专题8 遗传与育种方案设计-备战2022年高考生物热点知识及技巧名师精讲课件(共34张PPT)

(共34张PPT)
专题8 遗传与育种方案
1.育种方案的书写
第一步“审”: 审题干、标题、图表、注释及设问,查找“关键词”。
第二步“析”: ①分析育种流程图,根据图示及育种方法的特点,明确育种
方法;
②设计育种方案时,先根据实验目的,确定合理的育种方法,
再根据育种方法的一般程序和题干信息设计具体的育种
方案。
第三步“述”: 根据育种方法的原理、程序、特点,构建基础知识与问题
的关联点,用生物学术语准确、规范答题。
一.遗传与育种方案
提出问题:
已知大麦中，高秆（D）对矮秆（d）是显性，抗病（T）对不抗病（t）是显性，现有两个不同品种的纯种大麦，一个品种矮秆不抗病，另一个品种高秆抗病，如何利用这两个品种获得矮秆抗病的大麦新品种？
1.育种方案的书写
一.遗传与育种方案
（1）杂交育种
（1）杂交育种
P
高杆抗病
矮杆不抗病
DDTT
ddtt
×
↓
高杆抗病
DdTt
F1
↓
F2
高杆抗病
9D_T_
高杆不抗病
3D_tt
矮杆抗病
3ddT_
矮杆不抗病
1ddtt
(淘汰)
(淘汰)
(保留)
(淘汰)
多次自交选种
矮杆抗病
ddTT
杂交
自交
选种
多次自交选种
优良性状的纯合体
一.遗传与育种方案
短毛折耳猫
(bbee)
长毛立耳猫
(BBEE)
长毛折耳猫(BBee)
思考：如何利用长毛立耳猫（BBEE）和短毛折耳猫（bbee）培育出能稳定遗传的长毛折耳猫（BBee)？
？
短毛折耳猫
bbee
长毛立耳猫
BBEE
×
长毛立耳猫
BbEe
♀、♂互交
B_E_
B_ee
bbE_
bbee
与bbee测交
选择后代不发生性状
分离的亲本即为BBee
×
一.遗传与育种方案
总结：
①植物杂交育种中，优良性状的纯合子获得一般采用多次自交选种。
②动物杂交育种中，优良性状的纯合子获得一般采用测交，选择测交后代不发生性状分离的亲本。
③如果优良性状是隐性，直接在F2中选出即为纯合体。
杂交育种是一种最简单的一种方法
一.遗传与育种方案
（2）单倍体育种
单倍体育种是一种
最快速的一种方法。
一.遗传与育种方案
1.育种方案的书写
①两次传粉
第一次传粉目的：
杂交获得三倍体种子
第二次传粉目的：
刺激子房发育为果实
②三倍体西瓜无子的原因
三倍体西瓜在减数分裂过程中，由于染色体联会紊乱，不能产生正常配子。
1.育种方案的书写
（3）多倍体育种：三倍体无籽西瓜培育过程
一.遗传与育种方案
总结1：四种育种方法的比较
类 型 杂交育种 诱变育种 单倍体育种 多倍体育种
育种理
育种法
优点
应用 实例
基因突变
染色体变异
基因重组
染色体变异
杂交→自交→选优→自交
物理或化学的方法处理生物
花药离体培养后再用秋水仙素加倍
使不同亲本的优良性状集中于同一个体上
提高变异频率加速育种进程
明显缩短育种年限
器官大型，
营养含量高
培育矮抗小麦
培育青霉素高产菌株
培育矮抗小麦
三倍体无子
西瓜的培育
用秋水仙素
处理萌发的
种子或幼苗
一.遗传与育种方案
总结2：根据育种程序图识别育种名称和过程
杂交
自交
花药离体培养
秋水仙素处理
诱变处理
秋水仙素处理
转基因技术
脱分化
再分化
包裹人工种皮
一.遗传与育种方案
①“可遗传”与“可育”。
总结3：
可遗传≠可育。三倍体无子西瓜、骡子、二倍体的单倍体等均表现为“不育”，但它们均属于可遗传变异。
②“最简便”与“最快速”
最简便着重于技术含量应为易操作，如杂交育种，虽然年限长，但农民自己可简单操作。但最快速则未必简便，如单倍体育种可明显缩短育种年限，但其技术含量却较高。
③“单倍体育种”与“花药离体培养”
