2023届高三生物二轮复习课件作物育种杂交水稻专题复习

请在此输入您的文本。 作物育种 —杂交水稻 水稻的花 一、背景简介 水稻属自花授粉植物,雌雄蕊着生在同一朵颖花里,由于颖花很小,而且每朵花只结一粒种子,因此很难用人工去雄杂交的方法来生产大量的第一代杂变种子,所以长期以来水稻的杂种优势未能得到应用。 杂种优势 是指两个性状不同的亲本杂交产生的杂种F1代,在生长势、生活力、抗逆性、繁殖力、适应性以及产量、品质等性状方面明显优于双亲的现象。 【概念界定】 雄性不育系(male—sterile line):是指通过人工选育,在雌器官发育正常的两性花或雌雄同株植物中获得遗传性稳定的雄性不育系统 利用雄性不育系配制杂交种是简化制种的有效手段,可以降低杂交种子生产成本,提高杂种质量,扩大杂种优势的利用范围,是杂种优势利用最优化的制种途径。 雄性不育按基因型主要有三类: 细胞核雄性不育,简称核不育,雄性不育受细胞核基因控制。可分为显性核不育、隐性核不育及基因互作核不育。十分普遍,其中隐性核不育占88%,显性核不育仅占10%。 细胞质雄性不育,简称质不育,雄性不育的性状完全受细胞质控制,遵循母性遗传规。 核质互作雄性不育,雄性不育的性状受细胞核基因和细胞质基因共同控制,该型不育系可实现“三系配套”即“三系杂交水稻”。 第1代以细胞质雄性不育系为遗传工具的三系法杂交水稻 1. 水稻雌雄同株,自然状态下自花受粉,实验室培育杂种优势水稻的关键是找到雄性不育系。经研究发现:水稻的雄蕊是否可育由细胞核和细胞质基因共同决定。其中细胞核中的不育基因用r表示,可育基因用R表示,且R对r显性;细胞质中的不育基因用S表示,可育基因用N表示。以下是有关杂交水稻的研究,请回答问题。 (2)细胞质与细胞核可组成_种基因型的细胞。R能够抑制S的表达,即基因型为S(RR)的水稻表现为_;当细胞质基因为N时,无论细胞核中含有可育基因还是不育基因,植株都表现为雄性可育,所以雄性不育系的基因型为_。 第 1 代以细胞质雄性不育系为遗传工具的三系法杂交水稻 (1)水稻是雌雄同株两性花的植物,杂交实验中,为了防止母本_须进行人工去雄。水稻的花非常小,人工操作难以实现。后来,科学家在自然界发现了雄性不育(雄蕊不能产生可育花粉)的水稻植株,其在杂交时只能做_,这就免除了人工去雄的工作,因此作为重要工具用于水稻杂交育种。 自花传粉(自交) 母本 可育 S(rr) 6 7 (3)现有与育性有关细胞核基因纯合的四个品系水稻:N(R R)、S(R R)、N(r r)和S(r r)。① 上述四个品系的水稻,也携带着某些其他利于增产的优良性状基因,通过杂交可进一步获得具有杂种优势的种子。请你选出相应的亲本,以遗传图解的形式,提出获得杂交种子用于大田生产的最佳方案。 配子 ( R ) S( r ) 配子 ( r ) S( r ) ②由于雄性不育系不能通过自交的方式得以保持(延续),用于之后的杂交育种,请你选出相应的亲本,以遗传图解的形式,提供保持不育系以用于育种的解决方案。 第 2 代以光温敏雄性不育系为遗传工具的两系法杂交水稻 在制种过程中,利用不育水稻可以省略去雄操作,极大地简化了制种程序。 ①研究者培育出光温敏型雄性不育系突变体S与普通水稻杂交,获得的F1表现为可育,F2中可育与不育的植株数量比约为3∶1,说明水稻的育性由 等位基因控制,不育性状为 性状。 1对 隐性 温度日照时长 短日低温 短日高温 长日低温 长日高温 可育率 41.9 30.2 5.1 0 图1 不同光温条件下突变体S的pms3基因表达量差异 该基因的表达量指的是 的合成量。根据实验结果可知,pms3基因的表达量和花粉育性关系是 。 突变体S的育性是可以转换的,在 条件下不育,在 条件下育性最高,这说明 。 结合以上材料,请设计培育水稻杂交种并保存突变体S的简要流程: RNA 花粉育性变化与pms3基因的表达量呈现正相关 长日高温 短日低温 性状是基因与环境共同作用的结果 在长日高温条件下,以突变体S为母本,与普通水稻杂交,收获S植株上所结的种子即为生产中所用的杂交种。 在短日低温条件下,使突变体S自交,收获种子,以备来年使用。 13 思维导图构建 构建基因与性状关系的思维网络图 关键词: 基因 性状 酶 蛋白质结构 环境 细胞核与细胞质基因 思维导图构建 基因与环境相互作用 基因通过控制酶的合成来控制代谢 基因通过控制蛋白质的结构直接控制 基因表达与否、表达水平高低受调控 等位基因:完全显性、不完全显性、共显性 非等位基因:互补基因、核质基因 基因的多效性:一个性状对多个基因、 基因与性状的关系 基因与基因相互作用 基因与基因表达产物相互作用 第 3 代以基因工程雄性不育系为遗传工具的杂交水稻 水稻的育性由一对等位基因M 、m控制,基因型为MM和Mm的个体可产生正常的雌