生物第7單元 變異、育種與進(jìn)化 拓展微課 育種流程圖的分析與設(shè)計(jì)

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1、拓展微課育種流程圖的分析與設(shè)計(jì)專題講解難點(diǎn)一育種流程圖分析圖7-21-20 圖解中各字母表示的處理方法:A表示雜交,D表示自交,B表示花藥離體培養(yǎng),C表示秋水仙素處理,E表示誘變處理,F表示秋水仙素處理,G表示轉(zhuǎn)基因技術(shù),H表示脫分化,I表示再分化,J表示包裹人工種皮。這是識(shí)別各種育種方法的主要依據(jù)?！镜漕}示導(dǎo)】1.水稻的高稈、矮稈分別由A和a控制,抗病和不抗病分別由B和b控制?，F(xiàn)有基因型為aabb與AABB的水稻品種,如圖7-21-21為不同的育種方法培育矮稈抗病植株的過(guò)程,下列有關(guān)敘述正確的是()A.雜交育種包括過(guò)程,其原理是基因突變和基因重組B.人工誘變育種為過(guò)程,B可能來(lái)自b的基因突變

2、C.單倍體育種包括過(guò)程,過(guò)程常用花藥離體培養(yǎng)法D.多倍體育種包括過(guò)程,原理是染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目變異圖7-21-21答案 B解析 過(guò)程為雜交育種,其原理是基因重組,而不是基因突變,A錯(cuò)誤;過(guò)程為人工誘變育種,將aabb人工誘變可獲得aaBB,b變成B源于基因突變,B正確;過(guò)程為單倍體育種,子一代產(chǎn)生的配子經(jīng)花藥離體培養(yǎng)()得到單倍體,單倍體經(jīng)秋水仙素處理()使染色體加倍成為純合體,選育得到aaBB,C錯(cuò)誤;過(guò)程為多倍體育種,可獲得多倍體aaaaBBBB,多倍體育種的原理是染色體數(shù)目加倍,即染色體數(shù)目變異,D錯(cuò)誤。難點(diǎn)二從育種材料和方法特點(diǎn)的角度確定育種方法圖7-21-22 【典題示導(dǎo)】2.現(xiàn)有小麥

3、種子資源包括:高產(chǎn)、感病;低產(chǎn)、抗病;高產(chǎn)、晚熟等品種。為滿足不同地區(qū)及不同環(huán)境條件下的栽培需求,育種專家要培育3類品種:a.高產(chǎn)、抗病;b.高產(chǎn)、早熟;c.高產(chǎn)、抗旱。下列育種方法可行的是()A.利用品種進(jìn)行品種間雜交篩選獲得aB.對(duì)品種進(jìn)行染色體加倍處理篩選獲得bC.a、b和c的培育均可采用誘變育種的方法D.利用品種和進(jìn)行品種間雜交篩選獲得c答案 C解析 品種沒(méi)有抗病的性狀,兩者之間雜交篩選無(wú)法獲得a(高產(chǎn)、抗病品種),A錯(cuò)誤;對(duì)品種進(jìn)行染色體加倍處理可獲得多倍體,但仍然是高產(chǎn)晚熟,不可能篩選獲得b,B錯(cuò)誤;誘變育種的原理是基因突變,基因突變能產(chǎn)生新基因,所以誘變育種在理論上可產(chǎn)生所需性狀

