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1、第 18 课 基因突变、基因重组和染色体变异之生物变异在育种上应用 一、教学内容及考纲要求 知识内容 要求 生物变异在育种上应用；C 在高中课本范围内，你一共学习了哪些育种方法?二、重要的结论性语句：1.单倍体育种的方法是先采用花药离体培养的方法把花粉培育成单倍体幼苗，再用秋水仙素处理单倍体幼苗，就可获得纯合子。2.秋水仙素的作用：能够抑制纺锤体形成，使细胞内染色体加倍。3.人们常常采用人工诱导多倍体的方法来获得多倍体新品种。三倍体无籽西瓜的培育过程是用秋水仙素处理二倍体西瓜的幼苗以获得四倍体西瓜；用二倍体西瓜作父本，四倍体西瓜作母本杂交，得到后代，把含有三个染色体组的种子种下，因为三倍体无法
2、形成正常配子，所以无法受精，也就不能产生种子；而将该后代培育为成熟植株，用二倍体西瓜的花粉刺激其子房发育为无子果实。4诱变育种能提高变异频率，加速育种进程。单倍体育种明显缩短育种的年限。基因工程与细胞工程育种的优点是可克服远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围。（基因工程育种也可克服远缘杂交不亲和的障碍。）三、重、难点知识归类、整理 1、比较各种育种方法 杂交育种 诱变育种 多倍体育种 单倍体育种 基因工程育种 细胞工程育种 组织培养育种 原理 关键步骤 优点 缺点 举例 2.细胞工程育种的比较：方式 植物组织培养 植物体细胞杂交 细胞核移植 原理 方法 优点 缺点 举例 3
3、、植物激素育种 （1）原理：适宜浓度的生长素可以促进果实的发育 （2）方法：在未受粉的雌蕊柱头上涂上一定浓度的生长素类似物溶液，子房就可以发育成无子果实。（3）优点：由于生长素所起的作用是促进果实的发育，并不能导致植物的基因型的改变，所以该种变异类型是不遗传的。（4）缺点：该种方法只适用于植物。（5）举例：无子番茄的培育 4、无子西瓜和无子番茄培育的区别 四、例题解析：例 1：用生长素处理二倍体番茄（基因型为 AaBb）所得的无籽番茄基因型是 （）A.AaBb B.AB 或 Ab 或 aB 或 ab C.AaaaBBbb D.AABB 例 2：现有 3 个番茄品种，A 品种的基因型为 AABB
4、dd，B 品种的基因型为AAbbDD，C 品种的基本型为 aaBBDD。3 对等位基因分别位于 3 对同源染色体上，并且分别控制 3 对相对性状。请回答：（1）如何运用杂交育种方法利用以上三个品种获得基因型为 aabbdd 的植株？（用文字或遗传图解描述获得过程即可）（2）如果从播种到获得种子需要一年，获得基因型为 aabbdd 的植株最少需要几年？（3）如果要缩短获得 aabbdd 植株的时间，可采用什么方法？课堂练习 一、单选题：1属于分子水平上的育种工作是 （）A 辐射育种 B 杂交育种 C 单倍体育种 D 多倍体育种 2基因型为 Aa 的植株的幼苗，经秋水仙素处理后发育成的植株基因型是
