生物育种知识总结及典型例题

生物育种知识归类

一、育种知识详解

根据高中阶段所学习遗传变异的内容，可归纳以下育种方法有：诱变育种、杂交育种、多倍体育种、单倍体育种、植物激素育种等。

1、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）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。 （4）缺点：育种年限长，需连续自交才能选育出需要的优良性状。

例题：已知小麦的高秆（D）对矮秆（d）为显性，抗锈病（R）对易染锈病（r）为显性，两对性状独立遗传。现有高秆抗锈病、矮秆易染病两纯系品种。要求使用杂交育种的方法培育出具有优良性状的新品种。

操作方法：①让纯种的高秆抗锈病和矮秆易染锈病小麦杂交得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中未出现性状分离的矮秆抗病个体，对于F3中出现性状分离的再重复③④步骤 2、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。（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。）

（3）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。

（4）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。

（4）举例：青霉素高产菌株、太空椒、高产小麦、“彩色小麦”等。

3、多倍体育种

（1）原理：染色体变异（染色体加倍）

（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，且培育出的植物茎秆粗大，叶片、果实和种子较大，糖类、蛋白质营养含量高。 （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 ①三倍体无子西瓜的培育：

a．三倍体西瓜种子种下去后，为什么要授以二倍体西瓜的花粉？ 西瓜三倍体植株是由于减数分裂过程中联会紊乱，未形成正常生殖细胞，因而不能形成种子。但在三倍体植株上授以二倍体西瓜花粉后，花粉在柱头上萌发的过程中，将自身的色氨酸转变为吲哚乙酸的酶体系分泌到西瓜三倍体植株的子房中去，引起子房合成大量的生长素；其次，二倍体西瓜花粉本身的少量生长素，在授粉后也可扩散到子房中去，这两种来源的生长素均能使子房发育成果实（三倍体无籽西瓜）。

b．如果用二倍体西瓜作母本、四倍体西瓜作父本，即进行反交，则会使珠被发育形成的种皮厚硬，从而影响无子西瓜的品质。 4、单倍体育种

（1）原理：染色体变异，组织培养

（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。

例题：已知小麦的高秆（D）对矮秆（d）为显性，抗锈病（R）对易染锈病（r）为显性，两对性状独立遗传。现有高秆抗锈病、矮秆易染病两纯系品种。要求用单倍体育种的方法培育出具有优良性状的新品种。

操作方法：①让纯种的高秆抗锈病和矮秆易染锈病小麦杂交得F1 ； ②取F1的花药离体培养得到单倍体； ③用秋水仙素处理单倍体幼苗，使染色体加倍，选取具有矮秆抗病性状的个体即为所需类型。 5、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、育种题型比较

1. 根据题意写出下面各项的培育方法（育种方法判断）

（1）通过花药离体培养再用秋水仙素处理，得到烟草新品种的方法是 。 （2）用小麦和黑麦培育八倍体小黑麦的方法是 。 （3）用60Co辐射谷氨酸棒状杆菌，选育出合成谷氨酸的新菌种，所用方法是 。 （4）将青椒的种子搭载到人造卫星上，绕太空飞行数周后返回地面，获得了果大、肉厚、维生素含量高的青椒新品种，这种育种原理本质上属于 。

（5）用抗倒伏、不抗锈病和不抗倒伏、抗锈病的两个小麦品种，培育出抗倒伏、抗锈病的品种，这种方法是 。

（6）用秋水仙素或硫酸二乙酯处理番茄、水稻种子，获得成熟期早、蛋白质含量高的新品系，这种方法是 。

（7）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 。

（8）无子西瓜的培育是 。

（9）培育青霉素高产菌株的方法是 。 2．下面①～⑤列举了五种育种方法，请回答相关问题：

（1）第①种方法属常规育种，一般从F2开始选种，这是因为____________________． （2）在第②种方法中，我们若只考虑F1分别位于n对同源染色体上的n对等位基因，则利

用其花药离体培育成的幼苗应有________种类型（理论数据）．

（3）第③种育种方法中使用秋水仙素的作用是促使染色体加倍，其作用机理是_______ _______ _．

（4）第④种方法中发生的变异一般是基因突变，卫星搭载的种子应当选用萌动的（而非休眠的）种子，试阐述原因________________________________________________． 3、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 。

（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 。

三、育种题型练习

1、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）。

2、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。现有純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，其純和子占黑色长毛兔总数的 ，其杂合子占F2总数的 。 （3）上述遗传遵循 定律。

