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1、第2讲生物变异在生产上的应用 【知识梳理【知识梳理】一、生物变异在生产上的应用一、生物变异在生产上的应用1.1.连线生物育种的原理、方法及实例连线生物育种的原理、方法及实例: :2.2.育种过程分析育种过程分析: :(1)(1)杂交育种过程杂交育种过程:_:_选择选择_。杂交杂交纯合化纯合化(2)(2)单倍体育种过程单倍体育种过程: :花药离体花药离体单倍体幼苗单倍体幼苗秋水仙素秋水仙素(3)(3)多倍体育种过程多倍体育种过程( (以无籽西瓜为例以无籽西瓜为例):): 秋水仙素秋水仙素四倍体西瓜四倍体西瓜配对紊乱配对紊乱二、转基因技术和转基因生物二、转基因技术和转基因生物1.1.转基因技术转基
2、因技术: :(1)(1)含义含义: :利用分子生物学和基因工程的手段利用分子生物学和基因工程的手段, ,将某种将某种生物的生物的_转移到其他生物物种中转移到其他生物物种中, ,使其出现原物种使其出现原物种不具有的不具有的_的技术。的技术。(2)(2)原理原理:_:_。基因基因新性状新性状基因重组基因重组(3)(3)过程过程: :用人工方法将用人工方法将_导入受体细胞导入受体细胞将将_整合到受体的染色体上整合到受体的染色体上目的基因在受体细胞内得以目的基因在受体细胞内得以_,_,并能稳定遗传并能稳定遗传(4)(4)应用应用: :培育农作物新品种、培育动物新品种、利用培育农作物新品种、培育动物新品
3、种、利用转基因动物作为转基因动物作为_。目的基因目的基因目的基因目的基因表达表达生物反应器生物反应器2.2.转基因生物转基因生物: : 由于由于_的导入而引起的导入而引起_改变改变的生物。的生物。外源基因外源基因原有遗传物质组成原有遗传物质组成【速记卡片【速记卡片】1.1.杂交育种的三个步骤杂交育种的三个步骤: :杂交、选择、纯合化。杂交、选择、纯合化。2.2.诱变育种的两种主要方法诱变育种的两种主要方法: :辐射诱变、化学诱变。辐射诱变、化学诱变。3.3.诱变育种的三个主要特点诱变育种的三个主要特点: :(1)(1)提高突变频率提高突变频率, ,能产生多种新类型。能产生多种新类型。(2)(2
4、)能在较短时间内有效改良生物品种的某些性状。能在较短时间内有效改良生物品种的某些性状。(3)(3)改良作物品质改良作物品质, ,增强抗逆性。增强抗逆性。4.4.单倍体育种的两个主要特点单倍体育种的两个主要特点: :(1)(1)缩短育种年限。缩短育种年限。(2)(2)能排除显隐性干扰能排除显隐性干扰, ,提高效率。提高效率。5.5.使用秋水仙素的两种育种方式使用秋水仙素的两种育种方式: :(1)(1)单倍体育种单倍体育种: :用秋水仙素处理单倍体幼苗用秋水仙素处理单倍体幼苗, ,使其染色使其染色体加倍后成为可育的纯合植株。体加倍后成为可育的纯合植株。(2)(2)多倍体育种多倍体育种: :用秋水仙
5、素处理萌发的种子、幼苗等用秋水仙素处理萌发的种子、幼苗等, ,使它们染色体加倍使它们染色体加倍, ,形成多倍体。形成多倍体。考点几种常见育种方式的比较考点几种常见育种方式的比较依据原理依据原理优优 点点缺缺 点点举举 例例杂交杂交育种育种基因重组基因重组将不同个体的优良将不同个体的优良性状集中于一个个性状集中于一个个体上体上时间长时间长, ,需及时发需及时发现优良品种现优良品种矮秆抗矮秆抗锈病小麦锈病小麦依据原理依据原理优优 点点缺缺 点点举举 例例诱变诱变育种育种基因突变基因突变和染色体和染色体畸变畸变可以提高变异的频可以提高变异的频率率, ,加速育种进程加速育种进程, ,大幅度地改良某些大
