誘變育種成果

『壹』 誘變的成功案例

誘變的目的是為了得到新的突變。在摩爾根時代，遺傳學研究內容的豐富與新突變的發現息息相關。現在，遺傳學研究的內容和手段與過去相比早已面目全非了，但獲得新突變並從中選出對人類有利的突變型仍然是熱點之一。培育新品種的方法現在已有許多新手段，如應用分子生物學技術培育轉基因動植物等，但誘變育種仍不失為簡便易行的常用手段。
繆勒不僅是人工誘變的創始人，也是第一位成功的誘變育種家。其實，他培育的CIB果蠅品系就是一個非常有用的果蠅新品種。20世紀30年代，瑞典的古斯塔夫松（Gustafsson）、尼布姆（Nybom）和哈格貝里（Hagbery）等就開始致力於誘變育種工作，並取得了較大成就 。到50年代，瑞典已成為世界放射誘變育種研究的中心。60-70年代，誘變育種工作已成燎原之勢，經誘變而得到的新品種已數不勝數。中國在60年代初開始誘變育種工作，進入80年代後，誘變育種工作與中國其它行業一樣進入了鼎盛時期。誘變育種的成果主要體現在作物育種和微生物育種兩方面。作物育種，目標致力於早熟、抗病、高產、優質。這些目標並不是一下子就能達到的，特別是與某些品質有一定的相關性，如早熟的難以高產，高產的不早熟，這就須一步步地進行。可以用具有某種優良品質的品種作基礎，通過誘變，從中選出保持（甚至超過）該優秀品質並出現新的優良品質的突變體。如浙江培育的早熟水稻「原豐早」，就是以「科字6號」為基礎，經誘變選擇而育成的。「原豐早」穗大粒多，耐肥抗倒，保留了「科字6號」的豐產品質，但比後者早熟45天，從而產量比成熟期相同的其它品種高一成以上。「原豐早」還有適應性廣、早晚季均可種植、二熟制或三熟制都能適應的優點。這類例子舉不勝舉，如湖北育成的「鄂麥6號」、山東育成的「魯棉1號」、黑龍江育成的「黑農16號」大豆、廣東育成的「獅選64號」花生等，都是應用誘變而培育成功的。微生物育種，目標在於獲得高產菌株。許多生化葯物如核苷酸、酶制劑、氨基酸、抗生素等，常常用微生物發酵法來進行工業化生產。由於許多生化成分在生物組織中的含量較低、提取較為困難，所以這類葯物價格極昂貴。如果某種微生物代謝途徑改變，能累積這類成分，那麼即可利用這種微生物來大量生產葯物。工業化生產的最大優點是能大幅度降低葯物的生產成本，而誘變育種可以逐漸提高葯物產量，從而進一步降低成本。在中國許多生化制葯廠的抗生素生產車間里，都有著一批專門從事菌種培育的技術人員。正是由於他們的辛勤勞動，才使得各地的生產水平逐年提高。通過誘變育種，使葯物產量逐漸提高成千上萬倍的例子屢見不鮮。

『貳』 我國植物太空育種取得了哪些成果

科學家認為，太空育種主要是通過強輻射，微重力和高真空等太空綜合環境因素誘發植物種子的基因變異。由於億萬年來地球植物的形態、生理和進化始終深受地球重力的影響，一旦進入失重狀態，同時受到其他物理輻射的作用，將更有可能產生在地面上難以獲得的基因變異。綜合太空輻射、微重力和高真空等因素的太空環境對植物種子的生理和遺傳性壯具有強烈影響，但是究竟主要是那些因素產生影響，以及如何產生影響，至今還沒有定論。
經歷過太空遨遊的農作物種子，返回地面種植後，不僅植株明顯增高增粗，果型增大，產量比原來普遍增長而且品質也大為提高。
太空環境對植物基因產生影響已經得到各國科學家的證實。但是對太空育種原理的解釋仍在爭論之中。

