生物育种专题

生物育种专题复习复习目标：1．将分散于各章节的有关生物性状改造方法的知识梳理出来形成知识体系。2．利用基因重组、基因突变、染色体变异、基因工程、细胞工程等遗传学原理，设计培育具有优良性状的新品种的育种方法。3．通过试题分析、练习提高审题解题能力。杂交育种单倍体育种多倍体育种基因工程育种细胞工程育种诱变育种矮杆抗病的水稻三倍体无籽西瓜神奇的“太空椒”抗虫棉番茄–马铃薯一、生物育种的成果与采用的方式克隆羊（体细胞杂交）（核移植）例：已知小麦的高秆（D）对矮秆（d）为显性、抗锈病（T）对易染锈病（t）为显性（基因自由组合），现有纯合的高秆抗锈病小麦和矮秆易染锈病小麦。请回答下列有关问题：杂交育种、单倍体育种、诱变育种、基因工程育种、细胞工程育种（1）可用哪些育种方式培育得到优良品种？（2）请写出杂交育种和单倍体育种的步骤。（可用简单的遗传图解表示）①将纯种高秆抗锈病和矮秆易染锈病小麦杂交得F1杂交育种②将F1自交得到F2，选出矮秆抗锈病的小麦品种③将矮秆抗锈病小麦逐代自交并进行人工筛选，最后得到能稳定遗传的矮秆抗锈病小麦新品种。思考：为什么杂交育种一般从F2开始选种？通常从F2才开始出现性状分离，在F2中才开始出现所需要的类型。过程：单倍体育种①将纯种高秆抗锈病和矮秆易染锈病的小麦杂交得F1②将F1进行花药离体培养得到四种单倍体幼苗③用秋水仙素处理单倍体幼苗得到纯合植株，选出矮秆抗锈病小麦。过程：思考：1、为什么要用秋水仙素处理单倍体的幼苗？幼苗分裂能力强，秋水仙素处理后会导致染色体数目加倍；处理得早，更容易使发育成熟的植株所有细胞的染色体数目加倍。2、如果要快速得到大量的纯种矮秆抗锈病小麦，还应采用什么技术？植物组织培育技术。讨论：1、若对细菌进行育种，通常采用哪些育种方式？诱变育种、基因工程育种、细胞工程育种。2、在生产实践中若要培育动物新品种，常采用哪些育种方式？杂交育种、基因工程育种、诱变育种、细胞工程育种。3、培育转基因动物时，最好用什么细胞作目的基因的受体细胞？为什么？受精卵。受精卵的全能性最高。杂交-自交-选优-自交利用转基因技术将目的基因引入生物体内青霉素高产菌株的培育、太空椒矮秆抗病的小麦产生人胰岛素的大肠杆菌、抗虫棉途径与方法举例原理基因突变基因重组基因重组诱变育种杂交育种基因工程育种物理、化学因素诱变→筛选→培育符合要求的品种优点缺点提高变异频率，加速育种过程，可大幅度改良某些性状有利变异少，工作量大，需大量的供试材料使同一物种不同品种的多个优良性状集中于同一个体上(1)育种时间长；(2)局限于同种或亲缘关系较近的个体目的性强；育种周期短；克服远缘杂交不亲和的障碍技术复杂；存在生态安全问题染色体数目变异花药离体培养再人工诱导使染色体加倍一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗大大缩短育种年限；子代均为纯合体。植株茎秆粗壮，果实、种子都比较大，营养物质含量提高。矮秆抗病小麦三倍体无子西瓜八倍体小黑麦途径与方法举例原理单倍体育种多倍体育种染色体数目变异优点缺点技术较复杂，需与杂交育种结合技术复杂；发育延迟，结实率低，一般只适合于植物克隆羊鲤鲫核移植途径与方法举例原理细胞工程育种去细胞壁→原生质体融合→杂种细胞→组织培养核移植→胚胎移植优点缺点保存濒危物种保持优良品种技术复杂，难度大能克服远缘杂交的不亲和性，有目的地培育优良品种番茄-马铃薯白菜-甘蓝植物：动物克隆：基因重组细胞核的全能性与基因重组例1：番茄是一种营养丰富、经济价值很高的果蔬，深受人们的喜爱。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对同源染色体上，并且分别控制叶形、花色和果形3对性状。思考：（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？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？（用文字简要描述获得过程即可）（2）如果要缩短获得aabbdd植株的时间，可采用什么方法？简述其过程？AABBdd×AAbbDD（A）（B）AABbDd×aaBBDDAaBbDdaabbdd（种子）aabbdd（植株）配子abdabd（单倍体幼苗）aabbdd（植株）减数分裂秋水仙素处理花药离体培养第一年第二年第三年第四年第三年（C）×例2：番茄与甜椒自然杂交后形成的多年生草本植物番茄椒既像辣椒又像番茄，故称番茄椒，它同时具有番茄和甜椒的特点，番茄椒的叶片、茎干和株型酷似甜椒，而果实外型与番茄相似，其内部结构又与甜椒相似。果实色泽鲜红，表皮光滑有蜡质。果皮比较厚实，耐储运，货架期长，具有加热后对营养和颜色毫无影响的特性。但是番茄椒不能产生后代。思考：怎样培育出可育的番茄椒？说出育种方法及过程？番茄甜椒番茄椒多倍体育种番茄（AA）甜椒（BB）ABAABB×杂交不育秋水仙素处理使染色体加倍可育的番茄椒杂种细胞杂种植株番茄细胞(2n)甜椒细胞(2n)原生质体愈伤组织4n植物原生质体融合植物组织培养去壁植物细胞工程育种例3：番茄营养丰富但不耐贮藏。为了解决番茄贮藏问题，研究者发现，一种耐贮藏基因能使果实长期贮藏。