利用产量功能基因标记分析三系杂交水稻亲本的遗传多样性_张涛
中国农业科学 2014,47(1):11-23
Scientia Agricultura Sinica doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2014.01.002
利用产量功能基因标记分析三系杂交水稻亲本的遗传多样性
张 涛1,3，杨 蛟2，蒋开锋1,3，曹应江1，杨 莉1,3，杨乾华1，万先齐1，
游书梅1，罗 婧1，高 磊1，李昭祥1，郑家奎1,2,3
（1四川省农业科学院水稻高粱研究所/农业部西南水稻生物学与遗传育种重点实验室，四川德阳618000；2重庆大学生物工程学院，重庆400044；
3国家水稻改良中心四川泸州分中心，四川泸州646100）
摘要：【目的】利用功能基因标记分析三系杂交稻亲本的遗传多样性。【方法】利用44个根据文献共同报道的QTL位点或者已经被精细定位或已克隆的与水稻产量性状基因紧密连锁的功能基因标记，以及29个覆盖水稻
12条染色体的在三系杂交水稻亲本间多态性高、带型清晰、重复性好的SSR标记分析76个三系杂交水稻亲本
的遗传多样性。按POPGEN32分析软件要求将PCR扩增产物的凝胶电泳结果数字化，将数字化的矩阵数据转换为
基因型数据，在POPGEN32软件下计算等位基因数（Na）、有效等位基因数（Ne）、多态性位点百分率（P）、Nei’s
遗传多样性指数（He），用于评价所有亲本材料的基因多样性；计算遗传分化系数（Fst）、Nei遗传距离（D），
进行遗传结构和遗传关系检测。利用NTSYS-pc2.10e软件计算品种间遗传相似系数（GS），并根据GS按非加权
组平均法（UPGMA）进行聚类分析，绘制品种间遗传聚类树状图。【结果】44个功能基因标记中有37个标记具
有多态性，多态性位点百分率（P）84.09%，共检测到86个等位基因位点，平均每个位点2.32个，变化范围
2—4个；其中有效等位基因（Ne）62.95个，占73.2%，Nei’s遗传多样性指数（He）变幅为0.049—0.831，
平均值0.585。76份材料间的遗传相似系数（GS）变幅为0.323—0.973，平均值0.650。聚类分析表明在遗传
相似系数0.618处分为保持系和恢复系两类。保持系和恢复系间的遗传分化系数（Fst）为0.151，属高度遗传
分化，Nei遗传距离（GD）0.185，类群内遗传距离相对较小，类群间遗传距离相对较大。29个SSR标记共检测
到72个等位基因位点，平均每个位点2.48个，变化范围2—4个；聚类分析表明未能将保持系和恢复系分为两
类，部分保持系聚类在了恢复系群，部分恢复系聚类在了保持系群。【结论】相对于普通分子标记，功能基因标
记具有较高的DNA多态性检测效率，用于类群划分和种质资源的多样性分析等方面更具准确性和可靠性；三系
杂交稻亲本在44个产量功能基因位点的亲缘关系较近，遗传基础狭窄，同源性较高。但保持系群和恢复群系间
在这些功能基因位点的遗传差异较大，遗传分化程度较高，杂交水稻骨干亲本在产量性状上仍具有较高的杂种
优势利用空间。
关键词：水稻；功能基因；聚类分析；遗传多样性
Genetic Diversity of the Main Chinese Three-Line Hybrid Rice
Parents Based on Functional Genetic
Markers Related to Yield
ZHANG Tao1,3, YANG Jiao2, JIANG Kai-feng1,3, CAO Ying-jiang1, YANG Li1,3, YANG Qian-hua1,
WAN Xian-qi1, YOU Shu-mei1, LUO Jing1, GAO Lei1, LI Zhao-xiang1, ZHENG Jia-kui1,2,3
(1Rice and Sorghum Research Institute, Sichuan Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Southwest Rice Biology and
Genetic Breeding, Ministry of Agriculture, Deyang 618000, Sichuan; 2Bioengineering College, Chongqing University, Chongqing
400044; 3Luzhou Branch of National Rice Improvement Center, Luzhou 646100, Sichuan)
收稿日期：2013-06-17；接受日期：2013-09-27
基金项目：国家“863”计划（2011AAl0A101）、农业部超级稻专项（2011-1017）、四川省财政基因工程项目（JYGC2011-022）、四川“十二五”水稻育种攻关计划项目（YZGG2011-1）
联系方式：张涛，E-mail：yszht@https://www.sodocs.net/doc/e511389287.html,。杨蛟，E-mail：cqubioyj@https://www.sodocs.net/doc/e511389287.html,。张涛和杨蛟为同等贡献作者。通信作者郑家奎，E-mail：zhen6102@https://www.sodocs.net/doc/e511389287.html,
12 中国农业科学47卷
Abstract: 【Objective】The objective of this study is to analyze the genetic diversity of the three-line hybrid rice parents based on functional genetic markers. 【Method】Genetic diversity of 76 three-line hybrid rice parents was analyzed by 44 functional gene markers involved in QTL loci, or fine mapping, or been cloned which linked closely to rice yield trait, and these genes have been considerably reported by literature. At the same time, the genetic diversity of the above materials mentioned was also studied by 29 SSR markers with higher polymorphism, clear band pattern, reproducible, and covered in 12 chromosomes of three-line hybrid rice parents. According to claim of POPGEN32 analysis software, the PCR gel electrophoresis product data matrix was transformed into the genotype data, and the alleles (Na), effective number of alleles (Ne), percentage of polymorphic loci (P), and Nei’s genetic diversity index (He) were calculated. This study further evaluated the genetic diversity of all parents according to the deduced information of POPGEN32 analysis software. Besides, this study also calculated the genetic differentiation coefficient (Fst), Nei’s genetic distance (D), and further checked out the genetic structure and genetic relationship. NTSYS-pc2.10e software was used to calculate the genetic similarity coefficient (GS), and cluster analysis was made according to GS group and using the non-weighted average method (UPGMA), and the genetic dendrogram was mapped. 【Result】Of which 37 functional gene markers showed polymorphism and 86 total alleles loci were detected; the percentage of polymorphic loci (p) was 84.09%. While the number of effective alleles(ne) was 62.95, which accounted for 73.2%, Nei’s genetic diversity index(he) ranged from 0.049 to 0.831, and 0.650 in avarage. The genetic similarity (GS) of 76 varieties ranged from 0.323 to 0.973, and 0.650 in average. UPGMA cluster analysis showed that 76 accessions could be classified into two distinct classes of maintainer lines and restoring lines, at similarity coefficient of 0.618. The coefficient of genetic differentiation(gst) was 0.151, belonging to high variation level, and the Nei’s genetic distance (GD) was 0.185. The genetic distance within the groups was relatively small, relatively large among the taxa. A total of 72 alleles loci were detected by 29 SSR markers. UPGMA cluster analysis showed that the 76 accessions cannot be classified into two distinct classes of maintainer lines and restoring lines. Part maintainer lines clustered in a group of restoring lines, some restoring lines clustered in the maintainer line group. 【Conclusion】 The studies suggested that the functional gene markers had a high DNA polymorphisms detection efficiency, and can be used as a useful tool for their accuracy and reliability of measuring genetic diversity. The backbone parents in research showed nearer genetic relationship, higher homology sort of genetic basis. However, there still showed higher genetic differentiation between maintainer line and restoring line, suggesting that there was a higher space of using heterosis breeding in the yield of rice parents.
Key words: rice; functional gene; cluster analysis; genetic diversity
0 引言
【研究意义】中国拥有丰富的水稻种质资源，水稻高产育种一直以来都是育种工作者的重要目标之一，由于杂交水稻技术的创制与应用，取得重大成就。近年来中国水稻产量一直徘徊不前，重大突破越来越困难。众所周知，杂交水稻亲本合理选配，是构建强优势组合并有效利用杂种优势的关键。但现有籼型三系杂交水稻骨干亲本遗传背景来源狭窄，亲本间亲缘关系趋近，生物多样性逐渐丧失，是水稻育种生产进程缓慢、阻碍水稻进一步高产的主要原因之一[1]。随着杂交水稻的发展和高度驯化，原先存在于野生稻中的有利基因也越来越多地沉默或者丢失。因此，充分了解现有骨干亲本材料的遗传变异性，挖掘利用水稻遗传多样性信息，对指导育种亲本创制和选择，品种间的合理布局，提高育种的可预见性以及扩大水稻种质遗传多样性等方面都有重要作用。【前人研究进展】遗传多样性是描述一个群体内所有个体间或者种内不同群体间的遗传变异总和，遗传变异在一定程度上已被证明是作物产生杂种优势的遗传基础。遗传多样性研究在多种作物中均有研究报道[2]，表现出良好的适用性，为各种作物的育种应用提供了重要的参考依据。DNA分子标记技术是近年来发展起来且被普遍应用的遗传多样性研究手段，其中，SSR分子标记以其更具稳定性、一致性和特异性等优势，目前被广泛应用于遗传多样性的研究，被认为准确有效的遗传多样性研究方法[3-4]。赵庆勇等[5]、肖小余等[6]、贺浩华等[7]、彭锁堂等[8]在遗传多样性研究方面认为中国杂交稻亲本的遗传基础相对匮乏，表现为相似系数较大，亲缘关系较近的态势。而遗传差异表现较大的资源则较多受到其遗传背景的影响，难以在生产中广泛利用，研究结果在用于水稻杂种优势利用指导上有一定的局限性，可能因为在水稻种质遗传多样性研究中，较多学者选用覆盖水稻全基因组的分子标记用于亲本遗传差异分析，表现为亲本间所有位点上的遗传差异。实际上，张涛等[9]和廖伏明等[10]研究认为亲本实际遗传差异涉及多个位点及多个性状等方面，并非个别性状或位点存在差异就产生杂种优势，同时Lan等[11]研究认
1期张涛等：利用产量功能基因标记分析三系杂交水稻亲本的遗传多样性 13
为水稻杂种优势也可能因为基因的显性、加性等遗传效应而体现出来。单纯的DNA水平的差异检测并不一定与杂种优势有关联，育种生产中较多的是针对某一具体性状特别是产量相关性状的开发，因而全基因组标记多样性不一定能完全体现所利用性状的优势。【本研究切入点】利用与产量等功能基因连锁的分子标记来分析杂交水稻乃至作物种质资源的遗传多样性的研究较少，分析作物种质资源在相关功能基因位点的遗传差异也较少。【拟解决的关键问题】本研究选用部分三系杂交稻亲本为材料，选取与产量性状相关的功能基因标记，同时选取29个覆盖12条染色体的SSR标记，进行遗传多样性分析。以期评价功能基因标记在遗传多样性分析中的作用，探讨各亲本在功能基因位点间的亲缘关系、遗传差异和遗传分化情况，旨在揭示三系杂交稻亲本在产量功能基因位点上驯化的差异和遗传多样性情况，为指导杂交水稻育种中亲本的遗传多样性改良、新种质的创制等方面提供参考依据。
1 材料与方法
1.1 材料
供试材料为来自四川和其它省份的76份籼型三系杂交水稻亲本（表1），其中，保持系28份，恢复系45份，测序品种93-11，多数恢复系亲本遗传背景来源的国际水稻所材料IR24和泰引1号。
1.2 DNA提取及分子标记选择
采用SDS法提取材料的DNA。
根据（表2）报道的QTL位点或者已经被精细定位或已克隆的与产量性状基因紧密连锁的标记作为功能基因标记。选择分布于12条染色体的29个在三系杂交水稻亲本间多态性高、带型清晰、重复性好（农业部西南水稻生物学与遗传育种重点实验室、四川省农业科学院水稻高粱研究所不育系研究团队从200多个分布于12条染色体的SSR标记对试验材料进行多态性分析筛选出的）的SSR标记。以上引物序列在https://www.sodocs.net/doc/e511389287.html,查询并由上海英俊生物技术有限公司合成。
1.3 PCR扩增、多态性检测及数据准确性统计
PCR扩增体系25 μL，包括10 mmol·L-1 Tris-HCl、50 mmol·L-1 KCl、1.5 mmol·L-1 MgCl2、50—100 ng DNA、200 μmol·L-1 dNTP、0.1 μmol·L-1引物和0.04 U·μL-1 Taq聚合酶。扩增程序为94℃ 9 min；94℃ 45 s，54℃（或根据引物Tm值确定）50 s，72℃ 50 s，35次循环；72℃ 10 min。PCR产物经3%琼脂糖凝胶电泳，EB染色并紫外成像。为保证电泳带型统计的准确性，每个分子标记均进行2次PCR扩增，每次扩增的PCR产物进行2次凝胶电泳。分别对4次电泳带型统计，最后比对校正。
1.4 数据处理与多样性评价
每个标记进行一个位点检测，每一条多态性条带视为一个等位基因，人工读带建立0—1矩阵，缺失记为9，并按POPGEN32[12]分析软件要求将矩阵数据转换为基因型数据，在POPGEN32软件下计算等位基因数（Na）、有效等位基因数（Ne）、多态性位点百分率（P）、Nei’s遗传多样性指数（He），用于评价所有亲本材料的基因多样性；计算遗传分化系数（Fst）、Nei 遗传距离（D），进行保持系和恢复系遗传结构和遗传关系检测。在NTSYS-pc2.10e下计算品种间遗传相似系数（GS），并根据GS按非加权组平均法（UPGMA）进行聚类分析，绘制品种间遗传聚类树状图。
