高考生物二轮复习 生物育种知识
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2008高考生物二轮复习 生物育种知识
育种归类比较
名
称 原
理 方 法 优 点 缺 点 应 用
杂交
育种 基因重组 杂交→自交→筛选出符合要求的表现型，通过自交至不发生性状分离为止 使分散在同一物种或不同品种中的多个优良性状集中同一个体上 ①育种时间长②局限于同种或亲缘关系较近的个体 用纯种高杆抗病小麦与矮杆不抗病小麦培育矮杆抗病小麦
诱变
育种 基因突变 ①物理：紫外线、射线、、微重力、激光等处理、再筛选②化学：秋水仙素、硫酸二乙酯处理，再选择 提高变异频率，加快育种进程，大幅度改良某些性状 有利变异少，工作量大，需要大量的供试材料 高产青霉菌、“黑农五号”大豆品种、太空辣椒的培育
单倍体育种 染色体
变异 ①先将花药离体培养，培养出单倍体植株②将单倍体幼苗经一定浓度的秋水仙素处理获得纯合子 明显缩短育种年限，加速育种进程 技术复杂 用纯种高杆抗病小麦与矮杆不抗病小麦快速培育矮杆抗病小麦
多倍体育种 染色体
变异 用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 植物茎杆粗壮，叶片、果实、种子都比较大，营养物质含量提高 技术复杂，发育延迟，结实率低，一般只适合于植物 三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦、四倍体水稻
转基因育种 异源DNA
重组 提取目的基因→装入运载体→导入受体细胞→目的基因的检测与表达→筛选出符合要求的新品种 目的性强，育种周期短，克服了远缘杂交不亲和的障碍 技术复杂，安全性问题多 转基因“向日葵豆”，转基因抗虫棉
细胞工程育种
细胞的
全能性
“去壁”→“诱融”→“组培”
核移植和胚胎移植 克服远缘杂交不亲和的障碍
可应用于繁育优良动物，抢救濒危动物 技术复杂，工作量大，操作烦琐
技术要求高 可育“白菜－甘蓝”的培育
克隆羊“多莉”
育种祥细讲解：
一、生物育种含义：
生物育种是指人们按照自己的意愿，依据不同的育种原理，有目的、有计划地获得人们所需要的生物新品种。包括两种情况：
1．从不良性状中把所需要的优良性状（相对性状）分离出来或把位于不同个体的优良性状集中到一个个体上来。如利用基因分离的原理从高秆小麦中分离出能抗倒伏的矮秆小麦品种；通过基因的自由组合，把小麦中高秆抗锈病和矮秆不抗锈病两种性状进行重新组合获得矮秆抗病的小麦优良品种。
2．创造具有优良性状的生物新品种。如利用人工诱变育种技术培育青霉素高产菌株；利用基因工程的原理创造能分泌胰岛素的大肠杆菌菌种。
二、育种方法：
（一）根据“变异的来源”原理进行育种
1．杂交育种：
（1）原理：基因重组（通过基因分离、自由组合或连锁交换，分离出优良性状或使各种优良性状集中在一起）
（2）方法：杂交,连续自交，不断选种。
（3）举例：
已知小麦的高秆（D）对矮秆（d）为显性，抗锈病（R）对易染锈病（r）为显性，两对性状独立遗传。现有高秆抗锈病、矮秆易染病两纯系品种。要求使用杂交育种的方法培育出具有优良性状的新品种。
操作方法：（参见右面图解）
①让纯种的高秆抗锈病和矮秆易染锈病小麦杂交得F1 ；
②让F1自交得F2 ；
③选F2中矮秆抗锈病小麦自交得F3；
④留F3中未出现性状分离的矮秆抗病个体，对于F3中出现性状分离的再重复③④步骤
（4）特点：育种年限长，需连续自交不断择优汰劣才能选育出需要的类型。
（5）说明：①该方法常用于：
a．同一物种不同品种的个体间，如上例；
b．亲缘关系较近的不同物种个体间（为了使后代可育，应做染色体加倍处理，得到的个体即是异源多倍体），如八倍体小黑麦的培育、萝卜和甘蓝杂交。
②若该生物靠有性生殖繁殖后代，则必须选育出优良性状的纯种，以免后代发生性状分离；若该生物靠无性生殖产生后代，那么只要得到该优良性状就可以了，纯种、杂种并不影响后代P DDRR × ddrr
↓
F1 DdRr
↓自交
F2 选矮秆抗病的个体
F3 留未出现性状分离个体（纯合子） 出现性状分离个体（杂合子） 自交 重复 性状的表达。
2．诱变育种
（1）原理：基因突变
（2）方法：用物理因素（如X射线、γ射线、紫外线、激光等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙脂等）来处理生物，使其在细胞分裂间期DNA复制时发生差错，从而引起基因突变。
（3）举例：太空育种、青霉素高产菌株的获得、黄色短杆菌的诱变
（4）特点：提高了突变率，创造人类需要的变异类型，从中选择培育出优良的生物品种，但由于突变的不定向性，因此该种育种方法具有一定盲目性。
（5）说明：该种方法常用于微生物育种、农作物诱变育种等
3．单倍体育种
（1）原理：染色体变异
（2）方法：花药离体培养获得单倍体植株，再人工诱导染色体数目加倍。
（3）举例：已知小麦的高秆（D）对矮秆（d）为显性，抗锈病（R）对易染锈病（r）为显性，两对性状独立遗传。现有高秆抗锈病、矮秆易染病两纯系品种。要求用单倍体育种的方法培育出具有优良性状的新品种。
操作方法：（参见下面图解）
①让纯种的高秆抗锈病和矮秆易染锈病小麦杂交得F1 ；
②取F1的花药离体培养得到单倍体；
③用秋水仙素处理单倍体幼苗，使染色体加倍，选取具有矮秆抗病性状的个体即为所需类型。
