“生物育种”专题复习

“生物育种”专题复习

内容：生物育种

涉及考点：必修第五章生长素

选修第五章遗传与基因工程

要求：阅读并明白得把握八种育种的方法

什么是生物育种？

生物育种是指人们按照自己的意愿，依据不同的生物学原理，有目的有打算地获得人们所需要的生物新品种，包括两种情形：

一是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锈病的小麦优良品种；

二是制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养青霉素高产菌株，利用基因工程的原理制造能分泌胰岛素的大肠杆菌菌种。

在高中时期所介绍的育种方法要紧有：诱变育种、杂交育种、多倍体育种、单倍体育种、细胞工程育种（组织培养育种）、基因工程育种（转基因育种）、植物激素育种等。

1、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、中子、激光、电离辐射等）或化学因素（如亚硝酸、碱基类似物、硫酸二乙脂、秋水仙素等各种化学药剂）或空间诱变育种（用宇宙强辐射、微重力等条件）来处理生物。

（4）优点：能提高变异频率，加速育种进程，可大幅度改良某些性状，制造人类需要的变异类型，从中选择培养出优良的生物品种；变异范畴广。

（5）缺点：有利变异少，须大量处理材料；诱变的方向和性质不能操纵；

改良数量性状成效较差，具有盲目性。

（6）举例：青霉素高产菌株、太空椒、高产小麦、“彩色小麦”等

2、杂交育种

（1）原理：基因重组

（2）方法：连续自交，不断选种。

（不同个体间杂交产生后代，然后连续自交，选择所需纯合子）

（4）优点：使同种生物的不同优良性状集中于同一个个体，具有预见性。

（5）缺点：育种年限长，需连续自交才能选育出需要的优良性状。

（6）举例：矮茎抗锈病小麦的培养

操作方法: (参见下面图解) （配以简要文字讲明）

①让纯种的高秆抗锈病和矮秆易染锈病小麦

杂交得到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中未显现性状分离的矮秆抗病个体，

关于F3中显现性状分离的再重复③④步骤

3、多倍体育种

（1）原理：染色体变异

（2）方法：秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。

（3）优点：可培养自然界中没有的新品种，且培养的植物器官大，产量高，营养丰富。（4）缺点：结实率低，发育延迟。

（5）举例：（请你用文字、符号来图示三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦的培养过程）4、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）优点：自交后代不发生性状分离，能明显缩短育种年限，加速育种进程。