有效等位基因数（Ne）是Kimura等[13]提出的衡量分子标记有效多态性的指标，其值与等位基因观察值越接近则说明所用标记越准确；多态性位点百分率（P）是所有多态性位点占总位点的百分率，表现所用标记的有效性；Nei’s遗传多样性指数（He）：He=1-∑p2ij，其中p ij表示第i个位点上，第j个等位基因的频率；遗传分化系数（Fst）是基于Hardy-Weinberg 自由组合定律用于度量种群间遗传分化程度的指标，反映据群体等位基因的丰富度和均匀度，表示在总的遗传变异中种群间变异所占的比例，Wright[14]认为群体间Fst值在0—0.05表示群体间不存在分化；Fst值在0.05—0.15则为中度分化；Fst值在0.15—0.25则为高度分化，大于0.25则分化度极大；遗传相似系数（GS）：GS= 2N/(N i+N j)，式中N i和N j为第i品种和第j品种各自带型数，N为i和j品种共有带型。
2 结果
2.1 分子标记多态性检测
44个产量功能基因标记对76份材料进行PCR扩增检测，共有37个标记具有多态性，多态性位点百分率为84.09%，共检测到86个等位基因位点，平均每个位点2.32个，变化范围2—4个。其中，有效等位基因数为62.95个，占总数的73.2%。7个SSR标记在76份材料间无多态性，分别是RM550[15]、RM431[16]、RM249[17]、RM161[18]、RM120、RM118和RM225[19]。保持系和恢复系在37个标记中多态性
14 中国农业科学47卷
位点百分率分别为91.89%和94.59%，其中，保持系中3个位点（RM167、RM85和RM342a）无多态性，恢复系中有2个位点（RM5和RM23）无多态性。37个SSR标记Nei’s遗传多样性指数（He）为0.049 （RM342a）—0.831（RM302），平均值0.585（表2）。
29个SSR标记对76份材料进行PCR分析，共检测到72个等位基因位点，平均每个位点2.48个，变化范围2—4个（表3）。
表1 供试材料
Table 1 Study materials and sources
序号 No. 材料名称 Materials 来源Origin
1 内香2B Neixiang2B 内江杂交稻科技开发中心Neijiang Hybrid Rice Technology Development Center
2 冈46B Gang46B 四川农业大学水稻研究所Rice Research Institute of Sichuan Agriculture University (RRI ofSAU)
3 D62B 四川农业大学水稻研究所Rice Research Institute of Sichuan Agriculture University (RRI ofSAU)
4 川谷B ChuanguB 四川农业大学水稻研究所Rice Research Institute of Sichuan Agriculture University (RRI ofSAU)
5 K22B 四川省农业科学院水稻高粱研究所Rice and Sorghum Research Institute, Sichuan Academy of Agricultural Sciences
6 泸香618B Luxiang618B 四川省农业科学院水稻高粱研究所Rice and Sorghum Research Institute, Sichuan Academy of Agricultural Sciences
7 K17B 四川省农业科学院水稻高粱研究所Rice and Sorghum Research Institute, Sichuan Academy of Agricultural Sciences
8 泸98B Lu98B 四川省农业科学院水稻高粱研究所Rice and Sorghum Research Institute, Sichuan Academy of Agricultural Sciences
9 05DF1B 四川农业科学院水稻高粱研究所Rice and Sorghum Research Institute, Sichuan Academy of Agricultural Sciences
10 K18B 四川省农业科学院水稻高粱研究所Rice and Sorghum Research Institute, Sichuan Academy of Agricultural Sciences
11 泸香90B Luxiang90B 四川省农业科学院水稻高粱研究所Rice and Sorghum Research Institute, Sichuan Academy of Agricultural Sciences
12 泸香078B Luxiang078B 四川省农业科学院水稻高粱研究所Rice and Sorghum Research Institute, Sichuan Academy of Agricultural Sciences
13 绵5B Mian5B 四川省绵阳市农业科学院Mianyang Academy of Agriculture Science, Sichuan
14 德香074B Dexiang74B 四川省农业科学院水稻高粱研究所Rice and Sorghum Research Institute Sichuan Academy of Agricultural Sciences
15 803B 西南科技大学水稻研究所The Rice Research Institute of Southwest University of Science and Technology
16 岳4B Yue4B 湖南省岳阳市农业科学研究所Yueyang Institute of Agriculture Science, Hunan
17 蓉18B Rong18B 成都市农林科学院作物研究所The Crop Research Institute of Chengdu Academy of Agriculture and Forestry Science
18 K青B KQingB 四川省农业科学院水稻高粱研究所Rice and Sorghum Research Institute, Sichuan Academy of Agricultural Sciences
19 辐75B Fu75B 四川省原子核研究院Sichuan Academy of Atomic Energy
20 中9B Zhong9B 中国水稻所China National Rice Research Institute
21 福伊B FuyiB 福建省农业科学院水稻研究所Rice Research Institute of Fujian Academy of Agricultural Sciences
22 珍汕97B Zhenshan97B 湖南-国家杂交水稻工程技术中心Hunan Hybrid Rice Research Center
23 广抗13B Guangkang13B 三明市农业科学院Sanming Academy of Agriculture Science
24 辐74B Fu74B 四川省原子核研究院Sichuan Academy of Atomic Energy
25 金23B Jin23B 湖南-国家杂交水稻工程技术中心Hunan Hybrid Rice Research Center
26窄叶青8号 Zhaiyeqing8 广东省农业科学院水稻研究所Rice Research Institute, Guangdong Academy of Agricultural Sciences
27Ⅱ-32B 湖南省农业科学院水稻研究所Rice Research Institute, Hunan Academy of Agricultural Sciences
28 川香29 Chuanxiang29B 四川省农业科学院作物研究所Crop Research Institute, Sichuan Academy of Agricultural Sciences
29 93-11 江苏里下河农业科学研究所The Lixiahe Region Institute of Agricultural Sciences,Jiangsu
30 泰引1号 Taiyin1 泰国 Thailand
31 IR24 国际水稻所International Rice Research Institute
32 多恢57 Duohui57 四川省农业科学院水稻高粱研究所Rice and Sorghum Research Institute, Sichuan Academy of Agricultural Sciences
33 泸恢H103 LuhuiH103 四川省农业科学院水稻高粱研究所Rice and Sorghum Research Institute, Sichuan Academy of Agricultural Sciences
34 内恢94-14 Neihui94-14 内江杂交水稻科技开发中心Neijiang Hybrid Rice Technology Development Center
35 泸恢H72-4-5
LuhuiH72-4-5 四川省农业科学院水稻高粱研究所
Rice and Sorghum Research Institute, Sichuan Academy of Agricultural Sciences
1期张涛等：利用产量功能基因标记分析三系杂交水稻亲本的遗传多样性 15 续表1 Continued table 1
序号 No. 材料名称 Materials 来源Origin
36 成恢178 Chenghui178 四川省农业科学院作物研究所Crop Research Institute, Sichuan Academy of Agricultural Sciences
37 宜恢1577 Yihui1577 四川宜宾市农科院Yibin Academy of Agriculture Science, Sichuan
38 岳恢9113 Yuehui9113 湖南省岳阳市农业科学研究所Yueyang Institute of Agricultural Sciences, Hunan
39 蜀恢527 Shuhui527 四川农业大学水稻研究所Rice Research Institute of Sichuan Agriculture University (RRI of SAU)
40 HR175 四川农业科学院水稻高粱研究所Rice and Sorghum Research Institute, Sichuan Academy of Agricultural Sciences
41 明恢82 Minghui 82 三明市农业科学研究院Sanming Academy of Agriculture Science
42 成恢448 Chenghui448 四川省农业科学院作物研究所Crop Research Institute, Sichuan Academy of Agricultural Sciences
43 成恢157 Chenghui157 四川省农业科学院作物研究所Crop Research Institute, Sichuan Academy of Agricultural Sciences
44 成恢177 Chenghui177 四川省农业科学院作物研究所Crop Research Institute, Sichuan Academy of Agricultural Sciences
45 福恢838 Fuhui838 四川省原子核研究院Sichuan Academy of Atomic Energy
46 多恢1号 Duohui1 hao 内江市农业科学院Neijiang Academy of Agriculture Science
47 泸恢17 Luhui17 四川农业科学院水稻高粱研究所Rice and Sorghum Research Institute, Sichuan Academy of Agricultural Sciences
48 蜀恢498 Shuhui498 四川农业大学水稻研究所Research Institute of Sichuan Agriculture University (RRI of SAU)
49 湘恢299 Xianghui299 湖南-国家杂交水稻工程技术中心Hunan Hybrid Rice Research Center
50 泸恢762 Luhui762 四川省农业科学院水稻高粱研究所Rice and Sorghum Research Institute, Sichuan Academy of Agricultural Sciences
51 明恢63 Minghui63 三明市农业科科学院Sanming Academy of Agriculture Science
52 杨34R Yang34R 浙江大学农学院Agronomy College of Zhejiang University
53 江恢151 Jianghui151 四川江油市种子公司The Seed Company of Jiangyou, Sichuan
54 绵恢3728 Mianhui3728 四川省绵阳市农业科学研究院Mianyang Academy of Agriculture Science, Sichuan
55 成恢727 Chenghui727 四川省农业科学院作物研究所Crop Research Institute, Sichuan Academy of Agricultural Sciences
56 R207 湖南-国家杂交水稻工程技术中心Hunan Hybrid Rice Research Center
57 蜀恢158 Shuhui158 四川农业大学水稻研究所Research Institute of Sichuan Agriculture University (RRI of SAU)
58 明恢86 Minghui86 三明市农业科学研究院Sanming Academy of Agriculture Science
59 泸恢1345 Luhui1345 四川省农业科学院水稻高粱研究所Rice and Sorghum Research Institute, Sichuan Academy of Agricultural Sciences
60 晋恢21 Jinhui21 西南大学 Southwest University
61 R128 广东省农业科学院水稻研究所Rice Research Institute, Guangdong Academy of Agricultural Sciences
62 绵恢725 Mianhui725 四川省绵阳市农业科学院Mianyang Academy of Agriculture Science, Sichuan
63 宜恢97 Yihui97 四川省宜宾市农业科学院Yibin Academy of Agriculture Science, Sichuan
64 泸恢8258 Luhui8258 四川省农业科学院水稻高粱研究所Rice and Sorghum Research Institute, Sichuan Academy of Agricultural Sciences
65 HR57 四川省农业科学院水稻高粱研究所Rice and Sorghum Research Institute, Sichuan Academy of Agricultural Sciences
66 成恢425 Chenghui425 四川省农业科学院作物研究所Crop Research Institute, Sichuan Academy of Agricultural Sciences
67 LR72 四川省农业科学院水稻高粱研究所Rice and Sorghum Research Institute, Sichuan Academy of Agricultural Sciences
68 R941 四川省农业科学院水稻高粱研究所Rice and Sorghum Research Institute, Sichuan Academy of Agricultural Sciences
69 泸恢99 Luhui99 四川省农业科学院水稻高粱研究所Rice and Sorghum Research Institute, Sichuan Academy of Agricultural Sciences
70 泸恢602 Luhui602 四川省农业科学院水稻高粱研究所Rice and Sorghum Research Institute, Sichuan Academy of Agricultural Sciences
71 泸恢7254 Luhui7254 四川省农业科学院水稻高粱研究所Rice and Sorghum Research Institute, Sichuan Academy of Agricultural Sciences
72 浙4R Zhe4R 浙江大学 Zhejiang University
73 泸恢615 Luhui615 四川省农业科学院水稻高粱研究所Rice and Sorghum Research Institute, Sichuan Academy of Agricultural Sciences
74 乐恢188 Lehui188 四川省乐山市农业科学院Leshan Academy of Agriculture Science, Sichuan
75 R818 江苏里下河地区农业科学研究所The Lixiahe Region Institute of Agricultural Sciences, Jiangsu
76 盐恢559 Yanhui559 江苏沿海地区农业科学研究所Institute of Agricultural Sciences, Jiangsu Coastal Areas
16 中 国 农 业 科 学 47卷
表2 功能基因标记多态性表现及功能相关位点
Table 2 The polymorphism of functional gene markers and related functional loci
Nei’s 遗传多样性指数 Nei’s genetic diversity index
引物 Primer
染色体 Chr.