4、,C正確;品種和中沒(méi)有抗旱基因,所以可通過(guò)基因工程技術(shù),將外源抗旱基因?qū)敫弋a(chǎn)品種細(xì)胞內(nèi),經(jīng)組織培養(yǎng)可獲得c(高產(chǎn)、抗旱品種),D錯(cuò)誤。難點(diǎn)三生物育種方案設(shè)計(jì)題目的一般步驟【典題示導(dǎo)】3.小麥品種是純合子,生產(chǎn)上用種子繁殖,現(xiàn)要選育矮稈(aa)、抗病(BB)的小麥新品種;馬鈴薯品種是雜合子(有一對(duì)基因雜合即可稱為雜合子),生產(chǎn)上通常用塊莖繁殖,現(xiàn)要選育黃肉(Yy)、抗病(Rr)的馬鈴薯新品種。請(qǐng)分別設(shè)計(jì)小麥品種間雜交育種程序,以及馬鈴薯品種間雜交育種程序。要求用遺傳圖解表示并加以簡(jiǎn)要說(shuō)明。(寫出包括親本在內(nèi)的前三代即可。) 答案 小麥解析 小麥雜交:將基因型為AABB的個(gè)體與基因型為aabb的

5、個(gè)體作為親本雜交,得F1(基因型為AaBb的小麥),再讓F1自交,在F2中選矮稈抗病(aaB_)植株再自交(因?yàn)槠渲邪薬aBB、aaBb兩種基因型),淘汰雜合子,得到基因型為aaBB的純合子。馬鈴薯雜交:由于現(xiàn)有的雜合品種有四種,即基因型分別為YYRr、YyRR、yyRr、Yyrr的個(gè)體,我們只能選擇其中的yyRr和Yyrr個(gè)體作為親本雜交,得到的后代中有四種表現(xiàn)型:黃肉抗病(YyRr)、黃肉不抗病(Yyrr)、白肉抗病(yyRr)、白肉不抗病(yyrr),可以根據(jù)其表現(xiàn)型黃肉抗病確定其基因型為YyRr,再利用塊莖來(lái)繁殖下一代,即可得到所要求的品種。如果選擇其他基因型的個(gè)體雜交,如選YYR

6、rYyRR或YyRRyyRr,雜交后代中表現(xiàn)為黃肉抗病的個(gè)體不止一種基因型,難以確定哪一種符合要求。4.現(xiàn)有甲、乙、丙、丁四個(gè)品系的純種玉米,基因型分別為AABBGG、aaBBGG、 AAbbGG、AABBgg。若想培育出AaaBBbGGG新類型,試用遺傳圖解表示育種的過(guò)程。(要求寫出配子。)答案解析 培育出的AaaBBbGGG新類型是三倍體,而所給材料均為二倍體,因此要將其中之一(品系乙aaBBGG)用秋水仙素加倍形成四倍體,然后再與二倍體(品系丙AAbbGG)雜交,即可得到三倍體。5.如圖7-21-23所示,科研小組用60Co照射棉花種子,誘變當(dāng)代獲得棕色(纖維顏色)新性狀,誘變代獲得低酚

7、(棉酚含量)新性狀。已知棉花的纖維顏色由一對(duì)基因(A、a)控制,棉酚含量由另一對(duì)基因(B、b)控制,兩對(duì)基因獨(dú)立遺傳。圖7-21-23(1)兩個(gè)新性狀中,棕色是性狀,低酚是性狀。 (2)誘變當(dāng)代中,棕色、高酚的棉花植株基因型是, 白色、高酚的棉花植株基因型是。 (3)棕色棉抗蟲(chóng)能力強(qiáng),低酚棉產(chǎn)量高。為獲得抗蟲(chóng)高產(chǎn)棉花新品種,研究人員將誘變代中棕色、高酚植株自交,每株自交后代種植在一個(gè)單獨(dú)的區(qū)域,從的區(qū)域中得到純合棕色、高酚植株。請(qǐng)你利用該純合體作為一個(gè)親本,再?gòu)恼T變代中選擇另一個(gè)親本,設(shè)計(jì)一方案,盡快選育出抗蟲(chóng)高產(chǎn)(棕色、低酚)的純合棉花新品種(用遺傳圖解和必要的文字表示)。 答案 (1)顯性