5、 （）AAAaa BAA CAa DAA 或 aa 3人类食用的很多绿叶蔬菜品种是多倍体，其原因是 （）A多倍体植物体形较大 B多倍体植物发育较慢 C多倍体植物结实多 D多倍体植物需肥较少 4下图表示 AaBb 的水稻单倍体育种过程，下列说法不正确的是 （）A图中的二倍体水稻的纯合体基因型为 AABB B单倍体育种比杂交育种年限短 C试管苗高度不育 D用 AaBb 水稻单倍体育种育出的二倍体 水稻，有两种基因型 5、杂交育种中，能够稳定遗传的性状一定是 A优良性状 B相对性状 C显性性状 D隐性性状 6将三倍体无籽西瓜的分生组织放在适宜的培养基上，最终发育成三倍体的植株，这种繁殖方法大大扩大了
6、无籽西瓜的种植面积。这种生殖方式属于 （）A 卵式生殖 B 有性生殖 C 分裂生殖 D 无性生殖 7已知某小麦的基因型是 AaBbCc，三对基因分别位于三对同源染色体上，利用其花药离体培养，获得 N 株小麦，其中基因型为 aabbcc 的个体约占 （）A N/4 B N/8 C N/16 D 0 8可获得无籽西瓜、青霉素高产菌株、矮秆抗病小麦和无籽番茄，最常用的方法是（）诱变育种 杂交育种 单倍体育种 多倍体育种 生长素处理 A B C D 二、多选题 9.科学家将一段控制某药物蛋白质合成的基因转移到鸡胚胎细胞的 DNA 中，发育后的雌鸡就能产出含该药物蛋白的鸡蛋，而且这些鸡蛋孵出的鸡，仍能产
7、出含该药物蛋白的鸡蛋，据此分析正确的是 A这些鸡蛋是基因工程的产物 B这种变异属于可遗传变异 C该种变异属于定向变异 D该过程运用了胚胎移植技术 10对下列有关实例形成的原理的解释，错误的是（）A无子番茄的获得是利用了多倍体育种的原理 B多利羊的获得是利用了杂交育种的原理 C单克隆抗体的制备是利用了细胞融合的原理 D抗虫棉的获得是利用了基因突变的原理 11 下列关于植物体细胞杂交的叙述，正确的是 A需用适当的酶除去细胞壁获得原生质体 B需用物理或化学的方法促使两个原生质体融合 C杂种细胞需通过脱分化与再分化过程才能形成杂种植株 D两个二倍体细胞杂交所获得的杂种植株还是二倍体 三、简答题 12.
8、下图为五种不同育种方法示意图。据图回答：图中、方向所示的途径表示_育种方式，的途径表示_育种方式。这两种育种方式相比较，后者的优越性主要表现在 。B 常用的方法为 。方法所运用的原理是 。C、过程中最常采用的药剂是 。由 GJ 过程中涉及到的生物工程技术有和。13.李振声院士获得了 2006 年度国家最高科技奖，其主要成就是实现了小麦同偃麦草的远缘杂交，培育成了多个小偃麦品种，请回答下列有关小麦遗传育种的问题：（1）如果小偃麦早熟（A）对晚熟（a）是显性，抗干热（B）对不抗干热（b）是显性（两对基因自由组合），在研究这两对相对性状的杂交试验中，以某亲本与双隐怀纯合子杂交，F1 代性状分离比为
9、1：1，请写出此亲本可能的基因型：_。（2）如果决定小偃麦抗寒与不抗寒的一对基因在叶绿体 DNA 上，若以抗寒晚熟与不抗寒早熟的纯合亲本杂交，要得到抗寒早熟个体，需用表现型为_的个体作母本，该纯合的抗寒早熟个体最早出现在_代。（3）小偃麦有蓝粒品种，如果有一蓝粒小偃麦变异株，籽粒变为白粒，经检查，体细胞缺少一对染色体，这属于染色体变异中的_变异，如果将这一变异小偃麦同正常小偃麦杂交，得到的 F1 代自交，请分别分析 F2 代中出现染色体数目正常与不正常个体的原因：_。（4）除小偃麦外，我国也实现了普通小麦与黑麦的远缘杂交。普通小麦（六倍体）配子中的染色体数为 21，配子形成时处于减数第二次分裂
