诱变育种成果

『壹』 诱变的成功案例

诱变的目的是为了得到新的突变。在摩尔根时代，遗传学研究内容的丰富与新突变的发现息息相关。现在，遗传学研究的内容和手段与过去相比早已面目全非了，但获得新突变并从中选出对人类有利的突变型仍然是热点之一。培育新品种的方法现在已有许多新手段，如应用分子生物学技术培育转基因动植物等，但诱变育种仍不失为简便易行的常用手段。
缪勒不仅是人工诱变的创始人，也是第一位成功的诱变育种家。其实，他培育的CIB果蝇品系就是一个非常有用的果蝇新品种。20世纪30年代，瑞典的古斯塔夫松（Gustafsson）、尼布姆（Nybom）和哈格贝里（Hagbery）等就开始致力于诱变育种工作，并取得了较大成就 。到50年代，瑞典已成为世界放射诱变育种研究的中心。60-70年代，诱变育种工作已成燎原之势，经诱变而得到的新品种已数不胜数。中国在60年代初开始诱变育种工作，进入80年代后，诱变育种工作与中国其它行业一样进入了鼎盛时期。诱变育种的成果主要体现在作物育种和微生物育种两方面。作物育种，目标致力于早熟、抗病、高产、优质。这些目标并不是一下子就能达到的，特别是与某些品质有一定的相关性，如早熟的难以高产，高产的不早熟，这就须一步步地进行。可以用具有某种优良品质的品种作基础，通过诱变，从中选出保持（甚至超过）该优秀品质并出现新的优良品质的突变体。如浙江培育的早熟水稻“原丰早”，就是以“科字6号”为基础，经诱变选择而育成的。“原丰早”穗大粒多，耐肥抗倒，保留了“科字6号”的丰产品质，但比后者早熟45天，从而产量比成熟期相同的其它品种高一成以上。“原丰早”还有适应性广、早晚季均可种植、二熟制或三熟制都能适应的优点。这类例子举不胜举，如湖北育成的“鄂麦6号”、山东育成的“鲁棉1号”、黑龙江育成的“黑农16号”大豆、广东育成的“狮选64号”花生等，都是应用诱变而培育成功的。微生物育种，目标在于获得高产菌株。许多生化药物如核苷酸、酶制剂、氨基酸、抗生素等，常常用微生物发酵法来进行工业化生产。由于许多生化成分在生物组织中的含量较低、提取较为困难，所以这类药物价格极昂贵。如果某种微生物代谢途径改变，能累积这类成分，那么即可利用这种微生物来大量生产药物。工业化生产的最大优点是能大幅度降低药物的生产成本，而诱变育种可以逐渐提高药物产量，从而进一步降低成本。在中国许多生化制药厂的抗生素生产车间里，都有着一批专门从事菌种培育的技术人员。正是由于他们的辛勤劳动，才使得各地的生产水平逐年提高。通过诱变育种，使药物产量逐渐提高成千上万倍的例子屡见不鲜。

『贰』 我国植物太空育种取得了哪些成果

科学家认为，太空育种主要是通过强辐射，微重力和高真空等太空综合环境因素诱发植物种子的基因变异。由于亿万年来地球植物的形态、生理和进化始终深受地球重力的影响，一旦进入失重状态，同时受到其他物理辐射的作用，将更有可能产生在地面上难以获得的基因变异。综合太空辐射、微重力和高真空等因素的太空环境对植物种子的生理和遗传性壮具有强烈影响，但是究竟主要是那些因素产生影响，以及如何产生影响，至今还没有定论。
经历过太空遨游的农作物种子，返回地面种植后，不仅植株明显增高增粗，果型增大，产量比原来普遍增长而且品质也大为提高。
太空环境对植物基因产生影响已经得到各国科学家的证实。但是对太空育种原理的解释仍在争论之中。