一、什麼是太空育種?
太空育種：也稱空間誘變育種，就是將農作物種子或試管種苗送到太空，利用太空特殊的、地面無法模擬的環境(高真空，宇宙高能離子輻射，宇宙磁場、高潔凈)的誘變作用，使種子產生變異，再返回地面選育新種子、新材料，培育新品種的作物育種新技術。太空育種具有有益的變異多、變幅大、穩定快，以及高產、優質、早熟、抗病力強等特點。其變異率較普通誘變育種高3-4倍，育種周期較雜交育種縮短約1倍，由8年左右縮短至4年左右。
太空育種是集航天技術、生物技術和農業育種技術於一體的農業育種新途徑。是當今世界農業領域中最尖端的科學技術課題之一，通過已進行的太空農業試驗，植物、動物等生物體的許多特性奧秘被揭示。目前，世界上只有美國、俄羅斯、中國三個國家擁有返回式衛星技術。在這方面，中國走在世界前列。
二、太空育種成果
自1987年以來，我國利用返回式衛星和神舟飛船，先後進行了10多次搭載，有1000多個品種的種子和生物材料上天。
由於植物種子體積小，攜帶方便，在選育新品種方面具有較大的選擇空間。已進行搭載的有糧食作物類：小麥、水稻、大豆、玉米、綠豆、豌豆、高粱等；蔬菜類：西紅柿、辣椒、黃瓜、甜菜、茄子、蘿卜等；經濟作物有棉花、煙草等；花卉有萬壽菊、雞冠花、三色槿、龍葵、荷花、百合等；中草葯材有黃芪、甘草；樹木種子有油松、白皮鬆及石刁柏，還有草坪種子。
通過太空育種，培育出了一批新的突變類型和具有優良性狀的新品種。例如水稻種子經衛星搭載，獲得了植株高、分孽力強、穗型大籽粒飽滿和生育期短的性狀變異。增產20%，單季畝產400--600千克，最高達750千克。蛋白質含量增加8%--20%，氨基酸總含量提高53%。 太空小麥培育出矮桿、早熟、抗倒伏、抗病害、蛋白質含量高的豐產類型。
太空青椒枝葉粗壯，果大肉厚，免疫力強。單果重350--600克，單季畝產3500--4000千克，最高可達5000千克，比普通青椒增產20%--30%，經中科院遺傳研究所檢測分析，太空青椒所含維生素C提高20%，可溶性固形物提高25%，病情指數減輕55%。
太空黃瓜，藤壯瓜多，瓜體奇大，單果重850-1100克，抗病力強。特別是雌花開得多，是地面瓜秧的1.5倍。雖然它的皮厚了點，但瓜肉非常清涼爽口、汁多肉嫩。
太空番茄長勢尤為喜人，株高莖粗，果穗增多，比常規番茄增產15%以上，最高可增產23.3%。黑龍江農科院園藝所選育的「宇番一號」，在全國推廣種植面積已超過100萬畝。
「太空櫻桃番茄」，含糖量高達13%，與柑桔含糖量相當，口感鮮甜，可當水果食用。
太空西瓜的顯著特點是含糖量達13%以上，可溶性固形物增多，纖維少，個頭大，吃起來沙甜可口。
太空玉米能結出6-7個「棒子」，可長出5種顏色，而且味道也比普通玉米好。
太空搭載的雞冠花、麥稈菊、蜀葵、矮牽牛等，都表現出開花多、花色變異、花期長等特點。尤其是粉色的矮牽牛，花朵中出現了紅白相間的條紋。更令人驚奇的是萬壽菊的花期竟延長到6個月以上。
游過太空的大蒜能長到近半斤重，太空蘿卜的幼苗讓害蟲敬而遠之，本來無法雜交的秈稻和粳稻自從周遊過太空後也能雜交了。
太空育種的效益和成果吸引了美國、俄羅斯，保加利亞、菲律賓等國家，都希望與我國合作。上天「修煉」回到「塵世」的太空種子，具有十分廣闊的市場，必將灑播廣袤的大地，生產出更多更好的太空食品，給人類帶來無限的福音！
三、太空植物敢吃嗎?
地面上普通的青椒、番茄、黃瓜，上天轉一遭回來，就搖身一變換了模樣。很多人都有些不放心，這些東西敢吃嗎？經科學家檢測分析，可以非常負責地告訴大家：經過太空育種的水稻依然是水稻，青椒依然是青椒，並無外來生物基因導入與整合，物種沒有發生本質的變化。這就比如DNA的基因排列是「1、2、3、4」，經太空育種後的基因排列是「1、3、4、2」，只是排序發生變化。而轉基因植物里則有「5」進來，所以就出現了"土豆吃出牛肉味"，"豬肉吃出菠菜"味之說。可見，太空育種與轉基因有著根本的區別。
明白了這個道理，當你看到經太空遨遊後的黃瓜像胳膊一樣粗，茄子如籃球一般大時，大可不必過於擔心，完全可以放心食用。
美國曾對哥倫比亞號太空梭搭載的番茄種子及果實進行化驗分析，結論是：「無毒，可以食用。」聯合國的國際糧農組織、國際衛生組織、國際原子能機構已經聯合認定：太空種子是安全種子，太空種子培育出的農作物是健康食品。
四、太空育種的意義
人類的生存、生產活動隨著科學技術和國民經濟的發展從最初的陸地、海洋、大氣層進入地球軌道空間和外層空間，並且開始適應、研究、認識、利用和開發太空環境，這是人類文明史上的一次偉大飛躍。
太空環境蘊藏著極其豐富和多種多樣的資源。太空育種這一選育良種新手段，具有不可低估的經濟效益和社會效益。太空育種也是利用太空資源的一次成功的嘗試。
先進的航天技術為快速培育優良品種及特異種質資源開辟了一條新途徑，為人類進入太空農業時代展示了美好前景。太空蔬菜培育的二代、三代已經表現出高產、抗病、維生素含量很高等特性；太空花卉普遍在花期、花型、株型、顏色等方面發生了變化。有的花期變長，有的縮短，原來紫色的花，能成為白色、紅色。
人類是要利用這些新品種帶來的特殊價值。一般來講，各地搭載的種子都是選擇當地增值效益高、有當地特色，並可以大面積種植的品種。獲得優良品種後，達到產業化就會對當地的農業經濟有直接而顯著的促進作用。
比如中科院遺傳與發育生物學研究所在北京培育的紫花苜蓿、沙米、紅豆草、冰草匍匐，四種草有這樣的特點：特能抗寒抗旱。尤其是紫花苜蓿還有較高的蛋白質含量，能像韭菜一樣，一茬一茬地割，與未經搭載的對照株相比，它的存活期變長了，而且不易枯萎。據介紹，專家們將繼續對呈現變異特徵的太空"草民"進行篩選和接種，一旦它們的變異特徵穩定下來，將被大面積種植在我國西部地區及北京周邊，用來防止草地荒漠化，堵截沙塵暴。
優質的品種就有可觀的市場價格，據悉美國的太空番茄比優質蘋果還貴。
太空育種可以縮短育種周期。據專家介紹，正常的農業育種一般需要8年時間，太空育種可以縮短一半的時間。但從太空搭載回來以後，在地面必須要種植四代，才可以選育出性能穩定的品種。

