文档文本内容
一、杂交育种
二、诱变育种
三、单倍体育种
四、多倍体育种
五、基因工程育种
六、细胞工程育种
生物变异-生物育种
生物育种方式小结：
一、杂交育种
1、定义：杂交育种是将两个或多个品种的优良
性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，
获得新品种的方法。
2、原理：
基因重组
一、杂交育种
3、杂交育种的过程：
1
一、杂交育种
4、优点：
①目的性强：使分散在同一物种不同品种间的
多个优良性状集中于同一体。
②操作简便。
5、缺点：
①育种时间长。
②局限于同种或亲缘关系较近的个体。
一、杂交育种
6、应用：
①在农业生产中，杂交育种是改良作物品质，提
高农作物单位面积产量的常规方法.现在小麦、水
稻生产中大量推广的高产、矮秆品种就是通过杂
交育种的方法培育出来的。
②在家禽、家畜的育种中，将引进的优质种牛与
本地品种杂交，可以培育出适应性强的乳用、肉
用或乳肉兼用型优良品种。
一、杂交育种
一、杂交育种
2
二、诱变育种
1、定义：
利用物理因素（如X射线、γ射线、紫外线、激光
等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酸等）来处
理生物，使生物发生基因突变。
2、原理：
基因突变
二、诱变育种
3、过程：
利用物理因素（如X射线、γ射线、紫外线、激光等）或
化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酸等）来处理生物，使生
物发生基因突变，之后再进行筛选，如太空育种。
4、优点：
①产生新性状和新基因，大幅度改良性状；
②提高变异频率，加快育种进程，后代变异性状较快稳定。
5、缺点：
①变异不定向，需处理大量供试材料，工作量大，具有盲目性；
②多害少利性：由于突变的多方向性，有利的变异少。
6、应用：
①在农作物诱变方面：20世纪60年代以来，我国已培育出
数百个农作物新品种.这些新品种具有抗病力强，产量高，
品质好等优点，在农业生产中发挥了巨大的作用，如“黑
农五号”大豆品种。
②在微生物育种方面，诱变育种也发挥了重要的作用.青霉
菌的选育就是一个典型的例子，人们对青霉菌多次进行X射
线，紫外线照射以及综合处理，培育成了青霉素产量很高
的菌株，目前青霉素的产量已经达到50000～60000单位/mL
二、诱变育种
二、诱变育种
3
三、单倍体育种
1、概念辨析：
二倍体、单倍体、多倍体
二倍体：
多倍体：
单倍体：
由受精卵发育而来的个体，体细胞中有2个染
色体组，叫做二倍体。
由受精卵发育而来的个体，体细胞中有3个或3
个以上染色体组，叫做多倍体。
体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体,一
般由配子发育而来。
2、单倍体育种过程：
亲本
F1
单倍体植株
自交获得种子
杂交
花药离体培养
人工诱导染色体数加倍
纯合体植株
三、单倍体育种
3、育种原理：
基因重组、植物细胞全能性和染色体变异
三、单倍体育种
4、优点&缺点：
优点：
①明显缩短育种年限；
②获得的种子均为纯种；
缺点：
方法复杂，成活率低.
四、多倍体育种
1、多倍体育种过程：
用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。
2、原理：
染色体变异
3、实例：无籽西瓜的培育&普通小麦的形成&八
倍体小黑麦
4
3、实例：无籽西瓜的培育
四、多倍体育种
3、实例：无籽西瓜的培育无籽西瓜3n=33
四、多倍体育种
3、实例：无籽西瓜的培育无籽西瓜3n=33
四、多倍体育种
无籽西瓜3n=33
为何拿四倍体做母本？
4、实例：八倍体小黑麦的培育
八倍体小黑麦8n=56
图中字母
表示一个
染色体组
四、多倍体育种
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5、优点&缺点：
优点：
植株茎杆粗壮，果实、种子都比较大，营养物质
含量较高。且操作简单，能较快获得所需品种。
缺点：
发育延缓、结实率低，一般只适用于植物。
四、多倍体育种
五、基因工程育种
1、定义：
基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术。
通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的
某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另
一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。
2、基因工程的基本操作步骤：
五、基因工程育种
④目的基因的检测与鉴定
③将目的基因导入受体细胞
①目的基因的获取
②基因表达载体的构建
（目的基因与载体结合）
2、基因工程的基本操作步骤：
五、基因工程育种
④目的基因的检测与鉴定
③将目的基因导入受体细胞
①目的基因的获取
②基因表达载体的构建
（目的基因与载体结合）
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3、基因工程的基本工具
