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浅谈“育种”的知识体系及复习对策

            生物的育种是利用遗传学、细胞生物学、现代生物工程技术等方法培育生物新品种的过程。生物育种的技术和方法目前有：杂交育种、诱变育种、单倍体育种、多倍体育种、转基因育种和细胞工程育种等。生物的育种技术体现着当代生物科学研究的最新成果及其应用，引领着自然科学的多学科的汇合，展露着时代科技文化的信息，历年来各地的高考题中频繁出现的与育种有关的试题，正是这一方面的具体体现。育种知识蕴藏在教材相关章节知识的“应用内容”的叙述中，具有一定的零散性，高三阶段如何进行这方面知识的复习，下面就此谈一些具体的做法。
            一、育种的知识体系
            1、杂交育种
                原理 ：基因重组【充分利用遗传的三个基本规律】
                主要处理方法：杂交→自交→筛选。即先通过两个具有不同优良性状的纯种杂交获取F1,然后再将F1自交，人工筛选获取所需品种。
                优点：使位于不同个体上的多个优良性状集中于一个个体上，即“集优”。
                缺点:育种时间长。
                应用：如用纯种高秆抗病小麦与矮秆不抗病小麦培育矮秆抗病小麦。
            2、诱变育种
                原理：基因突变。
                主要处理方法：先用物理方法【紫外线、a射线、失重等】或化学方法【亚硝酸、硫酸二乙酯等】处理植株；再选择符合要求的变异类型。
                优点：提高变异的频率，加速育种的进程；创造生物新品种、新类型。
                缺点：有利变异少，工作量大，需大量的处理实验材料。
                应用：如太空椒的培育。
            3、单倍体育种
                原理：染色体变异【染色体组成倍的减少
                主要处理方法：1、先将花药离体培养，培养出单倍体植株; 2、将单倍体幼苗经一定浓度的秋水仙素处理获得纯合体。
                优点：明显缩短育种年限，加速育种进程。
                缺点：技术复杂。
                应用：如用纯种高秆抗病小麦与矮秆不抗病小麦快速培育矮秆抗病小麦。
            4、多倍体育种
                原理：染色体变异【染色体组成倍增加】
                主要处理方法：用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。
                优点：可以培育出新的生物品种，培育出的植株器官大型且营养成分丰富。
                缺点：技术复杂，一般只适合于植物，结实率低。

            应用：同源多倍体育种，如四倍体水稻的培育；异源多倍体育种如八倍体小黑麦的培育；含奇数染色体组数的多倍体的培育，如三倍体无籽西瓜的培育。
            5、转基因育种
                原理：异源DNA【基因】重组。
                主要处理方法：“提”“装”“导”“检”“选”。即：目的基因的提取，装入受体细胞，目的基因的检测与表达，筛选出符合要求的新品种。
                优点：可以按人的意愿改造生物，目的性强，科技含量高，可以培育出高产、优质或具有特殊用途的动植物品种。
                缺点：技术复杂，工作量大，操作繁琐。
                应用：如转基因“向日葵豆”、“转基因超级绵羊”、“转基因超级鲤鱼”。
            6、细胞工程与育种
               【1】植物体细胞杂交育种
                原理：细胞的全能性。膜的流动性。
                主要处理方法：“去壁”“诱融”“组培”。即：去掉细胞壁，诱导细胞融合，进行组织培养获得杂种植株。
                优点：克服远源杂交的不亲和性，培育出作物新品种。
                缺点：技术复杂，工作量大，操作繁琐。
                应用：如可育性“白菜—甘蓝”的培育。
【2】动物体细胞克隆育种
                原理：细胞的全能性。 
                主要处理方法：核移植和胚胎移植。
                优点：培育繁殖优良生物品种，用于保存濒危物种，有选择的繁殖某性别动物。
                缺点：技术复杂，工作量大，操作繁琐。
                应用：如克隆羊——“多莉”的培育。

六种育种方法比较
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

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。

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。
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。
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。

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。

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。
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。

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。

原理：细胞的全能性

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。

六、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连接酶）和运载体（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。