（4）缺点：技术相当复杂，需与杂交育种结合，其中的花药离体培养过程需要组织培养技术手段的支持，多限于植物。

（5）举例：（请你用文字、符号来图示相关过程）

5、细胞工程育种

方式植物组织培养植物体细胞杂交细胞核移植

原理植物细胞的全能性植物细胞膜的流淌性动物细胞核的全能性

方法离体的植物器官、组织或细胞

→愈伤组织→根、芽→植物体

去掉细胞壁→诱导原生质体

融合→组织培养

核移植→胚胎移植

优点快速繁育、培养无病毒植株等克服远缘杂交不亲和的障碍，

培养出作物新品种

繁育优良品种，用于储

存濒危物种，有选择地

繁育某性不的动物

缺点技术要求高、培养条件严格技术复杂，难度大；需植物组

织培养等技术

导致生物品系减少，个

体生存能力下降。

举例试管苗的培养、培养转基因植

物

培养"番茄马铃薯"杂种植株

"多利"羊等克隆动物的

培养

6、基因工程育种（转基因育种）

（1）原理：基因重组

（2）方法：基因操作（提取目的基因→装入载体→导入受体细胞→基因表达→选择出符合要求的新品种）

（3）优点：目的性强，能够按照人们的意愿定向改造生物；育种周期短。

（4）缺点：可能会引起生态危机，技术难度大。

（5）举例：“傻瓜水稻”、抗虫棉、固氮水稻、转基因动物（转基因鲤鱼）等

7、植物激素育种

（1）原理：适宜浓度的生长素能够促进果实的发育

（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，子房就能够发育成无子果实。

（3）优点：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，因此该种变异类型是不遗传的。

（4）缺点：该种方法只适用于植物。

（5）举例：无子番茄的培养

三、相关知识拓展:引种

引种与光照和温度有关（实际表现为植物的生长环境具有地域性）

1、光周期现象

日照长短阻碍植物的开花期，如菊花在秋季开花，需要的是短日照，现在要使菊花提早开花就要缩短日照时刻，如要使菊花推迟开花就要延长光照时刻。

假如有一种植物长期生长在哈尔滨，每年在夏天开花，需要长日照，现在将这种菊花引种到广州，那么在同样的时刻广州的日照时刻要长，因此这种植物到广州以后，开花时刻就会提早。开花提早就会使营养生长不行，营养生长不行生殖生长也就不行，这就会造成减产。但假如是将一种生长在广州的短日照植物(开花时刻是上半年)移到哈尔滨，那么这种植物开花就会推迟甚至不开花，如此植物的营养生长就会充分.加上昼夜温差大，假如需要的是营养器官的话，产量就会提高，但假如需要的是种子或果实，如不能开花就会造成缺失。这种日照长短对植物开花时刻的阻碍，要联系生物学知识和地理知识来解决。

2、春化现象

专门多植物必须通过一个低温才能开花，比如小麦，这对引种也有专门大的阻碍。

练习

1、（05·广东）两个亲本的基因型分不为AAbb和aaBB，这两对基因按自由组合定律遗传,要培养出基因型为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2、（05·广东综合）农业生产中植物生长素已被广泛使用。下列各项，与植物生长素应用无关的是（）

A．培养无籽番茄B．棉花保蕾、保铃C．延长种子寿命D．促进插枝生根3、（05·江苏）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

4、（05·上海）现有黑色短毛兔和白色长毛兔，要育出黑色长毛兔。理论上可采纳的技术是（）

①杂交育种②基因工程③诱变育种④克隆技术

A．①②④B．②③④C．①③④D．①②③

5、（05·全国理综Ⅲ）科学家通过基因工程的方法，能使马铃薯块茎含有人奶要紧蛋白。以下有关基因工程的叙述，错误的是（）

A．采纳反转录的方法得到的目的基因有内含子

B．基因非编码区关于目的基因在块茎中的表达是不可缺少的

C．马铃薯的叶肉细胞可用为受体细胞

D．用同一种限制酶，分不处理质粒和含目的基因的DNA，可产生粘性末端而形成重组DNA分子

6、填出下列各题的育种方法：

（1）花药离体培养出的烟草新品种是。

（2）用抗倒伏、不抗锈病的小麦与不抗倒伏、抗锈病的小麦F1培养出既抗倒伏又抗锈病的小麦的品种是。

（3）用紫外线线辐射稻种, 培养出成熟期提早、蛋白质含量高的品系是。（4）无子西瓜的培养是。

（5）培养青霉素高产菌株的方法是。

（6）将人胰岛素基因导入大肠杆菌细胞内的技术是。

（7）利用兰花的离体组织大规模培养兰花属于。

（8）利用谷氨酸棒状杆菌大规模生产谷氨酸属于。

7、我国“神舟”五号航天飞船于2003年10月15日~16日首次载人飞行成功，与航天员杨利伟同搭乘的还有河南省的100余克作物种子，其中要紧是我国闻名育种专家周中普培养的“彩色小麦”。“三结合”育种法采纳的是一种单一射线，而种子进入太空后，经受的是综

合射线，甚至是人类未知的射线辐射，在这种状态下，能够给种子制造物理诱变的机率，从中产生的二代种子能够选择许多的育种材料，丰富育种基因资源，从而可能制造出更优质保健的小麦新品种，咨询：