①基因的“剪刀”
指限制性核酸内切酶，只能识别DNA分子中特
定的核苷酸序列，且只能在每一条链中特定的部
位进行切割。由于这种切割作用是在DNA分子内
部进行的，故名限制性核酸内切酶(简称限制酶)。
这种能被特异性识别的切割部位都具有回文序
列。也就是在切割部位，一条链正向读的碱基顺
序，与另一条链反向读的顺序完全一致。
五、基因工程育种
3、基因工程的基本工具
①基因的“剪刀”
五、基因工程育种
3、基因工程的基本工具
①基因的“剪刀”
作用结果：形成DNA片段末端
黏性末端：错位切，切下后的两端形成一种回文
式的单链末端；
平末端：平切，在两条链的特定序列的相同部位
切割，形成一个无黏性末端的平口；
作用实质：使特定部位的两核苷酸之间的磷酸二
酯键断开。
五、基因工程育种
3、基因工程的基本工具
②基因的“针线”
指DNA连接酶，两种来源不同的DNA用同种限制
酶切割后，末端可以相互黏合，但是，这种黏合
只能使互补的碱基连接起来，脱氧核糖和磷酸交
替连接而构成的DNA骨架上的缺口，需要靠DNA
连接酶来“缝合”。
作用实质：使两个DNA单链末端之间形成磷酸二
酯键而连接成一个DNA。
五、基因工程育种
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3、基因工程的基本工具
②基因的“针线”
五、基因工程育种
3、基因工程的基本工具
②基因的“针线”
五、基因工程育种
DNA连接酶
DNA聚合酶
作用实质
都是催化两个核苷酸之间形成磷酸二酯键
适用场所
基因工程
DNA复制时
作用过程
在两个DNA片段之
间形成磷酸二酯键
将单个核苷酸加到已
存在的核酸片段的3′
端的羟基上，形成磷
酸二酯键
作用结果
将存在的DNA片段
连接成重组DNA分
子
合成新的DNA分子
DNA连接酶与DNA聚合酶的比较
②基因的“针线”
3、基因工程的基本工具
③基因的运载体
要将外源基因送入受体细胞，还需要有专门
的运输工具，这就是运载体。目前常用的运载体
有质粒、噬菌体和动植物病毒等。
质粒存在于许多细菌以及酵母菌等生物中，是
细胞染色体外能够自主复制的很小的环状DNA分
子。
五、基因工程育种
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3、基因工程的基本工具
③基因的运载体
载体具备的条件：
①对受体细胞无害，不影响受体细胞正常的生命活动。
②能在受体细胞中复制并稳定保存，否则可能会使重组
DNA丢失。
③具有标记基因，供重组DNA进行选择和鉴定。
④具有一个或多个限制酶切点，供外源基因插入其中。
这些供目的基因插入的限制酶切点所处位置必须是在质
粒本身需要的基因之外，这样才不至于因目的基因(外
源基因)插入而失活。
基因工程的基本操作步骤：
④目的基因的检测与鉴定
③将目的基因导入受体细胞
①目的基因的获取
②基因表达载体的构建
（目的基因与载体结合）
五、基因工程育种
4、应用：
①作物育种：
近年来，人们利用基因工程的方法，获得了高产、
稳产和具有优良品质的农作物，培育出具有各种抗逆
性的作物新品种。如转基因抗虫棉，耐贮存的番茄，
耐盐碱的棉花，抗除草剂的玉米、油菜、大豆等多种
转基因作物。在畜牧养殖业上，科学家利用基因工程
的方法培育出了转基因奶牛、超级绵羊等多种转基因
动物。
五、基因工程育种
4、应用：
①作物育种：
五、基因工程育种
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4、应用：
①作物育种：
五、基因工程育种
4、应用：
②基因工程与药物研制：
在药品生产中，有些药品是直接从生物体的组
织、细胞或血液中提取的。由于受原料来源的限
制，价格十分昂贵。用基因工程的方法能够高效
率地生产出各种高质量、低成本的药品，如胰岛
素、干扰素和乙肝疫苗等。
五、基因工程育种
5、优点&缺点：
优点：
定向改变生物性状，克服了远缘杂交不亲和
的障碍；
缺点：
技术复杂，安全性问题多
五、基因工程育种
六、细胞工程育种
原理
方法
优点
缺点
应用
细
胞
工
程
育
种
植物
组织
培养
技术
细胞
全能性
外植体→脱分化
→愈伤组织→再
分化→胚状体或
丛芽、丛根→植
物体
取材少，培养
周期短，克服
了远缘杂交不
亲和的障碍
技术复
杂，工
作量大，
操作繁
琐
试管苗
的培育、
脱毒作物
的培育、
人工种子
制备
植物
体细
胞杂
交
细胞膜
流动性、
细胞
全能性
去壁→诱导融合
→杂种细胞→组
织培养→杂种植
株
克服远缘杂交
不亲和的障碍
技术复
杂，工
作量大，
操作繁
琐
培育“
白菜-甘蓝”
杂种植株
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原理
方法
优点
缺点
应用
细
胞
工
程
育
种
动物
细胞
核移
植技
术
动物
细胞核
全能性
核移植和
胚胎移植
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
拔术要求
高，个体
生存能力
下降
克隆羊
“多莉”
生物育种方式小结：
亲本
(♀♂)
A
F1
F2
Fn
D
选择
稳定品种
单倍体
幼苗纯合体
纯合二倍体种
子长出的植株
新品种
