人教版 (新课标)高中生物必修2 第六章《从杂交育种到基因工程》复习课件

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第6章从杂交育种到基因工程诱变 限制性核酸内切酶DNA连接酶运载体几种育种方法的比较育种方法的选择1.据不同育种目标选择不同育种方案2.育种技术中的“四最”和“一明显”(1)最简便的育种技术——杂交育种(但耗时较长)。(2)最具预见性的育种技术——转基因技术 (但技术含量高)。(3)最盲目的育种——诱变育种(但可获得新基因，性状可较快稳定)。(4)最能提高产量的育种——多倍体育种(尤其是营养器官增大)。(5)可明显缩短育种年限的育种——单倍体育种。1．(2017·北京卷，30)玉米(2n＝20)是我国栽培面积最大的作物，近年来常用的一种单倍体育种技术使玉米新品种选育更加高效。(1)单倍体玉米体细胞的染色体数为____，因此在______分裂过程中染色体无法联会，导致配子中无完整的__________。(2)研究者发现一种玉米突变体(S)，用S的花粉给普通玉米授粉，会结出一定比例的单倍体籽粒(胚是单倍体，胚乳与二倍体籽粒胚乳相同，是含有一整套精子染色体的三倍体。见图1)①根据亲本中某基因的差异，通过PCR扩增以确定单倍体胚的来源，结果见图2。10 减数 染色体组 从图2结果可以推测单倍体的胚是由________发育而来。②玉米籽粒颜色由A、a与R、r两对独立遗传的基因控制，A、R同时存在时籽粒为紫色，缺少A或R时籽粒为白色，紫粒玉米与白粒玉米杂交，结出的籽粒中紫∶白＝3∶5，出现性状分离的原因是__________________，推测白粒亲本的基因型是____________。③将玉米籽粒颜色作为标记性状，用于筛选S与普通玉米杂交后代中的单倍体，过程如下：卵细胞 紫粒亲本是杂合子 Aarr/aaRr 请根据F1籽粒颜色区分单倍体和二倍体籽粒并写出与表型相应的基因型_______________________________________________________________________________________________________________________________。(3)现有高产抗病白粒玉米纯合子(G)、抗旱抗倒伏白粒玉米纯合子(H)，欲培育出高产抗病抗旱抗倒伏的品种。结合(2)③中的育种材料与方法，育种流程应为：________________________________________________________；将得到的单倍体进行染色体加倍以获得纯合子；选出具有优良性状的个体。 单倍体籽粒胚的表型为白色，基因型为ar；二倍体籽粒胚的表型为紫色，基因型为AaRr；二者胚乳的表型均为紫色，基因型为AaaRrr G与H杂交，将所得F1为母本与S杂交，根据籽粒颜色挑出单倍体 【解析】(1)单倍体玉米体细胞的染色体数是正常玉米的一半，即10条染色体。由于单倍体玉米的细胞中没有同源染色体，所以在减数第一次分裂前期，无法联会；减数第一次分裂后期染色体随机进入两个子细胞中，最终导致产生的配子中没有完整的染色体组。(2)①从图2能够看出，3和2的结果相同，说明F1单倍体胚来源于普通玉米，由母本产生的卵细胞发育而来。 ②因为子代籽粒中紫︰白＝3︰5，说明子代中紫粒占3/8，又因为这两对基因的遗传遵循自由组合定律，3/8＝1/2×3/4，其中“1/2”为一对基因杂合子测交后代中某一性状所占比例，“3/4”为一对基因杂合子自交后代中显性性状所占比例，因此可推出白粒亲本的基因型为Aarr或aaRr，紫粒亲本的基因型为AaRr。③单倍体籽粒胚是由卵细胞发育而来的，基因型为ar，表型为白色；二倍体籽粒胚的基因型是AaRr，表型为紫色；二者胚乳的表型均为紫色，基因型为AaaRrr。(3)欲培育出高产抗病抗旱抗倒伏的品种，首先用两个纯合子(G和H)杂交，将得到的F1作为母本和突变体S杂交，挑选出表型为白色的单倍体籽粒；然后对单倍体进行染色体加倍以获得纯合子，最后筛选出具有优良性状的个体。2．(2017·江苏卷，27)研究人员在柑橘中发现一棵具有明显早熟特性的变异株，决定以此为基础培育早熟柑橘新品种。