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→通過某種載體將該基因攜帶入乙種生物→新生物個體．
（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代開始選種，這是因為

 

．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對同源染色體上的n對等位基因，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體可以表達出甲種生物的遺傳信息，該表達過程包括遺傳信息的

 

，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)勢是

 

．

Answer 1

考點：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：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紡綞絲的形成，染色體不能移動，使得已經(jīng)加倍的染色體無法平均分配，細胞也無法分裂．當秋水仙素的作用解除后，細胞又恢復(fù)正常的生長，然后再復(fù)制分裂，就能得到染色體數(shù)目加倍的細胞．如八倍體小黑麥的獲得和無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）來處理生物，使其在細胞分裂間期DNA復(fù)制時發(fā)生差錯，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，把一種生物的個別基因復(fù)制出來，加以修飾改造，放到另一種生物的細胞里，定向地改造生物的遺傳性狀．操作步驟包括：提取目的基因、目的基因與運載體結(jié)合、將目的基因?qū)�入受體細胞、目的基因的檢測與表達等．舉例：能分泌人類胰島素的大腸桿菌菌株的獲得，抗蟲棉，轉(zhuǎn)基因動物等．

解答： 解：（1）現(xiàn)有AABB、aabb兩個品種，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開始出現(xiàn)性狀分離，所以一般從F₂代開始選種．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對同源染色體上的n對等位基因，由于1對等位基因能產(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，由于獲得的個體都是純合體，所以其突出優(yōu)點是明顯縮短育種年限．
（3）秋水仙素的作用是抑制細胞有絲分裂過程中紡錘體的形成，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)的種子有旺盛的細胞分裂能力，DNA復(fù)制過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．培育的新生物個體可以表達出甲種生物的遺傳信息，該表達過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)勢是能克服遠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)的種子有旺盛的細胞分裂能力，DNA復(fù)制過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

點評：育種實際上是對遺傳基本規(guī)律和變異知識的應(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，這部分需要重點記憶各種育種的概念和原理．