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1、必修 遗传与进化 第六章 育种与进化,第一讲 从杂交育种到基因工程,课前自主学习,课堂互动探究,几种重要育种方法比较,1.小麦高秆(A)对矮秆(a)为显性，抗病(B)对易感病(b)为显性，如图表示培育矮秆抗病品种的几种途径，下列相关说法正确的是( ),A过程的原理是基因突变，最大的优点是育种周期短 B过程使用的试剂是秋水仙素，在有丝分裂间期发挥作用 C过程为单倍体育种，可明显缩短育种年限 D过程产生的子代中纯合子所占比例是2/3,解析：过程为诱变育种，最大的优点是变异频率高，可在较短的时间内获得更多的优良变异类型；秋水仙素作用于有丝分裂前期；过程结合起来称为单倍体育种；过程产生的基因型为aaB
2、的个体中含有1/3aaBB和2/3aaBb，自交后代纯合子所占的比例为1/312/31/22/3。 答案：D,2(2013东北模拟)育种的方法有杂交育种、单倍体育种、诱变育种、多倍体育种、基因工程育种等，下面对这五种育种的说法正确的是( ) A涉及的原理有：基因突变、基因重组、染色体变异 B都不可能产生定向的可遗传变异 C都在细胞水平上进行操作 D都不能通过产生新基因从而产生新性状,解析：杂交育种和基因工程育种的原理为基因重组，单倍体、多倍体育种的原理为染色体变异，诱变育种的原理为基因突变。 答案：A,基因重组与基因工程比较,3通过DNA重组技术使原有基因得以改造的动物称为转基因动物。运用这一
3、技术可使羊奶中含有人体蛋白质，下图表示了这一技术的基本过程，在该过程中所用的基因“剪刀”能识别的序列和切点是GGATCC，请回答：,(1)从羊染色体中“剪下”羊蛋白质基因的酶是_。人体蛋白质基因“插入”后连接在羊体细胞染色体中需要的酶是_。 (2)人体蛋白质基因之所以能“插入”到羊的染色体内，原因是_。 (3)将人体蛋白质基因导入羊体内并成功地表达，使羊产生新的性状。这种变异属于_，这里“成功地表达”的含义是_。 (4)你认为此类羊产生的奶安全可靠吗？理由是什么？,解析：本题主要考查基因工程的一般步骤、操作工具、应用以及转基因技术的安全性等知识。(1)基因工程的基本操作中用到的工具酶是限制性核
4、酸内切酶、DNA连接酶。(2)不同生物的DNA分子的化学组成和空间结构相同，即都具有相同的物质基础和结构基础。(3)人体蛋白质基因导入羊体内并成功地表达，使羊产生新的性状，这是将一种基因导入另一种生物，变异类型属于基因重组，目的基因成功表达的含义是人体蛋白质基因在羊体细胞内通过转录、翻译两个过程控制合成人体蛋白质。(4)为开放性的题目，但要注意回答的理由要与观点相对应。,答案：(1)限制性核酸内切酶 DNA连接酶 (2)人和羊DNA分子的空间结构、化学组成相同；有互补的碱基序列(答出其中一点即可) (3)基因重组 人体蛋白质基因在羊体细胞内控制合成人体蛋白质 (4)安全，因为目的基因导入受体细
5、胞后没有改变，控制合成的人体蛋白质成分没有改变。(或不安全，因为目的基因导入受体细胞后，可能由于羊细胞中某些成分的影响，合成的蛋白质成分可能发生一定的改变。),实验技能提升,不同育种目的的杂交育种的基本步骤 1培育杂合子品种 在农业生产上，可以将杂种子一代作为种子直接利用，如水稻、玉米等。 (1)基本步骤：选取双亲P(、)杂交F1。 (2)特点：高产、优质、抗性强，但种子只能用一年，需年年制种。,2培育纯合子品种 (1)培育隐性纯合子品种的基本步骤 选取双亲P(、)杂交 F1自交F2选出表现型符合要求的个体种植推广。 (2)培育双显性纯合子或单显性纯合子品种的基本步骤。 选取双亲P(、)杂交F