请回答下列问题：(1)要判断该变异株的育种价值，首先要确定它的______物质是否发生了变化。(2)在选择育种方法时，需要判断该变异株的变异类型。如果变异株是个别基因的突变体，则可采用育种方法①，使早熟基因逐渐______，培育成新品种1。为了加快这一进程，还可以采集变异株的______进行处理，获得高度纯合的后代，选育成新品种2，这种方法称为________育种。遗传 纯合 花药 单倍体 (3)如果该早熟植株属于染色体组变异株，可以推测该变异株减数分裂中染色体有多种联会方式，由此造成不规则的____________，产生染色体数目不等、生活力很低的______，因而得不到足量的种子。即使得到少量后代，早熟性状也很难稳定遗传。这种情况下，可考虑选择育种方法③，其不足之处是需要不断制备________，成本较高。(4)新品种1与新品种3均具有早熟性状，但其他性状有差异，这是因为新品种1选育过程中基因发生了多次______，产生的多种基因型中只有一部分在选育过程中保留下来。染色体分离 配子 组培苗 重组 【解析】(1)生物的可遗传性状是由基因控制的，培育得到的新品种，与原种控制相关性状的遗传物质(基因)可能有所差异，因而可根据变异株中的遗传物质是否发生变化来判断变异株是否具有育种价值。(2)连续自交过程中早熟基因逐渐纯合，培育成新品种1。可先通过花药离体培养，再用秋水仙素处理单倍体幼苗，从而获得高度纯合的后代，这种方法属于单倍体育种。(3)若是染色体组数目改变引起的变异，则在减数分裂过程中同源染色体配对会发生紊乱，不规则的染色体分离导致产生染色体数目不等、生活力低的异常配子，只有极少数配子正常，故只得到极少量的种子。育种方法③需首先经植物组织培养获得柑橘苗，而植物组织培养技术操作复杂，成本较高。(4)育种方法①需连续自交，每次减数分裂时与早熟性状相关的基因和其他性状相关的基因都会发生基因重组，产生多种基因型，经选育只有一部分基因型保留下来。植物组织培养过程中不进行减数分裂，无基因重组发生。3．(2015·浙江卷，32)某自花且闭花授粉植物，抗病性和茎的高度是独立遗传的性状。抗病和感病由基因R和r控制，抗病为显性；茎的高度由两对独立遗传的基因(D、d，E、e)控制，同时含有D和E表现为矮茎，只含有D或E表现为中茎，其他表现为高茎。现有感病矮茎和抗病高茎两品种的纯合种子，欲培育纯合的抗病矮茎品种。请回答：(1)自然状态下该植物一般都是____合子。(2)若采用诱变育种，在γ射线处理时，需要处理大量种子，其原因是基因突变具有__________________和有害性这三个特点。纯 多方向性、稀有性 (3)若采用杂交育种，可通过将上述两个亲本杂交，在F2等分离世代中______抗病矮茎个体，再经连续自交等________手段，最后得到稳定遗传的抗病矮茎品种。据此推测，一般情况下，控制性状的基因数越多，其育种过程所需的__________。若只考虑茎的高度，亲本杂交所得的F1在自然状态下繁殖，则理论上F2的表现型及其比例为_____________________________。(4)若采用单倍体育种，该过程涉及的原理有_______________________。请用遗传图解表示其过程(说明：选育结果只需写出所选育品种的基因型、表现型及其比例)。选择 纯合化 年限越长 高茎︰中茎︰矮茎＝1︰6︰9 基因重组和染色体畸变 如下 【解析】(1)由于该植物自花且闭花授粉，所以自然状态下一般都是纯合子。(2)由于基因突变具有多方向性、稀有性和有害性这三个特点，所以在进行诱变育种时需要处理大量种子。(3)杂交育种的大致过程如图：两个具有不同优良性状的亲本杂交后从F2等分离世代我们要选择符合育种要求的个体连续自交提高品种的纯合化程度，最后获得能稳定遗传的品种。一般情况下，控制优良性状的基因越多，得到能稳定遗传的优良品种所需要的年限越长。只考虑茎的高度，P为DDEE×ddee，得到的F1(DdEe)自交，F2出现9(D_E_)矮茎：{3(D_ee)＋3(ddE_)}中茎：1(ddee)高茎。(4)单倍体育种过程(见答案图解)中进行了两亲本杂交(依据的原理是基因重组)，花药离体培养(依据的原理是染色体畸变)等过程。