一、什么是太空育种?
太空育种：也称空间诱变育种，就是将农作物种子或试管种苗送到太空，利用太空特殊的、地面无法模拟的环境(高真空，宇宙高能离子辐射，宇宙磁场、高洁净)的诱变作用，使种子产生变异，再返回地面选育新种子、新材料，培育新品种的作物育种新技术。太空育种具有有益的变异多、变幅大、稳定快，以及高产、优质、早熟、抗病力强等特点。其变异率较普通诱变育种高3-4倍，育种周期较杂交育种缩短约1倍，由8年左右缩短至4年左右。
太空育种是集航天技术、生物技术和农业育种技术于一体的农业育种新途径。是当今世界农业领域中最尖端的科学技术课题之一，通过已进行的太空农业试验，植物、动物等生物体的许多特性奥秘被揭示。目前，世界上只有美国、俄罗斯、中国三个国家拥有返回式卫星技术。在这方面，中国走在世界前列。
二、太空育种成果
自1987年以来，我国利用返回式卫星和神舟飞船，先后进行了10多次搭载，有1000多个品种的种子和生物材料上天。
由于植物种子体积小，携带方便，在选育新品种方面具有较大的选择空间。已进行搭载的有粮食作物类：小麦、水稻、大豆、玉米、绿豆、豌豆、高粱等；蔬菜类：西红柿、辣椒、黄瓜、甜菜、茄子、萝卜等；经济作物有棉花、烟草等；花卉有万寿菊、鸡冠花、三色槿、龙葵、荷花、百合等；中草药材有黄芪、甘草；树木种子有油松、白皮松及石刁柏，还有草坪种子。
通过太空育种，培育出了一批新的突变类型和具有优良性状的新品种。例如水稻种子经卫星搭载，获得了植株高、分孽力强、穗型大籽粒饱满和生育期短的性状变异。增产20%，单季亩产400--600千克，最高达750千克。蛋白质含量增加8%--20%，氨基酸总含量提高53%。 太空小麦培育出矮杆、早熟、抗倒伏、抗病害、蛋白质含量高的丰产类型。
太空青椒枝叶粗壮，果大肉厚，免疫力强。单果重350--600克，单季亩产3500--4000千克，最高可达5000千克，比普通青椒增产20%--30%，经中科院遗传研究所检测分析，太空青椒所含维生素C提高20%，可溶性固形物提高25%，病情指数减轻55%。
太空黄瓜，藤壮瓜多，瓜体奇大，单果重850-1100克，抗病力强。特别是雌花开得多，是地面瓜秧的1.5倍。虽然它的皮厚了点，但瓜肉非常清凉爽口、汁多肉嫩。
太空番茄长势尤为喜人，株高茎粗，果穗增多，比常规番茄增产15%以上，最高可增产23.3%。黑龙江农科院园艺所选育的“宇番一号”，在全国推广种植面积已超过100万亩。
“太空樱桃番茄”，含糖量高达13%，与柑桔含糖量相当，口感鲜甜，可当水果食用。
太空西瓜的显著特点是含糖量达13%以上，可溶性固形物增多，纤维少，个头大，吃起来沙甜可口。
太空玉米能结出6-7个“棒子”，可长出5种颜色，而且味道也比普通玉米好。
太空搭载的鸡冠花、麦秆菊、蜀葵、矮牵牛等，都表现出开花多、花色变异、花期长等特点。尤其是粉色的矮牵牛，花朵中出现了红白相间的条纹。更令人惊奇的是万寿菊的花期竟延长到6个月以上。
游过太空的大蒜能长到近半斤重，太空萝卜的幼苗让害虫敬而远之，本来无法杂交的籼稻和粳稻自从周游过太空后也能杂交了。
太空育种的效益和成果吸引了美国、俄罗斯，保加利亚、菲律宾等国家，都希望与我国合作。上天“修炼”回到“尘世”的太空种子，具有十分广阔的市场，必将洒播广袤的大地，生产出更多更好的太空食品，给人类带来无限的福音！
三、太空植物敢吃吗?
地面上普通的青椒、番茄、黄瓜，上天转一遭回来，就摇身一变换了模样。很多人都有些不放心，这些东西敢吃吗？经科学家检测分析，可以非常负责地告诉大家：经过太空育种的水稻依然是水稻，青椒依然是青椒，并无外来生物基因导入与整合，物种没有发生本质的变化。这就比如DNA的基因排列是“1、2、3、4”，经太空育种后的基因排列是“1、3、4、2”，只是排序发生变化。而转基因植物里则有“5”进来，所以就出现了"土豆吃出牛肉味"，"猪肉吃出菠菜"味之说。可见，太空育种与转基因有着根本的区别。
明白了这个道理，当你看到经太空遨游后的黄瓜像胳膊一样粗，茄子如篮球一般大时，大可不必过于担心，完全可以放心食用。
美国曾对哥伦比亚号航天飞机搭载的番茄种子及果实进行化验分析，结论是：“无毒，可以食用。”联合国的国际粮农组织、国际卫生组织、国际原子能机构已经联合认定：太空种子是安全种子，太空种子培育出的农作物是健康食品。
四、太空育种的意义
人类的生存、生产活动随着科学技术和国民经济的发展从最初的陆地、海洋、大气层进入地球轨道空间和外层空间，并且开始适应、研究、认识、利用和开发太空环境，这是人类文明史上的一次伟大飞跃。
太空环境蕴藏着极其丰富和多种多样的资源。太空育种这一选育良种新手段，具有不可低估的经济效益和社会效益。太空育种也是利用太空资源的一次成功的尝试。
先进的航天技术为快速培育优良品种及特异种质资源开辟了一条新途径，为人类进入太空农业时代展示了美好前景。太空蔬菜培育的二代、三代已经表现出高产、抗病、维生素含量很高等特性；太空花卉普遍在花期、花型、株型、颜色等方面发生了变化。有的花期变长，有的缩短，原来紫色的花，能成为白色、红色。
人类是要利用这些新品种带来的特殊价值。一般来讲，各地搭载的种子都是选择当地增值效益高、有当地特色，并可以大面积种植的品种。获得优良品种后，达到产业化就会对当地的农业经济有直接而显著的促进作用。
比如中科院遗传与发育生物学研究所在北京培育的紫花苜蓿、沙米、红豆草、冰草匍匐，四种草有这样的特点：特能抗寒抗旱。尤其是紫花苜蓿还有较高的蛋白质含量，能像韭菜一样，一茬一茬地割，与未经搭载的对照株相比，它的存活期变长了，而且不易枯萎。据介绍，专家们将继续对呈现变异特征的太空"草民"进行筛选和接种，一旦它们的变异特征稳定下来，将被大面积种植在我国西部地区及北京周边，用来防止草地荒漠化，堵截沙尘暴。
优质的品种就有可观的市场价格，据悉美国的太空番茄比优质苹果还贵。
太空育种可以缩短育种周期。据专家介绍，正常的农业育种一般需要8年时间，太空育种可以缩短一半的时间。但从太空搭载回来以后，在地面必须要种植四代，才可以选育出性能稳定的品种。

