内容正文:
价值引领
活动目标
(1)“禾下乘凉梦”是“杂交水稻之父”袁隆平对杂交水稻高产的一个理想追求。粮食安全和种质安全是社会热点,也是高考的重点。近几年高考试题多以水稻和小麦的培育为素材综合考查生物育种知识。
(2)通过了解我国海水稻研究的进展,认识到转基因技术在育种工作中的应用,提高民族自豪感和民族自信心,激发献身科技的热情与抱负。
(1)生物育种涉及遗传和变异的知识,通过生物育种相关问题的探究,培养知识迁移、发散思维和解答实际情境问题的能力。
(2)通过了解“两系法”杂交水稻和“三系法”杂交水稻的培育过程,掌握杂交育种的原理和过程,特别是了解雄性不育在杂交育种中的应用。
活动项目(一) 依托雄性不育与“两系法”杂交水稻,厘清遗传与育种的关系
情境素材 植物的雄性不育(花粉败育,但雌性器官仍然发育正常)一般分为核不育和质核互作不育两大类。
类型一:核不育
核不育是由细胞核内基因决定的雄性不育类型。根据核不育的原因又可分为基因控制的核不育和环境诱导的核不育两种。
环境诱导的核不育是指花粉是否可育由细胞核基因在特定环境下的表达产物控制。同一植株,在一定条件下花粉可育,在另一特定条件下花粉不育。
“两系法”杂交水稻是最为典型的实例,其育种过程如图1所示。
类型二:质核互作的雄性不育
这种类型的雄性不育受到细胞质不育基因和对应的细胞核基因的共同控制,当细胞质不育基因SA存在时,核内必须有相对应的隐性不育基因aa,即个体基因型为SA(aa)时才表现为雄性不育。根据控制雄性不育质核基因的对数可以分为主基因不育和多基因不育两种。
主基因不育是指一对或两对核基因与对应的不育细胞质基因决定的不育性,在这种情况下,显性的核基因能使对应细胞质的不育基因恢复正常。假定某水稻品种为主基因不育型,其花粉是否可育受细胞质基因S、N和细胞核基因A、B共同控制,植株中出现SA(aa)或SB(bb)均表现为雄性不育,其余的都可育。如图2杂交实验。
[问题探究]
1.类型一中的基因控制的核不育,即花粉是否可育由细胞核基因的显隐性控制,与细胞质基因没有关系。假定某植物开单性花,其雄性不育由基因R控制,取一杂合雄性不育植株与另一可育植株杂交得到F1,将F1进行自由交配,预测F2雄性不育植株与雄性可育植株的比例为__________。
提示:1∶3
2.根据图1回答下列有关问题:
(1)假定有温敏雄性不育植株M、N,且M的雄性不育起始温度低于N的,在制备杂交种子时,考虑到温度的日间波动,最好选用植株_______(填字母编号)来制种。
(2)图1中,杂合子F1表现出优于双亲的生长状况,也叫杂种优势,但我们一般不继续将F1自交留种,原因是___________________________________________________________
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(3)在长日照下,小麦光敏雄性不育系仍有超5%的自交结实率,为制种带来了一定困难。现有纯合的光颖和毛颖小麦若干,毛颖(P)对光颖(p)为显性,请利用小麦颖的相对性状设计一代杂交实验解决上述问题:______________________________________________________
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提示:(1)M (2)F1留种自交的后代会出现性状分离,且杂种优势效应会减弱 (3)选用光颖(pp)温敏雄性不育小麦作母本,与纯合毛颖(PP)雄性可育系小麦杂交,并在子代小麦结穗后剔除少数光颖个体
3.根据图2回答下列有关问题:
(1)预测F2中雄性可育与雄性不育的比例为__________。若将亲本恢复系的基因型换成SASB(AABB),F2的表型_________(填“会”或“不会”)发生改变,原因是_____________
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(2)预测正交SANB(AAbb)♀×NASB(AAbb)♂和反交NASB(AAbb)♀×S