保持系 Maintainer lines
恢复系 Restoring lines
总体 Total
功能基因位点 Functional gene locus
参考文献 Literature RM5 1 0.659 0.000 0.721 yld1.1 [20]，[21] RM23 1 0.482 0.000 0.096 qSNP-1a [19] RM129 1 0.643 0.643 0.586 qSNP-1a RM212 1 0.648 0.649 0.743 gw1.1 [22] RM220 1 0.634 0.649 0.701 gpa7 [17] RM302 1 0.740 0.804 0.831 gw1.1 [22] RM315 1 0.162 0.499 0.477 ph1.1 [16] RM472 1 0.788 0.673 0.579 gpl1.1 [23] RM208 2 0.800 0.710 0.538 gw2.1
[24]
RM213 2 0.627 0.681 0.657 gpl2.1 [16] RM290 2 0.740 0.749 0.763
gw2.1
[15] RM85 3 0.000 0.499 0.182 qSNP-3 [19] RM130 3 0.679 0.660 0.737 gw3.2 [25] RM148 3 0.663 0.673 0.695 qSNP-3 [19] RM227 3 0.746 0.759 0.807 qpn4 [26] RM232 3 0.659 0.637 0.661 qGWP3 [27] RM520 3 0.739 0.756 0.782 gw3.1 [16] RM252 4 0.653 0.704 0.732 qpn4.4 RM273 4 0.664 0.698 0.749 qpn4.4 RM335 4 0.073 0.073 0.140 qSNP-4a [19] RM401 4 0.668 0.711 0.745
qSNP-4a
RM206 5 0.789 0.804 0.814 qGW-11-1 [28] RM289 5 0.658 0.753 0.752
qGW5
RM3 6 0.646 0.660 0.646 Moc1 [29] RM18 7 0.433 0.390 0.486 qSW5 [30] RM3859 7 0.182 0.433 0.486 qSSP7 [31] RM342a 8 0.000 0.049 0.049 gpa7 [17] RM201 9 0.730 0.756 0.775 gw9 [32] RM219 9 0.433 0.402 0.482 qSBN-9 [19] RM228 10 0.745 0.745 0.783 gw10b [32] RM258 10 0.740 0.745 0.767 qSNP-10 [19] RM271 10 0.442 0.500 0.275 qSNP-10 RM4B 11 0.760 0.663 0.167 gw11 [29] RM167 11 0.000 0.096 0.096 qSNP-11 [19] RM202 11 0.658 0.668 0.743 ppl11.1 [22] RM17 12 0.667 0.700 0.741 qSW5 [30] RM20b 12
0.646
0.693
0.661
gw11.1
[22] Mean±SD 0.567±0.242 0.575±0.237 0.585±0.238
1期 张涛等：利用产量功能基因标记分析三系杂交水稻亲本的遗传多样性 17
2.2 聚类分析和遗传分化分析
根据37个产量功能基因标记检测的结果，按Nei’s 的方法利用NTSYSpc-2.10e 软件计算遗传相似系数（GS ）和聚类分析，76份材料间的遗传相似系数（GS ）变幅为0.323—0.973，平均值0.650，遗传相似系数在0.55—0.75范围内占71.5%（图1），遗传多样性大于类群内。由图2可知，所有供试材料在遗传相似系数0.618处明显区分为两大类群。内香2B 等29个材料聚为第一类，属于保持系类群，类群内遗传相似系数在0.65—0.8范围内占70.8%（图1），Nei’s 遗传多样性指数为0.567，遗传多样性较小。成恢178等47个材料聚为第二类，属于恢复系类群，类群内遗传相似系数在0.65—0.8范围内占76.89%（图1），Nei’s 遗传多样性指数为0.575，遗传多样性较小。类群间（保持系和恢复系材料间）相似系数大于0.65的仅占19.13%，遗传多样性较大。经图2的聚类分析及图1遗传相似系数的统计分析显示76份中国三系杂交水稻亲本的遗传多样性来源于类群间。
保持系和恢复系间的遗传分化系数（Fst ）为0.151，即有15.1%的遗传变异存在于保持系和恢复系之间，84.9%的遗传变异存在于系内，Nei 遗传距离（D ）为0.185，根据Wright [14]的观点，本研究供试材料的类群间在37个功能基因位点上存在高度水平的遗传分化。类群内遗传距离相对较近，遗传相似较大，类群间遗传距离相对较大。
根据29个SSR 标记的检测结果，按Nei’s 的方法利用NTSYSpc-2.10e 软件计算遗传相似系数和聚类分析（图3），由图3可知，部分保持系聚在了恢复系类群，恢复系辐恢838单独聚一类，与恢复系类群遗传距离较远。
3 讨论
杂交水稻的遗传改良和突破性育种成就的取得主要依赖于种质资源的掌握和有效利用。众多国内外学者在以往的研究中认为，利用分子标记技术可以从DNA 水平将作物种质有效区分开来，并加以有效利用[33]。国内学者研究表明，目前中国籼型三系杂交水稻亲本的遗传资源匮乏[5-8,34-40]，现有可利用的遗传资源遗传差异较狭窄，遗传差异较大的资源又难以很好地在生产中利用。这种矛盾可能正是导致目前杂交水
0246810121416180.350.40.450.50.550.60.650.70.750.80.850.90.95
遗传相似系数 Genetic similarity coefficient
百分比 P e r c e n t a g e (%)
0510152025300.350.40.450.50.550.60.650.70.750.80.850.90.950
5101520250.350.40.450.50.550.60.650.70.750.80.850.90.950
5101520250.350.40.450.50.550.60.650.70.750.80.850.90.95
A
B
C D
百分比 P e r c e n t a g e (%)
A ：76份亲本材料间遗传相似系数百分比；
B ：保持系和恢复系亲本材料间遗传相似系数百分比；
C ：保持系亲本材料间遗传相似系数百分比；
D ：恢复系亲本材料间遗传相似系数百分比
A: The percentage distribution of genetic similarity coefficient of 76 varieties; B: The percentage distribution of genetic similarity coefficient between maintainer lines and restoring lines; C: The percentage distribution of genetic similarity coefficient of maintainer lines; D: The percentage distribution of genetic similarity coefficient of restoring lines
图1 76份材料间遗传相似系数百分比分布
Fig. 1 The percentage distribution of genetic similarity coefficient of 76 varieties
18 中 国 农 业 科 学 47卷
0.61
0.70
0.79
0.89
0.98
相似系数Coefficient
内香2B Neixiang2B 窄叶青8号Zhaiyeqing8Ⅱ-32B
川香29 Chuanxiang29B 93-11
冈46B Gang46B
德香074B Dexiang074B K 青B K Qing B 辐74B Fu74B 金23B Jin23B 绵5B Mian5B D62B
辐75B Fu75B
珍汕97B Zhenshan97B 泸香078B Luxiang078B 广抗13B Guangkang13B 803B
川谷B ChuanguB 中9B Zhong9B 福伊B FuyiB K22B K17B
泸98B Lu98B 05DF1B
蓉18B Rong18B K18B
岳4B Yue4B
泸香618B Luxiang618B 泸香90B Luxiang90B 多恢57 Duohui57成恢178 Chenghui178成恢448 Chenghui448成恢425 Chenghui425泸恢17 Luhui17宜恢97 Yihui97泸恢602 Luhui602泸恢1345 Luhui1345R128
泸恢H103 Luhui H103福恢838 Fuhui838绵恢725 Mianhui725蜀恢158 Shuhui158内恢94-14 Neihui94-14明恢63 Minghui 63泸恢615 Luhui 615
泸恢H72-4-5 Luhui H72-4-5泸恢8258 Luhui 8258HR57
宜恢1577 Yihui 1577浙4R Zhe 4R 泸恢99 Luhui99乐恢188 Lehui188HR175
江恢151 Jianghui151泰引1号Taiyin1
湘恢299 Xianghui299成恢727 Chenghui727IR24
蜀恢498 Shuhui498明恢86 Minghui86绵恢3728 Mianhui3728泸恢762 Luhui762R818
杨34R Yang 34R R207
成恢177 Chenghui177蜀恢527 Shuhui527明恢82 Minghui 82成恢157 Chenghui 157晋恢21Jinhui21LR72R941R9113
泸恢7254 Luhui 7254多恢1号Duohui1 hao 盐恢559 Yanhui559
图2 79份三系杂交稻亲本产量功能基因标记聚类分析图
Fig. 2 Dendrogram generated by functional genetic markers related to yield data of 79 three-lines hybrid rice parental accessions
1期 张涛等：利用产量功能基因标记分析三系杂交水稻亲本的遗传多样性 19
0.660.750.83
0.92 1.00
相似系数Coefficient
内香2B Neixiang2B 中9B Zhong9B 福伊B FuyiB
德香074B Dexiang074B D62B
川谷B ChuanguB 05DF1B
蓉18B Rong18B
湘恢299 Xianghui299 绵5B Mian5B
明恢82 Minghui82 R818 K22B
泸香078B Luxiang078B 泸香90B Luxiang90B K18B 803B
辐74B Fu74B 金23B Jin23B 泸98B Lu98B 岳4B Yue4B K 青B K qingB 93-11 HR175
泰引1号Taiyin1 hao 泸香618B Luxiang618B 浙4R Zhe 4R
绵恢3728 Mianhui3728 窄叶青8号Zhaiyeqing 8 绵恢725 Mianhui 725 泸恢H103 Luhui H103
泸恢H72-4-5 Luhui H72-4-5 明恢63 Minghui 63 盐恢559 Yanhui 599 内恢94-14 Neihui 94-14 多恢1号Duo hui 1 hao 泸恢615 Luhui 615 多恢57 Duohui 57 蜀恢498 Shuhui 498 明恢86 Minghui 86 R9113
乐恢188 Lehui188 江恢151 Jianghui151 晋恢21 Jinhui21 R128 IR24
成恢178 Chenghui178 泸恢17 Luhui17
成恢177 Chenghui177 成恢425 Chenghui425 Yang 34R
成恢157 Chenghui157 泸恢7254 Luhui7254 泸恢99 Luhui99 泸恢1345 Luhui1345 HR57
宜恢97 Yihui97 泸恢602 Luhui602 宜恢1577 Yihui1577 成恢727 Chenghui727 蜀恢527 Shuhui527 成恢448 Chenghui448 泸恢8258 Luhui8258 蜀恢158 Shuhui158 LR72
泸恢762 Luhui762
广抗13B Guangkang13B R941
冈46B Gang46B K17B
辐75B Fu75B
珍汕97B Zhenshan97B Ⅱ-32B
川香29 Chuanxiang29B R207
福恢838 Fuhui838
图3 79份三系杂交稻亲本SSR 标记聚类分析图
Fig. 3 Dendrogram generated by SSR data of 79 three-lines hybrid rice parental accessions
20 中国农业科学47卷
表3 SSR标记情况
Table 3 SSR markers
SSR引物Primer 染色体
Chr.