6、1自交F2选出表现型符合要求的个体自交F3选出稳定遗传个体推广种植。 (3)特点：操作简单，但需要的时间较长。,4假设A、b代表玉米的优良基因，这两种基因是自由组合的。现有AABB，aabb两个品种，为培育出优良品种AAbb，可采用的方法如下图所示。请据图回答问题：,(1)由品种AABB、aabb经过过程培育出新品种的育种方式称为_，其原理是_。用此育种方式一般从_才能开始选育AAbb个体，是因为_。 (2)若经过过程产生的子代总数为1 552株，则其中基因型为AAbb的植株在理论上有_株。基因型为Aabb的植株经过过程，子代中AAbb与aabb的数量比是_。,(3)过程常采用_技术得到Ab个
7、体。与过程的育种方法相比，过程的优势是_。 (4)过程的育种方式是_，与过程比较，过程的明显优势是_。,答案：(1)杂交育种 基因重组 F2 从F2开始出现AAbb个体(或从F2开始出现性状分离) (2)97 11 (3)花药离体培养 能明显缩短育种年限 (4)诱变育种 过程产生的变异是定向的(或基因工程育种转入的基因是已知的，用基因工程手段产生的变异是定向的),1DNA连接酶的主要功能是( ) A连接DNA复制时母链与子链之间形成的氢键 B连接黏性末端碱基之间形成的氢键 C将两条DNA片段连接起来 D将碱基、脱氧核糖、磷酸之间的键连接起来 解析：DNA连接酶的作用是催化连接DNA双链外侧磷酸
8、和脱氧核糖之间的磷酸二酯键，它与碱基之间的氢键无关。 答案：C,2.某水稻品种是纯合子，生产上用种子繁殖。控制水稻高秆的基因A和矮秆的基因a是一对等位基因，控制水稻抗病的基因B和控制水稻感病的基因b是一对等位基因，两对基因分别位于两对同源染色体上。某同学设计了如右图所示培育矮秆抗病(aaBB)的水稻新品种的方法。下列说法不正确的是( ),A过程表示花药离体培养 B过程应在甲植株生长发育的时期进行处理 C乙植株中矮秆抗病个体占50% D该育种方法的原理是染色体变异,答案：C,3要将基因型为AaBB的植物，培育出以下基因型的品种：AaBb；AaBBC；AAaaBBBB；aB。则对应的育种方法依次是
9、( ) A诱变育种、转基因技术、细胞融合、花药离体培养 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,解析：用基因型为AaBB的植物要培育出AaBb的品种，可利用物理或化学方法处理材料，通过基因突变获得；要获得AaBBC的品种，由于本物种没有C基因，所以必须通过转基因技术；要获得AAaaBBBB的品种，可通过细胞融合；要获得aB的品种，可利用花药离体培养。 答案：A,4农业生产上常常需要进行作物育种，以保证正常的农业生产活动。下列有关作物育种方法的叙述，正确的是( ) A作物育种中最简捷的方
10、法是杂交育种和单倍体育种 B只有单倍体育种能明显缩短育种年限 C采用克隆的方法培育作物品种能保持亲本的优良性状 D体细胞中染色体组数为奇数的作物品种都是经花药培养得来的,解析：杂交育种时间长、工作量大；单倍体育种与杂交育种相比，能明显缩短育种年限，但不是缩短育种年限的唯一方法；克隆是无性生殖，能保持亲本的优良性状；三倍体无子西瓜的体细胞中染色体组数为奇数，但其并不是经花药培养得来的。 答案：C,5下列有关基因工程技术的叙述，正确的是( ) A重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶和运载体 B所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列 C选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快
