一、生物育种方法及遗传原 生物育种是指人们按照自己的意愿，依据相关的育种原理，有目的、有计划地改变生物的遗传物质以获得人们所需要的生物新品种。育种的两种常见思路是：从生物的诸多性状中把需要的优良性状分离出来或把位于不同个体的优良性状集中到一个个体上来；或者是直接创造具有优良性状的生物新品种。
在遗传学上主要涉及六种不同的育种方法：杂交育种，诱变育种，单倍体育种，多倍体育种，基因工程育种，细胞工程育种。
（一）杂交育种
方法步骤：亲本杂交得F ，再用F 自交得F ，在F 中筛选所需性状，若为隐性性状则必为纯合；若为显性则需经过连续多代自交，直到不发生性状分离为止，可得到显性纯种。
遗传学原理：基因重组。
育种优点：育种的目的性强，通过基因重组，把位于两个生物体上的优良性状集于一身。
育种缺点：育种年限过长，需及时发现优良性状。
实例：用抗倒伏不抗锈病的小麦与不抗倒伏抗锈病的小麦培育出既抗倒伏又抗锈病的小麦的新品种。
（二）诱变育种
方法步骤：利用一定剂量的射线、辐射或化学药剂处理材料，提高基因突变的频率，选育所需新品种。
遗传学原理：基因突变。
育种优点：提高了基因突变的频率，加速育种过程，大幅度改良生物的性状，变异范围广。
育种缺点：突变具有不定向性，且多害少利，所以需要大量处理实验材料。
举例：青霉素高产菌株的获得。
（三）单倍体育种
方法步骤：将F （杂种）进行花药离体培养，得到单倍体幼苗后再用一定浓度的秋水仙素诱导，形成纯合多倍体，再从中选择所需要的类型。
遗传学原理：染色体变异。
育种优点：与杂交育种相比大大缩短了育种的年限。
育种缺点：需要组织培养，技术难度较高，需与杂交育种结合，多限于植物。
（四）多倍体育种
方法步骤：利用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。
遗传学原理：染色体变异。
育种优点：可培育出自然界没有的新品种（如八倍体小黑麦），且多倍体茎杆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。
育种缺点：结实率低且晚熟，只适于植物。
举例：三倍体无籽西瓜的培育。
（五）基因工程育种
方法步骤：提取目的基因，将目的基因与运载体结合，导入受体细胞，使之在受体细胞中复制保存并表达，筛选出符合要求的新品种。
遗传学原理：基因重组。
育种优点：不受种属限制，可根据人类的需要，有目的地进行。
育种缺点：技术难度高，可能会引起生态危机。
举例：能分泌人类胰岛素的大肠杆菌菌株的获得，抗虫棉，转基因动物等。
（六）细胞工程育种
方法步骤：植物：利用聚乙二醇等诱导不同种的细胞融合，经组织培养后得到新品种；
动物克隆：核移植→胚胎移植。
遗传学原理：细胞的全能性。
育种优点：克服远源杂交不亲和障碍，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。
育种缺点：技术复杂，难度大，将对生物多样性提出挑战。
二、实例应用
例1.
（1）通过花药离体培养再用秋水仙素加倍得到烟草新品种的方法是 ，依据的原理是。
（2）用 辐射谷氨酸棒状杆菌，选育出合成谷氨酸的新品种，所用的方法是 ，依据的原理是 。
（3）用小麦和黑麦培育八倍体小黑麦属于 ，依据的原理是。
（4）用抗倒伏不抗锈病的小麦与易倒伏抗锈病的小麦杂交，培育成既抗倒伏又抗锈病的小麦品种，这属于 育种，依据的原理是 。
（5）科学家将细菌的抗冻基因转移的普通番茄的细胞中培育出番茄抗冻新品种，这属于，依据的原理是。
例2.现有味甘汁多、能稳定遗传的绿皮（G）红瓤（R）小籽（e）西瓜品种甲与白皮（g）黄瓤（r）大籽（E）西瓜品种乙，三对基因自由组合。已知西瓜的染色体数目2n=22，请根据下面提供的西瓜育种流程图回答有关问题：
（1）图中①过程中所用的试剂为 ，通过②途径培育无籽西瓜的方法叫做 ，所结西瓜果实的基因型和表现型分别为 。
（2）通过③培育无籽西瓜时所用的试剂为 ，瓜农用②生产的无籽西瓜比用③生产的更受消费者亲睐，原因是，如果选育的品种优秀，瓜农也乐意采用③途径生产无籽西瓜，其优点是。
（3）通过④细胞融合途径形成杂种体细胞时，要使用和 两种化学物质。由该杂种细胞形成杂种植株利用了 原理，使用了 技术。若用杂种植株去获得单倍体植株，需要使用的方法是进行培养。
参考答案
1.（1）单倍体育种、染色体变异（2）诱变育种，基因突变（3）多倍体育种，染色体变异（4）杂交育种，基因重组（5）基因工程育种，基因重组
2.（1）秋水仙素，多倍体育种，GGgRRrEee，绿皮红瓤无籽（2）生长素（类似物），与二倍体相比果实比较大，糖类、蛋白质等营养物质含量有所增加，省去制种的麻烦或节约购买三倍体西瓜种子的成本（3）纤维素酶，聚乙二醇，植物细胞全能性，植物组织培养，花药离体培养
注：“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”
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