等位基因数
Polymorphism
物理位置
Physical position (bp)
SSR引物
Primer
染色体
Chr.
等位基因数
Polymorphism
物理位置
Physical position (bp)
RM259 1 2 7445746
RM134 7 3 26584000 RM237 1 4 26814657
RM337 8 3 152299 RM297 1 3 32099566
RM152 8 2 682963 RM71 2 3 8760433
RM72 8 2 6762876 RM341 2 3 19336265
RM285 9 2 2710892 RM218 3 3 8375236
RM278 9 2 11340812 RM422 3 2 33503002
RM160 9 2 19493702 RM261 4 2 6574396
RM596 10 2 14766125 RM349 4 2 32718532
RM269 10 2 17955582 RM122 5 3 279748
RM552 11 2 4817484 RM274 5 2 26848154
RM209 11 3 17808335 RM217 6 3 4234184
RM224 11 3 27201740 RM253 6 2 5425408
RM19 12 2 2432437 RM340 6 2 28216560
RM519 12 2 19973169 RM336 7 4 21871205
稻难以取得重大突破的重要原因之一。但以往的研究大多基于全基因组水平上的分子标记分析，其优势在于能够全面的在DNA水平上分析研究材料的遗传多样性和材料间的遗传关系。其局限性在于，全基因组水平的分子标记难以避免部分位点属于与生产应用目标无关，由其产生的遗传差异和遗传多样性对于种质资源的利用产生误导作用。或者部分分子标记的位点产生的遗传差异和遗传多样性与目标性状无关，也不利于有效地掌握和利用种质资源。为此，笔者研究团队认为，随着水稻基因组学的发展和越来越多的功能基因的克隆和精细定位，功能基因标记在分析作物种质资源的遗传多样性、种质资源的有效利用、杂交水稻骨干亲本的创制、杂种优势预测及突破性组合的选育等方面必将会发挥越来越大的作用。利用与目标性状紧密连锁的功能基因标记来分析水稻种质资源，评价中国三系杂交水稻骨干亲本在功能基因位点上的遗传差异和分析其遗传多样性。对于掌握和有效利用种质资源为最终育种目标服务更有意义。
功能基因标记用于遗传群体的划分和杂种优势预测也被较多学者所关注，有研究认为[39,41]，分子标记技术虽然可以将作物种质资源从DNA水平上有效的区分开来，但聚类分析中，种质的地理分布和亲缘关系与分子标记之间并没有必然的联系，而功能基因涉及作物具体的生长、发育、代谢等，这些都与表型和生态类型密切相关，因此，选择功能基因标记能更好的揭示所研究性状，从而实现种质差异上更准确的检测效果。为此，本研究选用了44个与产量性状紧密连锁的功能基因标记及58个覆盖水稻12条染色体与产量不相关的SSR标记分析了中国杂交水稻骨干亲本的遗传多样性。结果表明，功能基因标记在三系杂交稻亲本表现出高效的检查效率和丰富的多态性，共有37对SSR引物具有多态性，多态性位点百分率达到84.09%，其中有73.2%的有效等位基因检出率，Nei’s 遗传多样性指数（He）变幅为0.049 —0.831，平均值0.585，表现出材料间丰富的基因多态性。选用的产量功能基因标记有效的分析了中国三系杂交水稻亲本的遗传差异、等位基因位点的同源性关系。在44个标记中有7个无多态性位点，分别为与粒宽（grain width，RM550）、单株有效穗（panicles per plant，RM431）、每穗实粒数（grain number per panicle，RM249）、植株生长率（crop growth rate，RM161)、二次枝梗数（secondary branch number，RM120)、每穗颖花数（spikelet number per panicle，RM118）、一次枝梗数（primary branch number，RM255）相关的位点。保持系内另有3个标记无多态性，分别为每穗颖花数（RM167和RM85）和每穗粒数（RM342a）；恢复
1期张涛等：利用产量功能基因标记分析三系杂交水稻亲本的遗传多样性 21
系内另有2个标记无多态性，分别为野生稻增产基因（Malaysian wild rice Oryza rufipogon yield-enhancing genes，RM5）和每穗颖花数（RM23）。结果显示，这些功能基因位点在供试材料中具有同源性，新种质的创制和利用有必要在这些位点导入有利基因和引进新资源，以增强三系杂交水稻亲本在这些位点的遗传多样性。
聚类分析显示，各亲本间呈现良好的区分度，但类群内材料间遗传相似系数较大，保持群系和恢复系群内部均呈现较高的同源性，遗传相似系数（GS）变幅为0.323—0.973，平均值0.650，部分材料遗传来源狭窄，与前人的研究结论相符[1,3,40,42]。这在一定程度上说明了中国三系杂交稻亲本材料种质资源的应用不足，较多的遗传基础来源于相近的材料，已有研究表明，中国水稻品种的遗传基础狭窄已经比较严重，近年来已有相当一部分等位基因丢失[43]。但遗传分化和遗传结构分析发现，保持系和恢复系间的遗传分析系数（Fst）为0.151，Nei遗传距离（D）0.185。保持系和恢复系区分明显，分别聚类于不同的类群，类群间有较大（高度水平）的遗传分化程度，这在一定程度上反映出中国三系杂交稻骨干亲本在产量性状仍存在较大的杂种优势利用空间，聚类分析信息可为亲本选配强优势组合提供信息指导。
4 结论
相对于普通分子标记，功能基因标记具有较高的DNA多态性检测效率，用于三系杂交稻亲本的类群划分和多样性分析方面更具准确性和可靠性；三系杂交稻亲本在产量功能基因位点的亲缘关系较近，遗传基础狭窄，同源性较高；保持系群和恢复群系间在这些功能基因位点的遗传差异较大，遗传分化程度较高，三系杂交水稻亲本在产量性状上仍具有较高的杂种优势利用空间。因此，在三系杂交水稻亲本材料创制过程中引进优异资源、拓宽遗传基础和挖掘有用基因等方面，一要降低三系杂交稻恢复系群与保持系群在功能基因位点的同源性，丰富其遗传多样性、增加遗传差异，提高类群间的遗传分化程度。二要相对提高类群内（恢复系群和不育系群）功能基因位点的同源性，根据不同的育种目标扩大种质的遗传基础，创制新种质。
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（责任编辑李莉）
最新1219遗传与基因工程测试卷汇总
20041219遗传与基因工程测试卷
第三章遗传与基因工程测试卷 选择题 1．“杂交水稻之父”袁隆平在20世纪60年代进行了六年的栽培水稻杂交试验，没有获得质核互作的雄性不育株，他从失败中得到的启示是（） A．水稻是自花传粉植物，只能自交 B．进行杂交试验的栽培稻的性状不优良 C．进行杂交试验所产生的后代不适应当地的土壤条件 D.应该用远源的野生雄性不育稻与栽培稻进行杂交 2．某农场不慎把保持系和恢复系种到一块地里，则在恢复系上可能获得的种子的基因型是（） A．N（RR）和N（Rr）B．S(rr）和S(Rr） C.N（Rr）和S(Rr） D．N（rr）和N（Rr） 3．人们在种植某些作物时，主要是为了获取营养器官，如甜菜，若利用雄性不育系培育这类作物的杂交种，母本和父本在育性上的基因型依次是（） A．S（rr） N（RR） B．S（rr） N（rr） C．N（RR）S（rr）D．N（rr） S（rr） 4．甲性状和乙性状为细胞质遗传,下列四种组合中能说明这一结论的是（） ①♀甲╳♂乙→F1呈甲性状②♀甲╳♂乙→F1呈乙性状 ③♀乙╳♂甲→F1呈甲性状④♀乙╳♂甲→F1呈乙性状 A．①② B．③④ C．①④ D．②③ 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢2
5．在一块栽种红果番茄的田地里，农民发现有一株番茄的一枝条上结出黄色番茄，这是因为该枝条发生了（） A．细胞质遗传 B．基因突变 C．基因重组 D．染色体变异 6．关于小麦和玉米雄性不育的叙述中不准确的是（） A．雄性不育系和恢复系的后代都可作为杂交种 B．雄性不育系作母本和保持系产生的生代仍是不育系 C．雄性不育系在杂交育种中只能作为母本 D．雄性不育是细胞核基因和细胞质基因共同决定的 7．细胞质基因与细胞核基因的不同之处是（） A．具有控制相对性状的基因B．基因按分离定律遗传 C．基因结构分为编码区和非编码区D．基因不均等分配 8．在形成卵细胞的减数分裂过程中，细胞质遗传物质的分配特点是（） ①有规律分配②随机分配③均等分配④不均等分配 A．①③ B．②③ C．②④ D．①④ 9．下列说法不正确的是（） A.细胞质遗传是由细胞质中的遗传物质控制的 B.在减数分裂中，细胞质中的基因遵循孟德尔发现的定律 C.在细胞质遗传中，风的性状完全是由母本决定的 D.线粒体和叶绿体中含有少量的遗传物质，其遗传属于细胞质遗传 10．真核生物的基因表达调控比原核生物复杂的原因是（） A.必须对转录产生的mRNA进行加工 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢3
第三章遗传与基因工程
