高三生物尖子生輔導

1、生物育種問題的總結與視野拓展 高中生物中涉及的育種技術和方法有：轉基因育種、細胞工程、（有性）雜交育種、單倍體育種、多倍體育種和誘變育種等。這些育種知識分布在課本的各個章節(jié)，而且內容較為簡潔。進行高考總復習時，必須進行歸納總結，在廣度和深度上進行適當?shù)耐卣?，使其成為育種知識體系，以便系統(tǒng)地掌握生物育種的原理、方法及其優(yōu)缺點等等，達到靈活運用的目的。一、 轉基因育種（基因工程育種）原理：基因重組（或異源DNA重組）。方法：提取目的基因裝入載體導入受體細胞基因表達篩選出符合要求的新品種。優(yōu)點：不受種屬限制，可根據(jù)人類的需要，有目的地進行。缺點：可能會引起生態(tài)危機，技術難度大。 例1：閱讀下列材料，

2、回答問題： 材料：目前，我國已培育成功兩種轉基因魚：一種是帶有草魚生長激素基因的轉基因鯉魚子一代，和普通鯉魚不同的是，它的背部高高隆起，肌肉十分發(fā)達，并具有大規(guī)模繁殖能力。另一種是具有草魚生長激素基因的轉基因三倍體鯉魚“吉鯉”。它長得酷似鯽魚，在它的基因中，除了兩套鯉魚染色體外，還多了一套鯽魚的染色體，但吉鯉是不能生育的，在推廣過程中不用擔心與其它動物雜交引起生態(tài)危機。這兩種魚的生長速度很快，比普通鯉魚快140以上。而且蛋白質高，脂肪含量較低，味道不錯。（1）文中的“轉基因鯉魚”是指遺傳物質中導入了_的鯉魚。（2）“吉鯉”不能生育是因為減數(shù)分裂過程中_ ，不能生成正常的生殖細胞。（3）請指出轉

3、基因育種的兩種優(yōu)點_ _。二. 細胞工程育種原理：細胞的全能性（植物） 細胞核的全能性（動物）方法：（1）植物：去細胞壁細胞融合組織培養(yǎng)（2）動物克隆：核移植胚胎移植優(yōu)點：能克服遠緣雜交的不親和性，有目的地培育優(yōu)良品種。動物體細胞克隆，可用于保存瀕危物種、保持優(yōu)良品種、挽救瀕危動物、利用克隆動物相同的基因背景進行生物醫(yī)學研究等。缺點：技術復雜，難度大；它將對生物多樣性提出挑戰(zhàn)，有性繁殖是形成生物多樣性的重要基礎，而“克隆動物”則會導致生物品系減少，個體生存能力下降。 例2：驅蚊草（又名蚊凈香草）是一種具有驅蚊效果而對人體不僅無害、而且有益的植物，它是通過科學家十多年的潛心研究、采用細胞工程技術

4、，把天竺葵的原生質體與香茅草的原生質體進行融合培育而成的，是一種純天然及環(huán)保型產(chǎn)品。驅蚊草含有香茅醛，散發(fā)出一種特殊的檸檬型香氣，從而達到驅蚊的效果。香茅醛同時還具有抗菌、除臭、抗憂郁、凈化心靈、緩解緊張與壓力的作用。驅蚊草是多年生草本植物，從澳大利亞引入中國。該產(chǎn)品已在澳大利亞、美國、日本、加拿大、臺灣等地走進千家萬戶，確認了該植物的驅蚊效果和環(huán)保安全性。下圖是培育蚊凈香草示意圖。請據(jù)圖回答下列問題：（1）從（1）到（2）的過程是使植物細胞形成_，關鍵是使用_酶去除細胞壁。（2）步驟（2）（3）（4）是_融合過程。（3）步驟（6）（7）表示融合的細胞長成雜種植株的過程。這個過程必須經(jīng)過細胞分

