1951年，毕业于山东农业大学农学系。
1951年 - 1956年，担任中国科学院遗传选种实验馆研究实习员。
1956年 - 1965年，担任中国科学院西北农业生物研究所（后改名为西北生物土壤究所）助理研究员、农业研究室副主任。
1965年 - 1987年，担任中国科学院西北植物研究所助理研究员、研究员，遗传究室主任、副所长、所长。
1983年 - 1987年，担任中国科学院西安分院院长、陕西省科学院院长。
1987年 - 1992年，担任中国科学院副院长、遗传研究所所长、研究员。
1991年 - 2001年，担任中国科学技术协会副主席。
1993年 - 2003年，担任中国人民政治协商会议第八、九届全国委员会常委。
1992年起，担任中国科学院遗传与发育生物学研究所植物细胞与染色体工程国家重点实验室学术委员会主任、研究员。
从业以来，主要从事小麦遗传与远缘杂交育种研究，同时开展农业发展战略研究，系统研究了小麦与偃麦草远缘杂交并育成“小偃”系列品种，育成小偃4号、5号、6号等高产、抗病、优质小麦品种，以及育成小偃麦8倍体、异附加系、异代换系和异位系等杂种新类型。
1979年，荣获“全国劳动模范”称号。
1982年，荣获“陕西省劳动模范”称号。
1990年，当选第三世界科学院院士。
1991年，当选中国科学院院士。
1978年，荣获“全国科学大会奖”。
1983年，荣获“陕西科技成果奖一等奖”。
1985年，荣获“国家科技发明奖一等奖”。
1989年，荣获“陈嘉庚农业科技奖”。
1995年，荣获“何粱何利基金科学与技术进步奖”。
2006年，荣获“最高科学技术奖”。
