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必修② 遺傳與進(jìn)化 第六章 育種與進(jìn)化,,,,,第一講 從雜交育種到基因工程,,課前自主學(xué)習(xí),,課堂互動(dòng)探究,幾種重要育種方法比較,1.小麥高稈(A)對(duì)矮稈(a)為顯性，抗病(B)對(duì)易感病(b)為顯性，如圖表示培育矮稈抗病品種的幾種途徑，下列相關(guān)說(shuō)法正確的是( ),A．過(guò)程①的原理是基因突變，最大的優(yōu)點(diǎn)是育種周期短 B．過(guò)程⑥使用的試劑是秋水仙素，在有絲分裂間期發(fā)揮作用 C．過(guò)程⑤為單倍體育種，可明顯縮短育種年限 D．④過(guò)程產(chǎn)生的子代中純合子所占比例是2/3,解析：過(guò)程①為誘變育種，最大的優(yōu)點(diǎn)是變異頻率高，可在較短的時(shí)間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類(lèi)型；秋水仙素作用于有絲分裂前期；過(guò)程②⑤⑥結(jié)合起來(lái)稱為單倍體育種；③過(guò)程產(chǎn)生的基因型為aaB－的個(gè)體中含有1/3aaBB和2/3aaBb，自交后代純合子所占的比例為1/3×1＋2/3×1/2＝2/3。 答案：D,2．(2013·東北模擬)育種的方法有雜交育種、單倍體育種、誘變育種、多倍體育種、基因工程育種等，下面對(duì)這五種育種的說(shuō)法正確的是( ) A．涉及的原理有：基因突變、基因重組、染色體變異 B．都不可能產(chǎn)生定向的可遺傳變異 C．都在細(xì)胞水平上進(jìn)行操作 D．都不能通過(guò)產(chǎn)生新基因從而產(chǎn)生新性狀,解析：雜交育種和基因工程育種的原理為基因重組，單倍體、多倍體育種的原理為染色體變異，誘變育種的原理為基因突變。 答案：A,基因重組與基因工程比較,3．通過(guò)DNA重組技術(shù)使原有基因得以改造的動(dòng)物稱為轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。運(yùn)用這一技術(shù)可使羊奶中含有人體蛋白質(zhì)，下圖表示了這一技術(shù)的基本過(guò)程，在該過(guò)程中所用的基因“剪刀”能識(shí)別的序列和切點(diǎn)是－G↓GATCC－，請(qǐng)回答：,(1)從羊染色體中“剪下”羊蛋白質(zhì)基因的酶是______。人體蛋白質(zhì)基因“插入”后連接在羊體細(xì)胞染色體中需要的酶是______________。 (2)人體蛋白質(zhì)基因之所以能“插入”到羊的染色體內(nèi)，原因是_________________________________。 (3)將人體蛋白質(zhì)基因?qū)胙蝮w內(nèi)并成功地表達(dá)，使羊產(chǎn)生新的性狀。這種變異屬于________，這里“成功地表達(dá)”的含義是________________________。 (4)你認(rèn)為此類(lèi)羊產(chǎn)生的奶安全可靠嗎？理由是什么？,解析：本題主要考查基因工程的一般步驟、操作工具、應(yīng)用以及轉(zhuǎn)基因技術(shù)的安全性等知識(shí)。(1)基因工程的基本操作中用到的工具酶是限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶。(2)不同生物的DNA分子的化學(xué)組成和空間結(jié)構(gòu)相同，即都具有相同的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。(3)人體蛋白質(zhì)基因?qū)胙蝮w內(nèi)并成功地表達(dá)，使羊產(chǎn)生新的性狀，這是將一種基因?qū)肓硪环N生物，變異類(lèi)型屬于基因重組，目的基因成功表達(dá)的含義是人體蛋白質(zhì)基因在羊體細(xì)胞內(nèi)通過(guò)轉(zhuǎn)錄、翻譯兩個(gè)過(guò)程控制合成人體蛋白質(zhì)。(4)為開(kāi)放性的題目，但要注意回答的理由要與觀點(diǎn)相對(duì)應(yīng)。,答案：(1)限制性核酸內(nèi)切酶 DNA連接酶 (2)人和羊DNA分子的空間結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成相同；有互補(bǔ)的堿基序列(答出其中一點(diǎn)即可) (3)基因重組 人體蛋白質(zhì)基因在羊體細(xì)胞內(nèi)控制合成人體蛋白質(zhì) (4)安全，因?yàn)槟康幕驅(qū)胧荏w細(xì)胞后沒(méi)有改變，控制合成的人體蛋白質(zhì)成分沒(méi)有改變。