5、裂、_、_幾個階段。 （4）請分析指出，利用蚊凈香草驅蚊有什么優(yōu)點？_ 例3：2003年11月6日，繼我國首例皮膚細胞克隆?！翱悼怠敝螅忠活^以同樣方法克隆的?！半p雙”在山東省萊陽農學院誕生。這兩頭克隆牛的降生，標志著我國體細胞克隆技術已達國際先進水平。下圖為克隆牛的培育過程，請據(jù)圖回答： （1）該克隆牛表現(xiàn)出的性狀是_牛的性狀，基因型是_，性別是_。（2）在培育克隆牛時，若將B牛換成基因型為Aa的雌牛，得到的克隆牛將是_性。用_方法可測知這頭克隆牛的基因型，其基因型是_。（3）獲得克隆牛的繁殖方式是_。三. 單倍體育種原理：染色體變異，組織培養(yǎng)方法：選擇親本有性雜交F1產(chǎn)生的花粉離體培養(yǎng)獲

6、得單倍體植株誘導染色體加倍獲得可育純合子選擇所需要的類型。優(yōu)點：明顯縮短育種年限，加速育種進程。缺點：技術較復雜，需與雜交育種結合，多限于植物。 例4：石板菜是一種名貴蔬菜，為雌雄異株，屬于XY型性別決定，其雄株產(chǎn)量與質量都超過雌株。請你從提高經(jīng)濟效益的角度考慮，提出兩種方案繁殖推廣。 四. 多倍體育種原理：染色體數(shù)目變異（染色體加倍）方法：秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗。（1）同源多倍體育種，如： （2）異源多倍體育種，如： 優(yōu)點：可培育出自然界中沒有的新品種，且培育出的植物器官大，產(chǎn)量高，營養(yǎng)豐富。 缺點：只適于植物，發(fā)育延遲，結實率低。 例5：下圖是我國育種專家鮑文奎培育異源八倍體小麥的過

7、程。其中：（1）A、B、R均代表_。 （2）不育的原因是_。 （3）如何從F1培育出可育的新品種？ _五. 有性雜交育種原理：基因重組。方法：雜交自交選優(yōu)優(yōu)點：能根據(jù)人的預見把位于兩個生物體上的優(yōu)良性狀集于一身。缺點：時間長，需及時發(fā)現(xiàn)優(yōu)良性狀。例6：現(xiàn)有3個番茄品種，A品種的基因型為AABBdd，B品種的基因型為AAbbDD，C品種的基因型為aaBBDD。3對等位基因分別位于3對同源染色體上，并且分別控制葉形、花色和果形3對性狀。請回答：（1）如何運用雜交育種方法利用以上3個品種獲得基因型為aabbdd的植株？（用文字簡要描述獲得過程即可）（2）如果從播種到獲得種子需要一年，獲得基因型為aa

8、bbdd的植株最少需要多少年？ 六. 誘變育種原理：基因突變方法：輻射誘變，激光、化學物質誘變，太空（輻射、失重）誘發(fā)變異選擇育成新品種優(yōu)點：能提高變異頻率，加速育種過程，可大幅度改良某些性狀；變異范圍廣。缺點：有利變異少，須大量處理材料；誘變的方向和性質不能控制。改良數(shù)量性狀效果較差。 例7：我國運用返回式運載衛(wèi)星搭載水稻種子，返回地面后種植，培育出的水稻穗長粒大，畝產(chǎn)達600kg，最高達750kg，蛋白質含量增加8%-20%，生長期平均縮短10天。請回答：（1）水稻產(chǎn)生這種變異的來源是_，產(chǎn)生變異的原因是_。（2）這種方法育種的優(yōu)點有_。七、植物激素育種原理：適宜濃度的生長素可以促進果實的

9、發(fā)育方法：在未受粉的雌蕊柱頭上涂上一定濃度的生長素類似物溶液，子房就可以發(fā)育成無子果實。優(yōu)點：由于生長素所起的作用是促進果實的發(fā)育，并不能導致植物的基因型的改變，所以該種變異類型是不遺傳的。缺點：該種方法只適用于植物。例8：無子番茄的培育八、有關育種注意的問題1、育種的根本目的是培育具有優(yōu)良性狀(抗逆性好、品質優(yōu)良、產(chǎn)量高)的新品種，以便更好地為人類服務。2、選擇育種方法要視具體育種目標要求、材料特點、技術水平和經(jīng)濟因素，進行綜合考慮和科學決策：一般作物育種可選雜交育種和單倍體育種；為得到特殊性狀可選擇誘變育種(如航天育種)或多倍體育種；若要將特殊性狀組合到一起，但又不能克服遠緣雜交不親和性，