第三章遗传与基因工程 教材分析 本章教材是学生在高中生物必修课中学习了有关遗传学基本知识的基础上讲述的。其中《细胞质遗传》是对必修教材中细胞核遗传部分知识的补充，可以使学生全面认识遗传物质是由核内和质内两部分构成，同时也为下面章节讲述细胞质中的遗传物质-----质粒，埋下了伏笔。《基因的结构》、《基因表达的调控》可以使学生对基因及其表达机理在高二基础上取得更深一层的认识和理解。而《基因工程简介》在本章中占有重要地位。由于基因工程技术是四大生物工程核心技术，本章又是讲述生物工程内容的开篇，所以无论从其内容，还是从其所处的地位来看，本章教学内容对理解下面各章内容具有重要作用。因此，本章是本册教材的重点。 第一节细胞质遗传 教学目标 １．知识方面 a).理解细胞质遗传的概念和特点以及形成这些特点的原因（识记）。 b)理解细胞质遗传的物质基础是细胞质中的DNA（识记）。 c)理解细胞质遗传在育种中应用（知道）。 ２．态度观念方面 a)通过理解细胞核遗传与细胞质遗传的关系，使学生树立辩证唯物主义思想。 b)结合我国科学家利用三系配套法培育出了小麦、谷子、水稻等优势杂交种的实例，特别 是结合被世界誉为“杂交水稻之父”的袁隆平院士首创三系杂交水稻的实例，对学生进行创新精神和爱国主义教育，激发学生的民族自豪感，激励学生学习科学家孜孜不倦的探索精神。 c)通过对细胞质遗传在育种中应用的学习，培养学生将科学技术这“第一生产力”转化为 直接生产力和现实生产力的STS意识。 3．能力方面 a)通过对细胞质遗传特点及形成该特点原因的探究，培养学生观察、对比、分析、推理、 归纳、综合等抽象思维能力。 b)提高学生的探究能力和科学素养。 c)培养学生搜集资料、处理信息的能力。 重点、难点分析 细胞质遗传的特点和形成这些特点的原因以及细胞质遗传在育种中的应用是本节的教学重点。 由于细胞质遗传在育种中的应用这部分内容涉及到了核质互作的遗传原理、杂种优势以及三系配套等一些专业性很强的与育种有关的知识，而这部分知识又是学生过去很少接触的，因此它是本节的教育难点。 教学模式 引导-----探究式教学方法 教学手段 主要应用影像逼真的投影片加强直观教学。 课时安排 两课时 设计思路 在教学过程中，不是将知识直接传授给学生，而是采用引导----探究策略，创设情境，着眼于把学生领进探究知识的过程中去，让学生通过自己的观察、思考去探究知识的形
03遗传与基因工程测试卷doc-第三章遗传与基因工程测试卷
第三章遗传与基因工程测试卷 选择题 1．“杂交水稻之父” 袁隆平在20 世纪60 年代进行了六年的栽培水稻杂交试验，没有获得质核互作的雄性不育株，他从失败中得到的启示是 ( ) A ．水稻是自花传粉植物，只能自交 B ?进行杂交试验的栽培稻的性状不优良 C ?进行杂交试验所产生的后代不适应当地的土壤条件 D.应该用远源的野生雄性不育稻与栽培稻进行杂交 2 ?某农场不慎把保持系和恢复系种到一块地里，则在恢复系上可能获得的种子的基因型是() A ? N ( RR)和N (Rr) B. S(rr)和S(Rr) C.N ( Rr)和S(Rr) D . N (rr)和N (Rr) 3．人们在种植某些作物时，主要是为了获取营养器官，如甜菜，若利用雄性不育系培育这类作物的杂交种，母本和父本在育性上的基因型依次是( ) A．S(rr) N(RR) B．S( rr) N(rr) C．N(RR) S(rr) D．N(rr) S(rr) 4．甲性状和乙性状为细胞质遗传,下列四种组合中能说明这一结论的是( ) ①早甲X父乙T F l呈甲性状②早甲X父乙T F l呈乙性状 ③早乙X父甲T F i呈甲性状④早乙X父甲T F i呈乙性状 A .①② B .③④ C.①④ D .②③ 5．在一块栽种红果番茄的田地里，农民发现有一株番茄的一枝条上结出黄色番茄，这是因为该枝条发 生了 ( ) A .细胞质遗传 B .基因突变 C .基因重组D.染色体变异6．关于小麦和玉米雄性不育的叙述中不准确的是 ( ) A .雄性不育系和恢复系的后代都可作为杂交种 B .雄性不育系作母本和保持系产生的生代仍是不育系 C .雄性不育系在杂交育种中只能作为母本 D .雄性不育是细胞核基因和细胞质基因共同决定的
DNA是主要的遗传物质(含解析及答案)
DNA是主要的遗传物质 时间：45分钟满分：100分 一、选择题(每小题5分，共60分) 1．为研究噬菌体侵染细菌的详细过程，你认为同位素标记的方案应为() A．用14C和3H培养噬菌体，再去侵染细菌 B．用18O或32P培养噬菌体，再去侵染细菌 C．将一组噬菌体用32P和35S标记 D．一组用32P标记DNA，另一组用35S标记蛋白质外壳 解析：S是蛋白质特有的元素，P是DNA特有的元素，而C、H、O是它们的共有元素，不能区分DNA和蛋白质。 答案：D 2．“肺炎双球菌的转化实验”证明了DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质，得出这一结论的关键是() A．用S型活菌和加热杀死后的S型菌分别对小白鼠进行注射，并形成对照 B．用杀死的S型菌与无毒的R型菌混合后注射到小鼠体内，测定小鼠体液中抗体含量 C．从死亡小鼠体内分离获得了S型菌 D．将S型菌的各种因子分离并分别加入各培养基中，培养R型菌，观察是否发生转化 解析：将DNA和蛋白质分开，分别观察它们在转化中的作用，清楚地看到了DNA能使R型细菌转化，蛋白质不能使其转化。 答案：D
3．(2013·浙江金华十校一模)S型肺炎双球菌菌株是人类肺炎和小鼠败血症的病原体，而R型菌株却无致病性。下列有关叙述正确的是() A．S型菌再次进入人体后可刺激记忆B细胞中某些基因的表达B．S型菌与R型菌致病性的差异是细胞分化的结果 C．肺炎双球菌利用人体细胞的核糖体合成蛋白质 D．高温处理过的S型菌蛋白质因变性而不能与双缩脲试剂发生紫色反应 解析：S型菌与R型菌致病性的差异是由所含遗传物质不同导致的；肺炎双球菌有自己的核糖体，利用自己的核糖体合成蛋白质；蛋白质高温变性的原因是空间结构遭到破坏，肽键依然存在，而双缩脲试剂与蛋白质发生紫色反应的实质是与肽键反应。 答案：A 4．用DNA酶处理的S型细菌不能使R型细菌发生转化，下列关于这一实验的叙述，不正确的是() A．这个实验是为了证实DNA的分解产物不是遗传物质 B．这个实验从反面证明了DNA是遗传物质 C．这个实验证实DNA的分解产物不是“转化因子” D．这个实验是艾弗里关于遗传物质研究的重要工作之一 解析：该实验的目的是从反面证明DNA是遗传物质，同时也证实了DNA的分解产物不是遗传物质，但这不是该实验的目的。 答案：A 5．(2013·浙江宁波一模)人们对遗传物质和基因的认识经历了一个发展的过程，下列关于遗传物质和基因的叙述正确的是() A．科学家利用肺炎双球菌为实验材料进行了活体细菌转化实验，证明DNA是遗传物质
遗传学复习题
一．解释下列名词 1.单位性状与相对性状 2.积加作用与抑制作用 3.上位作用与下位作用 4.不完全连锁与符合系数 5. 臂内倒位与臂间倒位 6. 三体与双三体 7. 细胞质遗传与母性影响 8.植物的核不育型与核质不育型 9.广义遗传力与狭义遗传力 10.减数分裂。 11.测交 12.完全连锁 13.共显性 14.广义遗传力 15.隐性上位作用
16.单体 17.并发系数 18.母性遗传 20.染色体组 21.基因的加性效应 22.臂间倒位染色体 23.相斥组与相引组 24.染色体 25.染色单体 26.着丝点 27.细胞周期 28.同源染色体 29.异源染色体 30.无丝分裂 31.有丝分裂
32.单倍体 33.联会 34.联会复合体 35.显性性状与隐性性状 36.基因与等位基因 37.表现型与基因型 38.互补作用 39.积加作用 40.显性上位作用 41.隐性上位作用 42.重叠作用 43.抑制作用 44.多因一效 45.一因多效 46.完全连锁与不完全连锁
47．交换值 48.基因定位 49.连锁遗传图 50.伴性遗传 51.限性遗传 52.从性遗传 53.超亲遗传 54.加性效应 55.显性效应 56.上位性效应 57.遗传率 58.加性方差 59.显性方差 60.上位性方差 61.QTL作图
62.近交衰退 62.杂种优势 63.杂种劣势 64.基因突变 65.突变率 66. 复等位基因 67.母性影响 68.伴性遗传 69.杂种优势 二、简答题 1.显性现象的表现有那几种形式？显性现象的实质是什么？ 2.纯系学说的内容是什么？有何重要的理论意义？ 3．什么是微效基因、微效多基因和主效基因？它们的作用有何区别？
DNA是主要的遗传物质知识讲解
DNA是主要的遗传物质 【学习目标】 1、通过总结前人对遗传物质的探索，理解证明DNA是遗传物质的实验过程和思路。 2、探讨实验技术在证明DNA是主要遗传物质中的作用。 3、掌握肺炎双球菌转化实验、噬菌体侵染细菌实验的原理和过程（重点）。 【要点梳理】 要点一：DNA是遗传物质的证据 1、肺炎双球菌转化实验 （1）肺炎双球菌的特点 R型菌——无荚膜，无毒性，菌落粗糙（rough） S型菌——有荚膜，使人或动物患病，菌落光滑（smooth) （2）体内细菌转化实验（1928年·英国·格里菲斯） 要点诠释： ①实验内容： 注射结果
第一组：无毒R 型活菌 小鼠 不死亡 第二组：有毒S 型活菌 小鼠 死亡 第三组：有毒S 型活菌 有毒S 型死菌 小鼠 不死亡 第四组：无毒R 型活菌+加热杀死的S 型菌 小鼠 死亡 S 型活菌 S 型活菌 ②结果分析 第一组实验结果说明R 型细菌没有毒性 第二组实验结果说明S 型细菌有毒性 第三组实验结果说明加热杀死的S 型菌没有毒性 第四组小鼠死亡，证明R 型细菌能转化为S 型细菌，说明S 型细菌含有促使R 型细菌转化的物质。 ③实验结论 S 型死菌中含有一种“转化因子”，能使R 型细菌转化为S 型细菌。 （3）体外转化实验的过程（1944年·美国·艾弗里） 要点诠释： ①艾弗里及其同事对S 型中的物质进行了提纯和鉴定，他们将提纯的DNA 、蛋白质和多糖等物质分别加入到培养了R 型细菌的培养基中，结果发现只有加入DNA ，R 型细菌才能转化为S 型细菌，并且DNA 的纯度越高，转化就有效；如果用DNA 酶分解从S 型活菌中提取的DNA,就不能使R 型细菌发生转化。 ②分析结论：DNA 能够引起可遗传的变异，DNA 只有保持分子结构稳定才能行使遗传功能。 （4）体内转化实验与体外转化实验的区别和联系 体内转化实验 体外转化实验 实验者 格里菲思 艾弗里及其同事 培养细菌 用小鼠（体内） 用培养基（体外） 注射 加热 结果 注射 结果 注射 结果 分离 培养
专题34 高考复习 从性遗传、复等位基因及血型问题