『叄』 下列各項育種成果中，通過誘變育種而取得的是（）①高產抗病小麥　②中國荷斯坦牛　③黑農五號大豆　

①高產抗病小麥屬於雜交育種，錯誤；
②中國荷斯坦牛屬於雜交育種，錯誤；
③黑農五號大豆屬於誘變育種，正確；
④用紫外線、激光、化學誘變劑處理青黴菌再經篩選的方法可選育高產菌種，屬於誘變育種，正確；
⑤無子西瓜的培育屬於多倍體育種，錯誤．
所以通過誘變育種而取得的是③④．
故選：C．

『肆』 黑農5號大豆誘變育種

①高產抗病小麥屬於雜交育種，錯誤；
②中國荷斯坦牛屬於雜交育種，錯誤；
③黑農五號大豆屬於誘變育種，正確；
④用紫外線、激光、化學誘變劑處理青黴菌再經篩選的方法可選育高產菌種，屬於誘變育種，正確；
⑤無子西瓜的培育屬於多倍體育種，錯誤．
所以通過誘變育種而取得的是③④．
故選：C．

『伍』 以營養突變型為例來說明誘變育種的過程和原理

生物必修二知識點總結

一、遺傳的基本規律

(1)基因的分離定律

①豌豆做材料的優點：

（1）豌豆能夠嚴格進行自花授粉，而且是閉花授粉，自然條件下能保持純種。

（2）品種之間具有易區分的性狀。

②人工雜交試驗過程：去雄（留下雌蕊）→套袋（防干擾）→人工傳粉

③一對相對性狀的遺傳現象：具有一對相對性狀的純合親本雜交，後代表現為一種表現型，F1代自交，F2代中出現性狀分離，分離比為3：1。

④基因分離定律的實質：在雜合子的細胞中，位於一對同源染色體上的等位基因，具有一定的獨立性，生物體在進行減數分裂時，等位基因會隨同源染色體的分開而分離，分別進入到兩個配子中，獨立地隨配子遺傳給後代。(2)基因的自由組合定律

①兩對等位基因控制的兩對相對性狀的遺傳現象：具有兩對相對性狀的純合子親本雜交後，產生的F1自交，後代出現四種表現型，比例為9：3：3：1。四種表現型中各有一種純合子，分別在子二代佔1/16，共佔4/16；雙顯性個體比例佔9/16；雙隱性個體比例佔1/16；單雜合子佔2/16×4=8/16；雙雜合子佔4/16；親本類型比例各佔9/16、1/16；重組類型比例各佔3/16、3/16

②基因的自由組合定律的實質：位於非同源染色體上的非等位基因的分離或組合是互不幹擾的。在進行減數分裂形成配子的過程中，同源染色體上的等位基因彼此分離，同時非同源染色體上的非等位基因自由組合。

③運用基因的自由組合定律的原理培育新品種的方法：優良性狀分別在不同的品種中，先進行雜交，從中選擇出符合需要的，再進行連續自交即可獲得純合的優良品種。記憶點：

1．基因分離定律：具有一對相對性狀的兩個生物純本雜交時，子一代只表現出顯性性狀；子二代出現了性狀分離現象，並且顯性性狀與隱性性狀的數量比接近於3：1。

2．基因分離定律的實質是：在雜合子的細胞中，位於一對同源染色體，具有一定的獨立性，生物體在進行減數分裂形成配子時，等位基因會隨著的分開而分離，分別進入到兩個配子中，獨立地隨配子遺傳給後代。

3．基因型是性狀表現的內存因素，而表現型則是基因型的表現形式。表現型=基因型+環境條件。

4．基因自由組合定律的實質是：位於非同源染色體上的非等位基因的分離或組合是互不幹擾的。在進行減數分裂形成配子的過程中，同源染色體上的等位基因彼此分離，同時非同源染色體上的非等位基因自由組合。在基因的自由組合定律的范圍內，有n對等位基因的個體產生的配子最多可能有2n種。