6、幅度地改良某些品种品种有利变异有利变异少少, ,需大量需大量处理实验处理实验材料材料青霉素高青霉素高产菌株、产菌株、太空椒太空椒单倍体单倍体育种育种染色体染色体数目变异数目变异可以明显地缩短育可以明显地缩短育种年限种年限技术复杂且需与杂技术复杂且需与杂交育种配合交育种配合快速培育快速培育矮秆抗锈矮秆抗锈病小麦病小麦依据原理依据原理优优 点点缺缺 点点举举 例例多倍体多倍体育种育种染色体染色体数目变异数目变异器官大器官大, ,提高产量和提高产量和营养成分营养成分发育延迟发育延迟, ,结实率低结实率低三倍体无三倍体无籽西瓜、籽西瓜、八倍体八倍体小黑麦小黑麦转基因转基因技术技术育种育种基因重组基因重
7、组定向改变生物的性定向改变生物的性状状; ;克服远缘杂交不克服远缘杂交不亲和的障碍亲和的障碍有可能引起生态危有可能引起生态危机机产生人胰产生人胰岛素的大岛素的大肠杆菌、肠杆菌、抗虫棉抗虫棉【典例【典例1 1】(2016(2016浙江浙江4 4月选考真题月选考真题) )用六倍体小麦和用六倍体小麦和二倍体黑麦培育出异源八倍体小黑麦。这种育种方法二倍体黑麦培育出异源八倍体小黑麦。这种育种方法属于属于 ( () )A.A.转基因育种转基因育种B.B.辐射诱变育种辐射诱变育种C.C.化学诱变育种化学诱变育种D.D.多倍体育种多倍体育种【解题指导【解题指导】本题考查育种的相关知识。该育种过程本题考查育种的
8、相关知识。该育种过程是是: :二倍体黑麦与六倍体小麦杂交得到四倍体二倍体黑麦与六倍体小麦杂交得到四倍体, ,然后用然后用秋水仙素处理得到八倍体小黑麦。涉及染色体数目加秋水仙素处理得到八倍体小黑麦。涉及染色体数目加倍倍, ,属于多倍体育种。属于多倍体育种。答案答案: :D D【典例【典例2 2】(2015(2015浙江浙江1010月选考真题月选考真题) )下列属于诱变育下列属于诱变育种的是种的是( () )A.A.用用射线处理釉稻种子射线处理釉稻种子, ,培育出早熟的新品种培育出早熟的新品种B.B.将抗虫基因转入普通棉的体细胞中将抗虫基因转入普通棉的体细胞中, ,培育出抗虫棉培育出抗虫棉C.C.
9、用秋水仙素处理二倍体草莓幼苗用秋水仙素处理二倍体草莓幼苗, ,培育出多倍体草莓培育出多倍体草莓D.D.将抗病黄果肉番茄与感病红果肉番茄杂交将抗病黄果肉番茄与感病红果肉番茄杂交, ,培育出新培育出新品种品种【解题指导【解题指导】本题主要考查诱变育种的方法与实例。本题主要考查诱变育种的方法与实例。逐项分析如下逐项分析如下: :答案答案: :A A选项选项具体分析具体分析正误正误A A项项该项属于典型的辐射诱变育种该项属于典型的辐射诱变育种正确正确B B项项抗虫棉的培育属于转基因育种抗虫棉的培育属于转基因育种错误错误C C项项培育多倍体草莓属于多倍体育种培育多倍体草莓属于多倍体育种错误错误D D项项
10、该项属于杂交育种该项属于杂交育种错误错误【易错易混【易错易混】1.1.使染色体加倍的育种并不一定是多倍体育种使染色体加倍的育种并不一定是多倍体育种: :用秋水仙素处理植株使染色体数目加倍用秋水仙素处理植株使染色体数目加倍, ,若操作对象若操作对象是单倍体植株是单倍体植株, ,叫单倍体育种叫单倍体育种; ;若操作对象为正常植株若操作对象为正常植株, ,叫多倍体育种。叫多倍体育种。2.2.单倍体育种获取的不是单倍体单倍体育种获取的不是单倍体: :单倍体育种是指用单倍体作为中间环节单倍体育种是指用单倍体作为中间环节, ,最后要经秋最后要经秋水仙素处理等手段获得正常的可育植株水仙素处理等手段获得正常的
11、可育植株, ,即花药离体即花药离体培养只是单倍体育种的中间过程而不是终点。培养只是单倍体育种的中间过程而不是终点。3.3.“最简便最简便”的育种方法的育种方法“最快速最快速”的育种方法的育种方法: :(1)(1)“最简便最简便”着重于技术含量着重于技术含量, ,应为应为“易操作易操作”, ,如如杂交育种杂交育种, ,虽然年限长虽然年限长, ,但农民自己可简单操作。但农民自己可简单操作。(2)(2)“最快速最快速”则未必简便则未必简便, ,如单倍体育种可明显缩短如单倍体育种可明显缩短育种年限育种年限, ,但其技术含量较高但其技术含量较高, ,较难操作。较难操作。【强化训练【强化训练】1.1.二倍