10、可考慮運用基因工程和細胞工程育種，如培育各種用于生物制藥的工程菌。3、從基因組成上看，育種目標基因型可能是：純合體，便于制種、留種和推廣；雜交種，充分利用雜種優(yōu)勢。九、有關育種問題的配套練習1、以下為五種不同的育種方法示意圖，請據(jù)圖回答：（1）圖中A，D方向所示的途徑表示 育種方式，ABC的途徑表示 育種方式。這兩種育種方式都是從親本雜交開始，這樣做的目的是              _，比較兩種育種方式，后者的優(yōu)越性主要表現(xiàn)在   &

11、#160;         _。（2）B途徑常用的方法為 。（3）E途徑獲得的植物常用的方法是 （4）C，F(xiàn)過程最常用的藥劑是 。使用方法是 （5）由GJ的過程中涉及到的生物技術有 和 。（6）近年來，江蘇農科院成功地將抗蟲基因導入棉花細胞中，得到的棉花新品種對棉鈴蟲的毒殺效果高達80以上，該項科技成果與上述過程 相似。但是科學家們預言，該“轉基因抗蟲棉”獨立種植若干年以后，將會出現(xiàn)不抗蟲的植株，其理由是 。 2、麥品種是純合體，生產(chǎn)上用種子繁殖，現(xiàn)要選育矮桿（aa）、抗?。˙B）的小麥新品種；

12、馬鈴薯品種是雜合體（有一對基因雜合即可稱為雜合體），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。請分別設計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要說明。（寫出包括親本在內的前三代即可）。3、兔子的黑毛（B）對白毛（b）為顯性，短毛（E）對（e）為顯性，這兩對基因是獨立遺傳的?，F(xiàn)有純合黑色短毛兔和白色長毛兔。（1）請設計培育出穩(wěn)定遺傳的黑色長毛兔的育種方案（簡要程序）。第一步： ；第二步： ；第三步： 。（2）在F2 中黑色長毛兔的基因型有 種，其純合子占黑色長毛兔總數(shù)的 ，其雜合子占F2總數(shù)的 。（3）上述遺傳遵循 定律。4

13、、下圖表示某種農作物 和 兩個品種分別培育出 、 、 3個品種的過程。根據(jù)上述過程，回答下列問題：（1）用和培育所采用的方法I和II分別稱_和_，其培育出所依據(jù)的原理是_。（2）由培育出的常用方法III是_，其培育中首先要應用細胞工程中的_技術，由育成品種的方法V稱_，其優(yōu)點是_。（3）由培育出的常用方法IV是_，其形成的稱_。5請分析下列兩個實驗：用適當濃度的的生長素溶液處理未受粉的番茄花蕾，子房發(fā)育成無子番茄。用四倍體西瓜與二倍體西瓜雜交，獲得三倍體西瓜植株，其雌蕊授以二倍體西瓜的花粉，子房發(fā)育成無子西瓜。試問：（1）番茄的無子性狀能否遺傳？_；若取這番茄植株的枝條扦插，長成的植株所結果實

14、中是否有種子？_。為什么？_（2）三倍體西瓜無性繁殖后，無子性狀是否遺傳？_；若取這植株的枝條扦插，長成的植株的子房壁細胞含有_個染色體組。為什么？_6.以下各圖分別表示幾種不同的育種方法。請據(jù)圖回答：（1）A圖所示過程是一種克隆動物的新技術，新個體丙的性別決定于親本。（2）在B圖中，由物種P突變?yōu)槲锓NP，在指導蛋白質合成時，處的氨基酸由物種P的改變成了。（纈氨酸GUC；谷氨酰胺CAG；天門冬氨酸GAC）（3）C圖所示的育種方法叫 ，該方法最常用的做法是在1處 。（4）D圖所表示的育種方法叫 ，若要在F2 中選出最符合生產(chǎn)要求的新品種，最簡便的是 。（5）E圖中過程2常用的方法是 ，與D方法相

