高中生物教學(xué)論文 生物育種的常見方法

1、生物育種的常見方法一、含義：生物育種是指人們按照自己的意愿，依據(jù)不同的育種原理，有目的、有計(jì)劃地獲得人們所需要的生物新品種。包括兩種情況：1從不良性狀中把所需要的優(yōu)良性狀（相對性狀）分離出來或把位于不同個(gè)體的優(yōu)良性狀集中到一個(gè)個(gè)體上來。如利用基因分離的原理從高稈小麥中分離出能抗倒伏的矮稈小麥品種；通過基因的自由組合，把小麥中高稈抗銹病和矮稈不抗銹病兩種性狀進(jìn)行重新組合獲得矮稈抗病的小麥優(yōu)良品種。2創(chuàng)造具有優(yōu)良性狀的生物新品種。如利用人工誘變育種技術(shù)培育作物新品種；利用基因工程的原理創(chuàng)造抗蟲棉。二、育種方法：（一）根據(jù)“可遺傳變異的來源”原理進(jìn)行育種1雜交育種：（1）原理：基因重組（通過基因分離

2、、自由組合或連鎖交換，分離出優(yōu)良性狀或使各種優(yōu)良性狀集中在一起）（2）方法：連續(xù)自交，不斷選種。（3）舉例： 已知小麥的高稈（D）對矮稈（d）為顯性，抗銹病（R）對易染銹?。╮）為顯性，兩對性狀獨(dú)立遺傳?，F(xiàn)有高稈抗銹病、矮稈易染病兩純系品種。要求使用雜交育種的方法培育出具有優(yōu)良性狀的新品種。操作方法：（參見右面圖解）讓純種的高稈抗銹病和矮稈易染銹病小麥雜交得F1 ；讓F1自交得F2 ；PDDRR×ddrr F1 DdRr 自交F2 選矮稈抗病的個(gè)體 F3留未出現(xiàn)性狀分離個(gè)體（純合子）出現(xiàn)性狀分離個(gè)體（雜合子）自交重復(fù)選F2中矮稈抗銹病小麥自交得F3；留F3中未出現(xiàn)性狀分離的矮稈抗病個(gè)

3、體，對于F3中出現(xiàn)性狀分離的再重復(fù)步驟（4）特點(diǎn)：育種年限長，需連續(xù)自交不斷擇優(yōu)汰劣才能選育出需要的類型。（5）說明：該方法常用于同一物種不同品種的個(gè)體間，如上例；對于親緣關(guān)系較近的不同物種個(gè)體間也可以用到雜交技術(shù)，如八倍體小黑麥的培育、蘿卜和甘藍(lán)雜交，但為了使后代可育，應(yīng)做染色體加倍處理，得到的個(gè)體即是異源多倍體，這種育種方式就是多倍體育種。若該生物靠有性生殖繁殖后代，則必須選育出優(yōu)良性狀的純種，以免后代發(fā)生性狀分離；若該生物靠無性生殖產(chǎn)生后代，那么只要得到該優(yōu)良性狀就可以了，純種、雜種并不影響后代性狀的表達(dá)。2誘變育種（1）原理：基因突變（2）方法：用物理因素（如X射線、射線、紫外線、激光

4、等）或化學(xué)因素（如亞硝酸、硫酸二乙脂等）來處理生物，使其在細(xì)胞分裂間期DNA復(fù)制時(shí)發(fā)生差錯(cuò)，從而引起基因突變。（3）舉例：太空育種、“黑農(nóng)五號”大豆（4）特點(diǎn)：可提高突變頻率，創(chuàng)造出人類需要的變異類型，從中選擇培育出優(yōu)良的生物品種，但由于突變的不定向性和有害性，因此該種育種方法盲目性較大，且必需大量處理供試材料，工作量大。3單倍體育種（1）原理：染色體變異（2）方法：花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體植株，再人工誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍。（3）舉例：已知小麥的高稈（D）對矮稈（d）為顯性，抗銹?。≧）對易染銹?。╮）為顯性，兩對性狀獨(dú)立遺傳?，F(xiàn)有高稈抗銹病、矮稈易染病兩純系品種。要求用單倍體育種的方法培育出具有

