“生物育种”专题复习
一、知识整理
在高中阶段所介绍的育种方法主要有：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。
（3）发生时期：有丝分裂间期或减数分裂第一次分裂间期
（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，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；变异范围广。
（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控制。改良数量性状效果较差，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，筛选所需纯合子）
（3）发生时期：有性生殖的减数分裂第一次分裂后期或四分体时期
（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：矮茎抗锈病小麦等
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。
（4）缺点：结实率低，发育延迟。
（5）举例：三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦
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：“京花一号”小麦
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 | 植物细胞膜的流动性 | 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 | 快速繁殖、培育无病毒植株等 | 克服远缘杂交不亲和的障碍，培育出作物新品种 | 繁殖优良品种，用于保存濒危物种，有选择地繁殖某性别的动物 |
| 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 | 试管苗的培育、培养转基因植物 | 培育"番茄马铃薯"杂种植株 | "多利"羊等克隆动物的培育 |
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→筛选出符合要求的新品种）
（3）优点：目的性强，可以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）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。
（4）缺点：该种方法只适用于植物。
（5）举例：无子番茄的培育
二、经典习题
1、（05·广东）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
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．培育无籽番茄 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。理论上可采用的技术是 （ ）
①杂交育种 ②基因工程 ③诱变育种 ④克隆技术
A．①②④ B．②③④ C．①③④ D．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主要蛋白。以下有关基因工程的叙述，错误的是 （ ）
A．采用反转录的方法得到的目的基因有内含子
B．基因非编码区对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，分别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、（05·全国理综Ⅲ）已知水稻抗病(R)对感病(r)为显性，有芒(B)对无芒(b)为显性，两对基因自由组合，体细胞染色体数为24条。现用单倍体育种方法选育抗病、有芒水稻新品种。
（1）诱导单倍体所用的花药，应取自基因型为 的植株。
（2）为获得上述植株，应采用基因型为 和 的两亲本进行杂交。
（3）在培养过程中，单倍体有一部分能自然加倍成为二倍体植株，该二倍体植株花粉表现 (可能或不育)，结实性为 （结实或不结实），体细胞染色体数为 。
（4）在培养过程中，一部分花药壁细胞能发育成植株，该二倍体植株花粉表现 (可能或不育)，结实性为 （结实或不结实），体细胞染色体数为 。
（5）自然加倍植株和花药壁植株中都存在抗病、有芒的表现型。为获得稳定遗传的抗病、有芒新品种，本实验应选以上两种植株中的 植株，因为自然加倍植株 ，花药壁植株 。
（6）鉴别上述自然加倍植株与花药壁植株的方法是 。
7、（04·江苏）科学家利用辐射诱变技术处理红色种皮的花生，获得一突变植株，其自交所结的种子均具紫色种皮。这些紫色种皮的种子长成的植株中，有些却结出了红色种皮的种子。
（1）上述紫色种皮的花生种子长成的植株中，有些结出了红色种皮种子的原因是 。
（2）上述紫色种皮的种子，可用于培育紫色种皮性状稳定遗传的花生新品种。假设花生种皮的紫色和红色性状由一对等位基因控制，用文字简要叙述获得该新品种的过程： 。
8、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培育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, 培育出成熟期提前、蛋白质含量高的品系是 。
（4）无子西瓜的培育是 。
（5）培育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育兰花属于 。
（8） 利用谷氨酸棒状杆菌大规模生产谷氨酸属于 。
9、番茄在运输和贮藏过程中，由于过早成熟而易腐烂。应用基因工程技术，通过抑制某种促进果实成熟激素的合成，可使番茄贮藏时间延长，培育成耐贮藏的番茄新品种。这种转基因番茄已于1993年在美国上市，请回答：
（1）促进果实成熟的重要激素是 。
（2）在培育转基因番茄的操作中，所用的基因的“剪刀”是 ，基因的“针线”是 ，基因的“运输工具”是 。
（3）与杂交育种、诱变育种相比，通过基因工程来培育新品种的主要优点是 、 和 。
10、2005年9、10月份间,我国将发射“神舟”六号载人飞船，在此之前，我国“神舟”五号航天飞船于
“彩色小麦”是我国著名育种专家周中普和李航经过数十年潜心钻研，采用“化学诱变”、“物理诱变”和“远缘杂交”三结合育种技术培育而成的。“彩色小麦”蛋白质、锌、铁、钙的含量远远超过普通小麦，并含有普通小麦所没有的微量元素碘和硒。
据李航介绍，“三结合”育种法采用的是一种单一射线，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，可以给种子创造物理诱变的机率，从中产生的二代种子可以选择无数的育种材料，丰富育种基因资源，从而可能创造出更优质保健的小麦新品种，问：