『叁』 下列各项育种成果中，通过诱变育种而取得的是（）①高产抗病小麦　②中国荷斯坦牛　③黑农五号大豆　

①高产抗病小麦属于杂交育种，错误；
②中国荷斯坦牛属于杂交育种，错误；
③黑农五号大豆属于诱变育种，正确；
④用紫外线、激光、化学诱变剂处理青霉菌再经筛选的方法可选育高产菌种，属于诱变育种，正确；
⑤无子西瓜的培育属于多倍体育种，错误．
所以通过诱变育种而取得的是③④．
故选：C．

『肆』 黑农5号大豆诱变育种

①高产抗病小麦属于杂交育种，错误；
②中国荷斯坦牛属于杂交育种，错误；
③黑农五号大豆属于诱变育种，正确；
④用紫外线、激光、化学诱变剂处理青霉菌再经筛选的方法可选育高产菌种，属于诱变育种，正确；
⑤无子西瓜的培育属于多倍体育种，错误．
所以通过诱变育种而取得的是③④．
故选：C．

『伍』 以营养突变型为例来说明诱变育种的过程和原理

生物必修二知识点总结

一、遗传的基本规律

(1)基因的分离定律

①豌豆做材料的优点：

（1）豌豆能够严格进行自花授粉，而且是闭花授粉，自然条件下能保持纯种。

（2）品种之间具有易区分的性状。

②人工杂交试验过程：去雄（留下雌蕊）→套袋（防干扰）→人工传粉

③一对相对性状的遗传现象：具有一对相对性状的纯合亲本杂交，后代表现为一种表现型，F1代自交，F2代中出现性状分离，分离比为3：1。

④基因分离定律的实质：在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性，生物体在进行减数分裂时，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入到两个配子中，独立地随配子遗传给后代。(2)基因的自由组合定律

①两对等位基因控制的两对相对性状的遗传现象：具有两对相对性状的纯合子亲本杂交后，产生的F1自交，后代出现四种表现型，比例为9：3：3：1。四种表现型中各有一种纯合子，分别在子二代占1/16，共占4/16；双显性个体比例占9/16；双隐性个体比例占1/16；单杂合子占2/16×4=8/16；双杂合子占4/16；亲本类型比例各占9/16、1/16；重组类型比例各占3/16、3/16

②基因的自由组合定律的实质：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的。在进行减数分裂形成配子的过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离，同时非同源染色体上的非等位基因自由组合。

③运用基因的自由组合定律的原理培育新品种的方法：优良性状分别在不同的品种中，先进行杂交，从中选择出符合需要的，再进行连续自交即可获得纯合的优良品种。记忆点：

1．基因分离定律：具有一对相对性状的两个生物纯本杂交时，子一代只表现出显性性状；子二代出现了性状分离现象，并且显性性状与隐性性状的数量比接近于3：1。

2．基因分离定律的实质是：在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体，具有一定的独立性，生物体在进行减数分裂形成配子时，等位基因会随着的分开而分离，分别进入到两个配子中，独立地随配子遗传给后代。

3．基因型是性状表现的内存因素，而表现型则是基因型的表现形式。表现型=基因型+环境条件。

4．基因自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的。在进行减数分裂形成配子的过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离，同时非同源染色体上的非等位基因自由组合。在基因的自由组合定律的范围内，有n对等位基因的个体产生的配子最多可能有2n种。