8、隱性(2)AaBBaaBb(3)不發(fā)生性狀分離(全為棕色棉,或沒(méi)有出現(xiàn)白色棉)解析 (1)誘變當(dāng)代棕色、高酚個(gè)體自交,后代出現(xiàn)棕色和白色性狀,說(shuō)明棕色為顯性性狀;誘變當(dāng)代白色、高酚個(gè)體自交,后代出現(xiàn)低酚和高酚性狀,說(shuō)明低酚為隱性性狀。(2)從誘變當(dāng)代個(gè)體自交后代的表現(xiàn)型即可判斷出誘變當(dāng)代中棕色、高酚的棉花植株的基因型為AaBB,白色、高酚的棉花植株的基因型為aaBb。(3)依題意,要盡快獲得純合的棕色、低酚植株(AAbb),結(jié)合已知純合體AABB,只要從誘變代中選取白色、低酚(aabb)個(gè)體,并利用單倍體育種的方法即可。在書(shū)寫遺傳圖解時(shí),需要標(biāo)明表現(xiàn)型、基因型,同時(shí)注明必要的文字,如花藥離體培

9、養(yǎng)、秋水仙素處理等。難點(diǎn)四育種年限的要求及計(jì)算方法(1)若需要獲得植株,則比獲得種子多一年,因?yàn)楂@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?！镜漕}示導(dǎo)】6.現(xiàn)有三個(gè)水稻品種,基因型分別為AABBdd、AabbDD和aaBBDD。如果從插秧(移栽幼苗)到獲得種子(花粉)為一次栽培,運(yùn)用單倍體育種技術(shù),利用以上三個(gè)品種獲得基因型為aabbdd的植株最少需要幾次栽培()A.1 B.2 C.3 D.4解析 最短時(shí)間方案應(yīng)選擇AABBdd和AabbDD雜交,得到AaBbDd,經(jīng)單倍體育種得aabbdd個(gè)體,共需3次栽培。如選用其他親本則至

10、少需要4次栽培。答案 C跟蹤訓(xùn)練1.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,可采用的方法如圖7-21-24所示。請(qǐng)據(jù)圖回答問(wèn)題:(1)由品種AABB、aabb經(jīng)過(guò)過(guò)程培育出新品種的育種方式稱為,其原理是。(2)若經(jīng)過(guò)過(guò)程產(chǎn)生的子代總數(shù)為1552株,則其中基因型為AAbb的植株在理論上有株。基因型為Aabb的植株經(jīng)過(guò)過(guò)程,子代中AAbb與aabb數(shù)量比是。 圖7-21-24 (3)過(guò)程常采用技術(shù)得到Ab個(gè)體。與過(guò)程的育種方法相比,過(guò)程的優(yōu)勢(shì)是。 (4)與過(guò)程比較,過(guò)程的明顯優(yōu)勢(shì)是。 答案 (1)雜交育種基因重組(2)971

11、1(3)花藥離體培養(yǎng)能明顯縮短育種年限(4)過(guò)程產(chǎn)生的變異是定向的(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)【典題示導(dǎo)】6.現(xiàn)有三個(gè)水稻品種,基因型分別為AABBdd、AabbDD和aaBBDD。如果從插秧(移栽幼苗)到獲得種子(花粉)為一次栽培,運(yùn)用單倍體育種技術(shù),利用以上三個(gè)品種獲得基因型為aabbdd的植株最少需要幾次栽培()A.1 B.2 C.3 D.4解析 (1)由題圖可知,由品種AABB、aabb經(jīng)過(guò)過(guò)程培育出新品種的育種方式是先雜交再不斷自交提高純合度,稱為雜交育種。其育種原理是基因重組。(2)過(guò)程如果知道總數(shù)是1552株,AAbb占其中的1/16,即9

