人教课标版高中生物必修2第6章生物育种问题归类

生物育种问题归类

高中生物中涉及的育种技术和方法有：转基因育种、细胞工程、（有性）杂交育种、单倍体育种、多倍体育种和诱变育种等。这些育种知识分布在课本的各个章节，而且内容较为简洁。进行高考总复习时，必须进行归纳总结，在广度和深度上进行适当的拓展，使其成为育种知识体系，以便系统地掌握生物育种的原理、方法及其优缺点等等，达到灵活运用的目的。

一、转基因育种

原理：基因重组（或异源DNA重组）。

方法：提取目的基因→装入载体→导入受体细胞→基因表达→筛选出符合要求的新品种。

优点：不受种属限制，可根据人类的需要，有目的地进行。

缺点：可能会引起生态危机，技术难度大。

例1：阅读下列材料，回答问题：

材料：目前，我国已培育成功两种转基因鱼：一种是带有草鱼生长激素基因的转基因鲤鱼子一代，和普通鲤鱼不同的是，它的背部高高隆起，肌肉十分发达，并具有大规模繁殖能力。另一种是具有草鱼生长激素基因的转基因三倍体鲤鱼“吉鲤”。它长得酷似鲫鱼，在它的基因中，除了两套鲤鱼染色体外，还多了一套鲫鱼的染色体，但吉鲤是不能生育的，在推广过程中不用担心与其它动物杂交引起生态危机。这两种鱼的生长速度很快，比普通鲤鱼快140％以上。而且蛋白质高，脂肪含量较低，味道不错。

（1）文中的“转基因鲤鱼”是指遗传物质中导入了_________的鲤鱼。

（2）“吉鲤”不能生育是因为减数分裂过程中__________，不能生成正常的生殖细胞。

（3）请指出转基因育种的两种优点__________。

答案：

（1）草鱼生长激素基因（2）染色体联会发生紊乱

（3）能够打破种属的限制；可以最大限度地满足人类的愿望。

二、细胞工程育种

原理：细胞的全能性

方法：（1）植物：去细胞壁→细胞融合→组织培养

（2）动物克隆：核移植→胚胎移植

优点：能克服远缘杂交的不亲和性，有目的地培育优良品种。动物体细胞克隆，可用于保存濒危物种、保持优良品种、挽救濒危动物、利用克隆动物相同的基因背景进行生物医学研究等。

缺点：技术复杂，难度大；它将对生物多样性提出挑战，有性繁殖是形成生物多样性的重要基础，而“克隆动物”则会导致生物品系减少，个体生存能力下降。

例2：驱蚊草（又名蚊净香草）是一种具有驱蚊效果而对人体不仅无害、而且有益的植

物，它是通过科学家十多年的潜心研究、采用细胞工程技术，把天竺葵的原生质体与香茅草的原生质体进行融合培育而成的，是一种纯天然及环保型产品。驱蚊草含有香茅醛，散发出一种特殊的柠檬型香气，从而达到驱蚊的效果。香茅醛同时还具有抗菌、除臭、抗忧郁、净化心灵、缓解紧张与压力的作用。驱蚊草是多年生草本植物，从澳大利亚引入中国。该产品已在澳大利亚、美国、日本、加拿大、台湾等地走进千家万户，确认了该植物的驱蚊效果和环保安全性。下图是培育蚊净香草示意图。请据图回答下列问题：

