有关“生物育种方法”知识总结
在高中《生物》教材中所介绍的育种方法主要有：诱变育种、杂交育种、单倍体育种、多倍体育种、细胞工程育种（组织培养育种）、遗传工程（基因工程）育种。现根据最新《教学大纲》和《2006高考大纲》对生物育种方法做如下总结：
一、诱变育种：
诱变育种是指利用人工诱变的方法获得生物新品种的育种方法。（这句话在中学领域来说应该是完全正确的，已经查阅相关资料。）其原理是基因突变。人工诱变的方法包括：物理方法（X 射线、射线、紫外线、中子、激光、电离辐射等）、化学方法（碱基类似物、硫酸二乙脂、亚硝酸、秋水仙素等）。所处理的生物材料必须是正在进行细胞分裂的细胞、组织、器官或生物。处理的时期是细胞分裂的间期。（这句话主要是针对中学生，为了让学生能够更好的理解；主要是考虑到学生从“细胞分裂知识”理解。）经处理的生物材料经选择、培育才能获得需要的生物新品种。该方法的优点是可以提高突变频率，创造出人类需要的生物类型。缺点是必须处理大量的实验材料。
图示：生物甲 。
①代表诱变育种的处理方法。
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1：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。
二、杂交育种：
杂交育种是指利用具有不同基因组成的同种（或不同种）生物个体进行杂交，获得所需要的表现型类型的育种方法。其原理是基因重组。过程为：用具有相对性状的纯合体作亲本杂交获得．．．．．．．．．．．．．．．．．．子一代，子一代自交（动物则用具有相同基因型的雌雄个体杂交）获得子二代，从子二代中选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．符合要求的表现型个体。如果需要的表现型是隐性性状育种就此结束，如果需要的表现型是显性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．性状则用子二代中选出的个体进行连续自交（动物同前），直至获得能稳定遗传的类型为止。 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
图示： P F 1 F 2 优良品种
①②③小麦：高、抗 X 高、抗 矮、抗。
①代表杂交；②代表自交；③代表连续自交。
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2：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①
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
三、单倍体育种：
单倍体育种是利用花药离体培养技术获得单倍体植株，再诱导其染色体加倍，从而获得所需．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．要的纯系植株的育种方法。（主要是考虑到结合中学课本，经查阅相关资料无误。）其原理是染色．．．．．．．．．．．
体变异。优点是可大大缩短育种时间。 ．．．．．．．．．
图示： P F 1 配子 单倍体 优良品种
③④ 小麦：
、Ab 、aB 、AB 、Ab 、aB 、ab aaBB
①代表杂交；②代表减数分裂；③代表离体组织培养；④代表秋水仙素诱导。
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 养组织 大量的雄性植株
方案2：运用单倍体育种方法：
⎧单倍体
⎧纯合子大量的⎪⎪离体培养⎪X 秋水仙素处理⎪XX 植株杂交−−−−−→⎨−−−−−−→⎨−−−→雄性植 单倍体纯合子染色体加倍⎪⎪株⎪⎪⎩Y ⎩YY 植株
四、多倍体育种：
原理：染色体变异（染色体加倍）
方法：秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。
染色体加倍二倍体−−−−→四倍体 （1）同源多倍体育种，如：
（2）异源多倍体育种，如：
N =2B N =2杂交2N =a +染色体加倍N =2a +2
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？ 二倍体 二倍体 不育 四倍体
（F1处 ABD 应为ABDR ）（F1处 确实应该为ABDR ，这是由于扫描图片时疏忽，对此深表歉意。）
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、细胞工程育种：
细胞工程育种是指用细胞融合的方法获得杂种细胞，利用细胞的全能性，用组织培养的方法培育杂种植株的方法。
如果A 、B 两种细胞发生融合时可同时获得五种细胞：A 细胞、B 细胞、AA 细胞、BB 细胞、AB 细胞; 其中AA 细胞、BB 细胞、和AB 细胞是融合细胞，但只有AB ．．细胞才是杂种细．．．．．．．胞，才可以培育出杂种植株。图示： ．．．．．．．．．．．．
植物A
③④ 杂种细胞杂种植株
①植物B ①代表用酶解法（纤维素酶、果胶酶）去除细胞壁；②代表用促融剂促进融合；③代表再生出细胞壁；④代表组织培养。
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5：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；纤维素酶和果胶酶（2）原生质体；体细胞（3）细胞分化；器官形成
（4）对环境无污染。（如果从完整性上考虑，确实应该是是：纤维素酶和果胶酶；应该是“体细胞杂交”。审稿疏忽，对此深表歉意。）
例6：2003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_________。
答案：（1）B, Aa，雄性 （2）雌，测交Aa （3）无性生殖
组织培养育种：也是细胞工程育种的一种形式。该育种方法的应用主要体现在人工种子、培育无病毒苗和植物的无性繁殖等方面。
六、遗传工程（基因工程）育种：
物质基础是：所有生物的DNA 均由四种脱氧核苷酸组成。其结构基础是：所有生物的DNA 均为双螺旋结构。一种生物的DNA 上的基因之所以能在其他生物体内得以进行相同的表达，是因为它们共用一套遗传密码。在该育种方法中需两种工具酶（限制性内切酶、DNA ）和．．．．．．．．．．连接酶．．．运载体（质粒），质粒上必须有相应的识别基因，便于基因检测。如人的胰岛素基因移接到大肠．．
杆菌的DNA 上后，可在大肠杆菌的细胞内指导合成人的胰岛素；抗虫棉植株的培育; 将固氮菌的固氮酶基因移接到植物DNA 分子上去，培育出固氮植物。固氮基因的表达方式为：
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7：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。
七、有关育种要注意的问题
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。