高生物尖子生辅导

生物育种问题的总结与视野拓展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（基因工程育种）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_____________________________________________ _______________________________________________________。

二. 细胞工程育种原理：细胞的全能性（植物）细胞核的全能性（动物）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）是_________融合过程。

（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？____________________例3：2003年11月6日，继我国首例皮肤细胞克隆牛“康康”之后，又一头以同样方法克隆的牛“双双”在山东省莱阳农学院诞生。

这两头克隆牛的降生，标志着我国体细胞克隆技术已达国际先进水平。

下图为克隆牛的培育过程，请据图回答：（1）该克隆牛表现出的性状是__________牛的性状，基因型是___________，性别是___________。

（2）在培育克隆牛时，若将B 牛换成基因型为Aa 的雌牛，得到的克隆牛将是_______性。

用_________方法可测知这头克隆牛的基因型，其基因型是_________。

（3）获得克隆牛的繁殖方式是_________。

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4：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。

四. 多倍体育种原理：染色体数目变异（染色体加倍）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： （2）异源多倍体育种，如：A N aB 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，发育延迟，结实率低。

例5：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_______。

P 普通小麦 黑麦RR AABBDD × （2N=14） （）配子 R（N=21） （N=7）F 1新品种（4N=56） 牛 牛子宫 发育 克隆牛 （基因型AA ） （基因型Aa ） 牛（基因型Aa 二倍体四倍体染色体加倍−→−−−（3）如何从F1培育出可育的新品种？_________________________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6：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？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7：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__________。

七、植物激素育种原理：适宜浓度的生长素可以促进果实的发育方法：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。

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，所以该种变异类型是不遗传的。

缺点：该种方法只适用于植物。

例8：无子番茄的培育八、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。

九、有关育种问题的配套练习1、以下为五种不同的育种方法示意图，请据图回答：2、麦品种是纯合体，生产上用种子繁殖，现要选育矮杆（aa）、抗病（BB）的小麦新品种；马铃薯品种是杂合体（有一对基因杂合即可称为杂合体），生产上通常用块茎繁殖，现要选育黄肉（Yy）、抗病（Rr）的马铃薯新品种。

请分别设计小麦品种间杂交育种程序，以及马铃薯品种间杂交育种程序。

要求用遗传图解表示并加以简要说明。

（写出包括亲本在内的前三代即可）。

3、兔子的黑毛（B）对白毛（b）为显性，短毛（E）对（e）为显性，这两对基因是独立遗传的。

现有纯合黑色短毛兔和白色长毛兔。

（1）请设计培育出稳定遗传的黑色长毛兔的育种方案（简要程序）。

第一步：；第二步：；第三步：。

（2）在F2中黑色长毛兔的基因型有种，其纯合子占黑色长毛兔总数的，其杂合子占F2总数的。

4、下图表示某种农作物①和②两个品种分别培育出④、⑤、⑥ 3个品种的过程。

根据上述过程，回答下列问题：（1）用①和②培育⑤所采用的方法I和II分别称_______________和____________，其培育出⑤所依据的原理是_________________________。

（2）由③培育出④的常用方法III是_______________，其培育中首先要应用细胞工程中的_____________技术，由④育成⑤品种的方法V称_____________，其优点是____________________________________。

（3）由③培育出⑥的常用方法IV是_________________，其形成的⑥称________。

5请分析下列两个实验：①用适当浓度的的生长素溶液处理未受粉的番茄花蕾，子房发育成无子番茄。

②用四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交，获得三倍体西瓜植株，其雌蕊授以二倍体西瓜的花粉，子房发育成无子西瓜。

试问：（1）番茄的无子性状能否遗传？__________；若取这番茄植株的枝条扦插，长成的植株所结果实中是否有种子？_____。

为什么？_____________________________________ （2）三倍体西瓜无性繁殖后，无子性状是否遗传？______；若取这植株的枝条扦插，长成的植株的子房壁细胞含有______个染色体组。

为什么？_________________________________________________________________ 6.以下各图分别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，新个体丙的性别决定于亲本。

（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。