11、 D只要目的基因进入受体细胞就能成功实现表达,解析：重组DNA技术所用的工具有三种，但其中工具酶是限制酶和DNA连接酶，运载体不是工具酶；限制酶具有专一性，每种限制酶只能识别特定的核苷酸序列；目的基因进入受体细胞不一定就能成功实现表达，需要通过检测来确定。 答案：C,6(2012天津卷)芥酸会降低菜籽油的品质。油菜有两对独立遗传的等位基因(H和h，G和g)控制菜籽的芥酸含量，下图是获得低芥酸油菜新品种(HHGG)的技术路线。已知油菜单个花粉由花药壁(2n)及大量花粉(n)等组分组成，这些组分的细胞都具有全能性。,据图分析，下列叙述错误的是( ) A、两过程均需要植物激素来诱导细胞脱分化 B与过
12、程相比，过程可能会产生二倍体再生植株 C图中三种途径中，利用花粉培养筛选低芥酸植株(HHGG)的效率最高 DF1减数分裂时，H基因所在染色体会与G基因所在染色体发生联会,解析：过程均为植物组织培养中的脱分化，均需要利用植物激素来诱导，A项正确。两亲本杂交使H基因和G基因集中到一个生物个体中，可通过杂交育种的方法获得双显性性状个体，但要获得HHGG纯合子需要HG个体连续多年自交，育种效率不高；根据自由组合定律推知：F1产生的花粉有HG、Hg、hG、hg四种，花药离体培养获得的再生单倍体植株也是四种，使用秋水仙素处理后可根据性状直接筛选获得纯合的HHGG植株，其效率最高；,F1花药离体培养所得的再
13、生植株中，除HG、Hg、hG、hg四种单倍体植株外，还可能有花药壁细胞经组织培养获得的HhGg二倍体植株，因而其育种效率较花粉离体培养低，B、C两项正确。分析题干得出：H基因和G基因位于两对同源染色体上，减数分裂时非同源染色体不发生联会，D项错误。 答案：D,7粮食是人类生存的基本条件，提高单位面积粮食的产量、质量是解决粮食问题的主要途径之一。 (1)为提高农作物的产量，得到抗倒伏、抗锈病等优良性状，科学家往往采取多种育种方法来培育符合农业生产要求的新品种。根据下面提供的材料，设计育种方案，以便最快得到所需品种。非生物材料：可自选。生物材料有： A水稻的高秆(显性)抗锈病(显性)纯种 B水稻的
14、矮秆(隐性)不抗锈病(隐性)纯种 C水稻的高秆(显性)不抗锈病(隐性)纯种,要得到能直接应用于生产的具有抗倒伏、抗锈病等优良性状的品种，该品种应是_。 所选择的生物材料：_(填写代表生物材料的字母)。 育种过程中运用的最常见的方法是_。 预期产生这种结果(所需性状类型)的概率是_。如果从播种到获得种子需要一年，则获得该品种植株至少需要_年。,(2)随着科技的发展，许多新的育种方法已经出现并投入使用。 用普通小麦和黑麦培育的八倍体小黑麦的原理是_。 航天育种是目前的一个热门话题，如“神七”就搭载了萌发着的植物种子。那么利用这种方法是否一定能获得人们所期望的理想性状？为什么？_。 螟虫是危害水稻的主要害虫之一。科学家为了减少农药的使用，希望培育出具有抗螟虫性状的水稻新品种，最适合的育种方法是_，其原理是_。,解析：(1)能直接应用于生产的品种要保持优良性状，其自交后代不发生性状分离，一般为纯合子。杂交育种的原理是基因重组，将两个品种的优良性状(抗倒伏、抗锈病)组合到一起，选择A、B两个亲本可以达到这一目的。最快的育种方法是单倍体育种，常用技术有杂交、花药离体培养、人工诱导染色体加倍等。,8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，高蔓(A)、感病(B)是显性性状。据图分析回答：,(1
