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专题技法指导专题专项训练小专题大智慧生物育种方法的比较和选择第6章生物育种方法的比较和选择名称原理方法优点缺点应用培育纯合子品种：杂交→自交→筛选出符合要求的表现型，自交到不发生性状分离为止(纯合化)①育种时间长②局限于同一种或亲缘关系较近的物种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杂交育种基因重组培育杂种优势品种：一般是选取纯合双亲杂交使分散在同一物种不同品种中的多个优良性状集中于同一个体上，即“集优”年年制种杂交水稻、杂交玉米的培育1．几种育种方法的比较名称原理方法优点缺点应用诱变育种基因突变①物理方法：紫外线、X射线或γ射线，微重力，激光等处理，再筛选②化学方法：亚硝酸、硫酸二乙酯处理，再选择提高变异频率，加快育种进程，大幅度改良某些性状有利变异少，需大量处理实验材料(有很大盲目性)高产青霉菌，“黑农五号”大豆品种等的培育和高产雄性家蚕的培育名称原理方法优点缺点应用单倍体育种染色体数目变异①先进行花药离体培养，培育出单倍体植株；②将单倍体幼苗经一定浓度的秋水仙素处理获得纯合子；③从中选择优良植株明显缩短育种年限，子代均为纯合子，加速育种进程技术复杂用纯种高秆抗病小麦与矮秆不抗病小麦快速培育矮秆抗病小麦名称原理方法优点缺点应用多倍体育种染色体数目变异用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗操作简单，能较快获得所需品种所获品种发育延迟，结实率低，一般只适用于植物三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦的培育名称原理方法优点缺点应用基因工程育种基因重组提取目的基因→形成重组DNA分子→导入受体细胞→目的基因的表达与检测→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”、转基因抗虫棉的培育2.针对不同育种目标的育种方案育种目标育种方案单倍体育种(明显缩短育种年限)集中双亲优良性状杂交育种(耗时较长，但简便易行)对原品系实施“定向”改造基因工程育种让原品系产生新性状(无中生有)诱变育种(可提高变异频率，期望获得理想性状)对原品系营养器官“增大”或“加强”多倍体育种大家学习辛苦了，还是要坚持继续保持安静[典例]水稻(2n＝24，自然状态下为纯合子)是一种重要的粮食作物，下图是与之有关的一些遗传育种途径。请回答下列问题：(1)A→B过程中，用射线来处理__________________，更易得到突变体。(2)为培育矮秆抗病(ddRR)的新品种，应以基因型为____________________的植株作亲本，F2矮秆抗病类型中能稳定遗传的个体的比例是________，为提高该类型的纯合度可进行________和筛选，直至不再发生性状分离。(3)若要在较短时间内获得上述新品种水稻，可利用图中________(用字母和箭头表示)途径所示的方法，其中的G途径是指________________。(4)科学工作者若要通过C、D途径获取抗虫水稻，则转移基因后可通过________技术检测目的基因是否插入到了转基因生物染色体的DNA上。经鉴定发现，2个相同的抗虫基因分别插入到了一对同源染色体中两条染色体的不同位置上，则其与非转基因水稻杂交后代中抗虫植株所占比例为________。[思路点拨][精讲精析](1)基因突变最容易发生在细胞分裂间期(DNA复制时)，因此应该选择分裂旺盛的材料来进行诱变处理。(2)选择亲本时要注意：一要包含所需优良基因，二要避免把“目标品系”选作亲本。ddrr×DDRR→DdRrD_R_∶D_rr∶ddR_∶ddrr＝9∶3∶3∶1，注意“矮秆抗病类型”有ddRR(1/16)、ddRr(2/16)两种类型，其中纯合子占该类型的1/3；连续自交是生产实践中提高纯合度的一种有效方法。(3)单倍体育种如图中E→F→G途径所示，其最大的优点就是能明显缩短育种年限，具体过程包含两个主要环节：一是花药离体培养获得单倍体，二是人工诱导染色体加倍获得纯合个体。