二、細胞增殖

(1)細胞周期：指連續分裂的細胞，從一次分裂完成時開始，到下一次分裂完成時為止。(2)有絲分裂：

分裂間期的最大特點：完成DNA分子的復制和有關蛋白質的合成

分裂期染色體的主要變化為：前期出現；中期清晰、排列；後期分裂；末期消失。特別注意後期由於著絲點分裂，染色體數目暫時加倍。

動植物細胞有絲分裂的差異：a.前期紡錘體形成方式不同；b.末期細胞質分裂方式不同。(3)減數分裂：

對象：有性生殖的生物

時期：原始生殖細胞形成成熟的生殖細胞

特點：染色體只復制一次，細胞連續分裂兩次

結果：新產生的生殖細胞中染色體數比原始生殖細胞減少一半。

精子和卵細胞形成過程中染色體的主要變化：減數第一次分裂間期染色體復制，前期同源染色體聯會形成四分體（非姐妹染色體單體之間常出現交叉互換），中期同源染色體排列在赤道板上，後期同源染色體分離同時非同源染色體自由組合；減數第二次分裂前期染色體散亂地分布於細胞中，中期染色體的著絲點排列在赤道板上，後期染色體的著絲點分裂染色體單體分離。

有絲分裂和減數分裂的圖形的鑒別：（以二倍體生物為例）

1.細胞中沒有同源染色體……減數第二次分裂

2.有同源染色體聯會、形成四分體、排列於赤道板或相互分離……減數第一次分裂

3.同源染色體沒有上述特殊行為……有絲分裂記憶點：

1．減數分裂的結果是，新產生的生殖細胞中的染色體數目比原始的生殖細胞的減少了一半。

2．減數分裂過程中聯會的同源染色體彼此分開，說明染色體具一定的獨立性；同源的兩個染色體移向哪一極是隨機的，則不同對的染色體（非同源染色體）間可進行自由組合。

3．減數分裂過程中染色體數目的減半發生在減數第一次分裂中。

4．一個精原細胞經過減數分裂，形成四個精細胞，精細胞再經過復雜的變化形成精子。

5．一個卵原細胞經過減數分裂，只形成一個卵細胞。

6．對於進行有性生殖的生物來說，減數分裂和受精作用對於維持每種生物前後代體細胞中染色體數目的恆定，對於生物的遺傳和變異，都是十分重要的三、性別決定與伴性遺傳

(1)XY型的性別決定方式：雌性體內具有一對同型的性染色體（XX），雄性體內具有一對異型的性染色體（XY）。減數分裂形成精子時，產生了含有X染色體的精子和含有Y染色體的精子。雌性只產生了一種含X染色體的卵細胞。受精作用發生時，X精子和Y精子與卵細胞結合的機會均等，所以後代中出生雄性和雌性的機會均等，比例為1：1。

(2)伴X隱性遺傳的特點（如色盲、血友病、果蠅眼色、女婁菜葉形等遺傳）

①男性患者多於女性患者

②屬於交叉遺傳（隔代遺傳）即外公→女兒→外孫

③女性患者，其父親和兒子都是患者；男性患病，其母、女至少為攜帶者

（3）X染色體上隱性遺傳（如抗VD佝僂病、鍾擺型眼球震顫）

①女性患者多於男性患者。

②具有世代連續現象。

③男性患者，其母親和女兒一定是患者。

（4）Y染色體上遺傳（如外耳道多毛症）

致病基因為父傳子、子傳孫、具有世代連續性，也稱限雄遺傳。

（5）伴性遺傳與基因的分離定律之間的關系：伴性遺傳的基因在性染色體上，性染色體也是一對同源染色體，伴性遺傳從本質上說符合基因的分離定律。記憶點：

1．生物體細胞中的染色體可以分為兩類：常染色體和性染色體。

生物的性別決定方式主要有兩種：一種是XY型，另一種是ZW型。

2．伴性遺傳的特點：

（1）伴X染色體隱性遺傳的特點：男性患者多於女性患者；具有隔代遺傳現象（由於致病基因在X染色體上，一般是男性通過女兒傳給外孫）；女性患者的父親和兒子一定是患者，反之，男性患者一定是其母親傳給致病基因。

（2）伴X染色體顯性遺傳的特點：女性患者多於男性患者，大多具有世代連續性即代代都有患者，男性患者的母親和女兒一定是患者。

（3）伴Y染色體遺傳的特點：患者全部為男性；致病基因父傳子，子傳孫（限雄遺傳）。四、基因的本質

(1)DNA是主要的遺傳物質

①生物的遺傳物質：在整個生物界中絕大多數生物是以DNA作為遺傳物質的。有DNA的生物（細胞結構的生物和DNA病毒），DNA就是遺傳物質；只有少數病毒（如艾滋病毒、SARS病毒、禽流感病毒等）沒有DNA，只有RNA，RNA才是遺傳物質。