新品种推广
种子或幼苗
具有新
基因的
种子或
幼苗
染色体组
加倍的种
子或幼苗
植物细胞
新细胞
愈伤组织
胚状体
人工种子
其他生物
基因
F
F
G
H
I
J
B
C
注意事项：
①用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗的原因：萌发的
种子或幼苗存在细胞有丝分裂旺盛的部位，秋水仙素
能抑制纺锤体的形成，使这些部位的细胞内的染色体
数目加倍，从而培养出多倍体。但单倍体植株往往高
度不育，所以单倍体育种中只能用秋水仙素处理幼苗
而不能处理萌发的种子。
②用秋水仙素处理植株使染色体数目加倍，若操作对
象是单倍体植株，叫单倍体育种；若操作对象为正常
植株，叫多倍体育种，不能看到“染色体数目加倍”
就认为是多倍体育种。
③不能把花药离体培养得到单倍体植株的过程看作单倍
体育种，单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理
两个过程，所以花药离体培养只是其中一个步骤。
④关于育种方式的选择：育种的根本上是培育具有优良
性状（抗逆性好，生命力强，产量高，品质化良）的新
品种，以便更好地为人类服务。从基因组成上看，目标
生物可能是纯合子，可防止后代发生性状分离，便于制
种和推广；也可能是杂合子，即得用杂种优势的原理进
行生产，如杂交水稻的培育。
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⑤选择育种方式时，要根据育种目的和提供的
材料选择合适的育种方法，比如：
培育无子西瓜，或对原品种性状进行增大或加强，提高
营养物质含量，就选择多倍体育种；培育从没有过的优
良性状的品种，则选择诱变育种；
如果将两个个体的优良性状集中到一个个体，则可以选
择杂交育种或单倍体育种，单倍体育种的进程更快；
如果要克服远缘杂交不亲和的障碍，则可以选择基因工
程育种或细胞工程育种；若要对原有品种实施“定向”
改造，则选择基因工程育种。
【例1】★★
对下列有关实例形成原理的解释，正确的是（
）
A．无子番茄的获得是利用了多倍体育种的原理
B．培育无籽西瓜是利用了单倍体育种的原理
C．培育青霉素高产菌株是利用了基因突变的原理
D．“多莉”羊的获得是利用了杂交育种的原理
点对点练习
【例2】★★
下图为利用纯合高秆（D）抗病（E）小麦和纯合矮秆（
d）染病（e）小麦快速培育纯合优良小麦品种矮秆抗病
小麦（ddEE）的示意图，有关此图叙述不正确的是（
）
DDEE
ddee
DdEe
(F1)
DE
De
dE
De
(花药)
DE
De
dE
De
(单倍体)
DDEE
DDee
ddEE
ddee
ddEE
①
②
③
④
选
择
A．图中进行①过程的主要目的是让控制不同优良性状
的基因组合到一起
B．②过程中发生了非同源染色体的自由组合
C．实施③过程依据的主要生物学原理是细胞增殖
D．④过程的实施中通常用一定浓度的秋水仙素
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【例3】★★
八倍体小黑麦(8N＝56)是我国科学家利用普通小麦(6N＝
42)和黑麦(2N＝14)杂交获得杂种幼苗后，经秋水仙素处
理培育而成的高产小麦新品种，据此可推断出( )
A．小黑麦是普通小麦与黑麦共同进化的产物
B．小黑麦的产生没有改变生物基因库的数量和基因频
率
C．小黑麦是新物种，其单倍体不可育
D．普通小麦与黑麦之间不存在生殖隔离
【例4】★★
如图是遗传育种的一些途径。下列有关分析不正确的是（
）
A．若要在较短时间内获得图示新品种小麦，可选图中
E→F→G 的育种方法
B．H→I、J→K 都必须用到与G 过程相同的技术操作
C．C→D 和H→I 过程都可以克服远源杂交不亲和的障碍
D．图中的遗传育种途径，A→B 所表示的方法具有典型
的不定向性
【例5】★★
(2012 天津)芥酸会降低菜籽油的品质。油菜有两对独立遗
传的等位基因（H和h，G和g）控制菜籽的芥酸含量，下
图是获得低芥酸油菜新品种（HHGG）的技术路线。已知
油菜单个花药由花药壁（2n）及大量花粉（n）等组分组成
，这些组分的细胞都具有全能性。据图分析，下列叙述错
误的是（
）
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A．①、②两过程均需要植物激素来诱导细胞脱分化
B．与④过程相比，③过程可能会产生二倍体再生植株
C．图中三种途径中，利用花粉培养筛选低芥酸植株
（HHGG）的效率最高
D．F1 减数分裂时，H 基因所在染色体会与G 基因所在
染色体发生联会
【例6】★★
（2010 江苏）为解决二倍体普通牡蛎在夏季因产卵而出现肉
质下降的问题，人们培育出三倍体牡蛎。利用普通牡蛎培育三
倍体牡蛎合理的方法是( )
A．利用水压抑制受精卵的第一次卵裂，然后培育形成新个体
B．用被γ 射线破坏了细胞核的精子刺激卵细胞，然后培育形
成新个体
C．将早期胚胎细胞的细胞核植入去核卵细胞中，然后培育形
成新个体
D．用化学试剂阻止受精后的次级卵母细胞释放极体，然后培
育形成新个体
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