专题34 2019年下半年高考专题复习从性遗传及血型问题 1．在某种牛中，在基因型为AA的个体的体色是红褐色，aa是红色，基因型为Aa的个体中雄牛是红褐色，而雌牛则为红色。一头红褐色的母牛生了一头红色的小牛，这头小牛的性别及基因型是[ ] A．雄性或雌性，aa B．雄性，Aa C．雌性，Aa D．雌性，aa或Aa 2．从性遗传是指由常染色体上基因控制的性状，在表现型上受个体性别影响的现象。如绵羊的有角和无角受常染色体上一对等位基因控制，有角基因H对无角基因h为显性。在公羊中，基因型为HH、Hh均表现为有角；而在母羊中基因型为HH表现为有角，基因型为Hh表现为无角。如果基因型为Hh的雌雄个体交配，则子代中出现无角母羊的概率为 A.1/8 B.1/4 C.3/8 D.3/4 3．已知绵羊角的性状遗传遵循基因分离定律，其表现型与基因型的关系如下，据表正确的判断是：A．若双亲无角，则子代全部无角 B．若双亲有角，则子代全部有角 C．若双亲基因型为Hh，则子代有角与无角的数量比为1：1 D．绵羊角的性状遗传一定是伴性遗传 4.【加试题】在雌果蝇中，胚胎发育所需要的部分养分、蛋白质和mRNA由卵母细胞旁边的营养细胞和滤泡 细胞提供。有一个位于常染色体上的基因所产生的mRNA被运送到卵母细胞，从而保证受精后形成的胚胎正常发育，如果此基因发生突变将会导致胚胎畸形而且无法存活。以下叙述正确的是 A.如果此突变是显性的，则突变杂合子雄果蝇和正常雌果蝇交配所生的雌性子代不可以存活 B.如果此突变是显性的，则可观察到存活的突变纯合子个体 C.如果此突变是隐性的，则对于突变杂合子母体所生的雌、雄性胚胎都有一半可正常发育 D.如果此突变是隐性的，两个突变杂合子的个体杂交，子二代中有1/6是突变纯合子 5. 从性遗传是指由常染色体上基因控制的性状在表现型上受个体性别影响的现象。试分析下列从性遗传 现象：Ⅰ．果蝇中一常染色体的隐性基因（a）纯合时，雌果蝇（XX）转化为不育的雄蝇；基因（a）在雄性（XY）中没有这种效应。另外，决定果蝇眼色的基因位于X染色体上，白眼（b）为隐性性状。 请回答下列问题： （1）白眼雌蝇的基因型为：；白眼雄蝇的基因型为：。 （2）一对白眼的雌蝇与雄蝇杂交，后代雌雄比为1∶3，则双亲基因型为：。 写出该杂交的遗传图解。(3分) （3）让（2）题中的子代自由交配，其后代的雌雄比为：。 6．雄性蝴蝶有黄色（Y）和白色（y），雌性只有白色。触角棒形（A）和正常形（a）正交和反交的结果都一样。 （4）在下列各组合中，不能从其子代表现型判断出性别的是。①yyaa♀×♂YYAA ②YyAA♀×♂yyaa ③YYAa♀×♂Yyaa ④YYAa♀×♂yyAa ⑤YyAA♀×♂Yyaa ⑥yyAa♀×♂yyaa （5）一对表现型为黄色棒形和白色棒形的亲本杂交，F1代表现型为雄性3/8黄色棒形、1/8黄色正常、3/8白色棒形、1/8白色正常；雌性3/4白色棒形、1/4白色正常。则两个亲本的基因型组合为、（标明亲本的雌雄）。②⑤⑥YyAa yyAa 7．（14分）右图为哺乳动物的性染色体简图。X和Y染色体有一部分是同源的（图中Ⅰ片段）， 该部分基因互为等位：另一部分是非同源的（图中的Ⅱ，Ⅲ片段），该部分基因不互为等位。 从性遗传又称性控遗传。从性遗传是指常染色体上基因控制的性状，在表现上受个体性 别的影响的现象。在杂合体中雄性表现为有角，雌性表现为无角。 绵羊有角和无角受一对等位基因（A,a）控制，雌雄都有有角个体出现。现有一只有角 公羊与一只无角母羊交配所生的多胎小羊中，性成熟以后，凡公羊都表现为有角，凡母羊都 表现为无角。试根据以上事实回答：（注：若性染色体上有角A基因为显性） （1）绵羊的有角基因A是否位于Ⅱ片段？_____________。理由是：_____________。 （2）根据以上事实。推测绵羊的有角性状的遗传有两种可能：一种是位于性染色体上的遗传，另一种从性遗传，则无角母羊的基因型是：_____________。 （3）为进一步验证绵羊的有角性状的遗传方式的方案，请补充完善。 步骤：选择_____________公羊与多只无角母羊交配，观察子代性成熟后表现出来的性状。
(高考生物)试题高中生物必修全一册第三章遗传与基因工程
（生物科技行业）试题高中生物必修全一册第三章遗 传与基因工程
第三章遗传与基因工程 一、选择题 1．“杂交水稻之父”袁隆平在20世纪60年代进行了六年的栽培水稻杂交试验，没有获得质核互作的雄性 不育株，他从失败中得到的启示是（） A．水稻是自花传粉植物，只能自交 B．进行杂交试验的栽培稻的性状不优良 C．进行杂交试验所产生的后代不适应当地的土壤条件 D.应该用远源的野生雄性不育稻与栽培稻进行杂交 2．某农场不慎把保持系和恢复系种到一块地里，则在恢复系上可能获得的种子的基因型是（） A．N（RR）和N（Rr）B．S(rr）和S(Rr） C.N（Rr）和S(Rr）D．N（rr）和N（Rr） 3．人们在种植某些作物时，主要是为了获取营养器官，如甜菜，若利用雄性不育系培育这类作物的杂交种，母本和父本在育性上的基因型依次是（） A．S（rr）N（RR）B．S（rr）N（rr） C．N（RR）S（rr）D．N（rr）S（rr） 4．甲性状和乙性状为细胞质遗传,下列四种组合中能说明这一结论的是（） ①♀甲╳♂乙→F1呈甲性状②♀甲╳♂乙→F1呈乙性状 ③♀乙╳♂甲→F1呈甲性状④♀乙╳♂甲→F1呈乙性状 A．①②B．③④C．①④D．②③ 5．在一块栽种红果番茄的田地里，农民发现有一株番茄的一枝条上结出黄色番茄，这是因为该枝条发生了（） A．细胞质遗传B．基因突变C．基因重组D．染色体变异 6．关于小麦和玉米雄性不育的叙述中不准确的是（） A．雄性不育系和恢复系的后代都可作为杂交种 B．雄性不育系作母本和保持系产生的生代仍是不育系 C．雄性不育系在杂交育种中只能作为母本 D．雄性不育是细胞核基因和细胞质基因共同决定的 7．细胞质基因与细胞核基因的不同之处是（） A．具有控制相对性状的基因B．基因按分离定律遗传 C．基因结构分为编码区和非编码区D．基因不均等分配 8．在形成卵细胞的减数分裂过程中，细胞质遗传物质的分配特点是（） ①有规律分配②随机分配③均等分配④不均等分配 A．①③B．②③C．②④D．①④ 9．下列说法不正确的是（） A.细胞质遗传是由细胞质中的遗传物质控制的 B.在减数分裂中，细胞质中的基因遵循孟德尔发现的定律 C.在细胞质遗传中，风的性状完全是由母本决定的 D.线粒体和叶绿体中含有少量的遗传物质，其遗传属于细胞质遗传 10．真核生物的基因表达调控比原核生物复杂的原因是（） A.必须对转录产生的mRNA进行加工 B.转录和翻译在时间和空间上有分隔
生物人教版八年级下册《基因控制生物的性状》教案
《基因控制生物的性状》 一、教学目标 1、举例说出生物的形状，以及亲子代间在性状上的延续现象。举例说出不同种性状和相对性状之间的区别。 2、举例说出生物的性状是由基因控制的。 3、关注转基因技术给人类带来的影响。 4、尝试通过分析实验现象推导出其所包含的生物学本质。 二、教材分析 1.教材内容分析: 有关性状、基因、遗传物质的传递等内容对于现阶段的学生来说，比较复杂、抽象，但遗传和变异既是生物界的普遍现象，又是生命延续与发展的重要内在因素；另外，随着科学技术的发展，生命学科在该领域取得了巨大的成就，又引起人们极大的关注，所以，在教材中首先从对表象的性状开始，逐步深入展开，利用一些科学实验的现象促使学生思考并理解性状之间的关系，以及基因的传递与性状遗传间的关系，并在此基础上理解性别的决定以及变异的生物学基础。在教学中要把握教材的思路，引导学生对相关的现象、实验进行思考与分析，以主动形成对遗传变异的认识，体现科学与探究的教学理念。 遗传和变异使生命得以延续和发展的重要内因。生物的遗传是在生殖过程中完成的，生物的性状是遗传物质在发育中和环境相互作用的结果。所以，对遗传和变异的认识，应从比较亲子代的各种特征开始，然后由表及里逐步深入到基因水平。由于观察内容的分量并不重，重在对问题的讨论，要求教师应安排较充裕的实践让学生讨论。 学生对基因控制生物性状的知识知之甚少。所以，教师应注意多从生活实际出发，通过调查、分析和讨论，加强感性认识，使学生便于理解、掌握。 2.教学重点: 性状、性状与基因间的关系。
3.教学难点: 性状与基因间的关系。 4.课时安排:本节内容教学时间为2课时 三、教学准备 1、在上一节课结束时，向学生发放一调查表，对自己家庭成员的某些性状进行调查。调查结果为学生在上课时的讨论分析材料。调查前教师应注意：①要求学生如实填写表格中的内容，不能为完成作业而随便填写。通过这项活动培养学生严肃认真的科学态度。②向学生说明如何识别这些性状特征，特别对上眼睑这一特征中的双眼皮、单眼皮，应说明不是美容后的特征。 2、提前作好可用于教师教学的图片、视频等材料的准备。 四、案例 1.导入：在了解生物界的丰富多彩之后，有些同学会提出一些新的问题：各种生物在生存发展过程中，是否会有共同的规律？比如说，每种生物是怎样将自己的特征传给后代的？我们将在以后的生物课的学习中探讨这些问题，共同寻找这些问题的答案。 (1)比较P24页图中的动物之间的形态并举出生活中类似的例子。 (2)学生观察图片： (3)得出结果：猫的家庭成员间有相似也有不同；克隆牛之间十分相似。 (4)教师总结:对于“遗传”这一词，我们并不陌生。同学们可以在日常的观察中发现许多遗传的现象，如种瓜得瓜，种豆得豆；儿子的长相像爸爸，等等。我们知道，不同种类的生物有不同的形态特征、生理特性，就是同一种生物的不同个体在这些方面也会有所不同。这些特征，也就是生物体的形态特征或生理特性称为性状。 2、新授： （1）遗传和变异的概念
DNA是主要的遗传物质复习题及答案
DNA是主要的遗传物质复习题 一、选择题 1．噬菌体外壳的合成场所是（） A．细菌的核糖体 B.噬菌体的核糖体 C.噬菌体的基体 D.细菌的拟核2．用32P标记噬菌体的DNA,用35S标记噬菌体的蛋白质,用这种噬菌体去侵染大肠杆菌,则新生的噬菌体可含有 A．32P B. 35S C.32P 和35S D.二者都有 3．格里菲思提出的“转化因子”,后来被艾弗里证明了它的化学成分是（）A．DNA B.蛋白质 C.多糖 D.脂质 4．噬菌体、烟草花叶病毒、酵母菌及蓝藻都含有的是（） A．核酸 B.细胞膜 C.染色体 D.DNA 5. 能证明RNA是遗传物质的实验是（） A．烟草花叶病毒重建实验 B.噬菌体侵染细菌的实验 C.基因的分离和自由组合实验 D.肺炎双球菌的转化实验 6.病毒甲具有RNA甲和蛋白质甲，病毒乙具有RNA乙和蛋白质乙.若将RNA甲和蛋白质乙组成一种病毒丙，再以病毒丙感染宿主细胞，则细胞中的病毒具有（） A.RNA甲和蛋白质乙 B.RNA甲和蛋白质甲 C.RNA乙和蛋白质甲 D.RNA乙和蛋白质乙 7．噬菌体在繁殖过程中利用的原料是（） A.自己的核苷酸和氨基酸 B.自己的核苷酸和细菌的氨基酸 C.细菌的核苷酸和氨基酸 D.自己的氨基酸和细菌的核苷酸8．我国学者童第周等人，从两栖类动物蝾螈内脏中提取DNA注入到许多金鱼的受精卵中，孵出的鱼苗约有1%在嘴后长有蝾螈特有的一根棒状平衡器，这一实验表明了DNA A．能够复制，使前后代保持连续性 B.能指导蛋白质的合成 C.能引起可遗传的变异 D.分子结构具有一定的稳定性9．用噬菌体去感染体内含大量3H 细菌，待细菌解体后，3H应（） A. 随细菌的解体而消失 B.发现于噬菌体的外壳和DNA中 C.仅发现于噬菌体的DNA中 D.仅发现于噬菌体的外壳中 10.DNA是主要的遗传物质是指（） A.遗传物质的主要载体是染色体 B.大多数生物的遗传物质是DNA C.细胞里的DNA大部分在染色体上 D.染色体在遗传上起主要作用 11.噬菌体侵染细菌的实验不能证明（） (1)DNA分构的相对稳定性 (2)DNA能自我复制,使前后代保持一定的连续性, (3)DNA能指导蛋白质的合成(4)DNA能产生可遗传变异 (5)DNA是遗传物质 (6)DNA是主要的遗传物质 A．(1)(2)(3)(4) B.(2)(3)(5) C.(1)(4)(6) D.(4)(6) 12．用DNA酶处理过的S型细菌不能使R型细菌发生转化.下列关于实验的叙述,不正确的是( )
