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1、第第 6 6 章章 从杂交育种到基因工程从杂交育种到基因工程 一、转基因育种 原理：基因重组（或异源 DNA 重组） 。 方法：提取目的基因装入载体导入受体细胞基因表达筛选出符合要求的新品种。 优点：克服远缘杂交不亲和障碍；定向改变生物的性状 缺点：可能会引起生态危机，技术难度大。 例例 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
2、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：能克服远缘杂交的不亲和性，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
3、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
4、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 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。 答案：方案 1：运用组织培养的方法，过程如下图： 雄株营 酶处理 雄株分离 脱分化 愈伤 再分化 大量的雄 养组织 原生质体 组织 性植株 方案 2：运用单
5、倍体育种方法： 雄株 花粉 离体培养 单倍体 单倍体 秋水仙素处理 染色体加倍 纯合子 植株 纯合子 植株 杂交 大量的 雄性植 株 X Y XX YY 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： A Na B Nb N a bNab 物种物种 杂交染色体加倍 2222 2422 二倍体 二倍体 不育 四倍体 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： P 普通小麦
6、 黑麦 RR AABBDD （2N=14） （2N=42） 配子 ABD R （N=21） （N=7） F1 ABD（不育） 新品种 小黑麦 AABBDDRR （4N=56） （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
7、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 简要描述获得过程即可）_ （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
8、，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_。 对应训练对应训练 下面为 6 种不同的育种方法。 据图回答下列问题: （1）图中 A 至 D 方向所示的途径表示 育种方式，这种方法属常规育种， 一般从 F2代开始选种，这是因为 。ABC 的途径表示育种方式，这两种育种方式中后者的优越性主要表现在。 （2）B 常用的方法为 。 （3）E 方法所用的原理是 ，所用的方法如 、 。育种时所需处理的种子应是萌动的（而非休眠的）种子，
9、原因是 （4）C、F 过程最常用的药剂是 ，其作用的原理是 （5）由 G 到 H 过程中涉及的生物技术有 和 （6）KLM 这种育种方法的优越性表现在 几种育种方法的比较几种育种方法的比较 名称原理方法优点缺点应用 杂交 育种 基因重组 杂交自交筛选出 符合要求的表现型， 通过自交至不发生性 状分离为止（5-6 代 ） 使分散在同一 物种或不同品 种中的多个优 良性状集中于 同一个体上， 即“集优” 育种时 间长 局限于 同一种或 亲缘关系 较近的个 体 用纯种高秆抗病 小麦与矮秆不抗 病小麦培育矮秆 抗病小麦 诱变 育种 基因突变 物理：紫外线、 射线、微重力、激光 等处理、再筛选 化学：秋
10、水仙素、 硫酸二乙酯处理，再 筛选 提高变异频率 ，加快育种进 程，大幅度改 良某些性状 有利变异 少，工作 量大，需 要大量的 供试材料 高产青霉菌、 “ 黑农五号”大豆 品种等的培育 单倍 体育 种 染色体变 异（染色 体组成倍 地减少） 先将花药离体 培养，培养出单倍体 植株 将单倍体幼苗 经一定浓度的秋水仙 素处理获得纯合子 明显缩短育种 年限，加快育 种进程 易获得纯种个 体 技术复杂 限于植物 用纯种高秆抗病 小麦与矮秆不抗 病小麦快速快速培育 矮秆抗病小麦 多倍 体育 种 染色体变 异（染色 体组成倍 地增多） 用一定浓度的秋水仙 素处理萌发的种子或 幼苗 植物茎秆粗壮 ，叶片果
11、实种 子均大，营养 物质含量提高 技术复杂 ，发育延 迟，结实 率低，一 般只适用 于植物 三倍体无子西瓜 、八倍体小黑麦 、四倍体水稻 转基 因育 种 异源 DNA （基因） 重组 提取目的基因装入 运载体导入受体细 胞目的基因的检测 与表达筛选出符合 要求的新品种 目的性强；育 种周期短；克 服了远缘杂交 不亲和的障碍 技术复杂 ，安全性 问题多 转基因“向日葵 豆” ；转基因抗 虫棉 调研试题、高考真题选编调研试题、高考真题选编 一、选择题一、选择题 1. 某水稻的 A 基因控制某一优良性状的表达，对不良性状 a 基因显性。该水稻自交所得的子 代中，优良性状和不良性状均有出现，某种子公司
12、欲用该水稻作亲本，采用逐代自交的方法 获取优良品种。在子一代中，基因型为 aa 的个体表现出不良性状，应淘汰；基因型为 AA 或 Aa 的个体表现出优良性状，需要进一步自交和筛选。 （若以基因型 Aa 亲本，产生的子一代为 第一代）按上述办法自交淘汰选育自交从理论上推算，第 n 代中杂合体所 占显性个体的比例为 A、1/2n B、1-1/2n C、 （1-1/2n ）/2 D、2/(2n+1) 2. 某科技活动小组将二倍体番茄植株的花粉按下图所示的 程序进行实验。下列根据图示实验的分析，错误的是： A植株 A 高度不孕，说明该植物的生殖细胞不具有全能性 B植株 A 的细胞能进行正常的有丝分裂，
13、但不能进行正常 的减数分裂 C在植株 B 的细胞中，通常每对同源染色体上的成对基因都是纯合的 D由花粉到植株 A 需要用含有有机物的培养基来培养 多选题多选题3. 下列关于育种的叙述中，错误的是： A诱变获得的突变体多数表现出优良性状 B诱变育种和杂交育种均可形成新的基因型 C三倍体植物不能由受精卵发育而来 D用物理因素诱变处理可提高突变率 4. 诱变育种有很多突出优点，也存在一些缺点，下列分析正确的是（ ） 结实率低，发育迟缓 提高变异频率，使后代变异性状较快稳定，因而加快育种进程 大幅度改良某些性状 茎秆粗壮，果实种子大，营养物质含量高 有利个体不多，需 要大量的材料 . . . . 多选
14、题多选题5. 为获得纯合高蔓抗病番茄植株，采用了下图所示的方法。图中两对相对性状独立 遗传。据图分析，正确的是 A过程的自交代数越多，纯合高蔓抗病植株的比例越高 B过程通常取 F1植株的适宜花药作培养材料 C过程主要包括脱分化和再分化两个过程 D图中筛选过程不改变群体抗病基因频率 6. 培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法如下：纯种的高秆(D)抗锈 病(T)纯种的矮秆(d)易染锈病选出符合要求的品种。下列有关该 育种方法的叙述中，正确的是 A. 过程(1)(2)(3)属于杂交育种 B过程(2)需经过减数分裂 C过程(3)必须经过受精作用 D. 过程(4)必须使用生长素处理 7. 单倍体在遗传育种中具有重要意义，单倍体生物是指 A不能产生正常生殖细胞的个体 B体细胞中染色体组数目为奇数的个体 C由未受精的卵细胞或精子发育形成的个体 D通过不同种植物体细胞融合培育形成的个体 8. 分别对二倍体蕃茄幼叶、三倍体无子西瓜幼叶进行组织培养，将形成的多株植物随机等量 分组，编号为 A、B、C、D