二、细胞增殖

(1)细胞周期：指连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止。(2)有丝分裂：

分裂间期的最大特点：完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成

分裂期染色体的主要变化为：前期出现；中期清晰、排列；后期分裂；末期消失。特别注意后期由于着丝点分裂，染色体数目暂时加倍。

动植物细胞有丝分裂的差异：a.前期纺锤体形成方式不同；b.末期细胞质分裂方式不同。(3)减数分裂：

对象：有性生殖的生物

时期：原始生殖细胞形成成熟的生殖细胞

特点：染色体只复制一次，细胞连续分裂两次

结果：新产生的生殖细胞中染色体数比原始生殖细胞减少一半。

精子和卵细胞形成过程中染色体的主要变化：减数第一次分裂间期染色体复制，前期同源染色体联会形成四分体（非姐妹染色体单体之间常出现交叉互换），中期同源染色体排列在赤道板上，后期同源染色体分离同时非同源染色体自由组合；减数第二次分裂前期染色体散乱地分布于细胞中，中期染色体的着丝点排列在赤道板上，后期染色体的着丝点分裂染色体单体分离。

有丝分裂和减数分裂的图形的鉴别：（以二倍体生物为例）

1.细胞中没有同源染色体……减数第二次分裂

2.有同源染色体联会、形成四分体、排列于赤道板或相互分离……减数第一次分裂

3.同源染色体没有上述特殊行为……有丝分裂记忆点：

1．减数分裂的结果是，新产生的生殖细胞中的染色体数目比原始的生殖细胞的减少了一半。

2．减数分裂过程中联会的同源染色体彼此分开，说明染色体具一定的独立性；同源的两个染色体移向哪一极是随机的，则不同对的染色体（非同源染色体）间可进行自由组合。

3．减数分裂过程中染色体数目的减半发生在减数第一次分裂中。

4．一个精原细胞经过减数分裂，形成四个精细胞，精细胞再经过复杂的变化形成精子。

5．一个卵原细胞经过减数分裂，只形成一个卵细胞。

6．对于进行有性生殖的生物来说，减数分裂和受精作用对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异，都是十分重要的三、性别决定与伴性遗传

(1)XY型的性别决定方式：雌性体内具有一对同型的性染色体（XX），雄性体内具有一对异型的性染色体（XY）。减数分裂形成精子时，产生了含有X染色体的精子和含有Y染色体的精子。雌性只产生了一种含X染色体的卵细胞。受精作用发生时，X精子和Y精子与卵细胞结合的机会均等，所以后代中出生雄性和雌性的机会均等，比例为1：1。

(2)伴X隐性遗传的特点（如色盲、血友病、果蝇眼色、女娄菜叶形等遗传）

①男性患者多于女性患者

②属于交叉遗传（隔代遗传）即外公→女儿→外孙

③女性患者，其父亲和儿子都是患者；男性患病，其母、女至少为携带者

（3）X染色体上隐性遗传（如抗VD佝偻病、钟摆型眼球震颤）

①女性患者多于男性患者。

②具有世代连续现象。

③男性患者，其母亲和女儿一定是患者。

（4）Y染色体上遗传（如外耳道多毛症）

致病基因为父传子、子传孙、具有世代连续性，也称限雄遗传。

（5）伴性遗传与基因的分离定律之间的关系：伴性遗传的基因在性染色体上，性染色体也是一对同源染色体，伴性遗传从本质上说符合基因的分离定律。记忆点：

1．生物体细胞中的染色体可以分为两类：常染色体和性染色体。

生物的性别决定方式主要有两种：一种是XY型，另一种是ZW型。

2．伴性遗传的特点：

（1）伴X染色体隐性遗传的特点：男性患者多于女性患者；具有隔代遗传现象（由于致病基因在X染色体上，一般是男性通过女儿传给外孙）；女性患者的父亲和儿子一定是患者，反之，男性患者一定是其母亲传给致病基因。

（2）伴X染色体显性遗传的特点：女性患者多于男性患者，大多具有世代连续性即代代都有患者，男性患者的母亲和女儿一定是患者。

（3）伴Y染色体遗传的特点：患者全部为男性；致病基因父传子，子传孙（限雄遗传）。四、基因的本质

(1)DNA是主要的遗传物质

①生物的遗传物质：在整个生物界中绝大多数生物是以DNA作为遗传物质的。有DNA的生物（细胞结构的生物和DNA病毒），DNA就是遗传物质；只有少数病毒（如艾滋病毒、SARS病毒、禽流感病毒等）没有DNA，只有RNA，RNA才是遗传物质。

②证明DNA是遗传物质的实验设计思想：设法把DNA和蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA的作用。