10、后期的每个细胞中的染色体数为_;黑麦配子中的染色体数和染色体组数分别为 7 和 1，则黑麦属于_倍体植物；普通小麦与黑麦杂交，F1 代体细胞中的染色体组数为_，由此 F1 代可进一步育成小黑麦。14.阅读下列材料，回答问题：材料：目前，我国已培育成功两种转基因鱼：一种是带有草鱼生长激素基因的转基因鲤鱼子一代，和普通鲤鱼不同的是，它的背部高高隆起，肌肉十分发达，并具有大规模繁殖能力。另一种是具有草鱼生长激素基因的转基因三倍体鲤鱼“吉鲤”。它长得酷似鲫鱼，在它的基因中，除了两套鲤鱼染色体外，还多了一套鲫鱼的染色体，但吉鲤是不能生育的，在推广过程中不用担心与其它动物杂交引起生态危机。这两种鱼的生长速
11、度很快，比普通鲤鱼快 140以上。而且蛋白质高，脂肪含量较低，味道不错。（1）文中的“转基因鲤鱼”是指遗传物质中导入了_的鲤鱼。（2）“吉鲤”不能生育是因为减数分裂过程中_，不能生成正常的生殖细胞。（3）请指出转基因育种的两种优点_。课后练习 一、单选题：1作物空间技术育种就是将农作物的种子带到太空，回收后在地面种植，从中选出新品种。这种育种方式依据的原理是 A 影响细胞分裂过程中纺缍丝的形成，可以培育多倍体植株，属于多倍体育种 B 在空间射线辐射和微重力等因素的综合作用下，诱导基因突变，属于诱变育种 C 经过基因重组，培育出具有多个优良性状的新品种，属于杂交育种 D 明显缩短育种年限，后代不
12、会发生性状分离，属于单倍体育种 2用生长素处理获得无子番茄和用多倍体育种获得无子西瓜，下列有关叙述正确的是 A.番茄无子的变异属于不能遗传的变异 （）B.无子番茄植株扦插后长出的植株仍结无子果实 C.三倍体西瓜无子的变异属于不能遗传的变异 D.无子番茄属于单倍体植物 3转基因抗虫棉可以有效地用于棉铃虫的防治。在大田中种植转基因抗虫棉的同时，间隔种植少量非转基因的棉花或其他作物，供棉铃虫取食。这种做法的主要目的是()A维持棉田物种多样性 B减缓棉铃虫抗性基因频率增加的速度 C使食虫鸟有虫可食 D维持棉田生态系统中的能量流动 4 生物繁殖的本质是基因复制，人类正利用这一点进行基因工程，从而产生了基
13、因污染。基因污染是指在天然的生物物种基因中掺进了人工重组的基因，这些外来基因可随被污染生物的繁殖得到增殖，再随被污染生物的传播而发生扩散。根据以上叙述，下列对基因污染产生的原因表述不正确的一项是 （）A基因工程间接导致了基因污染 B基因工程是通过染色体重组发生基因交换，从而获得生物的新性状 C基因工程对生物体作强制移植，完全打破了物种原有的屏障，破坏了生物原有的基因 D人类在发展基因工程作物时，没有充分考虑并进行对生物和环境影响的研究 5、在植物的杂交育种中，选种工作应 A从 F1 中选 B从 F2 中选 C只从 F2 中选 D从 F2 开始选 6、在生产实践中，欲想获得无籽果实，可采用的方法
14、有 A人工诱导多倍体育种 B人工诱变 C用适当浓度的生长素刺激未受粉的雌蕊 D单倍体育种 7、用 X 射线处理蚕蛹，使其第 2 染体上的斑纹基因易位于决定雌性的 W 染色体上，使雌体都有斑纹。再将雌蚕与白体雄蚕交配，其后代凡是雌蚕都有斑纹，凡是雄蚕都无斑纹。这样有利于去雌留雄，提高蚕丝的质量。这种育种方法是由于 A 染色体结构的变异 B染色体数目的变异 C基因突变 D基因互换 8、中科院动物研究所曾将大熊猫体细胞的细胞核移植到去核的家兔的卵细胞中，成功地培养出大熊猫的早期胚胎，这属于下列哪项技术的研究成果 A细胞工程 B 基因工程 C杂交育种 D染色体工程 9、在细胞工程原生质体融合育种技术中