15、比，E方法的突出優(yōu)點是 。7.已知水稻抗?。≧）對感病（r）為顯性，有芒（B）對無芒（b）為顯性，兩對基因自由組合，體細胞染色體數(shù)為24條?，F(xiàn)用單倍體育種方法選育抗病、有芒水稻新品種。（1）誘導單倍體所用的花藥，應取自基因型為 的植株。（2）為獲得上述植株，應采用基因型為 和 的兩親本進行雜交。（3）在培養(yǎng)過程中，單倍體有一部分能自然加倍成為二倍體植株，該二倍體植株花粉表現(xiàn)（可育或不育），結實性為 （結實或不結實），體細胞染色體數(shù)為 。（4）在培養(yǎng)過程中，一部分花藥壁細胞能發(fā)育成為植株，該植株的花粉表現(xiàn)_（可育或不育），結實性為 （結實或不結實）。體細胞染色體數(shù)為 。（5）自然加倍植株和花藥壁

16、植株中都存在抗病、有芒的表現(xiàn)型。為獲得穩(wěn)定遺傳的抗病、有芒新品種，本實驗應選以上兩種植株中的 植株，因為自然加倍植株 花藥壁植株 。（6）鑒別上述自然加倍植株與花藥壁植株的方法是_。8.大豆是兩性花植物。下面是大豆某些性狀的遺傳實驗：（1）大豆子葉顏色（BB表現(xiàn)深綠；Bb表現(xiàn)淺綠；bb呈黃色，幼苗階段死亡）和花葉病的抗性（由R、r基因控制）遺傳的實驗結果如下表：組合母本父本F1的表現(xiàn)型及植株數(shù)一子葉深綠不抗病子葉淺綠抗病子葉深綠抗病220株；子葉淺綠抗病217株二子葉深綠不抗病子葉淺綠抗病子葉深綠抗病110株；子葉深綠不抗病109株；子葉淺綠抗病108株；子葉淺綠不抗病113株組合一中父本的基

17、因型是_，組合二中父本的基因型是_。用表中F1的子葉淺綠抗病植株自交，在F2的成熟植株中，表現(xiàn)型的種類有_，其比例為_。用子葉深綠與子葉淺綠植株雜交得F1，F(xiàn)1隨機交配得到的F2成熟群體中，B基因的基因頻率為_。將表中F1的子葉淺綠抗病植株的花粉培養(yǎng)成單倍體植株，再將這些植株的葉肉細胞制成不同的原生質體。如要得到子葉深綠抗病植株，需要用_基因型的原生質體進行融合。請選用表中植物材料設計一個雜交育種方案，要求在最短的時間內選育出純合的子葉深綠抗病大豆材料。（2）有人試圖利用細菌的抗病毒基因對不抗病大豆進行遺傳改良，以獲得抗病大豆品種。構建含外源抗病毒基因的重組DNA分子時，使用的酶有_。判斷轉基

18、因大豆遺傳改良成功的標準是_，具體的檢測方法_。（3）有人發(fā)現(xiàn)了一種受細胞質基因控制的大豆芽黃突變體（其幼苗葉片明顯黃化，長大后與正常綠色植株無差異）。請你以該芽黃突變體和正常綠色植株為材料，用雜交實驗的方法，驗證芽黃性狀屬于細胞質遺傳。（要求：用遺傳圖解表示）9.為了快速培育抗某種除草劑的水稻，育種工作者綜合應用了多種培育種方法，過程如下。請回答問題。（1）從對該種除草劑敏感的二倍水稻植株上取花藥離體培養(yǎng)，誘導成 幼苗。（2）用射線照射上述幼苗，目的是 ；然后用該除草劑噴灑其幼葉，結果大部分葉片變黃，僅有個別幼葉的小片組織保持綠色，表明這部分組織具有 。（3）取該部分綠色組織再進行組織培養(yǎng)，

