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1、熱點專題系列（六）生物育種方法的應(yīng)用 關(guān) 于 生 物 育 種 方 法 的 應(yīng) 用 是 近 幾 年 高 考 的 命 題 熱 點 之 一 ,常 以油 菜 、 小 麥 、 水 稻 、 玉 米 等 為 素 材 ,綜 合 考 查 各 種 育 種 原 理 、方 法 、 步 驟 ,并 與 遺 傳 、 變 異 、 進 化 、 基 因 工 程 和 細 胞 工 程 等知 識 聯(lián) 系 ,反 映 我 國 在 育 種 領(lǐng) 域 的 進 展 和 成 果 。 在 解 答 “ 育 種 ” 類 試 題 時 ,需 要 根 據(jù) 提 供 的 材 料 選 擇 合 適 的 親本 及 育 種 方 法 ,分 析 育 種 過 程 中 出 現(xiàn) 的

2、 問 題 ,推 測 育 種 結(jié) 果 ,并得 出 相 關(guān) 結(jié) 論 。1.育 種 方 法 的 選 用 要 求(1)一 般 育 種 :一 般 作 物 育 種 可 以 選 用 雜 交 育 種 和 單 倍 體 育 種 。如 果 檢 測 純 合 子 ,則 用 測 交 或 自 交 ;既 要 檢 測 純 合 子 又 要 分 離 純合 子 時 ,如 果 優(yōu) 良 性 狀 是 顯 性 性 狀 則 用 連 續(xù) 自 交 ,如 果 優(yōu) 良 性 狀是 隱 性 性 狀 則 直 接 分 離 ;已 知 多 對 性 狀 要 獲 得 純 合 子 ,首 選 單 倍體 育 種 ,然 后 才 是 自 交 。 (2)特 殊 育 種 :為 了

3、 得 到 特 殊 性 狀 ,可 以 選 擇 誘 變 育 種 或 多 倍 體育 種 ,如 果 將 不 同 物 種 的 性 狀 組 合 在 一 起 ,可 以 選 用 基 因 工 程 等 。 2.設(shè) 計 育 種 方 案 的 注 意 事 項設(shè) 計 育 種 方 案 時 ,應(yīng) 該 注 意 是 “ 動 物 育 種 ” 還 是 “ 植 物 育 種 ” 。(1)植 物 育 種 時 ,可 以 用 連 續(xù) 自 交 的 方 法 獲 得 純 合 子 ,這 是 由 于植 物 中 雌 雄 同 體 的 物 種 較 多 。(2)動 物 只 能 選 相 同 性 狀 的 個 體 相 互 交 配 ,待 性 狀 分 離 后 篩 選 ,

4、然 后 用 測 交 方 法 檢 測 純 合 子 ,這 是 由 于 動 物 大 多 是 雌 雄 異 體 ,不能 “ 自 交 ” 。 3.育 種 年 限 的 要 求 及 計 算 方 法(1)若 需 要 獲 得 植 株 ,則 比 獲 得 種 子 多 一 年 ,因 為 獲 得 種 子 后 ,第二 年 才 能 獲 得 植 株 。(2)若 需 要 獲 得 跨 年 度 的 植 物 (如 小 麥 ),則 比 不 跨 年 度 的 植 物(如 豌 豆 )要 多 一 年 。 【 高 考 例 證 】 (2012 天 津 高 考 )芥 酸 會 降 低 菜 籽 油 的 品 質(zhì) 。 油菜 有 兩 對 獨 立 遺 傳 的 等

5、 位 基 因 (H和 h,G和 g)控 制 菜 籽 的 芥 酸 含量 ,如 圖 是 獲 得 低 芥 酸 油 菜 新 品 種 (HHGG)的 技 術(shù) 路 線 。 已 知 油菜 單 個 花 藥 由 花 藥 壁 (2n)及 大 量 花 粉 (n)等 組 分 組 成 ,這 些 組 分的 細 胞 都 具 有 全 能 性 。 據(jù) 圖 分 析 ,下 列 敘 述 錯 誤 的 是 ( ) A. 兩 過 程 均 需 要 植 物 激 素 來 誘 導(dǎo) 細 胞 脫 分 化B.與 過 程 相 比 , 過 程 可 能 會 產(chǎn) 生 二 倍 體 再 生 植 株C.圖 中 三 種 途 徑 中 ,利 用 花 粉 培 養(yǎng) 篩 選 低