单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理等过程；花药离体培养只是单倍体育种的一个操作步骤。
一.遗传与育种方案
①概念：基因工程又叫_________________或_______________，指按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，_________生物的遗传特性。
基因拼接技术
DNA 重组技术
定向改造
A.原理：__________
B.理论基础：
A.DNA是遗传物质的证明
B.DNA双螺旋结构和中心法则的确立
C.基因是遗传的结构和功能单位
基因重组
D.遗传密码的破译(一切生物几乎共用一套遗传密码)
（4）基因工程育种
一.遗传与育种方案
D.缺点：
打破了远缘亲本杂交不亲和的障碍
技术复杂
C.意义：
②基因工程的工具：
限制性核酸内切酶
A.基因的剪刀：___________________
B.基因的针线：__________________
DNA 连接酶
C.基因的载体：_____、_______和_____________
质粒
噬菌体
动植物病毒
基因工程
的基本工具
工具酶
载体
限制性核酸内切酶(限制酶)
DNA连接酶
一.遗传与育种方案
②基因工程的工具：
一.遗传与育种方案
提取目的基因
目的基因与运载体的结合
将目的基因导入受体细胞
目的基因的检测与鉴定
A
B
C
D
③基因工程的步骤：
一.遗传与育种方案
A.基因工程与作物育种：人们利用基因工程的方法，获得
了________、________、具有___________的农作物，培育
④基因工程的应用
高产
稳产
优良品质
出具有各种___________的作物新品种。
抗逆性
B.基因工程与药物研制：用基因工程的方法能够高效地生
产出各种高质量、低成本的药物。如：__________、_________、
______________。
胰岛素
干扰素
乙肝疫苗
一.遗传与育种方案
原理 一定 浓度的生长素可以促进果实的发育
优点 由于生长素所起的作用是促进果实的发育，并 不 导致植物的基因型的改变，所以该种变异类型是不遗传的
缺点 该种方法只适用于植物
方法过程 在 未受粉 的 雌 蕊柱头上涂上 涂抹一定浓度的生长素类似物溶液，子房就可以发育成无子果实。
举例 无子番茄的培育
说明 该种方法适用于植物
(5)植物激素育种
1.育种方案的书写
一.遗传与育种方案
例1.水稻中高杆(A)与矮杆(a),抗病(B)与染病(b)为两对相对性状，独立遗传。C为外源抗病基因。
（1）图中杂交水稻过程为：_____________
（2）图中单倍体育种过程为：_____________
（3）图中多倍体育种过程为：_____________
（4）图中诱变育种过程为：_____________
（5）图中基因工程过程为：_____________
①②
①③④
⑤
⑥
⑦
一.遗传与育种方案
（6）②过程的操作为：__________________
选种后连续自交选种
（7）③过程的操作为：__________________
花药离体培养
（8）④和⑤过程的操作为：______________，④过程处理的对象为_________，⑤过程处理的对象为________________________。
秋水仙素处理
幼苗
幼苗或萌发的种子
例1.水稻中高杆(A)与矮杆(a),抗病(B)与染病(b)为两对相对性状，独立遗传。C为外源抗病基因。
一.遗传与育种方案
（9）⑥过程的操作为：___________，需要处理大量的材料，才可能获得有利变异，这是因为__________。
射线处理
基因突变具有不定向性，而且往往是有害的。