(或不安全，因?yàn)槟康幕驅(qū)胧荏w細(xì)胞后，可能由于羊細(xì)胞中某些成分的影響，合成的蛋白質(zhì)成分可能發(fā)生一定的改變。),,實(shí)驗(yàn)技能提升,不同育種目的的雜交育種的基本步驟 1．培育雜合子品種 在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，可以將雜種子一代作為種子直接利用，如水稻、玉米等。 (1)基本步驟：選取雙親P(♀、♂)→雜交→F1。 (2)特點(diǎn)：高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗性強(qiáng)，但種子只能用一年，需年年制種。,2．培育純合子品種 (1)培育隱性純合子品種的基本步驟 選取雙親P(♀、♂)→雜交→ F1→自交→F2→選出表現(xiàn)型符合要求的個(gè)體種植推廣。 (2)培育雙顯性純合子或單顯性純合子品種的基本步驟。 選取雙親P(♀、♂)→雜交→F1→自交→F2→選出表現(xiàn)型符合要求的個(gè)體自交→F3→……→選出穩(wěn)定遺傳個(gè)體推廣種植。 (3)特點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單，但需要的時(shí)間較長(zhǎng)。,4．假設(shè)A、b代表玉米的優(yōu)良基因，這兩種基因是自由組合的?，F(xiàn)有AABB，aabb兩個(gè)品種，為培育出優(yōu)良品種AAbb，可采用的方法如下圖所示。請(qǐng)據(jù)圖回答問(wèn)題：,(1)由品種AABB、aabb經(jīng)過(guò)①②③過(guò)程培育出新品種的育種方式稱為_(kāi)_______，其原理是________。用此育種方式一般從________才能開(kāi)始選育AAbb個(gè)體，是因?yàn)開(kāi)_______________________________________________________________________。 (2)若經(jīng)過(guò)過(guò)程②產(chǎn)生的子代總數(shù)為1 552株，則其中基因型為AAbb的植株在理論上有________株?；蛐蜑锳abb的植株經(jīng)過(guò)過(guò)程③，子代中AAbb與aabb的數(shù)量比是____________________。,(3)過(guò)程⑤常采用________技術(shù)得到Ab個(gè)體。與過(guò)程①②③的育種方法相比，過(guò)程⑤⑥的優(yōu)勢(shì)是__________________。 (4)過(guò)程⑦的育種方式是________，與過(guò)程⑦比較，過(guò)程④的明顯優(yōu)勢(shì)是______________________。,答案：(1)雜交育種 基因重組 F2 從F2開(kāi)始出現(xiàn)AAbb個(gè)體(或從F2開(kāi)始出現(xiàn)性狀分離) (2)97 1∶1 (3)花藥離體培養(yǎng) 能明顯縮短育種年限 (4)誘變育種 過(guò)程④產(chǎn)生的變異是定向的(或基因工程育種轉(zhuǎn)入的基因是已知的，用基因工程手段產(chǎn)生的變異是定向的),1．DNA連接酶的主要功能是( ) A．連接DNA復(fù)制時(shí)母鏈與子鏈之間形成的氫鍵 B．連接黏性末端堿基之間形成的氫鍵 C．將兩條DNA片段連接起來(lái) D．將堿基、脫氧核糖、磷酸之間的鍵連接起來(lái) 解析：DNA連接酶的作用是催化連接DNA雙鏈外側(cè)磷酸和脫氧核糖之間的磷酸二酯鍵，它與堿基之間的氫鍵無(wú)關(guān)。 答案：C,2.某水稻品種是純合子，生產(chǎn)上用種子繁殖。控制水稻高稈的基因A和矮稈的基因a是一對(duì)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是一對(duì)等位基因，兩對(duì)基因分別位于兩對(duì)同源染色體上。某同學(xué)設(shè)計(jì)了如右圖所示培育矮稈抗病(aaBB)的水稻新品種的方法。下列說(shuō)法不正確的是( ),A．③過(guò)程表示花藥離體培養(yǎng) B．④過(guò)程應(yīng)在甲植株生長(zhǎng)發(fā)育的時(shí)期進(jìn)行處理 C．