(生物科技行业类)生物育种问题归类
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生物育种问题归类
高中生物中涉及的育种技术和方法有:
1. 扦插、嫁接、压条、分根等
2. 植物组织培养
3. 细胞工程育种(动物)
4. 单倍体育种
5. 有性杂交育种
6. 多倍体育种
7. 转基因技术育种
8. 人工诱变育种
9. 良种的地域性栽培或养殖(选种)
其中,1、2为无性过程;3除了如“试管婴儿”采取有性细胞外也都为无性过程;4、5为有性过程;6的秋水仙素处理过程为无性,但如用四倍体与二倍体杂交得三倍体则为有性过程;7、8的分子改造过程为无性;9涉及生态因素的影响
这些育种知识分布在课本的各个章节,而且内容较为简洁。进行高考总复习时,必须进行归纳总结,在广度和深度上进行适当的拓展,使其成为育种知识体系,以便系统地掌握生物育种的原理、方法及其优缺点等等,达到灵活运用的目的。
例如:现许多荔枝产地每年都会举办“荔枝节”以吸引招商。就2003年为例:“西园挂绿”(祖母绿)产果二十多颗,其中最小的一颗也拍卖出近十万人民币。对“西园挂绿”作简单介绍。
问题:母树上将会结出什么样的荔枝?
虚构一故事:今年,西园的老总Jacky 又办了一次“西园挂绿”拍卖会。有一位叫Andy 的园艺老板不惜重本拍下了三颗“西园挂绿”
问题:
1. Andy 吃完拍下的“西园挂绿”后把种子种下去,将来他能得到“西园挂绿”吗?
西园中荔枝生长分布
情况的假想示意图。
西园挂绿 普通荔枝
T :无绿线 t :有绿线
G :甜味 g :酸味
2. “西园挂绿”母树树龄已经有几百年了,也就是可以推测“西园挂绿”这个品种并非一开始就有的。那么,“西园挂绿”这一珍贵品种又是怎么出现的呢?
3. “西园挂绿”的珍贵是因为它无论在科学研究、经济价值方面还是人文领域都有很重要的意义。我们如何保存这一优良的品种呢?
4. Andy实际上是一位商业间谍。在“西园挂绿”的拍卖会上他偷了“西园挂绿”的枝条偷渡出国,以高价卖给外国人,你认为这会导致“西园挂绿”品种的外流吗?
5. Jacky为了改良“西园挂绿”,现招聘高级荔枝育种工程师一名。要求在不改变“西园挂绿”原有外观品质的前提下把“西园挂绿”改良为无核、果大、糖分含量多。你前往应聘,请向Jacky 介绍你的设想。
6. 受到“西园挂绿”的启示,已作为高级荔枝育种工程师的你能否培育出“南园披紫”(挂紫色的线)或“101斑点荔”(外果皮上有金黄色的斑点)呢?请介绍你的设计方案并说明设计的依据。
注意:“品种”实际上应理解为某物种中的某个亚种。以“西园挂绿”为例,它包含了一系列优良的性状,和只有一两对相对性状的遗传对比要复杂。
一、无性繁殖
无性繁殖的优点:可以快速大量稳定的获得单一亲本性状的个体,缺点变异性差
二、转基因育种
原理:基因重组(或异源DNA重组)。
方法:提取目的基因→装入载体→导入受体细胞→基因表达→筛选出符合要求的新品种。
优点:不受种属限制,可根据人类的需要,有目的地进行。
缺点:可能会引起生态危机,技术难度大。
例1:阅读下列材料,回答问题:
材料:目前,我国已培育成功两种转基因鱼:一种是带有草鱼生长激素基因的转基因鲤鱼子一代,和普通鲤鱼不同的是,它的背部高高隆起,肌肉十分发达,并具有大规模繁殖能力。另一种是具有草鱼生长激素基因的转基因三倍体鲤鱼“吉鲤”。它长得酷似鲫鱼,在它的基因中,除了两套鲤鱼染色体外,还多了一套鲫鱼的染色体,但吉鲤是不能生育的,在推广过程中不用担心与其它动物杂交引起生态危机。这两种鱼的生长速度很快,比普通鲤鱼快140%以上。而且蛋白质高,脂肪含量较低,味道不错。