（1）“彩色小麦”在宇宙空间要同意，以通过物理作用引起遗传物质的，从而为育种提供可选择的。（2）这些“彩色小麦”返回地面后，是否均可产生有益的变异？什么缘故？

（3）将生物随飞船带入太空，可进行多项科学实验。如将植物经太空返回地面后种植，发觉该植物某隐性性状突变为显性性状。

①表现该显性性状的种子能否大面积推广？讲明理由。

②简要叙述获得该显性优良品种的步骤

。

8、假设A、b代表玉米的优良基因，这两种基因是自由组合的。现有AABB、aabb两个品种，为培养出优良新品种AAbb，能够采纳的方法如右图所示。

（1）由品种AABB、aabb通过①、②、③过程培养

出新品种的育种方法称为

若通过②过程产生的子代总数为1552株，则其

中基因型为AAbb的理论上有株。

基因型为Aabb的类型通过过程③，

子代中AAbb与aabb 的数量比是。

（2）过程⑤常采纳由AaBb

得到Ab个体。与“过程①②③”的育种方法相比，“过程⑤⑥”育种的优势是。

（3）过程④在完成目的基因与运载体的结合时，必须用到的工具酶是

与“过程⑦”的育种方法相比，“过程④”育种的优势是。

9、以下各图分不表示几种不同的育种方法。请据图回答：

（1）A图所示过程是一种克隆动物的新技术，新个体丙的性不决定于亲本。（2）在B图中，由物种P突变为物种P′，在指导蛋白质合成时，③处的氨基酸由物种P 的改变成了。（缬氨酸GUC；谷氨酰胺CAG；天门冬氨酸GAC）（3）C图所示的育种方法叫，该方法最常用的做法是在1处。

（4）D图所表示的育种方法叫，若要在F2中选出最符合生产要求的新品种，最简便的方法是。

（5）E图中过程2常用的方法是，与D方法相比，E方法的突出优点是。

10、以下为五种不同的育种方法示意图，请据图回答：

（1）图中A-D方向所示的途径表示育种方式，A→B→C的途径表示育种方式。（2）B途径常用的方法为。

（3）E途径获得的植物常用的方法是。

（4）C，F过程最常用的药剂是。

（5）由G→J的过程中涉及到的生物技术有和。（6）近年来，某农科院成功地将抗虫基因导入棉花细胞中，得到的棉花新品种对棉铃虫的毒杀成效高达80％以上，该项科技成果与上述过程相似。然而科学家们预言，该“转基因抗虫棉”独立种植若干年以后，将会显现不抗虫的植株，其理由是。

1、B

2、C

3、C

4、D

5、A

6、(1)单倍体育种(2)杂交育种(3)诱变育种(4)多倍体育种

(5)诱变育种(6)基因工程(7)细胞工程(8)发酵工程

7、（1）综合射线突变材料

（2）可不能。因为在各类外因作用下产生的变异：一是不定向的；二是绝大多数变异有害，只有在地面种植过程选择有益的变异，剔除不利或有害变异，才能培养出新品种。

（3）①不能。因为显性杂合体的杂交后代会发生性状分离。

②方案一：a、种植后对花粉进行离体培养，得单倍体；

b、单倍体幼苗用秋水仙素处理，获得纯合体；

c、从纯合体中选取显性性状即为优良品种。

方案二：a、将变异后的显性个体自交培养；

b、选择后代中的显性个体连续自交；

c、选择不再发生性状分离的显性个体的种子作优良品种

8、（1）杂交育种97 1：1

（2）花药离体培养法明显缩短了育种年限

（3）限制性内切酶（限制酶）、DNA连接酶定向地改造生物的遗传性状9．（1）甲（2）天门冬氨酸缬氨酸

（3）多倍体育种用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗

（4）杂交育种/选出矮秆抗锈病个体，让其连续多代自交，直到不发生性状分离为止（5）花药离体培养明显缩短育种年限①杂交单倍体能明显缩短育种年限；

②花药离体培养③人工诱变④秋水仙素

⑤基因工程（DNA拼接技术或DNA重组技术或转基因技术）植物组织培养技术

（6）G→J，抗虫棉在繁育后代的过程中，抗虫基因会产生不定向变异，从而可能产生不抗虫植株。

10、①杂交单倍体能明显缩短育种年限；

②花药离体培养③人工诱变④秋水仙素

⑤基因工程（DNA拼接技术或DNA重组技术或转基因技术）植物组织培养技术

（6）G→J，抗虫棉在繁育后代的过程中，抗虫基因会产生不定向变异，从而可能产生不抗虫植株。