12、7株。基因型Aabb的植株經(jīng)過(guò)過(guò)程自交后子代中AAbb和aabb的數(shù)量比是1 1。(3)過(guò)程是通過(guò)花藥離體培養(yǎng)得到的單倍體植株。與雜交育種相比,單倍體育種能明顯縮短育種年限。(4)過(guò)程是誘變育種,運(yùn)用的原理是基因突變,具有不定向性,而過(guò)程基因工程產(chǎn)生的變異是定向的。2.2017華中師范大學(xué)第一附屬中學(xué)5月模擬 某一年生觀賞植物的花色有紅色、白色、紫色三種表現(xiàn)型?，F(xiàn)將一株開(kāi)紅花的植株和一株開(kāi)白花的植株雜交,F1全為紫花,F1自交,所得F2中有81株紫花,27株紅花和36株白花植株。(1)根據(jù)以上雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果判斷,該種植物的花色至少受幾對(duì)等位基因控制?。 (2)F2紫花植株自交,所結(jié)種子長(zhǎng)出的全部

13、植株是否都表現(xiàn)為紫花?。為什么?。 (3)要獲得能穩(wěn)定遺傳的紫花植株品系,如何從上述材料中選育獲得?用文字簡(jiǎn)要敘述雜交育種的方案:。 解析 (1)分析可知,該種植物的花色至少受2對(duì)等位基因控制,遵循基因的自由組合定律。(2)F2紫花植株中有純合子也有雜合子,其中雜合子自交后代會(huì)發(fā)生性狀分離,所以F2紫花植株自交,所結(jié)種子長(zhǎng)出的全部植株不都表現(xiàn)為紫花。(3)紫花是雙顯性個(gè)體,由于存在雜合子,所以應(yīng)該將紫花植株進(jìn)行連續(xù)自交,直到不再發(fā)生性狀分離,即可得到能穩(wěn)定遺傳的紫花植株品系。3.在玉米中,控制某種除草劑抗性(簡(jiǎn)稱抗性,T)與除草劑敏感(簡(jiǎn)稱非抗,t)、非糯性(G)與糯性(g)的基因分別位于兩對(duì)

14、同源染色體上。有人以純合的非抗非糯性玉米(甲)為材料,經(jīng)過(guò)EMS誘變處理獲得抗性非糯性個(gè)體(乙);甲的花粉經(jīng)EMS誘變處理并培養(yǎng)等,獲得可育的非抗糯性個(gè)體(丙)。請(qǐng)回答:(1)獲得丙的過(guò)程中,運(yùn)用了育種方式,育種原理是。由花粉獲得可育的丙個(gè)體,除了用EMS誘變處理外,還需要的技術(shù)手段為。 (2)若要培育抗性糯性的新品種,采用乙與丙雜交,F1只出現(xiàn)抗性非糯性和非抗非糯性的個(gè)體;從F1中選擇表現(xiàn)型為的個(gè)體自交,F2中有抗性糯性個(gè)體,其比例是。 (3)采用自交法鑒定F2中抗性糯性個(gè)體是否為純合子。若自交后代中沒(méi)有表現(xiàn)型為的個(gè)體,則被鑒定的個(gè)體為純合子;反之則為雜合子。請(qǐng)用遺傳圖解表示雜合子的鑒定過(guò)程。 答案 (1)單倍體育種和誘變(順序可顛倒)染色體變異和基因突變(與育種方式相對(duì)應(yīng))花藥離體培養(yǎng)和(一定濃度的)秋水仙素處理(2)抗性非糯性3/16(3)非抗糯性(2)由乙和丙雜交,F1只出現(xiàn)抗性非糯性和非抗非糯性的個(gè)體可推出,乙個(gè)體的基因型為TtGG,F1個(gè)體的基因型為TtGg和ttGg,其中自交后代(F2)有抗性糯性個(gè)體出現(xiàn)的是TtGg,且F2中抗性糯性個(gè)體的比例是3/16。(3)上一小題F2中抗性糯性個(gè)體的基因型為TTgg或Ttgg,其中TTgg自交后代無(wú)性狀分離,而Ttgg個(gè)體自交后代會(huì)有非抗糯性個(gè)體出現(xiàn),其遺傳圖解見(jiàn)答案。