《菏澤日報》2007年9月8日報道,2005年5月9日,54粒經過18天太空遨游的“太空大豆”開始在我市試種。試種結果表明,“太空大豆”單株最少結莢300個,最多結莢800多個;株根直徑3厘米,株高130厘米,其多項指標均優(yōu)于普通大豆。請分析回答下列問題:
(1)“太空大豆”種子從太空返回地面后種植,往往能得到新的變異特征。這種變異的來源主要是植物種子經太空中的________輻射后,其________發(fā)生變異。請預測可能產生的新的變異對人類是否有益?________,判斷的理由是________。
(2)試舉出這種育種方法的優(yōu)點:________。
(3)這種太空誘變育種與轉基因的種子一樣嗎?________。
(4)假設遨游太空的大豆是純合體,經種植發(fā)現(xiàn)株高明顯高于普通大豆。請設計實驗方案探究該性狀出現(xiàn)的可能的原因(簡要寫出所用方法、結果和結論)。
答案:(1)宇宙射線等 遺傳物質(DNA或基因) 不一定 基因突變是不定向的
。2)變異頻率高、加快育種速度,大幅度改良某些性狀
(3)不一樣
。4)取該大豆種子在其他大豆田種下,讓其自交,若還全是高稈,說明高稈性狀的出現(xiàn)是由基因突變引起的;若后代出現(xiàn)高稈、矮稈兩種性狀,則是由環(huán)境引起的。
解題探究:民由于太空中存在著微重力、強輻射等因素,這些都是有別于地球的特殊條件。我國科學家經過實驗證明,在微重力條件下,細胞會發(fā)生膨脹,導致染色體斷裂。這些種子或細胞在生長發(fā)育的過程中,基因組重新排列組合,從而導致性狀變異。另外,強輻射也是一個重要因素。一般情況下,地面輻射育種需要達到半致死劑量強度才能引起變異,而在太空中種子沒有任何死亡率就能發(fā)生變異。科學家指出:太空誘變育種和轉基因育種有本質的區(qū)別,它沒有外源基因導入,而是在空間特殊條件下染色體發(fā)生斷裂,基因組重新排列組合引起性狀變異。事實證明:太空中的特殊條件能夠引起生物的基因突變,其變異頻率高、幅度大,變異后代容易穩(wěn)定,是誘變育種的一條好途徑。遺傳物質的變異能夠穩(wěn)定遺傳,而環(huán)境引起的變異則是不穩(wěn)定的。
知識鏈接:作物育種涉及雜交育種、誘變育種、單倍體和多倍體育種、轉基因育種、細胞工程育種(植物組織培養(yǎng)和植物體細胞雜交育種)等,學生應明確各種育種方法的原理、步驟、優(yōu)缺點和應用舉例等。應掌握可以定向改造生物性狀的育種方法:基因工程育種、細胞工程育種(如植物體細胞雜交),而快速培育新品種的方法是組織培養(yǎng)。雜交育種和誘變育種與單倍體育種相結合可明顯縮短育種年限。
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