5、優(yōu)良性狀的新品種。操作方法：（參見下面圖解）讓純種的高稈抗銹病和矮稈易染銹病小麥雜交得F1 ；取F1的花藥離體培養(yǎng)得到單倍體；PDDRR×ddrr F1 DdRr花藥（配子）DR Dr dR dr單倍體DR Dr dR dr純合子 DDRRDDrr ddRR ddrr秋水仙素誘導(dǎo)染色體加倍離體培養(yǎng)（組織培養(yǎng)技術(shù)）減數(shù)分裂雜交選取ddRR（矮抗）即為所需類型用秋水仙素處理單倍體幼苗，使染色體加倍，選取具有矮稈抗病性狀的個(gè)體即為所需類型。（4）特點(diǎn)：由于得到的個(gè)體基因都是純合的，自交后代不發(fā)生性狀分離，所以相對于雜交育種來說，明顯縮短了育種的年限。（5）說明：該種育種方法有時(shí)用到雜交技術(shù)

6、，其中的花藥離體培養(yǎng)過程需要組織培養(yǎng)技術(shù)手段的支持。4多倍體育種：（1）原理：染色體變異（2）方法：用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗，從而使細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍，染色體數(shù)目加倍的細(xì)胞繼續(xù)進(jìn)行正常的有絲分裂，即可發(fā)育成多倍體植株。（3）舉例：三倍體無子西瓜的培育（同源多倍體的培育）過程：參見高二必修教材圖解八倍體小黑麥的培育（異源多倍體的培育）：普通小麥?zhǔn)橇扼w（AABBDD），體細(xì)胞中含有42條染色體，屬于小麥屬；黑麥?zhǔn)嵌扼w（RR），體細(xì)胞中含有14條染色體，屬于黑麥屬。兩個(gè)不同屬的物種一般是難以雜交的，但也有極少數(shù)的普通小麥品種含有可雜交基因，能接受黑麥的花粉。雜交后的子一代含有四個(gè)染色體組

7、（ABDR），不可育，必須用人工方法進(jìn)行染色體加倍才能產(chǎn)生后代，染色體加倍后的個(gè)體細(xì)胞中含有八個(gè)染色體組（AABBDDRR），而這些染色體來自不同屬的物種，所以稱它為異源八倍體小黑麥。（4）特點(diǎn)：該種育種方法得到的植株莖稈粗壯，葉片、果實(shí)和種子較大，糖類和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的含量有所增加，但發(fā)育延遲，結(jié)實(shí)率降低。（5）說明：在育種中要用到雜交技術(shù)。（二）依據(jù)“工程原理”進(jìn)行育種1利用“基因工程”育種（1）原理：DNA重組技術(shù)（屬于基因重組范疇）（2）方法：按照人們的意愿，把一種生物的個(gè)別基因復(fù)制出來，加以修飾改造，放到另一種生物的細(xì)胞里，定向地改造生物的遺傳性狀。操作步驟包括：提取目的基因、目的

8、基因與運(yùn)載體結(jié)合、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、目的基因的檢測與表達(dá)等。（具體過程參見教材中的相關(guān)內(nèi)容）（3）舉例：抗蟲棉等（4）特點(diǎn)：目的性強(qiáng)，育種周期短。2利用“細(xì)胞工程”育種（1）原理：植物體細(xì)胞雜交（2）方法：用兩個(gè)來自不同植物的體細(xì)胞融合成一個(gè)雜種細(xì)胞，并且把雜種細(xì)胞培育成新植物體的方法。操作步驟包括：用酶解法去掉細(xì)胞壁、用誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合、將雜種細(xì)胞進(jìn)行組織培養(yǎng)等。（參見教材中的相關(guān)內(nèi)容）（3）舉例：“番茄馬鈴薯”雜種植株（4）特點(diǎn)：可克服遠(yuǎn)緣雜交不親合的障礙，大大擴(kuò)展了可用于雜交的親本組合范圍。（5）說明：該種方法需植物組織培養(yǎng)等技術(shù)手段的支持。（三）利用植物激素進(jìn)行育種1原理：適宜濃度的生長素可