(2)DNA分子的结构和复制

①DNA分子的结构

a.基本组成单位：脱氧核苷酸（由磷酸、脱氧核糖和碱基组成）。

b.脱氧核苷酸长链：由脱氧核苷酸按一定的顺序聚合而成

c.平面结构：

d.空间结构：规则的双螺旋结构。

e.结构特点：多样性、特异性和稳定性。

②DNA的复制

a.时间：有丝分裂间期或减数第一次分裂间期

b.特点：边解旋边复制；半保留复制。

c.条件：模板（DNA分子的两条链）、原料（四种游离的脱氧核苷酸）、酶（解旋酶，DNA聚合酶，DNA连接酶等），能量（ATP）

d.结果：通过复制产生了与模板DNA一样的DNA分子。

e.意义：通过复制将遗传信息传递给后代，保持了遗传信息的连续性。

(3)基因的结构及表达

①基因的概念：基因是具有遗传效应的DNA分子片段，基因在染色体上呈线性排列。

②基因控制蛋白质合成的过程：转录：以DNA的一条链为模板通过碱基互补配对原则形成信使RNA的过程。

翻译：在核糖体中以信使RNA为模板，以转运RNA为运载工具合成具有一定氨基酸排列顺序的蛋白质分子记忆点：

1．DNA是使R型细菌产生稳定的遗传变化的物质，而噬菌体的各种性状也是通过DNA传递给后代的，这两个实验证明了DNA是遗传物质。

2．一切生物的遗传物质都是核酸。细胞内既含DNA又含RNA和只含DNA的生物遗传物质是DNA，少数病毒的遗传物质是RNA。由于绝大多数的生物的遗传物质是DNA，所以DNA是主要的遗传物质。3．碱基对排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性，而碱基对的特定的排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性。这从分子水平说明了生物体具有多样性和特异性的原因。

4．遗传信息的传递是通过DNA分子的复制来完成的。基因的表达是通过DNA控制蛋白质的合成来实现的。

5．DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板；通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。在两条互补链中的比例互为倒数关系。在整个DNA分子中，嘌呤碱基之和=嘧啶碱基之和。整个DNA分子中，与分子内每一条链上的该比例相同。

6．子代与亲代在性状上相似，是由于子代获得了亲代复制的一份DNA的缘故。

7．基因是有遗传效应的DNA片段，基因在染色体上呈直线排列，染色体是基因的载体。

8．由于不同基因的脱氧核苷酸的排列顺序（碱基顺序）不同，因此，不同的基因含有不同的遗传信息。（即：基因的脱氧核苷酸的排列顺序就代表遗传信息）。

9．DNA分子的脱氧核苷酸的排列顺序决定了信使RNA中核糖核苷酸的排列顺序，信使RNA中核糖核苷酸的排列顺序又决定了氨基酸的排列顺序，氨基酸的排列顺序最终决定了蛋白质的结构和功能的特异性，从而使生物体表现出各种遗传特性。基因控制蛋白质的合成时：基因的碱基数：mRNA上的碱基数：氨基酸数=6：3：1。氨基酸的密码子是信使RNA上三个相邻的碱基，不是转运RNA上的碱基。转录和翻译过程中严格遵循碱基互补配对原则。注意：配对时，在RNA上A对应的是U。

10．生物的一切遗传性状都是受基因控制的。一些基因是通过控制酶的合成来控制代谢过程；基因控制性状的另一种情况，是通过控制蛋白质分子的结构来直接影响性状。五、生物的变异

(1)基因突变

①基因突变的概念：由于DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或改变，而引起的基因结构的改变。

②基因突变的特点：a.基因突变在生物界中普遍存在b.基因突变是随机发生的c.基因突变的频率是很低的d.大多数基因突变对生物体是有害的e.基因突变是不定向的

③基因突变的意义：生物变异的根本来源，为生物进化提供了最初的原材料。

④基因突变的类型：自然突变、诱发突变

⑤人工诱变在育种中的应用：通过人工诱变可以提高变异的频率，可以大幅度地改良生物的性状。

(2)染色体变异

①染色体结构的变异：缺失、增添、倒位、易位。如：猫叫综合征。

②染色体数目的变异：包括细胞内的个别染色体增加或减少和以染色体组的形式成倍地增加减少。

③染色体组特点：a、一个染色体组中不含同源染色体b、一个染色体组中所含的染色体形态、大小和功能各不相同c、一个染色体组中含有控制生物性状的一整套基因

④二倍体或多倍体：由受精卵发育成的个体，体细胞中含几个染色体组就是几倍体；由未受精的生殖细胞（精子或卵细胞）发育成的个体均为单倍体（可能有1个或多个染色体组）。

⑤人工诱导多倍体的方法：用秋水仙素处理萌发的种子和幼苗。原理：当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制细胞分裂前期纺锤体形成，导致染色体不分离，从而引起细胞内染色体数目加倍。