②證明DNA是遺傳物質的實驗設計思想：設法把DNA和蛋白質分開，單獨地、直接地去觀察DNA的作用。

(2)DNA分子的結構和復制

①DNA分子的結構

a.基本組成單位：脫氧核苷酸（由磷酸、脫氧核糖和鹼基組成）。

b.脫氧核苷酸長鏈：由脫氧核苷酸按一定的順序聚合而成

c.平面結構：

d.空間結構：規則的雙螺旋結構。

e.結構特點：多樣性、特異性和穩定性。

②DNA的復制

a.時間：有絲分裂間期或減數第一次分裂間期

b.特點：邊解旋邊復制；半保留復制。

c.條件：模板（DNA分子的兩條鏈）、原料（四種游離的脫氧核苷酸）、酶（解旋酶，DNA聚合酶，DNA連接酶等），能量（ATP）

d.結果：通過復制產生了與模板DNA一樣的DNA分子。

e.意義：通過復制將遺傳信息傳遞給後代，保持了遺傳信息的連續性。

(3)基因的結構及表達

①基因的概念：基因是具有遺傳效應的DNA分子片段，基因在染色體上呈線性排列。

②基因控制蛋白質合成的過程：轉錄：以DNA的一條鏈為模板通過鹼基互補配對原則形成信使RNA的過程。

翻譯：在核糖體中以信使RNA為模板，以轉運RNA為運載工具合成具有一定氨基酸排列順序的蛋白質分子記憶點：

1．DNA是使R型細菌產生穩定的遺傳變化的物質，而噬菌體的各種性狀也是通過DNA傳遞給後代的，這兩個實驗證明了DNA是遺傳物質。

2．一切生物的遺傳物質都是核酸。細胞內既含DNA又含RNA和只含DNA的生物遺傳物質是DNA，少數病毒的遺傳物質是RNA。由於絕大多數的生物的遺傳物質是DNA，所以DNA是主要的遺傳物質。3．鹼基對排列順序的千變萬化，構成了DNA分子的多樣性，而鹼基對的特定的排列順序，又構成了每一個DNA分子的特異性。這從分子水平說明了生物體具有多樣性和特異性的原因。

4．遺傳信息的傳遞是通過DNA分子的復制來完成的。基因的表達是通過DNA控制蛋白質的合成來實現的。

5．DNA分子獨特的雙螺旋結構為復制提供了精確的模板；通過鹼基互補配對，保證了復制能夠准確地進行。在兩條互補鏈中的比例互為倒數關系。在整個DNA分子中，嘌呤鹼基之和=嘧啶鹼基之和。整個DNA分子中，與分子內每一條鏈上的該比例相同。

6．子代與親代在性狀上相似，是由於子代獲得了親代復制的一份DNA的緣故。

7．基因是有遺傳效應的DNA片段，基因在染色體上呈直線排列，染色體是基因的載體。

8．由於不同基因的脫氧核苷酸的排列順序（鹼基順序）不同，因此，不同的基因含有不同的遺傳信息。（即：基因的脫氧核苷酸的排列順序就代表遺傳信息）。

9．DNA分子的脫氧核苷酸的排列順序決定了信使RNA中核糖核苷酸的排列順序，信使RNA中核糖核苷酸的排列順序又決定了氨基酸的排列順序，氨基酸的排列順序最終決定了蛋白質的結構和功能的特異性，從而使生物體表現出各種遺傳特性。基因控制蛋白質的合成時：基因的鹼基數：mRNA上的鹼基數：氨基酸數=6：3：1。氨基酸的密碼子是信使RNA上三個相鄰的鹼基，不是轉運RNA上的鹼基。轉錄和翻譯過程中嚴格遵循鹼基互補配對原則。注意：配對時，在RNA上A對應的是U。

10．生物的一切遺傳性狀都是受基因控制的。一些基因是通過控制酶的合成來控制代謝過程；基因控制性狀的另一種情況，是通過控制蛋白質分子的結構來直接影響性狀。五、生物的變異

(1)基因突變

①基因突變的概念：由於DNA分子中發生鹼基對的增添、缺失或改變，而引起的基因結構的改變。

②基因突變的特點：a.基因突變在生物界中普遍存在b.基因突變是隨機發生的c.基因突變的頻率是很低的d.大多數基因突變對生物體是有害的e.基因突變是不定向的

③基因突變的意義：生物變異的根本來源，為生物進化提供了最初的原材料。

④基因突變的類型：自然突變、誘發突變

⑤人工誘變在育種中的應用：通過人工誘變可以提高變異的頻率，可以大幅度地改良生物的性狀。

(2)染色體變異

①染色體結構的變異：缺失、增添、倒位、易位。如：貓叫綜合征。

②染色體數目的變異：包括細胞內的個別染色體增加或減少和以染色體組的形式成倍地增加減少。

③染色體組特點：a、一個染色體組中不含同源染色體b、一個染色體組中所含的染色體形態、大小和功能各不相同c、一個染色體組中含有控制生物性狀的一整套基因

④二倍體或多倍體：由受精卵發育成的個體，體細胞中含幾個染色體組就是幾倍體；由未受精的生殖細胞（精子或卵細胞）發育成的個體均為單倍體（可能有1個或多個染色體組）。

⑤人工誘導多倍體的方法：用秋水仙素處理萌發的種子和幼苗。原理：當秋水仙素作用於正在分裂的細胞時，能夠抑制細胞分裂前期紡錘體形成，導致染色體不分離，從而引起細胞內染色體數目加倍。