12、体水稻高秆对矮秆为显性二倍体水稻高秆对矮秆为显性, ,在矮秆品种田中发在矮秆品种田中发现了一株高秆植株现了一株高秆植株, ,用这一高秆植株进行花药离体培用这一高秆植株进行花药离体培养经秋水仙素加倍后得到了多个植株养经秋水仙素加倍后得到了多个植株, ,这些植株有可这些植株有可能是能是 ( () )A.A.不能开花结籽的矮秆植株不能开花结籽的矮秆植株B.B.能开花结籽的矮秆植株能开花结籽的矮秆植株C.C.能开花结籽的高秆和矮秆植株能开花结籽的高秆和矮秆植株D.D.能开花结籽的高秆植株能开花结籽的高秆植株【解析【解析】选选C C。二倍体水稻高秆对矮秆为显性。二倍体水稻高秆对矮秆为显性, ,在矮秆在矮
13、秆品种田中发现了一株高秆植株品种田中发现了一株高秆植株, ,说明隐性基因突变为说明隐性基因突变为显性基因显性基因, ,高秆植株为杂合子高秆植株为杂合子, ,产生的花药有显性基因产生的花药有显性基因和隐性基因两种和隐性基因两种, ,离体培养经秋水仙素加倍后获得显离体培养经秋水仙素加倍后获得显性纯合和隐性纯合两种能开花结籽的高秆和矮秆植株性纯合和隐性纯合两种能开花结籽的高秆和矮秆植株, ,故故C C选项正确。选项正确。2.2.已知普通小麦是六倍体已知普通小麦是六倍体, ,含含4242条染色体。用其花粉条染色体。用其花粉培育出来的植株是培育出来的植株是( () )A.A.三倍体三倍体, ,含三个染色
14、体组含三个染色体组 B.B.多倍体多倍体, ,营养物质含量高营养物质含量高C.C.单倍体单倍体, ,高度不育高度不育D.D.单倍体单倍体, ,每个染色体组含每个染色体组含2121条染色体条染色体【解析【解析】选选C C。由于普通小麦为六倍体。由于普通小麦为六倍体, ,含含4242条染色体条染色体, ,所以每个染色体组中只含有所以每个染色体组中只含有7 7条染色体条染色体, ,由配子发育成由配子发育成的个体的个体, ,不管含有几个染色体组均为单倍体不管含有几个染色体组均为单倍体, ,单倍体小单倍体小麦中含有三个染色体组麦中含有三个染色体组, ,减数分裂时发生紊乱减数分裂时发生紊乱, ,不能产不能
15、产生正常配子生正常配子, ,所以高度不育。所以高度不育。3.3.下列有关单倍体育种的叙述下列有关单倍体育种的叙述, ,错误的是错误的是 ( () )A.A.单倍体育种的优势在于能明显缩短育种年限单倍体育种的优势在于能明显缩短育种年限B.B.单倍体育种的遗传学原理是基因重组和染色体畸变单倍体育种的遗传学原理是基因重组和染色体畸变C.C.经秋水仙素处理后可获得体细胞中染色体数加倍的经秋水仙素处理后可获得体细胞中染色体数加倍的单倍体植株单倍体植株D.D.经花药离体培养产生的幼苗体细胞中染色体数是本经花药离体培养产生的幼苗体细胞中染色体数是本物种体细胞染色体数的一半物种体细胞染色体数的一半【解析【解析
16、】选选C C。本题考查单倍体育种。单倍体育种是。本题考查单倍体育种。单倍体育种是指利用单倍体作为中间环节产生具有优良性状的可育指利用单倍体作为中间环节产生具有优良性状的可育纯合子的育种方法纯合子的育种方法, ,一般需经过杂交产生一般需经过杂交产生F F1 1, ,利用利用F F1 1的的花药进行离体培养得到单倍体植株花药进行离体培养得到单倍体植株, ,最后经秋水仙素最后经秋水仙素处理得到纯合子。这种育种方法的优势是能明显缩短处理得到纯合子。这种育种方法的优势是能明显缩短育种年限育种年限, ,遗传学原理是基因重组遗传学原理是基因重组(F(F1 1产生花药的过程产生花药的过程) )和染色体畸变和染色体畸变( (秋水仙素诱导染色体加倍的过程秋水仙素诱导染色体加倍的过程),A),A、B B项正确项正确; ;单倍体植株经秋水仙素处理形成的不是单倍单倍体植株经秋水仙素处理形成的不是单倍体植株体植株,C,C项错误项错误; ;经花药离体培养产生的幼苗体细胞经花药离体培养产生的幼苗体细胞中染色体数是该物种体细胞染色体数的一半中染色体数是该物种体细胞染色体数的一半,D,D项正确。项正确。
