Question

下面①～⑤列舉了五種育種方法：
①甲品種×乙品種→F₁→自交→F₂→人工選擇→自交→F₃→人工選擇→自交…→性狀穩(wěn)定遺傳的新品種．
②甲品種×乙品種→F₁→F₁花藥離體培養(yǎng)→若干幼苗→秋水仙素處理芽尖→若干植株→人工選擇→新品種．
③正常的幼苗→秋水仙素處理→人工選擇→新品種．
④人造衛(wèi)星搭載種子→返回地面種植→發(fā)生多種變異→人工選擇→新品種．
⑤獲取甲種生物的某基因→通過(guò)某種載體將該基因攜帶入乙種生物→新生物個(gè)體．
（1）假設(shè)A、b代表玉米的優(yōu)良基因，這兩種基因是自由組合的．現(xiàn)有AABB、aabb兩個(gè)品種，為培育出優(yōu)良新品種AAbb，可以采用第①種方法，第①種方法的原理是

 

，該方法屬常規(guī)育種，一般從F₂代開(kāi)始選種，這是因?yàn)?div id="7jnfy74" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

．若F₂總數(shù)為1552株，則其中基因型為AAbb的理論上有

 

株．基因型為Aabb的類型經(jīng)過(guò)自交，在子代符合生產(chǎn)要求的性狀中AAbb占

 

．
（2）在第②種方法中，我們?nèi)糁豢紤]F1分別位于n對(duì)同源染色體上的n對(duì)等位基因，則利用其花藥離體培育成的幼苗應(yīng)有

 

種類型（理論數(shù)據(jù)）．與第①種方法相比，第②種方法突出的優(yōu)點(diǎn)是

 

．
（3）第③種育種方法中使用秋水仙素的作用是促使染色體加倍，其機(jī)理是

 

．
（4）第④種方法中發(fā)生的變異一般是

 

，衛(wèi)星搭載的種子應(yīng)當(dāng)選用萌發(fā)的（而非休眠的）種子，試闡述原因

 

．
（5）第⑤種方法培育的新生物個(gè)體可以表達(dá)出甲種生物的遺傳信息，該表達(dá)過(guò)程包括遺傳信息的

 

，該方法必須用到的工具酶是

 

．與第①種方法相比，該方法育種的優(yōu)勢(shì)是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：生物變異的應(yīng)用

專題：

分析：根據(jù)題意和圖示分析可知：①是雜交育種，②是單倍體育種，③是多倍體育種，④是誘變育種，⑤是基因工程育種
五種育種方法比較：
雜交育種原理：基因重組（通過(guò)基因分離、自由組合或連鎖交換，分離出優(yōu)良性狀或使各種優(yōu)良性狀集中在一起）．
單倍體育種原理：染色體變異．方法：花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體植株，再人工誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍；優(yōu)點(diǎn)：明顯縮短育種年限，原因是純合體自交后代不發(fā)生性狀分離．
多倍體育種：原理：染色體變異．方法：最常用的是利用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗．秋水仙素能抑制有絲分裂時(shí)紡綞絲的形成，染色體不能移動(dòng)，使得已經(jīng)加倍的染色體無(wú)法平均分配，細(xì)胞也無(wú)法分裂．當(dāng)秋水仙素的作用解除后，細(xì)胞又恢復(fù)正常的生長(zhǎng)，然后再?gòu)?fù)制分裂，就能得到染色體數(shù)目加倍的細(xì)胞．如八倍體小黑麥的獲得和無(wú)籽西瓜的培育成功都是多倍體育種取得的成就．
誘變育種原理：基因突變．方法：用物理因素（如X射線、γ射線、紫外線、激光等）或化學(xué)因素（如亞硝酸、硫酸二乙脂等）來(lái)處理生物，使其在細(xì)胞分裂間期DNA復(fù)制時(shí)發(fā)生差錯(cuò)，從而引起基因突變．舉例：太空育種、青霉素高產(chǎn)菌株的獲得．
基因工程育種原理：DNA重組技術(shù)（屬于基因重組范疇）方法：按照人們的意愿，把一種生物的個(gè)別基因復(fù)制出來(lái)，加以修飾改造，放到另一種生物的細(xì)胞里，定向地改造生物的遺傳性狀．操作步驟包括：提取目的基因、目的基因與運(yùn)載體結(jié)合、將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞、目的基因的檢測(cè)與表達(dá)等．舉例：能分泌人類胰島素的大腸桿菌菌株的獲得，抗蟲(chóng)棉，轉(zhuǎn)基因動(dòng)物等．

解答： 解：（1）現(xiàn)有AABB、aabb兩個(gè)品種，為培育出優(yōu)良新品種AAbb，可以采用第①種雜交育種的方法，其原理是基因重組．該方法屬常規(guī)育種，由于F₂開(kāi)始出現(xiàn)性狀分離，所以一般從F₂代開(kāi)始選種．若F₂總數(shù)為1552株，則其中基因型為AAbb的理論上有1552×

1

16

=97株．基因型為Aabb的類型經(jīng)過(guò)自交，在子代符合生產(chǎn)要求的性狀（AAbb、Aabb）中AAbb占

1

3

．
（2）在第②種單倍體育種方法中，我們?nèi)糁豢紤]F₁分別位于n對(duì)同源染色體上的n對(duì)等位基因，由于1對(duì)等位基因能產(chǎn)生2種配子，所以利用其花藥離體培育成的幼苗應(yīng)有2ⁿ種類型．與方法①相比，由于獲得的個(gè)體都是純合體，所以其突出優(yōu)點(diǎn)是明顯縮短育種年限．
（3）秋水仙素的作用是抑制細(xì)胞有絲分裂過(guò)程中紡錘體的形成，使染色體數(shù)目加倍．
（4）第④種方法是誘變育種，在太空中發(fā)生的變異一般是基因突變．由于萌發(fā)的種子有旺盛的細(xì)胞分裂能力，DNA復(fù)制過(guò)程中可能由于外界因素的干擾而發(fā)生基因突變，所以衛(wèi)星搭載的種子應(yīng)當(dāng)選用萌發(fā)的而非休眠的種子．
（5）第⑤種方法是基因工程育種．培育的新生物個(gè)體可以表達(dá)出甲種生物的遺傳信息，該表達(dá)過(guò)程包括遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯，該方法必須用到的工具酶是限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶．與第①種方法雜交育種相比，該方法育種的優(yōu)勢(shì)是能克服遠(yuǎn)緣親本雜交不親和的障礙，從而打破物種之間的界限．
故答案為：
（1）基因重組   F₂開(kāi)始出現(xiàn)性狀分離    97   

1

3

（2）2ⁿ   明顯縮短育種年限
（3）秋水仙素抑制紡錘體的形成
（4）基因突變   萌發(fā)的種子有旺盛的細(xì)胞分裂能力，DNA復(fù)制過(guò)程中可能由于外界因素的干擾而發(fā)生基因突變
（5）轉(zhuǎn)錄和翻譯   限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶    打破物種界限

點(diǎn)評(píng)：育種實(shí)際上是對(duì)遺傳基本規(guī)律和變異知識(shí)的應(yīng)用，考試中常以某一作物育種為背景，綜合考查誘變育種、雜交育種、單倍體和多倍體育種及基因工程育種的區(qū)別與聯(lián)系，這部分需要重點(diǎn)記憶各種育種的概念和原理．