⑥多倍体植株特征：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。

⑦单倍体植株特征：植株长得弱小而且高度不育。单倍体植株获得方法：花药离休培养。单倍体育种的意义：明显缩短育种年限（只需二年）。记忆点：

1．染色体组是细胞中的一组非同源染色体，它们在形态和功能上各不相同，但是携带者控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息，这样的一组染色体叫染色体组。

2．可遗传变异是遗传物质发生了改变，包括基因突变、基因重组和染色体变异。基因突变最大的特点是产生新的基因。它是染色体的某个位点上的基因的改变。基因突变既普遍存在，又是随机发生的，且突变率低，大多对生物体有害，突变不定向。基因突变是生物变异的根本来源，为生物进化提供了最初的原材料。基因重组是生物体原有基因的重新组合，并没产生新基因，只是通过杂交等使本不在同一个体中的基因重组合进入一个个体。通过有性生殖过程实现的基因重组，为生物变异提供了极其丰富的来源。这是形成生物多样性的重要原因之一，对于生物进化具有十分重要的意义。上述二种变异用显微镜是看不到的，而染色体变异就是染色体的结构和数目发生改变，显微镜可以明显看到。这是与前二者的最重要差别。其变化涉及到染色体的改变。如结构改变，个别数目及整倍改变，其中整倍改变在实际生活中具有重要意义，从而引伸出一系列概念和类型，如：染色体组、二倍体、多倍体、单倍体及多倍体育种等。

六、人类遗传病与优生

（1）优生的措施：禁止近亲结婚、进行遗传咨询、提倡适龄生育、产前诊断。

（2）禁止近亲结婚的原因：近亲结婚的夫妇从共同祖先那里继承同一种致病基因的机会大大增加，所生子女患隐性遗传病的概率大大增加。记忆点：

1.多指、并指、软骨发育不全是单基因的常染色体显性遗传病；抗维生素D佝偻病是单基因的X染色体显性遗传病；白化病、苯丙酮尿症、先天性聋哑是单基因的常染色体隐性遗传病；进行性肌营养不良、红绿色盲、血友病是单基因的X染色体隐性遗传病；唇裂、无脑儿、原发性高血压、青少年型糖尿病等属于对基因遗传病；另外染色体遗传病中常染色体病有21三体综合症、猫叫综合症等；性染色体病有性腺发育不良等。七、细胞质遗传

①细胞质遗传的特点：母系遗传（原因：受精卵中的细胞质几乎全部来自母细胞）；后代没有一定的分离比（原因：生殖细胞在减数分裂时，细胞质中的遗传物质随机地、不均等地分配到子细胞中去）。

②细胞质遗传的物质基础：在细胞质内存在着DNA分子，这些DNA分子主要位于线粒体和叶绿体中，可以控制一些性状。

记忆点：

1.卵细胞中含有大量的细胞质，而精子中只含有极少量的细胞质，这就是说受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞，这样，受细胞质内遗传物质控制的性状实际上是由卵细胞传给子代，因此子代总表现出母本的性状。

2．细胞质遗传的主要特点是：母系遗传；后代不出现一定的分离比。细胞质遗传特点形成的原因：受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞；减数分裂时，细胞质中的遗传物质随机地、不均等地分配到卵细胞中。细胞质遗传的物质基础是：叶绿体、线粒体等细胞质结构中的DNA。

3．细胞核遗传和细胞质遗传各自都有相对的独立性。这是因为，尽管在细胞质中找不到染色体一样的结构，但质基因和核基因一样，可以自我复制，可以通过转录和翻译控制蛋白质的合成，也就是说，都具有稳定性、连续性、变异性和独立性。但细胞核遗传和细胞质遗传又相互影响，很多情况是核质互作的结果。八、基因工程简介

(1)基因工程的概念

标准概念：在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组细胞在受体细胞内表达，产生出人类所需要的基因产物。

通俗概念：按照人们的意愿，把一种生物的个别基因复制出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。(2)基因操作的工具

A．基因的剪刀——限制性内切酶（简称限制酶）。

①分布：主要在微生物中。

②作用特点：特异性，即识别特定核苷酸序列，切割特定切点。

③结果：产生黏性未端（碱基互补配对）。

B．基因的针线——DNA连接酶。

①连接的部位：磷酸二酯键，不是氢键。

②结果：两个相同的黏性未端的连接。

C．基困的运输工具——运载体

①作用：将外源基因送入受体细胞。

②具备的条件：a、能在宿主细胞内复制并稳定地保存。b、具有多个限制酶切点。

c、有某些标记基因。

③种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。

④质粒的特点：质粒是基因工程中最常用的运载体。(3)基因操作的基本步骤

A．提取目的基因

目的基因概念：人们所需要的特定基因，如人的胰岛素基因、抗虫基因、抗病基因、干扰素基因等。

提取途径：

B．目的基因与运载体结合

用同一种限制酶分别切割目的基因和质粒DNA（运载体），使其产生相同的黏性末端，将切割下的目的基因与切割后的质粒混合，并加入适量的DNA连接酶，使之形成重组DNA分子（重组质粒）

