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变异与育种专题
北京四中:毕诗秀
一、几种育种方法的比较
名称
原理
操作(育种程序)
特点(优缺点)
适用生物
杂交育种
P→ F1→ F2
植物连续 交
动物 交
操作简单
育种年限
动植物
单倍体育种
P→ F1→ 培养→ 单倍体→ 处理→纯合体
育种年限
快速获得
多倍体育种
幼苗等→ 处理→多倍体(有时用到杂交方法)
利用获得的多倍体的优点
诱变育种
用 、 等方法处理诱发突变
提高 率、大幅度改良
规模大、不定向
动植物、微生物
基因工程育种
体外(不同种生物间)
基因工程步骤
定向改变
动植物、微生物
植物体细胞杂交育种
植物细胞
性和
变异
细胞 →原生质体→
培养→ 细胞→
培养→杂种植株
克服
障碍
二、典型例题
1.小麦品种是纯合体,生产上用种子繁殖。现要选育符合生产要求的矮
杆(aa)、抗病(BB)的小麦新品种;请设计小麦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)
2.在家兔中,黑色(B)对褐色(b)为显性,短毛(E)对长毛(e)为显
性,这些基因是独立分配的。现有纯合黑色短毛兔和褐色长毛兔,请你设
计能获得稳定遗传的黑色长毛兔的育种方案。
3.普通小麦中有高杆抗病(TTRR)和矮杆易感病(ttrr)两个品种,控
制两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上。实验小组利用不同的
方法进行了如下三组实验:
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⑴A组由F1获得F2的方法是 ,F2矮杆抗病植株中不能稳定遗传
的占 。
⑵Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类矮杆抗病植株中,最可能不育的是___组。
⑶通过矮杆抗病Ⅱ获得矮杆抗病小麦新品种的方法是
。获得的矮
杆抗病植株中能稳定遗传的占 。
⑷ A、B、C三组方法中,最不容易获得矮杆抗病小麦新品种的方法是
组,原因是 。
4. 利用微生物分解玉米淀粉生产糖浆,具有广阔的应用前景。但现在野
生菌株对淀粉的转化效率低,某同学尝试对其进行改造,以获得高效菌株。
实验步骤:
①配制 (固体、半固体、液体)培养基,该培养基的碳源应为
。
②将 接种到已灭菌的培养基平板上。
③立即用适当剂量紫外线照射,其目的是
。
④菌落形成后,加入碘液,观察菌落周围培养基的颜色变化和
变化范围的大小。周围出现 现象的菌落即为
初选菌落。经分离、纯化后即可达到实验目的。
5.淀粉酶可以通过微生物发酵生产。为了提高酶的产量,请利用诱变育
种方法,设计实验方案,获得产生淀粉酶较多的菌株。并根据诱发突变率
低和诱发突变不定向的特点预测实验结果。(菌株在含有淀粉的固体培养
基上,随其生长可释放淀粉酶分解培养基中的淀粉,在菌落周围形成透明
圈。)
主要实验步骤:
⑴第一步:将培养好的生产菌株分为2组,1组____________
__________________作为实验组,另1组 作为对照组。
第二步:制备含 的 (固体/液体)培养基。
第三步:___________________________________________
_____________,相同的条件下进行培养。
第四步:比较
,选出_______
的菌株。
⑵预期实验结果:
a:由于诱变突变率低, 。
b:由于诱变突变的不定向性,
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6.现有味甘多汁、消暑解渴、稳定遗传的绿皮(G)红瓤(R)小籽((e)西瓜
品种甲与白皮(g)黄瓤(r)大籽(E)西瓜品种乙,三对基因自由组合。已知
西瓜的染色体数目2n=22,请根据下面提供的西瓜育种流程图回答有关问
题:
⑴图中①过程所用的试剂为 ,
培育无籽西瓜的育种方法叫做 ,用二倍体花
粉刺激的目的是______________________________。
⑵通过③培育无籽西瓜时所用的试剂是 ,
使用的时机和部位是 。瓜农用②生产
的无籽西瓜比用③生产的无籽西瓜更受消费者青睐,原因是:
。
如果选用的品种优良,瓜农们也乐意采用③途径生产无籽西瓜,其优点是
。
⑶种子公司用品种甲作母本、品种乙作父本,通过⑤途径制得杂交种F1,
待其播种开花后彼此相互授粉,所结的瓜比亲本个大、味甜,这是利用了
杂种优势的原理。将此瓜所结种子(即F2)留下,来年再种的结果是产量、
甜度大大下降,这种现象在遗传学上称为 ,这些种子胚
的基因型在理论上有 种。
⑷通过④细胞融合途径形成杂种体细胞时,要使用_______、______和___
____________等化学物质。由该杂种细胞形成 杂种植株利用了_________
____原理,使用了____________ 技术。若用杂种植株获得单倍体植株,需
使用的方法是进行_________培养。
⑸为确认上述植株是否为单倍体,应在显微镜下检测根尖分生区细胞的细
胞核,辨明染色体数目。此时应准备的试剂是____和______,观察的最佳
时期是___________,看到的染色体数目应该是_____条。
7.番茄果实成熟过程中,某种酶(PG)开始合成并显著增加,促使果实
变红变软。但不利于长途运输和长期保鲜。科学家利用反义RNA技术
(见下图),可有效解决此问题。
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⑴获得转基因番茄的育种方式是_____________。若要获得目的基因,先
要从番茄果肉细胞内获得__________________ ,以其为模板,以____
________为原料,合成反义RNA;再以反义RNA为模板,在_______酶的作
用下合成反义基因。
⑵将目的基因导入番茄体细胞中,常用 的Ti质粒作为运载体。
将导入目的基因的细胞进行 ,获得完整植株,在培养基中
加入抗生素的目的是 。
若目的基因能够表达,则在番茄果肉细胞内能检测到 ,它可以
和靶mRNA形成 ,阻止靶基因表达过程中 过程的进
行。目的基因是否表达还可以通过观察番茄果实的 来确认。
⑶反义基因_____(是/不是)靶基因的等位基因,若将转基因番茄看作杂
合体,欲获得能稳定遗传的品种,可以将转基因番茄的_____进行离体培
养,获得 ,再用_________处理,诱导 ,
获得二倍体纯系。
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