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1、第第20讲：生物变异在生产上的应用讲：生物变异在生产上的应用考点考点1：生物育种生物育种的过程及原理的过程及原理考点考点2：育种方法育种方法的选择的选择考点考点3：遗传实验设计遗传实验设计考点分析与解读考点分析与解读考点考点1：生物育种的过程及原理：生物育种的过程及原理最简便最简便： 。最盲目最盲目： 。最具预见性最具预见性： 。最快获得纯合子最快获得纯合子： 。杂交育种杂交育种诱变育种诱变育种基因工程育种基因工程育种单倍体育种单倍体育种（1）杂交育种杂交育种杂交育种：杂交育种：利用利用基因重组基因重组原理，可以有目的地将两个或多个原理，可以有目的地将两个或多个品种的品种的优良性状优良性状组合
2、在一起，培育出更组合在一起，培育出更优良的新品种优良的新品种。一般一般可通过可通过杂交、选择、纯合化杂交、选择、纯合化等手段培养出新品种。等手段培养出新品种。常用方法：常用方法：杂交杂交自交自交选择选择连续自交连续自交直至后代不再直至后代不再发生性状分离为止（发生性状分离为止（能够稳定遗传的纯合子能够稳定遗传的纯合子）。）。杂交杂交优点：优点：将不同个体的将不同个体的优良性状优良性状集中到一个个体上。集中到一个个体上。缺点：缺点：育种年限较长育种年限较长（至少需要至少需要5年年）。）。例题：（例题：（2005广东）广东）两个亲本的基因型分别为两个亲本的基因型分别为AAbb和和aaBB，这两对基
3、因按自由组合定律遗传。要培育出基因型，这两对基因按自由组合定律遗传。要培育出基因型为为aabb的新品种，的新品种，最简捷最简捷的方法是的方法是（ ）A. 人工诱变育种人工诱变育种 B. 细胞工程育种细胞工程育种C. 单倍体育种单倍体育种 D. 杂交育种杂交育种诱变育种：诱变育种：利用利用物理因素物理因素或或化学因素化学因素诱导生物发生诱导生物发生基因突基因突变或染色体畸变变或染色体畸变，并从变异后代中并从变异后代中选育新品种选育新品种的过程。的过程。（2）诱变育种诱变育种优点：优点：可以可以提高突变的频率提高突变的频率，加速育种进程加速育种进程，大幅度，大幅度地改良某些性状。地改良某些性状。缺
4、点：缺点：有利变异少，盲目性大有利变异少，盲目性大，需要大量处理实验材料。，需要大量处理实验材料。常用方法：常用方法：辐射诱变和化学诱变辐射诱变和化学诱变例题：（例题：（P-136）无籽西瓜的培育、高产青霉素菌株的产无籽西瓜的培育、高产青霉素菌株的产生、杂交育种所依据的原理分别是（生、杂交育种所依据的原理分别是（ ）基因突变基因突变基因分离基因分离基因重组基因重组染色体变异染色体变异ABC D（3）单倍体育种单倍体育种u单倍体育种：单倍体育种：利用利用单倍体作为中间环节单倍体作为中间环节产生具有优良性产生具有优良性状的状的可育纯合子可育纯合子的育种方法。的育种方法。u单倍体的特点：单倍体的特点
5、：植株弱小，且植株弱小，且高度不育高度不育。选取选取ddRR（矮抗矮抗）即为所需类型即为所需类型幼苗幼苗原理：原理：染色体畸变、基因重组和细胞的全能性。染色体畸变、基因重组和细胞的全能性。单倍体育种的遗传图解单倍体育种的遗传图解常用方法：常用方法：用用常规方法常规方法获得获得杂种杂种F1（杂交育种杂交育种）。）。将将F1的的花药离体培养花药离体培养，获得，获得单倍体幼苗单倍体幼苗。用用秋水仙素处理秋水仙素处理幼苗幼苗，诱导染色体加倍，获得，诱导染色体加倍，获得可育的纯合子植株可育的纯合子植株。优点：优点：明显缩短育种年限，明显缩短育种年限，所得品种是所得品种是可育纯合子可育纯合子。缺点：缺点：
6、技术复杂技术复杂且需要与且需要与杂交育种杂交育种配合。配合。自交自交例题：（例题：（2013高考四川卷）高考四川卷）大豆植株的体细胞含大豆植株的体细胞含40条染色条染色体体。用放射性。用放射性60Co处理处理大豆种子后，筛选出一株大豆种子后，筛选出一株抗花叶病抗花叶病的植株的植株X，取其，取其花粉经离体培养花粉经离体培养得到若干得到若干单倍体植株单倍体植株，其，其中抗病植株占中抗病植株占50%。下列叙述正确的是（。下列叙述正确的是（ ）A. 用花粉离体培养获得的抗病植株，其细胞仍具有全能性用花粉离体培养获得的抗病植株，其细胞仍具有全能性B. 单倍体植株的细胞在有丝分裂后期，共含有单倍体植株的细