⑥多倍體植株特徵：莖桿粗壯，葉片、果實和種子都比較大，糖類和蛋白質等營養物質的含量都有所增加。

⑦單倍體植株特徵：植株長得弱小而且高度不育。單倍體植株獲得方法：花葯離休培養。單倍體育種的意義：明顯縮短育種年限（只需二年）。記憶點：

1．染色體組是細胞中的一組非同源染色體，它們在形態和功能上各不相同，但是攜帶者控制一種生物生長發育、遺傳和變異的全部信息，這樣的一組染色體叫染色體組。

2．可遺傳變異是遺傳物質發生了改變，包括基因突變、基因重組和染色體變異。基因突變最大的特點是產生新的基因。它是染色體的某個位點上的基因的改變。基因突變既普遍存在，又是隨機發生的，且突變率低，大多對生物體有害，突變不定向。基因突變是生物變異的根本來源，為生物進化提供了最初的原材料。基因重組是生物體原有基因的重新組合，並沒產生新基因，只是通過雜交等使本不在同一個體中的基因重組合進入一個個體。通過有性生殖過程實現的基因重組，為生物變異提供了極其豐富的來源。這是形成生物多樣性的重要原因之一，對於生物進化具有十分重要的意義。上述二種變異用顯微鏡是看不到的，而染色體變異就是染色體的結構和數目發生改變，顯微鏡可以明顯看到。這是與前二者的最重要差別。其變化涉及到染色體的改變。如結構改變，個別數目及整倍改變，其中整倍改變在實際生活中具有重要意義，從而引伸出一系列概念和類型，如：染色體組、二倍體、多倍體、單倍體及多倍體育種等。

六、人類遺傳病與優生

（1）優生的措施：禁止近親結婚、進行遺傳咨詢、提倡適齡生育、產前診斷。

（2）禁止近親結婚的原因：近親結婚的夫婦從共同祖先那裡繼承同一種致病基因的機會大大增加，所生子女患隱性遺傳病的概率大大增加。記憶點：

1.多指、並指、軟骨發育不全是單基因的常染色體顯性遺傳病；抗維生素D佝僂病是單基因的X染色體顯性遺傳病；白化病、苯丙酮尿症、先天性聾啞是單基因的常染色體隱性遺傳病；進行性肌營養不良、紅綠色盲、血友病是單基因的X染色體隱性遺傳病；唇裂、無腦兒、原發性高血壓、青少年型糖尿病等屬於對基因遺傳病；另外染色體遺傳病中常染色體病有21三體綜合症、貓叫綜合症等；性染色體病有性腺發育不良等。七、細胞質遺傳

①細胞質遺傳的特點：母系遺傳（原因：受精卵中的細胞質幾乎全部來自母細胞）；後代沒有一定的分離比（原因：生殖細胞在減數分裂時，細胞質中的遺傳物質隨機地、不均等地分配到子細胞中去）。

②細胞質遺傳的物質基礎：在細胞質內存在著DNA分子，這些DNA分子主要位於線粒體和葉綠體中，可以控制一些性狀。

記憶點：

1.卵細胞中含有大量的細胞質，而精子中只含有極少量的細胞質，這就是說受精卵中的細胞質幾乎全部來自卵細胞，這樣，受細胞質內遺傳物質控制的性狀實際上是由卵細胞傳給子代，因此子代總表現出母本的性狀。

2．細胞質遺傳的主要特點是：母系遺傳；後代不出現一定的分離比。細胞質遺傳特點形成的原因：受精卵中的細胞質幾乎全部來自卵細胞；減數分裂時，細胞質中的遺傳物質隨機地、不均等地分配到卵細胞中。細胞質遺傳的物質基礎是：葉綠體、線粒體等細胞質結構中的DNA。

3．細胞核遺傳和細胞質遺傳各自都有相對的獨立性。這是因為，盡管在細胞質中找不到染色體一樣的結構，但質基因和核基因一樣，可以自我復制，可以通過轉錄和翻譯控制蛋白質的合成，也就是說，都具有穩定性、連續性、變異性和獨立性。但細胞核遺傳和細胞質遺傳又相互影響，很多情況是核質互作的結果。八、基因工程簡介

(1)基因工程的概念

標准概念：在生物體外，通過對DNA分子進行人工「剪切」和「拼接」，對生物的基因進行改造和重新組合，然後導入受體細胞內進行無性繁殖，使重組細胞在受體細胞內表達，產生出人類所需要的基因產物。

通俗概念：按照人們的意願，把一種生物的個別基因復制出來，加以修飾改造，然後放到另一種生物的細胞里，定向地改造生物的遺傳性狀。(2)基因操作的工具

A．基因的剪刀——限制性內切酶（簡稱限制酶）。

①分布：主要在微生物中。

②作用特點：特異性，即識別特定核苷酸序列，切割特定切點。

③結果：產生黏性未端（鹼基互補配對）。

B．基因的針線——DNA連接酶。

①連接的部位：磷酸二酯鍵，不是氫鍵。

②結果：兩個相同的黏性未端的連接。

C．基困的運輸工具——運載體

①作用：將外源基因送入受體細胞。

②具備的條件：a、能在宿主細胞內復制並穩定地保存。b、具有多個限制酶切點。

c、有某些標記基因。

③種類：質粒、噬菌體和動植物病毒。

④質粒的特點：質粒是基因工程中最常用的運載體。(3)基因操作的基本步驟

A．提取目的基因

目的基因概念：人們所需要的特定基因，如人的胰島素基因、抗蟲基因、抗病基因、干擾素基因等。

提取途徑：

B．目的基因與運載體結合

用同一種限制酶分別切割目的基因和質粒DNA（運載體），使其產生相同的黏性末端，將切割下的目的基因與切割後的質粒混合，並加入適量的DNA連接酶，使之形成重組DNA分子（重組質粒）