（4）特点：由于得到的个体基因都是纯合的，自交后代不发生性状分离，所以相对于杂交育种来说，明显缩短了育种的年限。
（5）说明：
①该方法一般适用于植物。
②该种育种方法有时须与杂交育种配合，其中的花药离体培养过程需要组织培养技术手段的支持。
4．多倍体育种： P DDRR × ddrr
↓
F1
DdRr
花药（配子） DR Dr dR dr
单倍体 DR Dr dR dr
纯合子 DDRR DDrr ddRR ddrr
秋水仙素诱导染色体加倍 离体培养（组织培养技术） 减数分裂 杂交
选取ddRR（矮抗）即为所需类型 （1）原理：染色体变异
（2）方法：用秋水仙素处理萌发的种子．．或幼苗．．，从而使细胞内染色体数目加倍，染色体数目加倍的细胞继续进行正常的有丝分裂，即可发育成多倍体植株。
（3）举例：
①三倍体无子西瓜的培育（同源多倍体的培育）
过程图解：参见高二必修教材第二册第55页图解
②八倍体小黑麦的培育（异源多倍体的培育）：
（4）特点：该种育种方法得到的植株茎秆粗壮，叶片、果实和种子较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量有所增加。
（5）说明：①该种方法常用于植物育种；②有时须与杂交育种配合。
（二）依据“工程原理”进行育种
1．利用“基因工程”育种
（1）原理：DNA重组技术（属于基因重组范畴）
（2）方法：按照人们的意愿，把一种生物的个别基因复制出来，加以修饰改造，放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。操作步骤包括：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、目的基因的检测与表达等。
（3）举例：能分泌人类胰岛素的大肠杆菌菌株的获得，抗虫棉，转基因动物等
（4）特点：目的性强，育种周期短。
（5）说明：对于微生物来说，该项技术须与发酵工程密切配合，才能获得人类所需要的产物。
2．利用“细胞工程”育种
原理 植物体细胞杂交 细胞核移植
方法 用两个来自不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞，并且把杂种细胞培育成新植物体的方法。操作步骤包括：用酶解法去掉细胞壁、用诱导剂诱导原生质体融合、将杂种细胞进行组织培养等。 是把一生物的细胞核移植到另一生物的去核卵细胞中，再把该细胞培育成一个新的生物个体。操作步骤包括：吸取细胞核、将移植到去核卵细胞中、培育（可能要使用胚胎移植技术）等。
举例 “番茄马铃薯”杂种植株 鲤鲫移核鱼，克隆动物等
特点 可克服远缘杂交不亲合的障碍，大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围。
说明 该种方法须植物组织培养等技术手段的支持。 该种方法有时须胚胎移植等技术手段的支持。
（三）利用植物激素进行育种
1．原理：适宜浓度的生长素可以促进果实的发育
2．方法：在未受粉的雌蕊柱头上涂上一定浓度的生长素类似物溶液，子房就可以发育成无子果实。3．举例：无子番茄的培育
4．特点：由于生长素所起的作用是促进果实的发育，并不能导致植物的基因型的改变，所以该种变异类型是不遗传的。
5．说明：该种方法适用于植物。
四、育种问题
1. 利用一定浓度的生长素溶液处理没有受粉的番茄花蕾，能获得无籽的番茄，其原因是
A．生长素促进子房发育成果实 B．生长素抑制了蕃茄种子的发育
C．生长素抑制番茄的受精 D．生长素使子房发育快、种子发育慢
2. 在下列叙述中，正确的是
A．培育无籽西瓜是利用生长素促进果实发育原理
B．培育八倍体小黑麦是利用染色体变异的原理
C．培育无籽番茄是利用基因重组的原理
D．培育青霉素高产菌株是利用基因突变的原理
3. 用四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交所得的子一代植株开花后，经过适当处理，则
A．能产生正常配子,结出种子形成果实 B．结出的果实为五倍体
C．不能产生正常配子,但可形成无籽西瓜 D．结出的果实为三倍体
4. 萝卜和甘兰杂交，能得到的种子一般不育，如果要得到可育的种子，你认为应该采取下列哪种措施
A.利用花药离体培养技术 B.利用染色体数目加倍技术
C.利用细胞融合技术 D.利用诱变育种技术
5. 用生长素和秋水仙素分别处理二倍体番茄的花蕾和幼苗，成熟后所获得的果实中分别含有的染色体组数是
A.2和4 B.2和2 C.4和2 D.4和4
6. 在生产实践中，欲想获得无子果实常采用的方法有
①人工诱导多倍体育种 ②人工诱变 ③单倍体育种 ④用适当浓度的生长素处理
A.①② B.②③ C.①④ D.③④
7. 能够使植物体表达动物蛋白的育种方法是
A.单倍体育种 B.杂交育种 C.基因工程育种 D.多倍体育种
8. 两个亲本的基因型分别为AAbb和aaBB，这两对基因按自由组合定律遗传，要培育出基因型为aabb的新品种，最简捷的方法是
A.单倍体育种 B.杂交育种 C.人工诱变育种 D.细胞工程育种
9. 为丰富植物育种的种质资源材料，利用钴60的γ射线辐射植物种子，筛选出不同性状的突变植株。请回答下列问题：
（1）钴60的γ辐射用于育种的方法属于 育种。
（2）从突变材料中选出高产植株，为培育高产、优质、抗盐新品种，利用该植株进行的部分杂交实验如下：
杂交一：
P： ♀非高产、优质、抗盐×♂高产、非优质、不抗盐
↓