7、胞在有丝分裂后期，共含有20条染色体条染色体C. 植株植株X连续自交若干代，纯合抗病植株的比例逐代降低连续自交若干代，纯合抗病植株的比例逐代降低D. 放射性放射性60Co诱发的基因突变，可以决定大豆的进化方向诱发的基因突变，可以决定大豆的进化方向例题：例题：芥酸芥酸会会降低菜籽油降低菜籽油的品质。油菜有的品质。油菜有两对独立遗传两对独立遗传的等位的等位基因（基因（H和和h，G和和g）控制菜籽的芥酸含量，如图是获得低芥酸）控制菜籽的芥酸含量，如图是获得低芥酸油菜油菜新品种（新品种（HHGG）的技术路线。已知油菜单个花药由的技术路线。已知油菜单个花药由花药花药壁（壁（2n）及大量花粉（）及大量花粉
8、（n）等组分组成，这些组分的细胞都具有等组分组成，这些组分的细胞都具有全能性。据图分析，下列叙述全能性。据图分析，下列叙述错误错误的是（的是（ ）A. 、两过程均需要植物激素来诱导细胞脱分化两过程均需要植物激素来诱导细胞脱分化B. 与与过程相比，过程相比，过程可能会产生二倍体再生植株过程可能会产生二倍体再生植株C. 图中三种途径中，利用花粉培养筛选低芥酸植株图中三种途径中，利用花粉培养筛选低芥酸植株HHGG的效的效率最高率最高D. F1减数分裂时，减数分裂时，H基因所在染色体会与基因所在染色体会与G基因所在染色体发生基因所在染色体发生联会联会（4）多倍体育种多倍体育种优点：优点：果实和种子较大
9、，果实和种子较大，营养物质含量较高，抗逆性强营养物质含量较高，抗逆性强。缺点：缺点：生长发育延迟（生长发育延迟（晚熟晚熟），结实率低），结实率低。常用方法：常用方法：用一定浓度的用一定浓度的秋水仙素秋水仙素处理处理萌发的种子或萌发的种子或幼苗幼苗（分生组织分裂旺盛分生组织分裂旺盛）。）。低温低温三倍体无籽西瓜的培育三倍体无籽西瓜的培育第一次传粉：第一次传粉：杂交。杂交。第二次传粉：第二次传粉：提供生长素，提供生长素，刺刺激子房发育成果实。激子房发育成果实。秋水仙素的作用秋水仙素的作用秋水仙素：秋水仙素：抑制有丝分裂抑制有丝分裂前期纺锤体的形成前期纺锤体的形成，使，使染染色体数目加倍色体数目加倍
10、。同源多倍体同源多倍体 VS 异源多倍体异源多倍体同源多倍体的育种过程：同源多倍体的育种过程：异源多倍体的育种过程：异源多倍体的育种过程：例题：例题：以基因型为以基因型为RRYY和和rryy的二倍体植株的二倍体植株为亲本，欲培为亲本，欲培育出基因型为育出基因型为RRrrYYyy的植株，下列方法可行的是（的植株，下列方法可行的是（ ）F1不断自交不断自交以秋水仙素处理以秋水仙素处理F1利用利用F1的花粉进行的花粉进行离体培养离体培养运用植物体细胞杂交技术培育运用植物体细胞杂交技术培育A或或B或或C或或 D或或例题：例题：假设假设a、B为玉米的为玉米的优良基因优良基因，现有，现有AABB、aabb
11、两个品两个品种，控制两对相对性状的基因位于种，控制两对相对性状的基因位于两对同源染色体上两对同源染色体上，实验小，实验小组用不同方法进行了实验，下列说法组用不同方法进行了实验，下列说法不正确不正确的是（的是（ ）A. 过程过程育种方法运用的原理是基因突变，最大优点是能提育种方法运用的原理是基因突变，最大优点是能提高突变率，在短时间内获得更多的变异类型高突变率，在短时间内获得更多的变异类型B. 过程过程使用的试剂是秋水仙素，它可作用于正在分裂的细胞，使用的试剂是秋水仙素，它可作用于正在分裂的细胞，抑制纺锤体的形成抑制纺锤体的形成C. 过程过程育种方法运用的原理是基因重组，基因型育种方法运用的原理
12、是基因重组，基因型aaB_的的类型经类型经后，子代中后，子代中aaBB所占比例是所占比例是5/6D. 过程过程应用了单倍体育种的方法，最大的优点是明显缩应用了单倍体育种的方法，最大的优点是明显缩短育种年限短育种年限（5）转基因技术转基因技术目的基因目的基因质粒质粒重组重组质粒质粒受体细胞受体细胞转基因技术：转基因技术：利用分子生物学和利用分子生物学和基因工程基因工程的手段，将某种的手段，将某种生物的基因生物的基因（外源基因）（外源基因）转移到其他生物物种中，使其出转移到其他生物物种中，使其出现原物种不具有的现原物种不具有的新性状新性状的技术。的技术。优点：优点：定向改造生物的遗传性状定向改造生物的遗传性状，克服远，克服远缘杂交缘杂交不亲不亲和的生殖障碍。和的生殖障碍。缺点：缺点：操作复杂，难度大操作复杂，难度大，存在安全性问题。，存在安全性问题。核心：构建重组核心：构建重组 DNA获得相同的粘性末端获得相同的粘性末端基因工程的基因工程的“四步曲四步曲”：提取提取目的基因目的基因。构建构建基因基因表达载体表达载体。将目的基因将目的基因导入受体细胞导入受体细胞。目的基因的目的基因的检检测与鉴定测与鉴定。考点考点2：育种方法的选择：育种方法的选择考点考点3：遗传实验设计：遗传实验设计