如果你是育种专家，你将如何育种？思路一：通过是神州号宇宙飞船搭载种子进入太空。（1）飞船搭载的种子应当选刚萌发的种子，而非休眠的种子的原因是什么?（2）这些番茄返回地面后，是否均可产生耐储藏变异？为什么？种子萌发后进入细胞分裂，DNA在复制过程中容易受到外界因素的影响而发生基因突变不会。变异是不定向的（3）将植物经太空返回地面后种植，发现该植物不耐贮存的性状（假设为隐性性状）突变为耐贮存性状（假设为显性性状）。①表现为耐贮存性状的种子能否大面积推广？说明理由。②简要叙述获得该显性耐贮存优良品种的步骤不能。因为显性杂合体的杂交后代会发生性状分离。方案一：a、种植后对花粉进行离体培养，得单倍体；b、单倍体幼苗用秋水仙素处理，获得纯合体；c、从纯合体中选取显性性状即为优良品种。方案二：a、将变异后的显性个体自交培养；b、选择后代中的显性个体连续自交；c、选择不再发生性状分离的显性个体的种子作优良品种思路二：假设在某种植物体内有一种耐贮藏基因。你还能运用什么育种方法，简要说明过程？提取耐贮藏基因耐贮藏基因与运载体结合重组DNA分子导入农杆菌该农杆菌去感染番茄体细胞组织培养选择所需植株1、下列技术能有效地打破物种界限，定向地改造生物的遗传性状，培育新的农作物优良品种的是（）①诱变育种②基因工程育种③杂交育种④细胞工程育种⑤多倍体育种⑥单倍体育种A．①②③B．②④C．④⑤D．④⑥2、能够使植物体表达动物蛋白的育种方法是（）A．单倍体育种B．杂交育种C．基因工程育种D．多倍体育种BC练习：3、在动物育种中，用一定剂量的X射线处理精巢，可得到大量的变异个体，这是因为（）A．合子都是纯合体B．诱发了雄配子发生高频率的基因突变C．诱导发生了大量的染色体变异D．提高了基因的互换率B4、下面为六种不同的育种方法。据图回答：亲本（X）AF1F2DFn选择稳定品种单倍体植株纯合体纯合二倍体种子长出的植株CB种子或幼苗具有新基因的种子或幼苗E染色体加倍的种子或幼苗F种子或幼苗植物细胞其他生物基因新细胞愈伤组织胚状体人工种子植物细胞A植物细胞B杂种细胞愈伤组织分化出幼苗GHIJKLM123465新品种（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。杂交从F2开始发生性状分离（3）E方法所用的原理是，所用的方法如、、。4、下面为六种不同的育种方法。据图回答：亲本（X）AF1F2DFn选择稳定品种单倍体植株纯合体纯合二倍体种子长出的植株CB种子或幼苗具有新基因的种子或幼苗E染色体加倍的种子或幼苗F种子或幼苗植物细胞其他生物基因新细胞愈伤组织胚状体人工种子植物细胞A植物细胞B杂种细胞愈伤组织分化出幼苗GHIJKLM123465新品种（2）B常用的方法为。花药离体培养基因突变辐射诱变化学试剂诱变激光诱变4、下面为六种不同的育种方法。据图回答：亲本（X）AF1F2DFn选择稳定品种单倍体植株纯合体纯合二倍体种子长出的植株CB种子或幼苗具有新基因的种子或幼苗E染色体加倍的种子或幼苗F种子或幼苗植物细胞其他生物基因新细胞愈伤组织胚状体人工种子植物细胞A植物细胞B杂种细胞愈伤组织分化出幼苗GHIJKLM123465新品种（4）C、F过程最常用的药剂是，其作用的原理是。秋水仙素抑制纺锤体的形成，引起染色体加倍（5）由G到H过程中涉及的生物技术有和。基因工程（DNA重组技术）植物组织培养4、下面为六种不同的育种方法。据图回答：亲本（X）AF1F2DFn选择稳定品种单倍体植株纯合体纯合二倍体种子长出的植株CB种子或幼苗具有新基因的种子或幼苗E染色体加倍的种子或幼苗F种子或幼苗植物细胞其他生物基因新细胞愈伤组织胚状体人工种子植物细胞A植物细胞B杂种细胞愈伤组织分化出幼苗GHIJKLM123465新品种（6）K→L→M这种育种方法的优越性表现在。克服远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围5、在培养转基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因（kan）常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。下图为获得抗虫棉的技术流程。请据图回答：（1）A过程需要的酶有_____________________。（2）C过程的培养基除含有必要营养物质、琼脂和激素外，还需加入____________。（3）如果利用DNA分子杂交原理对再生植株进行检测，D过程应该用_______________________________作为探针。限制性内切酶和DNA连接酶卡那霉素放射性同位素（或荧光分子）标记的抗虫基因（4）科学家发现转基因植株的卡那霉素抗性基因的传递符合孟德尔遗传规律。①将转基因植株与______________杂交，其后代中抗卡那霉素型与卡那霉素敏感型的数量比为1:1。②若该转基因植株自交，则其后代中抗卡那霉素型与卡那霉素敏感型的数量比为_________。③若将该转基因植株的花药在卡那霉素培养基上作离体培养，则获得的再生植株群体中抗卡那霉素型植株占____％。非转基因植株3﹕1100