必修2第6章 变异在育种上的应用-备战2022年高考生物一轮复习知识清单

变异在育种上的应用 1.单倍体育种 (1)原理：染色体(数目)变异。 (2)过程：如右图所示。 (3)优点：明显缩短育种年限，所得个体均为纯合子。 (4)缺点：技术复杂。 2.多倍体育种 (1)原理：染色体(数目)变异。 (2)过程：如右图所示。 (3)方法：用秋水仙素或低温处理。 (4)处理材料：萌发的种子或幼苗。 (5)实例：三倍体无子西瓜。 ①两次传粉的目的：第一次传粉：杂交获得三倍体种子。 第二次传粉：刺激子房发育成果实。 ②三倍体无子的原因：染色体组数为奇数，减数分裂过程中染色体联会紊乱，难以产生可育配子。 ③处理幼苗后，分生组织分裂产生的茎、叶、花染色体数目加倍，而未经处理部分(如根部细胞)的染色体数不变。 注意：单倍体育种与多倍体育种的操作对象不同，两种育种方式都出现了染色体加倍情况。单倍体育种的操作对象是单倍体幼苗，通过植物组织培养，得到的植株是纯合子；多倍体育种的操作对象是正常萌发的种子或幼苗。 3.杂交育种：将两个或多个品种的优良性状通过交配集中一起，再经过选择和培育，获得 新品种的方法。 (1)原理：基因重组。 (2)过程： ①培育杂合子品种：选取符合要求的纯种双亲杂交(♀×♂) → F1(即为所需品种)。 ②培育隐性纯合子品种：选取符合要求的双亲杂交(♀×♂)→F1――→F2→选出表现型符合要求 的个体种植并推广。 ③培育显性纯合子品种： a.植物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得 F1 → F1 自交 → 获得 F2 → 鉴别、选择需要的类型，连续自交至不发生性状分离为止。 b.动物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得 F1 → F1 雌雄个体交配 → 获得 F2 → 鉴别、选择需要的类型与隐性类型测交，选择后代不发生性状分离的 F2 个体。 (3)优点：操作简便，目的性强；可以把多个品种的优良性状集中在一起(“集优”)。 (4)缺点：获得新品种的周期长，过程繁琐；只能利用已有的基因重组，不能创造新的基因。 (5)应用：农业生产上，用杂交育种改良农作物品质；畜牧业上，用杂交育种改良家禽、家畜。 4.诱变育种：利用物理因素(X 射线、γ射线、紫外线、激光等)或化学因素(亚硝酸、硫酸二乙酯等)来处理生物， 使生物发生基因突变，从而获得新品种的方法。 （1）原理：基因突变。 （2）物理过程：(分裂旺盛)材料 → 变异 → 选择优良变异。 （3）化学优点：提高突变率，在较短时间内获得较多优良变异，加快育种进程；大幅度改良某些性状。 (4)缺点：变异不定性的，方向难以掌握，盲目性大；有利变异少，需处理大量材料，工作量大。 (5)应用：农作物育种：“黑龙五号”大豆；微生物育种：青霉素高产菌株。 5.基因工程育种 (1)概念：基因工程，又叫基因拼接技术或 DNA 重组技术。通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因(目的基因)提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞(受体细胞)里，定向地改变生物的遗传性状。 (2)原理：基因重组。基因工程是在 DNA 分子水平上进行的设计施工。 (3)理论基础：遗传密码的通用性，即生物界共用一套遗传密码；生物的 DNA 分子结构及碱基互补配对原则相同。 (4)优点：打破有性生殖远缘杂交不亲和的生殖障碍，能迅速的培育出前所未有的新品种。 （5）操作工具(详见教材 P102～103) ①基因的“剪刀”：限制酶(限制性核酸内切酶)，化学本质为蛋白质，作用于磷酸二酯键，使其断裂。一种限制酶只能 识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的位点上切割 DNA 分子(专一性)。例如，大肠杆菌中的一种叫做 EcoR Ⅰ的限制酶，能够专一识别 GAATTC 的序列，并在 G 和 A 之间将这段序列切开。 ②基因的“针线”：DNA 连接酶，化学本质为蛋白质，作用于磷酸二酯键，使其形成。 ③基因的运载体：常用的运载体有质粒、噬菌体、动植物病毒等，化学本质为 DNA。质粒存在于许多细菌以及酵母菌等生物的细胞中，是拟核或细胞核外能够自主复制的很小的环状 DNA 分子。 （6）操作步骤：提取目的基因、目的基因与运载体结合、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。 (7)应用：作物育种(如抗虫棉)；药物研制(如胰岛素)；环境保护(如转基因细菌降解有毒有害的化学物质)。 (8)转基因生物和转基因食品的安全性：两面性。 6.单倍体育种与杂交育种、单倍体育种和多倍体育种的关系辨析 7.依据育种目标，巧选育种方法：如右图所示 8.根据提供的材料选择合适的育种方法 (1)有些植物如小麦、水稻等，杂交实验较难操作，则在选育显性纯合子时最简便的方法是自交。 (2)实验植物若为营养繁殖类，如土豆、地瓜等，则只要出现所需性状即可，不需要培育出纯种。