C．將目的基因導入受體細胞

常用的受體細胞：大腸桿菌、枯草桿菌、土壤農桿菌、酵母菌、動植物細胞

D．目的基因檢測與表達

檢測方法如：質粒中有抗菌素抗性基因的大腸桿菌細胞放入到相應的抗菌素中，如果正常生長，說明細胞中含有重組質粒。

表達：受體細胞表現出特定性狀，說明目的基因完成了表達過程。如：抗蟲棉基因導入棉細胞後，棉鈴蟲食用棉的葉片時被殺；胰島素基因導入大腸桿菌後能合成出胰島素等。

(4)基因工程的成果和發展前景A．基因工程與醫葯衛生B．基因工程與農牧業、食品工業

C．基因工程與環境保護

記憶點：

1.作為運載體必須具備的特點是：能夠在宿主細胞中復制並穩定地保存；具有多個限制酶切點，以便與外源基因連接；具有某些標記基因，便於進行篩選。質粒是基因工程最常用的運載體，它存在於許多細菌以及酵母菌等生物中，是能夠自主復制的很小的環狀DNA分子。

2．基因工程的一般步驟包括：①提取目的基因②目的基因與運載體結合③將目的基因導入受體細胞④目的基因的檢測和表達。

3.重組DNA分子進入受體細胞後，受體細胞必須表現出特定的性狀，才能說明目的基因完成了表達過程。

4.區別和理解常用的運載體和常用的受體細胞，目前常用的運載體有：質粒、噬菌體、動植物病毒等，目前常用的受體細胞有大腸桿菌、枯草桿菌、土壤農桿菌、酵母菌和動植物細胞等。

5.基因診斷是用放射性同位素、熒光分子等標記的DNA分子做探針，利用DNA分子雜交原理，鑒定被檢測標本的遺傳信息，達到檢測疾病的目的。

6.基因治療是把健康的外源基因導入有基因缺陷的細胞中，達到治療疾病的目的。九、生物的進化

（1）自然選擇學說內容是：過度繁殖、生存斗爭、遺傳變異、適者生存。

（2）物種：指分布在一定的自然區域，具有一定的形態結構和生理功能，而且在自然狀態下能夠相互交配和繁殖，並能產生出可育後代的一群個體。

種群：是指生活在同一地點的同種生物的一群個體。

種群的基因庫：一個種群的全部個體所含有的全部基因。

（3）現代生物進化理論的基本觀點：種群是生物進化的基本單位，生物進化的實質在於種群基因頻率的改變。突變和基因重組、自然選擇及隔離是物種形成過程的三個基本環節，通過它們的綜合作用，種群產生分化，最終導致新物種的形成。

（4）突變和基因重組產生生物進化的原材料，自然選擇使種群的基因頻率定向改變並決定生物進化的方向，隔離是新物種形成的必要條件（生殖隔離的形成標志著新物種的形成）。

現代生物進化理論的基礎：自然選擇學說。

記憶點：

1．生物進化的過程實質上就是種群基因頻率發生變化的過程。

2．以自然選擇學說為核心的現代生物進化理論，其基本觀點是：種群是生物進化的基本單位，生物進化的實質在於種群基因頻率的改變。突變和基因重組、自然選擇及隔離是物種形成過程的三個基本環節，通過它們的綜合作用，種群產生分化，最終導致新物種的形成。

3.隔離就是指同一物種不同種群間的個體，在自然條件下基因不能自由交流的現象。包括地理隔離和生殖隔離。其作用就是阻斷種群間的基因交流，使種群的基因頻率在自然選擇中向不同方向發展，是物種形成的必要條件和重要環節。

4．物種形成與生物進化的區別：生物進化是指同種生物的發展變化，時間可長可短，性狀變化程度不一，任何基因頻率的改變，不論其變化大小如何，都屬進化的范圍，物種的形成必須是當基因頻率的改變在突破種的界限形成生殖隔離時，方可成立。