（1）从（1）到（2）的过程是使植物细胞形成__________，关键是使用________酶去除细胞壁。

（2）步骤（2）（3）（4）（5）是_________融合过程，完成______________的杂交。

（3）步骤（6）（7）表示融合的细胞长成杂种植株的过程。这个过程必须经过细胞分裂、________、_________几个阶段。

（4）请分析指出，利用蚊净香草驱蚊有什么优点？____________________

答案：（1）原生质体；纤维素（2）原生质体；杂交细胞（3）细胞分化；器官形成（4）对环境无污染

三、单倍体育种

原理：染色体变异，组织培养

方法：选择亲本→有性杂交→F1产生的花粉离体培养获得单倍体植株→诱导染色体加倍获得可育纯合子→选择所需要的类型。

优点：明显缩短育种年限，加速育种进程。

缺点：技术较复杂，需与杂交育种结合，多限于植物。

例3：石板菜是一种名贵蔬菜，为雌雄异株，属于XY型性别决定，其雄株产量与质量都超过雌株。请你从提高经济效益的角度考虑，提出两种方案繁殖推广。

答案：方案1：运用组织培养的方法，过程如下图：

雄株营雄株分离愈伤大量的雄

养组织原生质体组织性植株方案2：运用单倍体育种方法：

雄株花粉离体培养单倍体单倍体秋水仙素处理染色体加倍纯合子

植株纯合子植株

杂交大量的雄性植株?→????????????→?????????????→??X Y XX YY

四、多倍体育种

原理：染色体加倍（染色体变异）

方法：秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。

（1）同源多倍体育种，如： 二倍体四倍体染色体加倍?→??? （2）异源多倍体育种，如： A N a B N b N a b N a b

物种

物种

杂交染色体加倍22222422=+==+=+ 二倍体 二倍体 不育 四倍体

优点：可培育出自然界中没有的新品种，且培育出的植物器官大，产量高，营养丰富。 缺点：只适于植物，结实率低。

例4：下图是我国育种专家鲍文奎培育异源八倍体小麦的过程。其中：

（1）A 、B 、R 均代表_________。

（2）F 1不育的原因是_______。

（3）如何从F 1培育出可育的新品种？_________________________。

P 普通小麦 黑麦RR

AABBDD × （2N=14）

（

）

配子 ABD R

（N=21） （N=7）

F 1

新品种 （4N=56）

答案：（1）染色体组（2）减数分裂时染色体不能联会，无法形成正常的配子（3）将F 1萌发的种子或幼苗

用秋水仙素处理，使染色体加倍。

五、有性杂交育种

原理：基因重组。

方法：杂交→自交→选优

优点：能根据人的预见把位于两个生物体上的优良性状集于一身。

缺点：时间长，需及时发现优良性状。

例5：现有3个番茄品种，A品种的基因型为AABBdd，B品种的基因型为AAbbDD，C品种的基因型为aaBBDD。3对等位基因分别位于3对同源染色体上，并且分别控制叶形、花色和果形3对性状。请回答：

（1）如何运用杂交育种方法利用以上3个品种获得基因型为aabbdd的植株？（用文字简要描述获得过程即可）

（2）如果从播种到获得种子需要一年，获得基因型为aabbdd的植株最少需要多少年？

答案：（1）A和B杂交得到杂交一代，杂交一代再与C杂交，得到杂交二代，杂交二代自交，即可得到基因型为aabbdd的种子，该种子可长成aabbdd植株（2）4年

六、诱变育种

原理：基因突变

方法：辐射诱变，激光、化学物质诱变，太空（辐射、失重）诱发变异→选择育成新品种

优点：能提高变异频率，加速育种过程，可大幅度改良某些性状；变异范围广。

缺点：有利变异少，须大量处理材料；诱变的方向和性质不能控制。改良数量性状效果较差。

例6：我国运用返回式运载卫星搭载水稻种子，返回地面后种植，培育出的水稻穗长粒大，亩产达600kg，最高达750kg，蛋白质含量增加8%-20%，生长期平均缩短10天。请回答：

（1）水稻产生这种变异的来源是_______，产生变异的原因是________。

（2）这种方法育种的优点有__________。

答案：（1）基因突变；各种宇宙射线和失重的作用，使基因的分子结构发生改变。（2）能提高变异频率，加速育种进程，并能大幅度改良某些性状。

七、有关育种注意的问题

1、育种的根本目的是培育具有优良性状(抗逆性好、品质优良、产量高)的新品种，以便更好地为人类服务。

2、选择育种方法要视具体育种目标要求、材料特点、技术水平和经济因素，进行综合考虑和科学决策：

①一般作物育种可选杂交育种和单倍体育种；

②为得到特殊性状可选择诱变育种(如航天育种)或多倍体育种；

③若要将特殊性状组合到一起，但又不能克服远缘杂交不亲和性，可考虑运用基因工程和细胞工程育种，如培育各种用于生物制药的工程菌。

3、从基因组成上看，育种目标基因型可能是：

①纯合体，便于制种、留种和推广；

②杂交种，充分利用杂种优势。