遗传学名词解释
名词解释： 1、遗传与变异：生物通过繁殖的方式来繁衍种族，保持生命在世代间的连续，保持子代与亲代的相似与类同，这种现象叫遗传，遗传的本质就是遗传物质通过不断地复制和传递，保持亲代与子代间的相似与类同，与此同时，亲代与子代之间，子代个体之间总存在着不同程度的差异，包括环境差异与遗传物质差异，这种差异就是变异。 2、遗传变异：变异不一定都能遗传，只有由遗传物质改变导致的变异可以传递给后代，这种变异叫遗传变异。 3、遗传学： 经典定义：研究生物的遗传和变异现象及其规律的一门学科。 现代定义： （1）在生物的群体、个体、细胞和基因等层次上研究生命信息（基因）的结构、组成、功能、变异、传递（复制）和表达规律与调控机制的一门科学－－基因学。 （2）研究基因和基因组的结构与功能的学科。 名词解释： １、性状：在遗传学上，把生物表现出来的形态特征和生理特征统称为性状。 2、相对性状：同一性状的两种不同表现形式叫相对性状。 3、显性性状：孟德尔把F1表现出来的性状叫显性性状，F1不表现出来的性状叫隐性性状。 4、性状分离现象：孟德尔把F2中显现性状与隐性性状同时表现出来的现象叫做性状分离现象。 5、等位基因与非等位基因：等位基因是指位于同源染色体上，占有同一位点，但以不同的方式影响同一性状发育的两个基因。非等位基因指位于不同位点上，控制非相对性状的基因。 6、自交：F1代个体之间的相互交配叫自交。 7、回交：F1代与亲本之一的交配叫回交。 8、侧交：F1代与双隐性个体之间的交配叫侧交。 9、基因型和表型 基因型是生物体的遗传组成，是性状得以表现的内在物质基础，是肉眼看不到的，要通过杂交试验才能检定。如cc,CC,Cc。 表型是生物体所表现出来的性状，是基因型和内外环境相互作用的结果，是肉眼可以看到的。如花的颜色性状。 10、纯合体、杂合体 由两个同是显性或同是隐性的基因结合的个体，叫纯合体，如CC,cc。由一个显性基因与一个隐性基因结合而成的个体，叫杂合体，如Cc。 11、真实遗传 指纯合体的物种所产生的子代表型与亲本表型相同的现象。纯合体所产生的后代性状不发生分离，能真实遗传，杂合体自交产生的后代性状要发生分离，它不能真实遗传。 名词解释： 1、染色体与染色质：是指核内易于被碱性染料着色的无定形物质，是由DNA、组蛋白、非组蛋白及少量RNA组成的复合体，以纤丝状存在于核膜内面。当细胞分裂时，核内的染色质便螺旋化形成一定数目和形状的染色体。两者是同一物质在细胞分裂过程中表现的不同形态。核内遗传物质就集中在这染色体上。 2、常染色质与异染色质：着色较浅，呈松散状，分布在靠近核的中心部分，是遗传的活性部位。着色较深，呈致密状，分布在靠近核内膜处，是遗传的惰性部位。又分结构异染色质或组成型异染色质和兼性异染色质。前者存在于染色体的着丝点区及核仁组织区，后者在间期时仍处于浓缩状态， 3、核小体：是染色质的基本结构单位，直径10nm，其核心是由四种组蛋白（H2A、H2B、H3、H4各2分子共8分子）构成的扁球体。 4、同源染色体：指形态、结构和功能相似的一对染色体，他们一条来自父本，一条来自母本。 5、联会：分别来自父母本的同源染色体逐渐成对靠拢配对，这种同源染色体的配对称为联会。
DNA是主要的遗传物质导学案及答案
DNA是主要的遗传物质 一、学习目标 1、能够概述肺炎双球菌的转化实验过程。2.能够概述噬菌体侵染细菌的实验过程。 3.了解DNA是主要遗传物质的原因。 4.掌握艾弗里肺炎双球菌的体外转化实验设计思路。 二、自主学习指导（一） 认真阅读课本42—43页第五段内容，并仔细看图3-2实验过程，8分钟后完成下列问题：1 (1)实验过程及结果 (2)结论：加热杀死的S型细菌中，含有某种促成R型细菌转化为S型细菌的“________”。自主学习指导（二） 认真阅读课本43页第六段—44页第二段，5分钟后独立完成下列问题： 3．艾弗里转化实验(体外转化)填空 (1)原理：对S型细菌的成分提取、分离、鉴定，并与____________混合培养，以观察各成分的作用。 (2)过程 (3)结论：________才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，即是转化因子，是遗传物质。 【特别提醒】
1．格里菲思的体内转化实验只提出“S 型细菌体内有转化因子”，并没有具体证明哪种物质 是遗传物质。最终证明DNA 是遗传物质的是艾弗里。 2．格里菲思实验第4组小鼠体内分离出的细菌和艾弗里S 型菌的DNA ＋R 型活菌培养 基上生存的细菌都是R 型和S 型都有，但是R 型多。 3．S 型菌的DNA ＋DNA 水解酶＋R 型活菌――→培育 只有R 型细菌，该实验是从另一个角度进 一步证明DNA 是遗传物质，而不是为了证明DNA 的水解产物——脱氧核苷酸不是遗传物质， 尽管此实验可以证明该问题，但不是该实验的实验目的。 自主学习指导（三）：认真阅读课本44页第三段—45页内容，并仔细观察图3-6实验过程，
复等位基因遗传试题及分析教学文案
复等位基因遗传试题 及分析
复等位基因遗传试题及分析 华兴高中：刘春荣 1、喷瓜有雄株、雌株和两性植株。G基因决定雄株,g基因决定两性植株,基因决定雌株。G对g、显性,g对是显性。如:Gg是雄株,g 是两性植株, 是雌株。下列分析正确的是 ( ) A.Gg和G 能杂交并产生雄株 B.一株两性植株的喷瓜最多可产生三种配子 C.两性植株自交不可能产生雌株 D.两性植株群体内随机传粉,产生的后代中,纯合子比例高于杂合子 解析本题涉及复等位基因及基因的显性等级的问题,考查了基因的分离定律及考生对问题的分析能力。从题意可知,Gg、G均为雄性,不能杂交,A项错误;两性植株为gg或g,最多可产生两种配子,B项错误;两性植株gg-可自交可产生雌株,C项错误;在D选项中,两性植株群体(有gg和g两种基因型)内随机传粉,群体中的交配类型有:gg×gg、gg×g、g×g,gg个体自交后代全部为纯合子,gg和g杂交的后代也有1/2的为纯合子,g个体自交后代有1/2的为纯合子,则两性植株群体内随机传粉后产生的子代中纯合子比例肯定会比杂合子高,所以D选项正确。 2 、某种植物的花色受一组复等位基因控制,纯合子和杂合子的表现型如表。若W P W S与W S w杂交,子代表现型的种类及比例分别是( ) A. 3种,2∶1∶1 B. 4种,1∶1∶1∶1 C. 2种,1∶1 D. 2种,3∶1 解析分析表格可知,这一组复等位基因的显隐性关系表现为W>W P>W S>w,则W P W S与W S w杂交,其子代的基因型及表现型分别为:W P W S(红斑白
花),W P w(红斑白花),WSWS(红条白花),W S w(红条白花),所以其子代表现型的种类及比例应为:2种1∶1。 3 、紫色企鹅的羽毛颜色是由复等位基因决定的:Pd深紫色、Pm中紫色、Pl 浅紫色、Pvl很浅紫色(近于白色)。其显隐性关系是:Pd>Pm>Pl>Pvl(前者对后者为完全显性)。若有浅紫色企鹅(PlPvl)与深紫色企鹅交配,则后代小企鹅的羽毛颜色和比例可能是( ) A.1中紫色∶1浅紫色 B.2深紫色∶1中紫色∶1浅紫色 C.1深紫色∶1中紫色 D.1深紫色∶1中紫色∶1浅紫色∶1很浅紫色 解析本题涉及有关复等位基因的相关问题。深紫色个体的基因型为PdPd 时,子代全为深紫色;深紫色个体的基因型为PdPm时,子代的性状分离比为1深紫色∶1中紫色;深紫色个体的基因型为PdPl时,子代的性状分离比为1深紫色∶1浅紫色;深紫色个体的基因型为PdPvl时,子代的性状分离比为2深紫色∶1浅紫色∶1很浅紫色。综上分析,选项A、B、D均不可能出现,只有选项C有可能。 4 、人类的ABO血型系统由3三个等位基因I A、I B、i决定,通过调查一个由400个个体组成的样本,发现180人是A型血,144人是O型血,从理论上推测,该人群中血型为B的人应该有( ) A.24人 B.36人 C.52人 D.76人 解析在本题中,A型血的人(基因型为I A I A或I A i)占的比例为 180÷400=0.45,O型血的人(基因型为ii)占的比例为144÷400=0.36,假设i的基
高中生物遗传与基因工程知识点总结
高中生物遗传与基因工程知识点总结 高中生物遗传与基因工程知识点总结 细胞质遗传 细胞核遗传、细胞质遗传 细胞质遗传特点：母系遗传；无一定分离比；同一植株可能表现多种性状。 最能说明细胞质遗传的实例： 紫茉莉质体遗传。 线粒体和叶绿体中的DNA都 能自我复制，并通过转录、 翻译控制某些蛋白质的合成。 基因结构 原核细胞：非编码区＋编码区 真核细胞：非编码区＋编码区（外显子＋内含子） 人类基因组计划意义： 遗传病的诊断、治疗；基因表达的调控机制；推动生物高新技术发展。 在调控序列中，最重要的是 位于编码区上游的RNA聚 合酶结合位点。 在真核细胞中，每个能编码 蛋白质的基因都含有若干个
外显子核内含子。 基因工程 基础：各种生物都具有同一套遗传密码。 基本步骤： 提取→结合→导入→检测和表达。 提取目的基因：直接分离、人工合成。 当表现出目的基因的性状，才能说明目的基因完成了表达过程。 基因工程能为人类开辟食物来源。 基因剪刀——限制性内切酶 （主要存在微生物） 基因针线——DNA连接酶 基因运输工具——运载体 （质粒、病毒） 最常用的质粒：大肠杆菌的质粒。 运载体条件：复制并稳定 保存；多个限制酶切点； 具有某些标记基因。 应用 技术 生产药品 转基因
工程菌 胰岛素、干扰素、 白细胞介素、疫苗 基因治疗 转基因 健康基因导入缺陷细胞 农牧食品 转基因 优良品质、抗逆性、动物产物、食物向日葵豆、抗虫棉、 乳腺细胞（蛋白） 环境保护 转基因 转基因生物净化 假单孢杆菌→ 超级细菌 基因诊断 DNA探针 环境检测 DNA探针 水质监测（快速、灵敏） 侦查罪犯 DNA探针
《DNA是主要的遗传物质》-教案复习过程
