题目内容

20.下面①~⑤列举了五种育种方法:
①甲品种×乙品种→F1→自交→F2→人工选择→自交→F3→人工选择→自交…→性状稳定遗传的新品种.
②甲品种×乙品种→F1→F1花药离体培养→若干幼苗→秋水仙素处理芽尖→若干植株→人工选择→新品种.
③正常的幼苗→秋水仙素处理→人工选择→新品种.
④人造卫星搭载种子→返回地面种植→发生多种变异→人工选择→新品种.
⑤获取甲种生物的某基因→通过某种载体将该基因携带入乙种生物→新生物个体.
(1)假设A、b代表玉米的优良基因,这两种基因是自由组合的.现有AABB、aabb两个品种,为培育出优良新品种AAbb,可以采用第①种方法,第①种方法的原理是基因重组,该方法属常规育种,一般从F2代开始选种,这是因为F2开始出现性状分离.若F2总数为1552株,则其中基因型为AAbb的理论上有97株.基因型为Aabb的类型经过自交,在子代符合生产要求的性状中AAbb占$\frac{1}{3}$.
(2)在第②种方法中,我们若只考虑F1分别位于n对同源染色体上的n对等位基因,则利用其花药离体培育成的幼苗应有2n种类型(理论数据).与第①种方法相比,第②种方法突出的优点是明显缩短育种年限.
(3)第③种育种方法中使用秋水仙素的作用是促使染色体加倍,其机理是秋水仙素抑制纺锤体的形成.
(4)第④种方法中发生的变异一般是基因突变,卫星搭载的种子应当选用萌发的(而非休眠的)种子,试阐述原因萌发的种子有旺盛的细胞分裂能力,DNA复制过程中可能由于外界因素的干扰而发生基因突变.
(5)第⑤种方法培育的新生物个体可以表达出甲种生物的遗传信息,该表达过程包括遗传信息的转录和翻译,该方法必须用到的工具酶是限制性核酸内切酶和DNA连接酶.与第①种方法相比,该方法育种的优势是打破物种界限.

分析 根据题意和图示分析可知:①是杂交育种,②是单倍体育种,③是多倍体育种,④是诱变育种,⑤是基因工程育种.
五种育种方法比较:

杂交育种诱变育种单倍体育种多倍体育种
方法(1)杂交→自交→选优(2)杂交辐射诱变、激光诱变、化学药剂处理花药离体培养、秋水仙素诱导加倍 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
原理基因重组基因突变 染色体变异(染色体组先成倍减少,再加倍,得到纯种)染色体变异(染色体组成倍增加)
优
点
不同个体的优良性状可集中于同一个体上 提高变异频率,出现新性状,大幅度改良某些性状,加速育种进程明显缩短育种年限营养器官增大、提高产量与营养成分
缺
点
时间长,需要及时发现优良性状有利变异少,需要处理大量实验材料,具有不确定性技术复杂,成本高技术复杂,且需要与杂交育种配合;在动物中难以实现

解答 解:(1)现有AABB、aabb两个品种,为培育出优良新品种AAbb,可以采用第①种杂交育种的方法,其原理是基因重组.该方法属常规育种,由于F2开始出现性状分离,所以一般从F2代开始选种.若F2总数为1552株,则其中基因型为AAbb的理论上有1552×$\frac{1}{16}$=97株.基因型为Aabb的类型经过自交,在子代符合生产要求的性状(AAbb、Aabb)中AAbb占$\frac{1}{3}$.
(2)在第②种单倍体育种方法中,我们若只考虑F1分别位于n对同源染色体上的n对等位基因,由于1对等位基因能产生2种配子,所以利用其花药离体培育成的幼苗应有2n种类型.与方法①相比,由于获得的个体都是纯合体,所以其突出优点是明显缩短育种年限.
(3)秋水仙素的作用是抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成,使染色体数目加倍.
(4)第④种方法是诱变育种,在太空中发生的变异一般是基因突变.由于萌发的种子有旺盛的细胞分裂能力,DNA复制过程中可能由于外界因素的干扰而发生基因突变,所以卫星搭载的种子应当选用萌发的而非休眠的种子.
(5)第⑤种方法是基因工程育种.培育的新生物个体可以表达出甲种生物的遗传信息,该表达过程包括遗传信息的转录和翻译,该方法必须用到的工具酶是限制性核酸内切酶和DNA连接酶.与第①种方法杂交育种相比,该方法育种的优势是能克服远缘亲本杂交不亲和的障碍,从而打破物种之间的界限.
故答案为:
(1)基因重组   F2开始出现性状分离    97    $\frac{1}{3}$
(2)2n   明显缩短育种年限
(3)秋水仙素抑制纺锤体的形成
(4)基因突变   萌发的种子有旺盛的细胞分裂能力,DNA复制过程中可能由于外界因素的干扰而发生基因突变
(5)转录和翻译   限制性核酸内切酶和DNA连接酶    打破物种界限

点评 本题考查生物变异及其应用,要求考生识记生物变异的类型,掌握生物变异在育种工作中的应用;识记几种常见育种方法的原理、方法及优缺点等知识,能结合所学的知识准确答题.

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