乙植株中矮稈抗病個(gè)體占50% D．該育種方法的原理是染色體變異,答案：C,3．要將基因型為AaBB的植物，培育出以下基因型的品種：①AaBb；②AaBBC；③AAaaBBBB；④aB。則對(duì)應(yīng)的育種方法依次是( ) A．誘變育種、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、細(xì)胞融合、花藥離體培養(yǎng) B．雜交育種、花藥離體培養(yǎng)、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、多倍體育種 C．花藥離體培養(yǎng)、誘變育種、多倍體育種、轉(zhuǎn)基因技術(shù) D．多倍體育種、花藥離體培養(yǎng)、誘變育種、轉(zhuǎn)基因技術(shù),解析：用基因型為AaBB的植物要培育出AaBb的品種，可利用物理或化學(xué)方法處理材料，通過(guò)基因突變獲得；要獲得AaBBC的品種，由于本物種沒(méi)有C基因，所以必須通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)；要獲得AAaaBBBB的品種，可通過(guò)細(xì)胞融合；要獲得aB的品種，可利用花藥離體培養(yǎng)。 答案：A,4．農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上常常需要進(jìn)行作物育種，以保證正常的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)。下列有關(guān)作物育種方法的敘述，正確的是( ) A．作物育種中最簡(jiǎn)捷的方法是雜交育種和單倍體育種 B．只有單倍體育種能明顯縮短育種年限 C．采用克隆的方法培育作物品種能保持親本的優(yōu)良性狀 D．體細(xì)胞中染色體組數(shù)為奇數(shù)的作物品種都是經(jīng)花藥培養(yǎng)得來(lái)的,解析：雜交育種時(shí)間長(zhǎng)、工作量大；單倍體育種與雜交育種相比，能明顯縮短育種年限，但不是縮短育種年限的唯一方法；克隆是無(wú)性生殖，能保持親本的優(yōu)良性狀；三倍體無(wú)子西瓜的體細(xì)胞中染色體組數(shù)為奇數(shù)，但其并不是經(jīng)花藥培養(yǎng)得來(lái)的。 答案：C,5．下列有關(guān)基因工程技術(shù)的敘述，正確的是( ) A．重組DNA技術(shù)所用的工具酶是限制酶、DNA連接酶和運(yùn)載體 B．所有的限制酶都只能識(shí)別同一種特定的核苷酸序列 C．選用細(xì)菌作為重組質(zhì)粒的受體細(xì)胞是因?yàn)榧?xì)菌繁殖快 D．只要目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞就能成功實(shí)現(xiàn)表達(dá),解析：重組DNA技術(shù)所用的工具有三種，但其中工具酶是限制酶和DNA連接酶，運(yùn)載體不是工具酶；限制酶具有專一性，每種限制酶只能識(shí)別特定的核苷酸序列；目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞不一定就能成功實(shí)現(xiàn)表達(dá)，需要通過(guò)檢測(cè)來(lái)確定。 答案：C,6．(2012·天津卷)芥酸會(huì)降低菜籽油的品質(zhì)。油菜有兩對(duì)獨(dú)立遺傳的等位基因(H和h，G和g)控制菜籽的芥酸含量，下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(gè)花粉由花藥壁(2n)及大量花粉(n)等組分組成，這些組分的細(xì)胞都具有全能性。,據(jù)圖分析，下列敘述錯(cuò)誤的是( ) A．①、②兩過(guò)程均需要植物激素來(lái)誘導(dǎo)細(xì)胞脫分化 B．與④過(guò)程相比，③過(guò)程可能會(huì)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)篩選低芥酸植株(HHGG)的效率最高 D．F1減數(shù)分裂時(shí)，H基因所在染色體會(huì)與G基因所在染色體發(fā)生聯(lián)會(huì),解析：①②過(guò)程均為植物組織培養(yǎng)中的脫分化，均需要利用植物激素來(lái)誘導(dǎo)，A項(xiàng)正確。