6、 芥 酸 植 株 (HHGG)的 效率 最 高D.F1減 數(shù) 分 裂 時 ,H基 因 所 在 染 色 體 會 與 G基 因 所 在 染 色 體 發(fā) 生聯(lián) 會 【 解 析 】 選 D。 A項 正 確 , 過 程 均 屬 于 植 物 組 織 培 養(yǎng) 過 程 中的 脫 分 化 過 程 ,需 要 生 長 素 和 細 胞 分 裂 素 的 共 同 作 用 ;B項 正確 , 過 程 只 能 產(chǎn) 生 單 倍 體 植 株 ,而 過 程 可 以 產(chǎn) 生 單 倍 體 植 株 ,也 可 以 產(chǎn) 生 二 倍 體 植 株 ;C項 正 確 ,根 據(jù) 兩 對 相 對 性 狀 的 遺 傳 實驗 ,F1自 交 獲 得 HHGG的

7、 概 率 是 1/16,花 粉 培 養(yǎng) 篩 選 獲 得 HHGG的 概率 是 1/4,而 花 藥 培 養(yǎng) 篩 選 過 程 包 括 花 粉 篩 選 培 養(yǎng) 過 程 ,有 可 能產(chǎn) 生 二 倍 體 植 株 ,獲 得 HHGG的 概 率 低 于 花 粉 篩 選 培 養(yǎng) 過 程 ;D項錯 誤 ,H基 因 和 G基 因 位 于 非 同 源 染 色 體 上 ,在 減 數(shù) 分 裂 過 程 中 只能 自 由 組 合 ,不 會 發(fā) 生 聯(lián) 會 現(xiàn) 象 。 1.如 圖 表 示 某 種 農(nóng) 作 物 品 種 和 培 育 出 的 幾 種 方 法 ,有 關(guān)說 法 錯 誤 的 是 ( )A.培 育 品 種 的 最 簡 捷

8、途 徑 是 B.通 過 過 程 最 不 容 易 達 到 目 的C.通 過 過 程 的 原 理 是 染 色 體 畸 變D.過 程 常 用 一 定 濃 度 的 秋 水 仙 素 處 理萌 發(fā) 的 種 子 或 幼 苗 【 解 析 】 選 D。 通 過 植 物 自 交 獲 得 符 合 要 求 的 種 子 是 最 簡 便 的方 法 ,A項 正 確 ;由 屬 于 基 因 突 變 ,由 于 突 變 率 很 低 ,這 種培 育 過 程 不 易 達 到 目 的 ,B項 正 確 ; 過 程 是 單 倍 體 育 種 過程 ,其 原 理 是 染 色 體 畸 變 ,C項 正 確 ;過 程 是 通 過 花 粉 的 離 體

9、培養(yǎng) 獲 得 單 倍 體 植 株 ,其 個 體 高 度 不 育 ,不 存 在 種 子 ,過 程 只 能用 一 定 濃 度 的 秋 水 仙 素 處 理 幼 苗 ,D項 錯 誤 。 2.通 過 雜 交 可 將 同 一 物 種 的 不 同 個 體 上 的 優(yōu) 良 性 狀 集 中 在 一 起 ,也 可 將 不 同 物 種 的 染 色 體 集 中 在 一 起 。 甲 乙 為 雜 交 模 型 ,請回 答 下 列 問 題 :(1)無 籽 西 瓜 備 受 青 睞 ,結(jié) 無 籽 西 瓜 的 植 株 是 由 父 本 甲 _(填 “ 二 倍 體 西 瓜 ” 或 “ 四 倍 體 西 瓜 ” )與 母 本 乙 _(填

10、“ 二 倍 體 西 瓜 ” 或 “ 四 倍 體 西 瓜 ” )雜 交 得 到 的 ,無 籽 西 瓜培 育 的 遺 傳 學(xué) 原 理 是 _,能 夠 刺 激 子 房 發(fā) 育 成 無 籽 果 實的 過 程 是 _。 (2)馬 鈴 薯 品 種 是 雜 合 子 (有 一 對 基 因 雜 合 即 可 稱 之 為 雜 合 子 ),生 產(chǎn) 上 常 用 塊 莖 繁 殖 ,現(xiàn) 要 通 過 雜 交 選 育 黃 肉 (Yy)、 抗 病 (Tt)的 馬 鈴 薯 新 品 種 ,則 雜 交 親 本 甲 的 基 因 型 為 ,乙 的基 因 型 為 。 (3)現(xiàn) 有 三 個 純 系 水 稻 品 種 : 矮 稈 感 病 有 芒