（10）⑦过程需要用到______________________________工具。
限制酶、DNA链接酶和载体
例1.水稻中高杆(A)与矮杆(a),抗病(B)与染病(b)为两对相对性状，独立遗传。C为外源抗病基因。
一.遗传与育种方案
总结4：1.据不同育种目标选择不同育种方案：
育种目标 育种方案
集中双亲优良性状
对原品系实施 “定向”改造
让原品系产生新性状
使原品系营养器官 “增大”或“加强”
单倍体育种
杂交育种
基因工程及
植物细胞工程
诱变育种
多倍体育种
一.遗传与育种方案
2.关注“三最”定方向
(1)最简便——侧重于技术操作，杂交育种操作最简便。
(2)最 快——侧重于育种时间，单倍体育种所需时间明显缩短。
(3)最准确——侧重于目标精准度，基因工程技术可“定向”改变生物性状。
一.遗传与育种方案
例2.（2021·湖南卷）油菜是我国重要的油料作物,油菜株高适当的降低对抗倒伏及机械化收割均有重要意义。某研究小组利用纯种高秆甘蓝型油菜 ,通过诱变培育出一个纯种半矮秆突变体 。为了阐明半矮秆突变体 是由几对基因控制、显隐性等遗传机制,研究人员进行了相关试验,如图所示。
回答下列问题:
一.遗传与育种方案
（1） 根据 表现型及数据分析,油菜半矮秆突变体 的遗传机制是_________________________________________,杂交组合①的 产生各种类型的配子比例相等,自交时雌雄配子有_____种结合方式,且每种结合方式概率相等。 产生各种类型配子比例相等的细胞遗传学基础是_____________________________________________________________________________________________。
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减数分裂产生配子时,位于同源染色体上的等位基因分离,位于非同源染色体上的非等位基因自由组合
由两对位于非同源染色体上的隐性基因控制
一.遗传与育种方案
（2） 将杂交组合①的 所有高秆植株自交,分别统计单株自交后代的表现型及比例,分为三种类型,全为高秆的记为 Ⅰ,高秆与半矮秆比例和杂交组合①、②的 基本一致的记为 Ⅱ,高秆与半矮秆比例和杂交组合③的 基本一致的记为 Ⅲ。产生 Ⅰ、 Ⅱ、 Ⅲ的高秆植株数量比为________。产生 Ⅲ的高秆植株基因型为_______________（用 、 ; 、 ; 、 表示基因）。用产生 Ⅲ的高秆植株进行相互杂交试验,能否验证自由组合定律 _______。
、
不能
一.遗传与育种方案
2.遗传图解的书写
（1）左侧标注。一般在遗传图解的左侧作出标识,代表这一行表示的内容。如 、配子、 等,其中 、 也可用汉字表示,目的是明确世代关系和上下代之间的联系。
（2）需写清楚 、 、 等的表现型和基因型,他们产生配子的情况,以及最后一代（ 或 ）的相关比例。有时还需要在亲代基因型的旁侧标上父本、母本（或雌雄符号）。
（3）用箭头表示基因在上下代之间的传递关系,用相交线或棋盘格的形式表示形成子代的配子结合的情况。
一.遗传与育种方案
（4）根据需要在图解右侧或下侧配置简要说明,表示操作意图或原因。
因为遗传反映的是亲子代之间的联系,所以在推理时必须由亲本产生的配子得出子代的基因型,再由基因型确定其表现型;但作答时可以简化直接写出亲子代的基因型和表现型,可不必写出亲本产生的配子情况。
例如:
注:一般要凑齐三行。如果只写两代,则用配子补足。注意箭头、符号的使用以及相关文字说明。
一.遗传与育种方案
（1） 请用灰体纯合子雌果蝇和黄体雄果蝇为实验材料,设计杂交实验以获得黄体雌果蝇。（要求:用遗传图解表示杂交过程。）
[答案]