（1）“彩色小麦”在宇宙空间要接受 ，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？为什么？
（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，发现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？说明理由。 。
②简要叙述获得该显性优良品种的步骤 。
11、1943 年，青霉菌产生青霉素只有 20 单位/mL 。后来，科学家用 X 射线、紫外线等射线照射青霉菌，结果，绝大部分菌株都死亡了，只有极少数菌株生存下来。在这些生存下来的菌株中，有的菌株产生青霉素的能力提高了几十倍（目前青霉素产量已经 20000 单位/ mL 以上）。请回答：
（1） 用射线照射青霉菌，能培育出青霉素高产菌株．这是由于射线使青霉菌发生了 的缘故。
（2）发生以上变化的化学成分，其基本组成单位是 ，发生以上变化的时期是___________________。
（3）经射线处理后，在存活的青霉菌中，培育出了青霉素高产菌株。这一过程中，起选择作用的因素是 。
（4） 用射线照射，培育出生物新性状的育种方式叫做 ，它和基因工程、细胞工程在改变生物遗传特性上的不同点是 。
12、为了大力发展我国的肉牛和奶牛养殖业，科学家们在育种途径上进行了大胆探索，并取得了初步成果。
（1）2002年1月中旬到2月中旬，中国自主完成的首批成年体细胞克隆牛在山东曹县五里墩陆续降生。克隆牛有3个母亲，A牛提供细胞核即供体细胞，B牛提供去除细胞核的卵细胞即受体细胞，两种细胞在电脉冲的刺激下融合之后，通过细胞分裂形成早期胚胎，再将这个胚胎植入C牛子宫内。请回答下列问题：
①培育出的克隆牛几乎是 牛复制品。这是因为控制牛性状遗传的物质主要存在于 中。
②如果多个供体细胞来自同一头牛，培育的这些牛在性状上也不完全相同，分析其原因，下列叙述正确的（）
A．性状变异可由环境条件引起 B．基因可能会发生突变
C．受体细胞的细胞质基因不同 D．细胞核基因发生了重组
（2）在克隆技术出现之前，育种工作者已经开始采用胚胎分割移植方法来尽快繁育更多的优质牛。这种育种技术的主要步骤是：将经过人工受精得到的受精卵在试管内培养到8个细胞的胚胎时，进行胚胎分割，均分为4份，再分别移植到多头母牛的子宫内发育、分娩，就能得到多头所需要的小牛。
①胚胎分割移植要在受精卵培养到8个细胞的卵裂期时进行，其主要原因是： 。
②通过胚胎分割移植培育出的这些小牛，其性别表现为 （ ）
A．雌雄的可能性各占50% B．全为雌性或全为雄性 C．全为雌性 D．全为雄性
③而通过体细胞克隆技术培育出的小牛，其性别则取决于 。这样人们就可以根据需要，有目的地控制小牛的性别。
13、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，为培育出优良新品种AAbb，可以采用的方法如右图所示。
（1）由品种AABB、aabb经过①、②、③过程培育出新品种的育种方法称为 。若经过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的类型经过过程③，子代中AAbb与aabb 的数量比是 。
（2）过程⑤常采用 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 。
14、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 。（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 。
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（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 。
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（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 。
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15、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效果高达80％以上，该项科技成果与上述
过程相似。但是科学家们预言，该“转基因抗虫棉”独立种植若干年以后，将会出现不抗虫的植株，其理由是 。
“生物育种”专题复习经典习题答案
1、B 2、C 3、C 4、D 5、A 6、(1)RrBb (2)RRbb rrBB (3)可育 结实 24条 (4)可育 结实 24条 (5)自然加倍 基因型纯合 基因型杂合 (6)将植株分别自交，子代性状表现一致的是自然加倍植株，子代性状分离的是花药壁植株 7、(1)获得的突变植株是杂合子，其自交所产生的后代发生性状分离 (2)分别种植这批紫色种皮种子，连续自交两代。若其中一些植株所结的种子均具紫色种皮，这些种子就是所需的新品种（纯合子）
8、(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
9、(1)乙烯 (2)限制性内切酶 DNA连接酶 运载体 (3)目的性强 育种周期短 克服远源杂交的障碍
10、（1）综合射线 突变 材料 （2）不会。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，淘汰不利或有害变异，才能培育出新品种。（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
11、 （1）基因突变
（2）脱氧核苷酸 分裂间期 （3）人
（4）诱导育种 基因工程、细胞工程能定向改变生物的遗传特性，诱变物种改变生物的遗传特性是不定向的
12、Ⅰ．（6分） （1）A（供核牛） 细胞核 （2）A、B、C Ⅱ．（6分） （3）此时还未出现细胞分化。 （4）B （5）供体细胞（提供细胞核的一方）
13、（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
14．（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，抗虫棉在繁殖后代的过程中，抗虫基因会产生不定向变异，从而可能产生不抗虫植株。
15、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，抗虫棉在繁殖后代的过程中，抗虫基因会产生不定向变异，从而可能产生不抗虫植株。