15、，其技术的重要一环是将营养细胞的细胞壁除去，通常是采用纤维素酶的酶解破壁法处理。去掉了细胞壁的成熟植物细胞将 A皱缩 B胀破 C呈球形 D保持原状 二、多选题 10、不能改变原有基因的分子结构的育种方法有 A 杂交育种 B诱变育种 C多倍体育种 D单倍体育种 11、细胞工程可以用于 A有选择地繁殖某一性别的家畜 B用于保存物种 C培育医疗用的人体器官 D改变动物的基因型 12、科学家把天竺葵的原生质体和香茅草的原生质体进行诱导融合，培育出的驱蚊草含有香茅醛，能散发出一种特殊的达到驱蚊且对人体无害的效果。下列关于驱蚊草培育的叙述中，正确的是 A驱蚊草的培育属于细胞工程育种，其优点是能克服远源杂交
16、不亲和的障碍 B驱蚊草培育过程要用到纤维素酶、果胶酶、PEG 等试剂或离心、振动、电刺激等方法 C驱蚊草培育过程是植物体细胞杂交，不同于植物组织培养，无愈伤组织和试管苗形成 D驱蚊草不能通过天竺葵和香茅草杂交而获得是因为不同物种间存在生殖隔离 三、简答题 13、回答下列关于育种的问题：利用高杆抗病（DDTT）和矮杆不抗病（ddtt）的小麦亲本培育矮杆抗病（ddTT）新中种；首先将两亲本杂交得 F1（DdTt），再让 F1 自交得基因型为 DT、Dtt、ddT、ddtt 四种类型的 F2，从 F2 中选基因型为 ddTT 的植株自交得F3，F3 中的矮杆抗病自交所结种子即为新品种。单倍体培育矮杆
17、抗病新品种：首先将两亲本杂交得 F1，再从 F1 得到四种基因型分别为 DT、Dt、dT、dt 的配子，然后从选出 dT 的配子使其染色体加倍，得F2、F2 所结种子即为新品种。上述育种过程中有三处错误，指出并纠正 a.b.c.。14、2003 年 11 月 6 日，继我国首例皮肤细胞克隆牛“康康”之后，又一头以同样方法克隆的牛“双双”在山东省莱阳农学院诞生。这两头克隆牛的降生，标志着我国体细胞克隆技术已达国际先进水平。下图为克隆牛的培育过程，请据图回答：（1）该克隆牛表现出的性状是_牛的性状，基因型是_，性别是_。（2）在培育克隆牛时，若将 B 牛换成基因型为 Aa 的雌牛，得到的克隆牛将是
18、_性。用_方法可测知这头克隆牛的基因型，其基因型是_。（3）获得克隆牛的繁殖方式是_。15、棉花的纤维有白色的，也有紫色的；植株有抗虫的也有不抗虫的。为了鉴别有关性状的显隐关系。用紫色不抗虫植株分别与白色抗虫植株 a、b 进行杂交。结果如下表。(假定控制两对性状的基因独立遗传；颜色和抗虫与否的基因可分别用 A、a 和 B、b 表示)，请回答：组合序号 杂交组合 子代的表现型和植株数目 类型 紫色不抗虫 白色不抗虫 紫色不抗虫白色抗虫 a 210 208 紫色不抗虫白色抗虫 b O 280 (1)上述两对性状中，_是显性性状。(2)作出上述判断所运用的遗传定律是_。(3)亲本中紫色不抗虫、白色抗
19、虫 a、白色抗虫 b 的基因型分别是_、_、_。现有杂合的白色不抗虫品种，欲在最短时间内，获得可稳定遗传的白色抗虫棉品种，最可选取的育种方法是_，试简述其主要过程，_ _。16小麦品种是纯合体，生产上用种子繁殖，现要选育矮杆（aa）、抗病（BB）的小麦新品种；马铃薯品种是杂合体（有一对基因杂合即可称为杂合体），生产上通常用块茎繁殖，现要选育黄肉（Yy），抗病（Br）的马铃薯新品种。请分别设计小麦品种间杂交育种程序，以及马铃薯品种间杂交育种程序。要求用遗传图解表示并加以简要说明。（写出包括亲本在内的三代即可）17.我国植物学家将名贵兰花的茎尖细胞放进培养基中进行培养，最终发育成完整的新植株。下图