11、(aabbDD)、 高稈 感 病 有 芒 (AAbbDD)、 高 稈 抗 病 無 芒 (AABBdd)。 請 回 答 : 為 獲 得 矮 稈 抗 病 無 芒 純 系 新 品 種 ,應(yīng) 選 擇 的 雜 交 親 本 甲 、 乙為 。 獲 得 F1后 如 讓 F1自 交 ,則 F2中 表 現(xiàn) 為 矮 稈 抗 病 無 芒的 個 體 占 F2總 數(shù) 的 。 若 要 獲 取 矮 稈 抗 病 無 芒 純 系 新 品種 ,需 將 F2中 矮 稈 抗 病 無 芒 的 個 體 繼 續(xù) ,直 至 。 如 果 在 中 所 述 F1基 礎(chǔ) 上 盡 快 獲 得 矮 稈 抗 病 無 芒 新 品 種 ,寫出 后 續(xù) 的 育

12、種 過 程 。 【 解 析 】 (1)無 籽 西 瓜 的 培 育 過 程 :先 用 秋 水 仙 素 處 理 正 常 二 倍體 西 瓜 種 子 ,染 色 體 正 常 復(fù) 制 而 細 胞 不 分 裂 ,形 成 四 倍 體 植 株 ,用 四 倍 體 西 瓜 植 株 做 母 本 (開 花 時 去 雄 )、 二 倍 體 西 瓜 植 株 做 父本 (取 其 花 粉 授 在 四 倍 體 植 株 的 雌 蕊 上 )進 行 雜 交 ,形 成 三 倍 體種 子 ,三 倍 體 植 株 在 開 花 時 ,其 雌 蕊 要 用 正 常 二 倍 體 西 瓜 的 花 粉授 粉 ,以 刺 激 其 子 房 發(fā) 育 成 果 實 。

13、 由 于 胚 珠 不 能 發(fā) 育 為 種 子 ,而果 實 則 正 常 發(fā) 育 ,所 以 這 種 西 瓜 無 籽 。 無 籽 西 瓜 培 育 的 遺 傳 學(xué)原 理 是 染 色 體 畸 變 。 (2)要 通 過 雜 交 選 育 黃 肉 (Yy)、 抗 病 (Tt)的 馬 鈴 薯 新 品 種 ,且 親本 馬 鈴 薯 品 種 是 雜 合 子 ,所 以 雜 交 親 本 甲 的 基 因 型 為 yyTt,乙 的基 因 型 為 Yytt。(3) 矮 稈 抗 病 無 芒 純 系 新 品 種 基 因 型 為 aaBBdd,應(yīng) 選 擇 的 雜 交親 本 甲 、 乙 為 (aabbDD)、 (AABBdd);獲 得

14、 F1為 AaBbDd,F1自 交 ,則 F2中 表 現(xiàn) 為 矮 稈 抗 病 無 芒 aaB_dd的 個 體 占 F2總 數(shù) 的 1/4 3/41/4=3/64;若 要 獲 取 矮 稈 抗 病 無 芒 純 系 新 品 種 ,需 將 F2中 矮 稈 抗 病無 芒 的 個 體 繼 續(xù) 自 交 ,直 至 不 發(fā) 生 性 狀 分 離 。 盡 快 獲 得 矮 稈 抗病 無 芒 新 品 種 需 用 單 倍 體 育 種 ,后 續(xù) 的 育 種 過 程 為 第 一 步 :取 F 1的花 藥 進 行 離 體 培 養(yǎng) ,獲 得 單 倍 體 幼 苗 ;第 二 步 :用 秋 水 仙 素 處 理 單倍 體 幼 苗 ,然 后 選 育 矮 稈 抗 病 無 芒 純 系 新 品 種 。 答 案 :(1)二 倍 體 西 瓜 四 倍 體 西 瓜 染 色 體 畸 變 用 二倍 體 西 瓜 的 花 粉 刺 激 (2)yyTt Yytt(3) 、 3/64 自 交 不 發(fā) 生 性 狀 分 離 第 一 步 :取 F1的 花 藥 進 行 離 體 培 養(yǎng) ,獲 得 單 倍 體 幼 苗 ;第 二 步 :用 秋 水 仙 素 處 理 單 倍 體 幼 苗 ,然 后 選 育 矮 稈 抗 病 無 芒 純系 新 品 種 。