19、誘導植株再生后，用秋水仙素處理幼苗，使染色體 ，獲得純合 ，移栽到大田后，在苗期噴灑該除草劑鑒定其抗性。（4）對抗性的遺傳基礎做一步研究，可以選用抗性植株與 雜交，如果 ，表明抗性是隱性性狀。自交，若的性狀分離比為15（敏感）：1（抗性），初步推測 。10.填空回答下列問題：（1）水稻雜交育種是通過品種間雜交，創(chuàng)造新變異類型而選育新品種的方法。其特點是將兩個純合親本的_通過雜交集中在一起，再經(jīng)過選擇和培育獲得新品種。（2）若這兩個雜交親本各具有期望的優(yōu)點，則雜交后，F(xiàn)1自交能產(chǎn)生多種非親本類型，其它原因是F1在_形成配子過程中，位于_基因通過自由組合，或者位于_基因通過非姐妹染色單體交換進行重

20、新組合。（3）假設雜交涉及到n對相對性狀，每對相對性狀各受一對等位基因控制，彼此間各自獨立遺傳。在完全顯性的情況下，從理論上講，F(xiàn)2表現(xiàn)型共有_種，其中純合基因型共有_種，雜合基因共有_種。（4）從F2代起，一般還要進行多代自交和選擇。自交的目的是_；選擇的作用是_。參考答案例1答案：（1）草魚生長激素基因 （2）同源染色體聯(lián)會發(fā)生紊亂（3）能夠打破種屬的限制；可以定向改變生物的遺傳性狀，最大限度地滿足人類的愿望。例2答案：（1）原生質體；纖維素（2）原生質體（3）細胞分化；器官形成（4）對環(huán)境無污染例答案：（1）B, Aa，雄性（2）雌，測交Aa（3）無性生殖例答案：方案1：運用植物組織培養(yǎng)

21、的方法，過程如下圖： 方案2：運用單倍體育種方法：例5答案：（1）染色體組（2）減數(shù)分裂時染色體不能聯(lián)會，無法形成正常的配子（3）將F1萌發(fā)的種子或幼苗用秋水仙素處理，使染色體加倍。例6答案：（1）A和B雜交得到雜交一代，雜交一代再與C雜交，得到雜交二代，雜交二代自交，即可得到基因型為aabbdd的種子，該種子可長成aabbdd植株（2）4年例7答案：（1）基因突變；各種宇宙射線和失重的作用，使基因的分子結構發(fā)生改變。（2）能提高變異頻率，加速育種進程，并能大幅度改良某些性狀。1（1）雜交 單倍體 兩個親本控制的優(yōu)良性狀的基因集中到F1中，再從F 1F2的過程中發(fā)生基因(性狀)重組，培育出符合

22、育種目標的優(yōu)良品種   明顯縮短育種年限（2）花藥離體培養(yǎng)(3)人工誘導基因突變（人工誘變）（4）秋水仙素 用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗（5）基因工程（DNA拼接技術或DNA重組技術或轉基因技術） 植物組織培養(yǎng)技術（6）GJ，抗蟲棉在繁殖后代的過程中，抗蟲基因會產(chǎn)生不定向變異，從而可能產(chǎn)生不抗蟲植株。2 小麥第一代 AABB × aabb 親本雜交第二代 AaBb 種植 F 1 代自交自交第三代 A B ， A bb ， aaB ， aabb 種植 F 2 種子得植株，選矮 桿、抗?。?aaB_ ），繼續(xù) 自交、不斷選優(yōu)，期望獲得純合體。馬鈴薯第一代 yyRr × Yyrr 親本雜交第二代 YyRr ， yyRr ， Yyrr ， yyrr 種植，選黃肉、抗?。?YyRr ）第三代 YyRr 用塊莖繁殖3讓黑色短毛兔（BBEE）和白色長毛兔(bbee)雜交得到F1；讓F1中雌雄個體交配得到F2，從F2中選出黑色長毛兔(Bee);讓選出的黑色長毛兔與白色短毛兔測交,