20、是细胞培养形成兰花植株示意图，请据图回答：(1)过程和要经过_、_和_。(2)在培养过程中，除了提供水分、无机盐、糖类、维生素以及氨基酸外，还需要在培养 基中加入_。同时，在培养过程中，除必要的温度、光照和氧气等外界条件外，成功的另一个关键是操作过程必须保证_。(3)从育种的角度来看，植物组织培养与有性繁殖相比，优势主要有(列举两条)：_。(4)与植物组织培养的培养基相比，用于动物细胞培养的培养液除含有水分、无机盐、糖类、维生素以及氨基酸等之外，通常还要添加_。18逆转录病毒的遗传物质 RNA 能逆转录生成 DNA，并进一步整合到宿主细胞的某条染色体中。用逆转录病毒作为运载体可用于基因治疗和培
21、育转基因动物等。（1）病毒在无生命培养基上不能生长，必须依靠活细胞提供 等物质基础，才能繁殖。逆转录病毒较 T2 噬菌体更容易变异，从分子水平看，是由于 。（2）基因治疗时，将目的基因与逆转录病毒运载体结合的“针线”是 。将带有目的基因的受体细胞转入患者体内，患者症状会有明显缓解，这表明 。（3）若将目的基因转入胚胎干细胞，再经过一系列过程可获得目的基因稳定遗传的转基因动物。将带有目的基因的胚胎干细胞注射到普通动物的 胚中，胚胎发育成嵌合型个体。如果转化的胚胎干细胞正好发育成 细胞，则嵌合型个体生下的幼体就极有可能带有目的基因。从胚胎干细胞转化到获得目的基因纯合子，配合基因检测，最少需要 代。
22、试简述育种的基本过程：。第 18 课 基因突变、基因重组和染色体变异（2）育种答案：一、诱变育种、杂交育种、单倍体育种、多倍体育种、植物组织培养育种、基因工程育种、植物体细胞杂交育种等。三、1、杂交育种 诱变育种 多倍体育种 单倍体育种 基因工程育种 细胞工程育种 组织培养育种 原理 基因重组 基因突变 染色体变异 染色体变异 基因重组 染色体变异 细胞全能性 关键步骤 选择亲本 选择诱变方法 秋水仙素处理 花药离体培养 转基因 细胞融合 脱分化再分化 优点 集合双亲优点 大幅改变性状 产量高营养高 缩短育种年限 打破种属障碍 集合双亲优点 保持优良性状 缺点 纯合时间长 有利突变少 结实率低
23、 技术复杂 技术复杂 成功率低 技术复杂 举例 矮杆抗病小麦 太空椒 无籽西瓜 无芒抗病水稻 抗虫棉 白菜甘蓝 试管苗 2、方式 植物组织培养 植物体细胞杂交 细胞核移植 原理 植物细胞的全能性 植物细胞膜的流动性 动物细胞核的全能性 方法 离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织根、芽植物体 去掉细胞壁诱导原生质体融合组织培养 核移植胚胎移植 优点 快速繁殖、培育无病毒植株等 克服远缘杂交不亲和的障碍，培育出作物新品种 繁殖优良品种，用于保存濒危物种，有选择地繁殖某性别的动物 缺点 技术要求高、培养条件严格 技术复杂，难度大；需植物组织培养等技术 导致生物品系减少，个体生存能力下降。举例 试管苗的培育、培养转基因植物 培育番茄马铃薯杂种植株 多利羊等克隆动物的培育 四、例题解析：