兩親本雜交使H基因和G基因集中到一個(gè)生物個(gè)體中，可通過(guò)雜交育種的方法獲得雙顯性性狀個(gè)體，但要獲得HHGG純合子需要H－G－個(gè)體連續(xù)多年自交，育種效率不高；根據(jù)自由組合定律推知：F1產(chǎn)生的花粉有HG、Hg、hG、hg四種，花藥離體培養(yǎng)獲得的再生單倍體植株也是四種，使用秋水仙素處理后可根據(jù)性狀直接篩選獲得純合的HHGG植株，其效率最高；,F1花藥離體培養(yǎng)所得的再生植株中，除HG、Hg、hG、hg四種單倍體植株外，還可能有花藥壁細(xì)胞經(jīng)組織培養(yǎng)獲得的HhGg二倍體植株，因而其育種效率較花粉離體培養(yǎng)低，B、C兩項(xiàng)正確。分析題干得出：H基因和G基因位于兩對(duì)同源染色體上，減數(shù)分裂時(shí)非同源染色體不發(fā)生聯(lián)會(huì)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案：D,7．糧食是人類(lèi)生存的基本條件，提高單位面積糧食的產(chǎn)量、質(zhì)量是解決糧食問(wèn)題的主要途徑之一。 (1)為提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，得到抗倒伏、抗銹病等優(yōu)良性狀，科學(xué)家往往采取多種育種方法來(lái)培育符合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要求的新品種。根據(jù)下面提供的材料，設(shè)計(jì)育種方案，以便最快得到所需品種。非生物材料：可自選。生物材料有： A．水稻的高稈(顯性)抗銹病(顯性)純種 B．水稻的矮稈(隱性)不抗銹病(隱性)純種 C．水稻的高稈(顯性)不抗銹病(隱性)純種,①要得到能直接應(yīng)用于生產(chǎn)的具有抗倒伏、抗銹病等優(yōu)良性狀的品種，該品種應(yīng)是________。 ②所選擇的生物材料：________________(填寫(xiě)代表生物材料的字母)。 ③育種過(guò)程中運(yùn)用的最常見(jiàn)的方法是________________________________。 ④預(yù)期產(chǎn)生這種結(jié)果(所需性狀類(lèi)型)的概率是______。如果從播種到獲得種子需要一年，則獲得該品種植株至少需要________年。,(2)隨著科技的發(fā)展，許多新的育種方法已經(jīng)出現(xiàn)并投入使用。 ①用普通小麥和黑麥培育的八倍體小黑麥的原理是__________________________。 ②航天育種是目前的一個(gè)熱門(mén)話題，如“神七”就搭載了萌發(fā)著的植物種子。那么利用這種方法是否一定能獲得人們所期望的理想性狀？為什么？______________________________。 ③螟蟲(chóng)是危害水稻的主要害蟲(chóng)之一?？茖W(xué)家為了減少農(nóng)藥的使用，希望培育出具有抗螟蟲(chóng)性狀的水稻新品種，最適合的育種方法是________________，其原理是____________。,解析：(1)①能直接應(yīng)用于生產(chǎn)的品種要保持優(yōu)良性狀，其自交后代不發(fā)生性狀分離，一般為純合子。②雜交育種的原理是基因重組，將兩個(gè)品種的優(yōu)良性狀(抗倒伏、抗銹病)組合到一起，選擇A、B兩個(gè)親本可以達(dá)到這一目的。③最快的育種方法是單倍體育種，常用技術(shù)有雜交、花藥離體培養(yǎng)、人工誘導(dǎo)染色體加倍等。,8．為獲得純合高蔓抗病番茄植株，采用了下圖所示的方法。圖中兩對(duì)相對(duì)性狀獨(dú)立遺傳，高蔓(A)、感病(B)是顯性性狀。據(jù)圖分析回答：,(1)過(guò)程①表示的育種方式是________，F(xiàn)1自交獲得的F2中，高蔓抗病植株中純合體占________。 (2)過(guò)程②表示的育種方式是____________，可以取任一植株的適宜花藥作培養(yǎng)材料，培養(yǎng)得到的單倍體基因型有________種；用秋水仙素處理，使染色體數(shù)目加倍，獲得的二倍體植株的基因型分別是________。 (3)過(guò)程③表示的育種方式是________，葉肉細(xì)胞培育成轉(zhuǎn)基因植株的過(guò)程體現(xiàn)了細(xì)胞的________性。 (4)過(guò)程④表示的育種方式是________，該育種方法的優(yōu)點(diǎn)是________。,