦培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法如下图。 下列有关此育种方法的叙述中，正确的是 A这种育种方法叫杂交育种 B过程必须使用生长素处理 C这种方法的最大优点是缩短育种年限 D过程必须经过受精作用雄配子幼苗选出符合要 求的个体。高秆抗锈病矮秆易染锈病F1四、多倍体育种由受精卵发育的个体，体细胞中含有三个或三 个以上染色体组的个体叫做多倍体。 注意多倍体与单倍体的区别。多倍体植物的特征是什么？1原理：染色体变异（染色体加倍）。体细胞在有丝分裂的过程

13、中，染色体完成了复 制，但是细胞受到外界环境条件(如温度骤变)或生 物内部因素的干扰，纺锤体的形成受到破坏，以致 染色体不能被拉向两极，细胞也不能分裂成两个子 细胞，于是就形成染色体数目加倍的细胞。如果这样的细胞继续进行正常的有丝分裂，就 可以发育成染色体数目加倍的组织或个体。2方法和过程 ：3优缺点：（可从植物多倍体的特征分析） 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：结实率低，只适于植物。 萌发的种 子或幼苗秋水仙素处理染色体（组 ）加倍植株正常有 丝分裂多倍体4.应用：了解三倍体无籽西瓜的问题。 秋水仙素处理的是几倍体植株？ 杂交时作父本、母

14、本的分别是几倍体植株？ 用二倍体植株花粉传给三倍体植株的目的是什么？ 三倍体植株能进行减数分裂产生配子吗？ 四倍体植株上结的西瓜其果皮、种皮、胚、早期胚 乳的染色体组分别是多少？五、基因工程育种 1原理：基因重组（或外源DNA重组）和所有 生物决定氨基酸遗传密码子的通用性。 物质基础是：生物的DNA均由四种脱氧核苷 酸组成。 其结构基础是：一般生物的DNA均为双螺旋 结构。有遗传效应 的DNA片段关于DNA与基因的知识DNA基因由四种脱氧 核苷酸组成共同的物 质基础DNA双螺旋结构共同的结 构基础基因的 结构原、真核细胞基 因结构及区别。基因的 表达转录、翻译的场 所、条件，中心 法则，特异性

15、表 达的原因，基因 对性状的控制。细胞质基 因遗传。DNA双螺旋 结构的特点DNA结构 的特点碱基互补配对原则DNA复制复制的时期 、条件、场 所、特点。基因 突变提取目的基因直接分离基因：鸟枪法基 因 工 程 基 本 操 作 步 骤目的基因与运 载体结合目的基因导入 受体细胞目的基因的检 测和表达人工合成基因反转录法据已知的氨基酸序列 合成DNA 同一种限制性内切酶切割质粒和目的基因，加 入DNA连接酶，形成重组DNA分子 主要是借鉴细菌或病毒侵染细胞的方法 。使用CaCl的作用是什么？根据受体细胞是否具有某些标记基因控 制的性状，判断目的基因是否导入。 检测表达受体细胞表现出目的基因特定的性状 。 关于基因工程的知识获 取 目 的 基 因 的 方 法过过 程优优 点缺 点直接分离 法（鸟鸟 枪枪法）操作 简简便工作量大， 有盲目性， 目的基因含 有不表达的 内含子 人 工 合 成 法反 转转 录录 法专专一性 强，目 的基因 中不含 内含子 操作过过程麻 烦烦。mRNA 生存时间时间 短 ，技术术要求 高 由 氨 基 酸 序 列 合 成据推测测出的核苷