(4)若一对同源染色体的两条染色体上都有转移的目的基因，则可将其视为“AA”类纯合子，而非转基因水稻可理解为“aa”类个体，两者杂交产生的后代均为“Aa”，一定抗虫。[答案](1)萌发的种子或幼苗(2)ddrr和DDRR1/3连续自交(3)E→F→G人工诱导染色体加倍(4)DNA分子杂交100%1．下列关于育种的叙述中，不．正确的是()A．迄今为止，杂交育种仍然是培育新品种的有效手段B．诱变育种具有大幅度改良某些性状、快速、定向等优点C．单倍体育种是作为其他育种方式的中间环节来发挥作用的D．多倍体植物通常比二倍体植物粗壮，有机物的含量高解析：诱变育种具有大幅度改良某些性状的优点，但不是定向的。答案：B2．培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法如下：下列有关该育种方法的叙述中，正确的是()A．过程①②③是杂交B．过程④一般使用秋水仙素处理C．过程②为有丝分裂D．过程③必须经过受精作用解析：在该育种过程中，①为杂交；②为减数分裂产生配子的过程；③为花药离体培养获得单倍体幼苗的过程；④常用秋水仙素处理，使染色体数目加倍而恢复成正常纯合个体。答案：B3．利用杂交育种方法，培育具有两个优良性状的新品种，下列相关说法错误的有()①材料的选择：所选的原始材料是人们在生产中多年栽培过的、分别具有我们所期望的个别性状、能稳定遗传的品种，一般是纯合子②杂交一次，得F1是杂合子，不管在性状上是否完全符合要求，一般情况下，都不能直接用于扩大栽培③让F1自交，得F2(性状的重新组合一般是在F2中出现)，选出在性状上符合要求的品种，这些品种的基因型有纯合子，也有杂合子④把初步选出的品种进行隔离自交，根据F3是否出现性状分离，可以确定被隔离的亲本是否是纯合子A．0项B．1项C．2项D．3项解析：杂交育种的过程：选择具有不同优良性状的纯合亲本杂交(得F1)→F1自交(得F2)→筛选所需性状的个体，因此题干四种说法都是正确的。答案：A4．某种植物的两个亲本的基因型分别为AAbb和aaBB，这两对基因按自由组合定律遗传，要培育出基因型为aabb的新品种，最简单的方法是()A．单倍体育种B．杂交育种C．人工诱变育种D．细胞工程育种解析：本题要求用基因型为AAbb和aaBB(育种材料)的亲本培育出基因型为aabb的新品种(育种目标)，并要求选择最简单的方法。显然，杂交育种既能达到目的，也最简单。答案：B5．下列有关生物变异与育种的叙述，正确的是()A．人工诱变育种能够改变基因结构，且明显缩短育种年限B．可用单倍体育种法改良缺乏某种抗病性状的水稻品种C．三倍体西瓜不能形成正常的配子，这是由于秋水仙素抑制了纺锤体的形成D．大多数染色体结构变异对生物体不利，但在育种上仍有一定的价值解析：诱变育种不能明显缩短育种年限。单倍体育种法不能产生新的基因，故不能改良缺乏某种抗病性状的水稻品种。三倍体西瓜不能形成正常的配子，这是由于减数分裂时发生联会紊乱。大多数染色体结构变异对生物体是有害的，甚至是致死的，但在育种上仍有一定的价值。答案：D6．下列关于培育生物新品种的叙述，正确的是()A．诱变育种获得的新品种都能稳定遗传B．单倍体育种是为了获得单倍体新品种C．多倍体育种得到的新品种果实较小D．杂交育种可获得集中双亲优良性状的新品种解析：诱变育种获得的新品种不一定都是纯合子，故诱变育种获得的新品种不一定都能稳定遗传；进行单倍体育种是为了快速获得新品种。答案：D7．(新课标全国卷Ⅰ)现有两个纯合的某作物品种：抗病高秆(易倒伏)和感病矮秆(抗倒伏)品种。已知抗病对感病为显性，高秆对矮秆为显性，但对于控制这两对相对性状的基因所知甚少。回答下列问题：(1)在育种实践中，若利用这两个品种进行杂交育种，一般来说，育种的目的是获得具有____________优良性状的新品种。(2)杂交育种前，为了确定F2代的种植规模，需要正确预测杂交结果。若按照孟德尔遗传定律来预测杂交结果，需要满足3个条件：条件之一是抗病与感病这对相对性状受一对等位基因控制，且符合分离定律；其余两个条件是______________。