3、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________。

4、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 。

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品种的基本型为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3对相对性状。请回答：

（1）如何运用杂交育种方法利用以上三个品种获得基因型为aabbdd的植株？（用文字或遗传图解描述获得过程即可）

（2）如果从播种到获得种子需要一年，获得基因型为aabbdd的植株最少需要几年？ （3）如果要缩短获得aabbdd植株的时间，可采用什么方法？

7、（2003年春季北京，22）假设水稻抗病（R）对感病（r）为显性，高秆（T）对矮秆（t）

为显性。现有纯合的抗病高秆水稻和感病矮秆水稻。为了在较短的年限内培育出稳定遗传的抗病矮秆水稻，可采取以下步骤：

（1）将纯合的抗病高秆水稻和感病矮秆水稻杂交，得到杂交种子。播种这些种子，长出的植株将要产生基因型为__________的花粉。

（2）采用_____________________的方法得到单倍体幼苗。 （3）用________处理单倍体幼苗，使染色体加倍。 （4）采用________的方法，鉴定出其中的抗病植株。 （5）符合要求植株的基因型是________。

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 。

9、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？___________________________。

（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。

10.（2005全国卷Ⅲ，21分）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（可育或不育），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为植株，该植株的花粉表现______（可育或不育），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

育种题型比较答案

1、 小麦

第一代 AABB × aabb 亲本杂交

↓

第二代 AaBb 种植 F 1 代自交

↓自交

第三代 A ＿ B ＿， A ＿ bb ， aaB ＿， aabb 种植 F 2 种子得植株，选矮

杆、抗病（ aaB_ ），继续 自交、

不断选优，期望获得纯合体。

马铃薯

第一代 yyRr × Yyrr 亲本杂交

↓

第二代 YyRr ， yyRr ， Yyrr ， yyrr 种植，选黄肉、抗病（ YyRr ） ↓

第三代 YyRr 用块茎繁殖

2、⑴让黑色短毛兔（BBEE）和白色长毛兔(bbee)杂交得到F1；让F1中雌雄个体交配得到F2，从F2中选出黑色长毛兔(B ee);让选出的黑色长毛兔与白色短毛兔测交,若不发生性状分离,则该兔为纯合子,否则为杂合子

⑵2 1/3 1/8 ⑶基因自由组合

3、（1）杂交，自交，基因重组（2）花药离体培养；组织培养；用秋水仙素处理单倍体幼苗；可获得纯合子（3）用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗；四倍体

4、（1）基因突变（2）脱氧核苷酸 分裂间期 （3）人 5、（1）文字描述：A与B杂交得到杂交一代，杂交一代与C杂交，得到杂交二代，杂交二代自交，可以得到基因型为aabbdd的种子，该种子可长成基因型为aabbdd的植株。 遗传图解：A（AABBdd）×B（AAbbDD）

↓

杂交一代（AABbDd）×C（aaBBDD）

↓

杂交二代：AaBBDD AaBbDD AaBbDd AaBBDd 让杂交二代分别自交，在基因型为AaBbDd的植株上可产生基因型为aabbdd的种子，这样的种子种到地里即为基因型为aabbdd的植株。

（2）四年。分析如下：从上面的遗传图解可以知道，由亲本获得杂交一代需要一年，由杂交一代获得杂交二代即到了第二年，杂交二代再自交获得基因型为aabbdd的种子到了第三年，这样的种子萌发长成植株要到第四年。

（3）单倍体育种。分析如下：与杂交育种相比，第一年和第二年方法相同，不同的是第三年，即将杂交二代种到地里，当其花粉成熟时，取其花粉离体培养成单倍体幼苗，然后诱导其染色体加倍，这些染色体加倍的植株中，即有基因型为aabbdd植株。 6、（1）RT、Rt、rT、rt （2）花药离体培养 （3）秋水仙素 （4）病原体感染 （5）RRtt

7、（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 8、(1)不能。扦插长成的植株具有原植株的遗传特征，所结果实仍有种子。

（2）能，3，杂交产生的三倍体，体细胞中有三个染色体组。若经无性繁殖如组织培养、扦插、嫁接、压条等方式长成的植株仍是三倍体，无籽性状仍能遗传；由此长成的植株的子

房壁细胞含三个染色体组。 9、（1）RrBb （2）RRbb和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。

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