(1)文中的“转基因鲤鱼”是指遗传物质中导入了_________的鲤鱼。
(2)“吉鲤”不能生育是因为减数分裂过程中__________,不能生成正常的生殖细胞。
(3)请指出转基因育种的两种优点__________。
答案:
(1)草鱼生长激素基因(2)染色体联会发生紊乱
(3)能够打破种属的限制;可以最大限度地满足人类的愿望。
三. 细胞工程育种
原理:细胞的全能性
方法:(1)植物:去细胞壁→细胞融合→组织培养
(2)动物克隆:核移植→胚胎移植
优点:能克服远缘杂交的不亲和性,有目的地培育优良品种。动物体细胞克隆,可用于保存濒危物种、保持优良品种、挽救濒危动物、利用克隆动物相同的基因背景进行生物医学研究等。
缺点:技术复杂,难度大;它将对生物多样性提出挑战,有性繁殖是形成生物多样性的重要基础,而“克隆动物”则会导致生物品系减少,个体生存能力下降。
例2:驱蚊草(又名蚊净香草)是一种具有驱蚊效果而对人体不仅无害、而且有益的植物,它是通过科学家十多年的潜心研究、采用细胞工程技术,把天竺葵的原生质体与香茅草的原生质体进行融合培育而成的,是一种纯天然及环保型产品。驱蚊草含有香茅醛,散发出一种特殊的柠檬型香气,从而达到驱蚊的效果。香茅醛同时还具有抗菌、除臭、抗忧郁、净化心灵、缓解紧张与压力的作用。驱蚊草是多年生草本植物,从澳大利亚引入中国。该产品已在澳大利亚、美国、日本、加拿大、台湾等地走进千家万户,确认了该植物的驱蚊效果和环保安全性。下图是培育蚊
净香草示意图。请据图回答下列问题:
(1)从(1)到(2)的过程是使植物细胞形成
__________,关键是使用________酶去除细胞壁。
(2)步骤(2)(3)(4)(5)是_________融合过
程,完成______________的杂交。
(3)步骤(6)(7)表示融合的细胞长成杂种植
株的过程。这个过程必须经过细胞分裂、________、
_________几个阶段。
(4)请分析指出,利用蚊净香草驱蚊有什么优
点?____________________
答案:(1)原生质体;纤维素(2)原生质体;杂
交细胞(3)细胞分化;器官形成(4)对环境无污染
例3:2003年11月6日,继我国首例皮肤细胞克
隆牛“康康”之后,又一头以同样方法克隆的牛“双
双”在山东省莱阳农学院诞生。这两头克隆牛的降生,
标志着我国体细胞克隆技术已达国际先进水平。下图
为克隆牛的培育过程,请据图回答:
A牛卵细胞植入C牛子宫发育克隆牛
(基因型AA)(基因型Aa)
B牛细胞核
(基因型Aa
(1)该克隆牛表现出的性状是__________牛的性状,基因型是___________,性别是___________。
(2)在培育克隆牛时,若将B牛换成基因型为Aa的雌牛,得到的克隆牛将是_______性。用_________方法可测知这头克隆牛的基因型,其基因型是_________。
(3)获得克隆牛的繁殖方式是_________。
答案:(1)B, Aa,雄性(2)雌,测交Aa (3)无性生殖
四. 单倍体育种
原理:染色体变异,组织培养
方法:选择亲本→有性杂交→F1产生的花粉离体培养获得单倍体植株→诱导染色体加倍获得可育纯合子→选择所需要的类型。
优点:明显缩短育种年限,加速育种进程。