C．将目的基因导入受体细胞

常用的受体细胞：大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌、动植物细胞

D．目的基因检测与表达

检测方法如：质粒中有抗菌素抗性基因的大肠杆菌细胞放入到相应的抗菌素中，如果正常生长，说明细胞中含有重组质粒。

表达：受体细胞表现出特定性状，说明目的基因完成了表达过程。如：抗虫棉基因导入棉细胞后，棉铃虫食用棉的叶片时被杀；胰岛素基因导入大肠杆菌后能合成出胰岛素等。

(4)基因工程的成果和发展前景A．基因工程与医药卫生B．基因工程与农牧业、食品工业

C．基因工程与环境保护

记忆点：

1.作为运载体必须具备的特点是：能够在宿主细胞中复制并稳定地保存；具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接；具有某些标记基因，便于进行筛选。质粒是基因工程最常用的运载体，它存在于许多细菌以及酵母菌等生物中，是能够自主复制的很小的环状DNA分子。

2．基因工程的一般步骤包括：①提取目的基因②目的基因与运载体结合③将目的基因导入受体细胞④目的基因的检测和表达。

3.重组DNA分子进入受体细胞后，受体细胞必须表现出特定的性状，才能说明目的基因完成了表达过程。

4.区别和理解常用的运载体和常用的受体细胞，目前常用的运载体有：质粒、噬菌体、动植物病毒等，目前常用的受体细胞有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞等。

5.基因诊断是用放射性同位素、荧光分子等标记的DNA分子做探针，利用DNA分子杂交原理，鉴定被检测标本的遗传信息，达到检测疾病的目的。

6.基因治疗是把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的。九、生物的进化

（1）自然选择学说内容是：过度繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存。

（2）物种：指分布在一定的自然区域，具有一定的形态结构和生理功能，而且在自然状态下能够相互交配和繁殖，并能产生出可育后代的一群个体。

种群：是指生活在同一地点的同种生物的一群个体。

种群的基因库：一个种群的全部个体所含有的全部基因。

（3）现代生物进化理论的基本观点：种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质在于种群基因频率的改变。突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节，通过它们的综合作用，种群产生分化，最终导致新物种的形成。

（4）突变和基因重组产生生物进化的原材料，自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向，隔离是新物种形成的必要条件（生殖隔离的形成标志着新物种的形成）。

现代生物进化理论的基础：自然选择学说。

记忆点：

1．生物进化的过程实质上就是种群基因频率发生变化的过程。

2．以自然选择学说为核心的现代生物进化理论，其基本观点是：种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质在于种群基因频率的改变。突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节，通过它们的综合作用，种群产生分化，最终导致新物种的形成。

3.隔离就是指同一物种不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。包括地理隔离和生殖隔离。其作用就是阻断种群间的基因交流，使种群的基因频率在自然选择中向不同方向发展，是物种形成的必要条件和重要环节。

4．物种形成与生物进化的区别：生物进化是指同种生物的发展变化，时间可长可短，性状变化程度不一，任何基因频率的改变，不论其变化大小如何，都属进化的范围，物种的形成必须是当基因频率的改变在突破种的界限形成生殖隔离时，方可成立。

5.生物体的每一个细胞都有含有该物种的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所必需的全部基因。

6.在生物体内，细胞没有表现出全能性，而是分化为不同的组织器官，这是基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果。