5.生物體的每一個細胞都有含有該物種的全套遺傳物質，都有發育成為完整個體所必需的全部基因。

6.在生物體內，細胞沒有表現出全能性，而是分化為不同的組織器官，這是基因在特定的時間和空間條件下選擇性表達的結果。

『陸』 微生物育種的誘變育種

1.1物理誘變
1.1.1紫外照射
紫外線照射是常用的物理誘變方法之一，是誘發微生物突變的一種非常有用的工具。DNA 和RNA 的嘌呤和嘧啶最大的吸收峰在260nm，因此在260nm 的紫外輻射是最有效的致死劑。紫外輻射的作用已有多種解釋，但比較確定的作用是使DNA 分子形成嘧啶二聚體[1]。二聚體的形成會阻礙鹼基間正常配對，所以可能導致突變甚至死亡[2]。
紫外照射誘變操作簡單，經濟實惠，一般實驗室條件都可以達到，且出現正突變的幾率較高，酵母菌株的誘變大多採用這種方法。
1.1.2電離輻射
γ- 射線是電離生物學上應用最廣泛的電離射線之一，具有很高的能量，能產生電離作用,可直接或間接地改變DNA 結構。其直接效應是可以氧化脫氧核糖的鹼基，或者脫氧核糖的化學鍵和糖- 磷酸相連接的化學鍵。其間接效應是能使水或有機分子產生自由基，這些自由基可以與細胞中的溶質分子發生化學變化，導致DNA 分缺失和損傷[2]。
除γ- 射線外的電離輻射還有X- 射線、β- 射線和快中子等。電離輻射有一定的局限性，操作要求較高，且有一定的危險性，通常用於不能使用其他誘變劑的誘變育種過程。
1.1.3離子注入
離子注入是20 世紀80 年代初興起的一項高新技術，主要用於金屬材料表面的改性。1986 年以來逐漸用於農作物育種，近年來在微生物育種中逐漸引入該技術[3]。
離子注入時，生物分子吸收能量，並且引起復雜的物理和化學上的變化，這些變化的中間體是各類活性自由基。這些自由基，可以引起其它正常生物分子的損傷，可使細胞中的染色體突變，DNA 鏈斷裂，也可使質粒DNA 造成斷裂。由於離子注入射程具有可控性，隨著微束技術和精確定位技術的發展，定位誘變將成為可能[4]。
離子注入法進行微生物誘變育種，一般實驗室條件難以達到，目前應用相對較少。
1.1.4 激光
激光是一種光量子流，又稱光微粒。激光輻射可以通過產生光、熱、壓力和電磁場效應的綜合應用，直接或間接地影響有機體，引起細胞染色體畸變效應、酶的激活或鈍化，以及細胞分裂和細胞代謝活動的改變。光量子對細胞內含物中的任何物質一旦發生作用，都可能導致生物有機體在細胞學和遺傳學特性上發生變異。不同種類的激光輻射生物有機體，所表現出的細胞學和遺傳學變化也不同[5]。
激光作為一種育種方法，具有操作簡單、使用安全等優點，近年來應用於微生物育種中取得不少進展。
1.1.5 微波
微波輻射屬於一種低能電磁輻射，具有較強生物效應的頻率范圍在300MHz~300GHz，對生物體具有熱效應和非熱效應。其熱效應是指它能引起生物體局部溫度上升。從而引起生理生化反應；非熱效應指在微波作用下，生物體會產生非溫度關聯的各種生理生化反應。在這兩種效應的綜合作用下，生物體會產生一系列突變效應[6]。
因而,微波也被用於多個領域的誘變育種，如農作物育種、禽獸育種和工業微生物育種，並取得了一定成果。
1.1.6 航天育種
航天育種，也稱空間誘變育種，是利用高空氣球、返回式衛星、飛船等航天器將作物種子、組織、器官或生命個體搭載到宇宙空間，利用宇宙空間特殊的環境使生物基因產生變異，再返回地面進行選育，培育新品種、新材料的作物育種新技術。空間環境因素主要有微重力，空間輻射，以及其它誘變因素如交變磁場，超真空環境等，這些因素交互作用導致生物系統遺傳物的損傷，使生物發生諸如突變、染色體畸變、細胞失活、發育異常等。
航天育種較其它育種方法特殊，是航天技術與微生物育種技術的有機結合，技術含量高，成本高，個體研究者或一般研究單位都難以實現，只能與航天技術相結合，由國家來完成。
1.1.7 常壓室溫等離子體誘變育種
常壓低溫等離子體（Atmospheric and Room Temperature Plasma）簡稱為ARTP，指能夠在大氣壓下產生溫度在25-40 °C之間的、具有高活性粒子（包括處於激發態的氦原子、氧原子、氮原子、OH自由基等）濃度的等離子體射流。ARTP技術作為一種新型的物理方法，在微生物誘變育種領域有著廣闊的應用前景。
等離子體中適當劑量的活性粒子作用於微生物，能夠使微生物細胞壁/膜的結構及通透性改變，並引起基因損傷，菌株出現遺傳物質損傷後，微生物啟動SOS修復機制，其誘導產生DNA聚合酶Ⅳ和V，它們不具有3ˊ核酸外切酶校正功能，於是在DNA鏈的損傷部位即使出現不配對鹼基，復制仍能繼續前進。在此情況下允許錯配可增加存活的機會。ARTP對遺傳物質造成的損傷，多樣性較高；又SOS誘導修復本身為容錯性修復，因此，ARTP多樣性的損傷將可能在修復過程中包容於DNA鏈中，在微生物進行復制修復時，其可能帶來多樣性的錯配可能。
ARTP應用於微生物突變育種，成本低、操作方便，沒有很多物理誘變設備（如離子束注入等）所需的離子或電子加速、真空和製冷等附屬設備；ARTP對遺傳物質的損傷機制多樣，具有較高的正突變率，突變性能多樣，對於真菌、細菌、藻類等都有效果；ARTP對環境無污染，保證操作者的人身安全，無論用何種氣體放電，其均無有害氣體產生。

『柒』 現在單倍體育種和體細胞誘變育種的最新成果有什麼

單倍體育種----在糧食作物上，有農大的玉米單倍體育種技術。在煙草上，山東省煙草研究所的單育1號」新品種，已用於大面積生產。

誘變育種-----在方式上有輻射誘變、化學誘變等，成熟的產品有太空椒，黑豆等。