例3.（2021·全国乙卷）果蝇的灰体对黄体是显性性状,由 染色体上的一对等位基因（用 表示）控制;长翅对残翅是显性性状,由常染色体上的一对等位基因（用 表示）控制。回答下列问题:
一.遗传与育种方案
（2） 若用黄体残翅雌果蝇与灰体长翅雄果蝇 作为亲本杂交得到 , 相互交配得 ,则 中灰体长翅:灰体残翅:黄体长翅:黄体残翅=__________, 中灰体长翅雌蝇出现的概率为_______。
[解析] 已知长翅对残翅是显性性状,基因位于常染色体上,若用黄体残翅雌果蝇 与灰体长翅雄果蝇 作为亲本杂交得到 , 的基因型为 、 , 相互交配得 ,分析每对基因的遗传,可知 中长翅:残翅 ,灰体:黄体 ,故灰体长翅:灰体残翅:黄体长翅:黄体残翅 , 中灰体长翅雌蝇 出现的概率为 。
一.遗传与育种方案
练习1.（2021.2CYZC）农业生产中,单倍体植株的出现加快了育种进程,为遗传学研究提供了背景纯合的植物材料。
（1） 单倍体育种的常规做法是用_______________的方法得到单倍体,再经_________诱导,得到染色体数目加倍的纯合体。
花药离体培养
一.遗传与育种方案
秋水仙素
（2） 着丝点是细胞分裂过程中将_____________________________________分开到两极的关键元件, 蛋白是其中最重要的蛋白。研究人员发现, 基因突变体会导致早期胚胎死亡,通过基因编辑技术对此突变基因进行修饰改造后,得到的植株 不仅能挽救胚胎致死,而且将 与野生型杂交后,发现受精卵中来自 的染色体全部消失,发育为仅含有_____________________________________的单倍体,这种转基因植株 称为单倍体诱导系。
子染色体或姐妹染色单体或同源染色体
野生型植株（另一亲本）配子的染色体
[解析] 有丝分裂过程中,姐妹染色单体会分开到两极;减数第一次分裂过程中,同源染色体会分开到两极;减数第二次分裂过程中,姐妹染色单体会分开到两极,因此着丝点是细胞分裂过程中将子染色体或姐妹染色单体或同源染色体分开到两极的关键元件。将T与野生型杂交后,发现受精卵中来自T的染色体全部消失,则其染色体组成仅为野生型植株（另一亲本）配子的染色体。
一.遗传与育种方案
（3） 杂交育种工作的关键步骤是去雄,但人工去雄耗时费力,因此生产上需要培育雄性不育系。现有一个含多种优良性状的新品种 ,欲得到其雄性不育系,传统的方法如下图:用 与雄性不育系 （仅在细胞质中含有不育基因 ）杂交,然后再进行5~7代的回交,最终得到 的细胞质雄性不育系。请将下图中的基因或染色体补充完整。
一.遗传与育种方案
若采用（2）中的技术,可以利用 快速培育出品种 的细胞质雄性不育系。请简要写出育种思路。
________________________________________________________________________________________________________________________________________。
利用基因编辑技术改造 的 基因,得到 品系的单倍体诱导系;用 品系的单倍体诱导系作母本,与 杂交得到单倍体 ;将染色体加倍得到
一.遗传与育种方案
[解析] 与雄性不育系 （仅在细胞质中含有不育基因 ）杂交,子一代的核遗传物质为 ,细胞质遗传物质来自母本,即含有 。因最终需要得到 的细胞质雄性不育系,则子一代多次回交,需要筛选出核遗传物质为 、细胞质遗传物质为 的个体。如图:子一代 、多次回交后代 ;利用 快速培育出品种 的细胞质雄性不育系,可以采用单倍体育种的方法,即利用基因编辑技术改造 的 基因,得到 品系的单倍体诱导系;用 品系的单倍体诱导系作母本,与 杂交得到单倍体 ;将染色体加倍得到 。