(3)为了确定控制上述这两对性状的基因是否满足上述3个条件，可用测交实验来进行检验，请简要写出该测交实验的过程。解析：(1)杂交育种的目的是获得同时具备两种优良性状的个体，即抗病矮秆的新品种。(2)杂交育种的原理是基因重组，若控制两对相对性状的基因的遗传遵循基因的自由组合定律，则这两对相对性状应分别受一对等位基因控制，且两对基因必须位于两对同源染色体上。(3)先由纯合的抗病高秆和感病矮秆杂交得到抗病高秆的杂合子，再与感病矮秆(隐性纯合子)杂交，如果后代出现抗病高秆∶感病高秆∶抗病矮秆∶感病矮秆＝1∶1∶1∶1的性状分离比，则可说明这两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律。答案：(1)抗病矮秆(2)高秆与矮秆这对相对性状受一对等位基因控制，且符合分离定律；控制这两对性状的基因位于非同源染色体上(3)将纯合的抗病高秆与感病矮秆杂交，产生F1，让F1与感病矮秆杂交。8．水稻是湛江主要的粮食作物，改善水稻的遗传性状是育种工作者不断努力的目标。下图表示培育优质水稻的一些途径。请回答下列问题：(1)以矮秆易感病(ddrr)和高秆抗病(DDRR)水稻为亲本进行杂交，得到F1，F1自交产生F2，F2中不能稳定遗传的个体占________，选F2中的矮秆抗病的水稻植株让其进行自交，子代中ddRR和ddRr的比例是_____________________________。(2)若要在较短时间内获得矮秆抗病水稻，可选图中______(填图中序号)途径所用的方法。其中⑦途径的常用方法是_________。(3)科学工作者欲培育能产生人体蛋白的水稻新品种，应该选择图中________(填图中序号)途径最为合理可行，该技术手段主要过程：提取目的基因、______________、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。该育种方式所利用的原理为____________________。(4)图中________(填图中序号)途径具有典型的不定向性。解析：题图中①→②途径表示诱变育种，③→④途径表示基因工程育种，⑤→⑥途径表示杂交育种，⑤→⑦→⑧途径表示单倍体育种，⑨→⑩途径表示多倍体育种，⑪→⑫途径表示细胞工程育种。(1)用矮秆易感病(ddrr)和高秆抗病(DDRR)水稻杂交，得到F1(DdRr)，F1自交产生F2，F2中不能稳定遗传的占1－4/16＝3/4。F2中矮秆抗病水稻基因型为1/3ddRR、2/3ddRr，自交后子代中ddRR占1/3＋(2/3)×(1/4)＝1/2，ddRr占(2/3)×(1/2)＝1/3，故ddRR∶ddRr＝3∶2。(2)要尽快获得矮秆抗病类型新品种，应该采用单倍体育种的方式，即图中⑤→⑦→⑧途径。将F2的花药经过离体培养后，便可以得到单倍体植株。(3)培育能产生人体蛋白的水稻新品种，应该用基因工程育种的方式，所利用的原理是基因重组，主要操作过程包括提取目的基因、目的基因与运载体结合、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。(4)诱变育种的原理是基因突变，基因突变具有不定向性。答案：(1)3/43∶2(2)⑤→⑦→⑧花药离体培养(3)③→④目的基因与运载体结合(或构建基因表达载体)基因重组(4)①→②9．请回答下列相关问题：(1)茄子晚开花(A)对早开花(a)为显性，果实颜色有深紫色(BB)、淡紫色(Bb)与白色(bb)之分，两对基因自由组合。为培育早开花深紫色果实的茄子，选择基因型为AABB与aabb的植株为亲本杂交，F1自交得到的F2中有________种表现型，其中早开花深紫色果实的植株所占比例为________。(2)青枯病是茄子的主要病害，抗青枯病(T)对易感青枯病(t)为显性，基因T、t与控制开花期的基因A、a自由组合。若采用二倍体早开花易感青枯病茄子(aatt)与四倍体晚开花抗青枯病茄子(AAAATTTT)为育种材料，运用杂交和花药离体培养的方法，培育纯合的二倍体早开花抗青枯病茄子，则主要步骤为：①第一步：__________________________