『陆』 微生物育种的诱变育种

1.1物理诱变
1.1.1紫外照射
紫外线照射是常用的物理诱变方法之一，是诱发微生物突变的一种非常有用的工具。DNA 和RNA 的嘌呤和嘧啶最大的吸收峰在260nm，因此在260nm 的紫外辐射是最有效的致死剂。紫外辐射的作用已有多种解释，但比较确定的作用是使DNA 分子形成嘧啶二聚体[1]。二聚体的形成会阻碍碱基间正常配对，所以可能导致突变甚至死亡[2]。
紫外照射诱变操作简单，经济实惠，一般实验室条件都可以达到，且出现正突变的几率较高，酵母菌株的诱变大多采用这种方法。
1.1.2电离辐射
γ- 射线是电离生物学上应用最广泛的电离射线之一，具有很高的能量，能产生电离作用,可直接或间接地改变DNA 结构。其直接效应是可以氧化脱氧核糖的碱基，或者脱氧核糖的化学键和糖- 磷酸相连接的化学键。其间接效应是能使水或有机分子产生自由基，这些自由基可以与细胞中的溶质分子发生化学变化，导致DNA 分缺失和损伤[2]。
除γ- 射线外的电离辐射还有X- 射线、β- 射线和快中子等。电离辐射有一定的局限性，操作要求较高，且有一定的危险性，通常用于不能使用其他诱变剂的诱变育种过程。
1.1.3离子注入
离子注入是20 世纪80 年代初兴起的一项高新技术，主要用于金属材料表面的改性。1986 年以来逐渐用于农作物育种，近年来在微生物育种中逐渐引入该技术[3]。
离子注入时，生物分子吸收能量，并且引起复杂的物理和化学上的变化，这些变化的中间体是各类活性自由基。这些自由基，可以引起其它正常生物分子的损伤，可使细胞中的染色体突变，DNA 链断裂，也可使质粒DNA 造成断裂。由于离子注入射程具有可控性，随着微束技术和精确定位技术的发展，定位诱变将成为可能[4]。
离子注入法进行微生物诱变育种，一般实验室条件难以达到，目前应用相对较少。
1.1.4 激光
激光是一种光量子流，又称光微粒。激光辐射可以通过产生光、热、压力和电磁场效应的综合应用，直接或间接地影响有机体，引起细胞染色体畸变效应、酶的激活或钝化，以及细胞分裂和细胞代谢活动的改变。光量子对细胞内含物中的任何物质一旦发生作用，都可能导致生物有机体在细胞学和遗传学特性上发生变异。不同种类的激光辐射生物有机体，所表现出的细胞学和遗传学变化也不同[5]。
激光作为一种育种方法，具有操作简单、使用安全等优点，近年来应用于微生物育种中取得不少进展。
1.1.5 微波
微波辐射属于一种低能电磁辐射，具有较强生物效应的频率范围在300MHz~300GHz，对生物体具有热效应和非热效应。其热效应是指它能引起生物体局部温度上升。从而引起生理生化反应；非热效应指在微波作用下，生物体会产生非温度关联的各种生理生化反应。在这两种效应的综合作用下，生物体会产生一系列突变效应[6]。
因而,微波也被用于多个领域的诱变育种，如农作物育种、禽兽育种和工业微生物育种，并取得了一定成果。
1.1.6 航天育种
航天育种，也称空间诱变育种，是利用高空气球、返回式卫星、飞船等航天器将作物种子、组织、器官或生命个体搭载到宇宙空间，利用宇宙空间特殊的环境使生物基因产生变异，再返回地面进行选育，培育新品种、新材料的作物育种新技术。空间环境因素主要有微重力，空间辐射，以及其它诱变因素如交变磁场，超真空环境等，这些因素交互作用导致生物系统遗传物的损伤，使生物发生诸如突变、染色体畸变、细胞失活、发育异常等。
航天育种较其它育种方法特殊，是航天技术与微生物育种技术的有机结合，技术含量高，成本高，个体研究者或一般研究单位都难以实现，只能与航天技术相结合，由国家来完成。
1.1.7 常压室温等离子体诱变育种
常压低温等离子体（Atmospheric and Room Temperature Plasma）简称为ARTP，指能够在大气压下产生温度在25-40 °C之间的、具有高活性粒子（包括处于激发态的氦原子、氧原子、氮原子、OH自由基等）浓度的等离子体射流。ARTP技术作为一种新型的物理方法，在微生物诱变育种领域有着广阔的应用前景。
等离子体中适当剂量的活性粒子作用于微生物，能够使微生物细胞壁/膜的结构及通透性改变，并引起基因损伤，菌株出现遗传物质损伤后，微生物启动SOS修复机制，其诱导产生DNA聚合酶Ⅳ和V，它们不具有3ˊ核酸外切酶校正功能，于是在DNA链的损伤部位即使出现不配对碱基，复制仍能继续前进。在此情况下允许错配可增加存活的机会。ARTP对遗传物质造成的损伤，多样性较高；又SOS诱导修复本身为容错性修复，因此，ARTP多样性的损伤将可能在修复过程中包容于DNA链中，在微生物进行复制修复时，其可能带来多样性的错配可能。
ARTP应用于微生物突变育种，成本低、操作方便，没有很多物理诱变设备（如离子束注入等）所需的离子或电子加速、真空和制冷等附属设备；ARTP对遗传物质的损伤机制多样，具有较高的正突变率，突变性能多样，对于真菌、细菌、藻类等都有效果；ARTP对环境无污染，保证操作者的人身安全，无论用何种气体放电，其均无有害气体产生。

『柒』 现在单倍体育种和体细胞诱变育种的最新成果有什么

单倍体育种----在粮食作物上，有农大的玉米单倍体育种技术。在烟草上，山东省烟草研究所的单育1号”新品种，已用于大面积生产。

诱变育种-----在方式上有辐射诱变、化学诱变等，成熟的产品有太空椒，黑豆等。