《DNA是主要的遗传物质》教案 一、教学目标汝南二高孙亚楠 1、知识与技能 （1）总结“DNA是主要的遗传物质”的探索过程。 （2）（2）知道肺炎双球菌转化实验和“同位素标记法”研究噬菌体侵染细菌所采用的方法，是目前自然科学研究的主要方法。 （3）理解DNA是主要的遗传物质。 2．能力培养 （1）通过肺炎双球菌的转化实验，能够证明DNA是遗传物质的最关键的实验设计思路，提高逻辑思维的能力。 （2）用“同位素标记法”来研究噬菌体侵染细菌的实验，说明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质，训练学生由特殊到一般的归纳思维的能力。 3．情感态度与价值观 遗传的物质主要是DNA，也有RNA，这从遗传和变异的角度，强调了生命的物质性，有利于辨证唯物主义世界观的树立。 四、教学重点、难点 重点：（1）肺炎双球菌转化实验的原理和过程。 （2）噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。 难点：（1）如何理解DNA是主要的遗传物质，RNA也是遗传。 （2）探究科学发现过程来学习科学研究方法。 三、课时安排：1课时 四、教学过程 （一）设疑引入 俗话说“龙生龙，凤生凤，老鼠生儿会打洞”，这句话显示生物的基本特征之一遗传。生命之所以能够代代延续，主要是由于遗传物质绵绵不断的向后代传递，前面我们学习的有丝分裂、减数分裂和受精作用，着重分析的是染色体的行为及数目的变化，可见染色体在生物的遗传中起着重要的作用，染色体主要由什么物质组成？DNA和蛋白质究竟谁才是遗传物质？ （二）对遗传物质的早期推测
现在大家都认为遗传物质是DNA，但这一结论是由科学家们经过长期的质疑与探索才得到的。 指导学生读教材思考： 1.在20世纪早期人们普遍认为遗传物质是DNA还是蛋白质？ 2.为什么会有这种认识？ 讲述：限于当时的认识水平，认为蛋白质是遗传物质的观点处于主导地位。 科学家是如何认识DNA是遗传物质的呢，让我们重温科学家对遗传物质的认识过程吧。 过渡：20世纪中叶，人们发现染色体是由DNA和蛋白质组成的，在20-30年代人们普遍认为蛋白质是遗传物质，这种观点正确吗？如果遗传物质不是蛋白质，它是什么物质呢？在生物学中我们通过做什么确认这个问题？（实验）下面我们一起沿着科学家探索真理的足迹重温证明DNA是遗传物质的经典实验。（安排学生浏览课本） （三）DNA是遗传物质的实验证据——肺炎双球菌的转化实验 1、格里菲思的实验 菌落荚膜毒性 R型菌落粗糙无荚膜无毒 S型菌落光滑有荚膜有毒 （1）为什么第四组实验将R型活细菌和加热杀死后的S型细菌混合后注射到小鼠体内，导致小鼠死亡？(因为R型细菌转化成了S型细菌，使小鼠患败血症而死亡.) （2）格里菲思实验的结论是什么? 实验结论：已经被加热杀死的S型细菌中，必然含有某种促成这一转化的活性物质（转化因子）。 设疑： 这种转化因子究竟是什么物质呢？S菌的化学成分很多，要找到转化因子，最关键的思路是什么？如果让你来设计实验来进一步探究“转化因子”是什么物质，你将如何设计实验？ （提示：设计思路，设法把DNA与蛋白质等其他物质分开，单独研究他们各自的作用） 2、艾弗里的实验——寻找转化因子 在分析格里菲斯的实验设计基础之上，教师引导学生明确该实验的设计是否严谨，该如何解决这个问题？（培养学生科学思维和科学探究的能力） （1）设计思路;把各种化合物分开，单独观察，确定唯一变量。 （2）把由S型细菌中分离，提取出的各种成分，单独作用于R型细菌。
普通遗传学期末考试复习题及参考答案-专升本
《普通遗传学》复习题 一、名词解释 1. 同源染色体 2. 不完全显性 3. 干扰（干涉） 4. 伴性遗传 5. 狭义遗传率 6. 复等位基因 7. 转座因子 8. 部分二倍体 9. 母性影响 10. 隔裂基因 11. 联会 12.等位基因 13.位置效应 14.数量性状15.回交 16.同源染色体 17.转化 18.雄性不育 19.基因频率 20. 双三体 二、填空题 1. 以豌豆为材料进而提出分离与组合定律的是，利用果蝇研究提出提 出基因论是，比德尔利用为研究对象提出一个基因一个酶的假说。 2.基因型AABbDdEeFfGG的个体可产生种配子，自交可产生种基因 型类型，其中纯合基因类型种。 3. 人白化症由常染色体隐性单基因（a）控制遗传，某白化症患者的正常双亲 基因型为和。 4. 家蚕和蝗虫的性染色体组成分别为型和型，而蝴蝶的性染 色体为型。 5.遗传学中重组率也称为__ _。两对基因独立遗传时，重组率为___ _， 当两对基因为完全连锁时，重组率为__ __。 6. A与B连锁，则AABB和aabb杂交称为，aaBB和AAbb杂交称 为。 7. 在染色体结构变异中，、和杂合体性母细胞在减 数分裂的前期I都可以形成凸隆起来的瘤状物或环状形象。 8. 马铃薯单倍体减数分裂时可形成12个二价体，因此马铃薯属于倍 体。 9. PCR反应的基本步骤是、、。 10.死细菌与活细菌混合在一起后基因实现了重组，这叫。两种细菌以 噬菌体为媒介实现了基因重组是。 11.减数分裂过程中，同源染色体在__ __期配对，在___ ___期分开，染色单体在___ ___期分离。 12.大麦现有纯合密穗染病(AAbb)材料和稀穗抗病(aaBB)材料，两基因自由组合。想用这两个材料杂交以选育稳定的密穗抗病品种，所需类型第___ 代就会出
高三生物培优班试题 遗传与基因工程部分(附答案)
高三生物培优班试题 遗传与基因工程部分 （）1．下图为DNA测序仪显示的某真核生物DNA片段一条链的碱基排列图。其中图A的碱基排列顺序已经解读，其顺序为GGTTATGCGT。则下列相关叙述错误的是 A．图B的碱基排列顺序是GATGCGTTCG B．若将此真核生物的基因导入细菌，在获取该基因时最好采用“鸟枪法” C．该DNA片段中（A+C）/（T+G）=1 D．如果该DNA分子为 一珠蛋白的DNA探针，则可用它来检测镰刀型细胞贫血症 （）2.下图为果蝇某一条染色体上几个基因的示意图，说法正确的是 黄身白眼长翅 ←R→←M→←S→←Q→←N→ …ATGT…CGA GTC…ACA GCTAC…ATGT CAGTGC GAC…TGA G… …TACA…GCT CAG…TGT CGATG…TACA GTCACG CTG…ACT C… A、R中的全部脱氧核苷酸序列均能编码蛋白质 B、R、S、N中只有部分脱氧核苷酸序列被转录形成mRNA C、片段M应是基因R或S的非编码区 D、每个基因中有一个碱基对的替换，都会引起生物性状的改变 （）3.下列有关基因工程中限制性内切酶的描述，错误的是 A．一种限制性内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列 B．限制性内切酶可用于基因诊断、基因治疗 C．限制性内切酶切割DNA分子后均能形成的黏性末端 D．限制性内切酶可从原核生物中提取 （）4.科学家发现人和猪的胰岛素仅差一个氨基酸，于是便对猪的胰岛素基因做了适当的改造和修饰，使其在酵母菌细胞内表达出人的胰岛素；后因胰岛素的产量不理想，又对该基因进行了进一步的修饰，使其产量大幅度提高。上述生物工程中对目的基因结构的两次修饰分别发生在①内含子②外显子③编码区④非编码区 A．③④B．②④C．③①D．②① （）5．下图是一个真核生物基因结构示意图，有关认识中不正确的是 A．图中B、D、F代表基因的编码区，他们能够转录为相应的信使RNA，经加工后参与蛋白质的合成 B．不管是真核基因还是原核基因，在非编码区都有RNA聚合酶的结合位点 C．在基因工程中获取目的基因一般采用人工合成基因，人工合成基因相当于图中的B、D、F序列 D．内含子序列可以转录成RNA，但不能够编码蛋白质，只有外显子序列可以编码蛋白质 （）6．农业生产上常通过一些技术手段来获得一些生物新品种，下列是有关新品种来源和原理的相关叙述，不正确的是A．人们可能通过人工诱变、基因工程和人工膜技术等手段来获得抗性农作物 B．在豌豆的杂交试验中，所结豆荚的性状总与母本相同，说明该性状受质基因控制 C．将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中，可以防止转基因作物的目的基因通过花粉转移到近源植物 D．在培育新品种的过程中，不仅核基因可以发生突变，质基因也可以发生突变 （）7．基因工程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选 ．．．．．。已知限制酶I的识别序列和切点是—G↓↓—。根据图示判断下列操作正确的是： A．质粒用限制酶Ⅰ切割，目的基因用限制酶Ⅱ切割B．质粒用限制酶Ⅱ切割，目的基因用限制酶Ⅰ切割 C．目的基因和质粒均用限制酶Ⅰ切割D．目的基因和质粒均用限制酶Ⅱ切割 （）8．对人类糖尿病的基因治疗研究，大致分为以下步骤。对这些步骤的有关叙述，正确的是 ①提取目的基因②将目的基因与质粒结合为重组质粒③将重组质粒导入大肠杆菌④重组质粒在菌体内增殖⑤分离重组质粒，提取目的基因⑥将目的基因与某种病毒结合为重组DNA ⑦将重组DNA导入人体有基因缺陷的细胞⑧目的基因的捡测和表达 A．过程①可以用鸟枪法提取B．过程④是为了修饰基因 C．过程②、⑥在细胞内进行D．两次使用运载体导入受体细胞的目的不同 （）9．德国科学家科伦斯研究紫茉莉质体遗传时，观察到给花斑枝条分别授以绿色、白色和花斑色枝条花粉完成受精，产生的子代出现了绿色、白色和花斑色植株，则这一过程中 A．后代出现了性状分离且有一定的分离比 B．花斑枝条上产生了三种类型的卵细胞，且都是同时含叶绿体和白色体的卵原细胞产生 C．发育成花斑植株的受精卵必需既含叶绿体又含有白色体D．细胞中含白色体和叶绿体使得植株呈现花斑色 （）10、用某人的胰岛素基因制成的DNA探针，检测下列物质，能形成杂交分子的是 ①该人胰岛A细胞中的DNA ②该人胰岛B细胞的mRNA ③该人胰岛A细胞的mRNA ④该人肝细胞的DNA A．①②③④ B．①②③ C．①②④ D ②③④ （）11．单基因遗传病可以通过核酸杂交技术进行早期诊断。镰刀型细胞贫血症是一种在地中海地区发病率较高的单基因遗传病。已知红细胞正常个体的基因型为BB、Bb，镰刀型细胞贫血症患者的基因型为bb。有一对夫妇被检测出均为该致病基因的携带者，为了能生下健康的孩子，每次妊娠早期都进行产前诊断。下图为其产前核酸分子杂交诊断和结果示意图。下列叙述不正确的是 注：GeneI 和GeneⅡ表示两种标记基因 表示限制酶仅有的识别序列放大 GGATCC CCTAGG GATC CTAG 目的基因 GGATCC CCTAGG Gene I Gene II GATC CTAG