生物遗传与育种
遗传学与生物技术在动物育种中的应用
遗传学与生物技术在动物育种中的应用动物育种一直以来都是人类的一个重要的领域。
在过去的几个世纪中，人们通过选择优秀的个体进行繁殖，使得许多动物在性状和产品方面有了明显的改进。
然而，传统的选种方法有一些缺点，比如效率低、时间长、成本高等等。
而在现代生物技术的发展下，遗传学和生物技术已经成为了动物育种的重要工具。
一、现代遗传学在动物育种中的应用现代遗传学的发展使得人们能够更好地了解基因的作用和遗传模式。
在动物育种中，人们可以通过遗传学的方法来选育出更为理想的后代。
1.1 基因检测基因检测可以帮助人们快速地发现具有良好遗传品质的个体，有助于加快良种繁育的速度。
根据不同种类或性状的需求，可以进行不同方式的基因检测。
比如，针对繁殖母牛，可以进行乳脂肪产量检测，有助于选育乳脂肪产量更高的种牛；对于猪肉质的优化，可以进行猪肌肉品质、肌肉纤维类型等相关基因的检测。
1.2 标记辅助选择标记辅助选择（Marker assisted selection，MAS）是一种基于遗传标记的高效选育方法。
选育者可以通过筛选有特定基因标记的个体，以加速育种目标的实现。
定位到有关性状的基因，在选育过程中便可仅选育这些基因标记正常的后代，大大提高了选育的效率。
1.3 基因编辑基因编辑已经成为一种有着巨大潜力的育种方法，在动物育种中可以实现复杂性状的改良，进而选育更优秀的品种。
比如，科学家们使用CRISPR/Cas9技术，通过编辑猪的基因来使猪表达哺乳动物生成抗体的条件，从而为人们提供了更多的疾病免疫解决方案。
二、生物技术在动物育种中的应用除了遗传学，人工控制的生物技术也是动物育种的重要发展方向。
通过现代的生物技术手段，如人工控制繁殖、体细胞克隆等，可以更加准确地控制繁殖和基因的遗传性状，进而研发出更为优秀的种畜。
2.1 体细胞克隆体细胞克隆是一种通过核移植的方式复制获得一个完全一致的生物个体的技术。
通过对优秀的高产种畜动物进行细胞克隆，可以从根本上消除自然杂交和随机突变等因素的干扰，使得后代质量更加稳定、优异。
遗传育种介绍植物遗传育种的基本原理和方法
遗传育种介绍植物遗传育种的基本原理和方法遗传育种是指通过选择有利基因和优良性状，通过配对、繁殖和选择等手段，改良和培育植物的品种。
它是农业科学的重要组成部分，也是提高农作物产量和质量、适应环境变化的重要手段。
本文将介绍植物遗传育种的基本原理和方法。
一、基础概念1.1 遗传物质遗传物质是指存在于细胞核和线粒体中，负责遗传特征的物质。
在细胞核中，遗传物质以染色体的形式存在，它决定了植物的遗传特性和性状。
1.2 基因型和表型基因型是指植物在染色体上遗传物质的组合方式，它决定了植物的遗传潜力。
表型是指植物的外部形态和性状，它受基因型和环境的共同影响。
二、基本原理2.1 遗传变异遗传变异是遗传育种的基础，它是指在自然界中存在的不同遗传特征和性状之间的差异。
通过对遗传变异的选择和利用，可以改良和培育出新的植物品种。
2.2 遗传规律遗传规律是指遗传育种中基因传递和表达的一些普遍规律。
其中最为重要的是孟德尔的遗传规律，即“隐性和显性”的遗传规律。
这个规律指出，在杂交繁殖过程中，某些性状可能会隐现，而在后代中重新出现。
2.3 基因的表达基因的表达是指基因在植物生长和发育过程中的具体作用和表现形式。
只有了解基因的表达规律，我们才能更好地通过选择和配对遗传物质来改良和培育植物品种。
三、基本方法3.1 选择育种法选择育种法是指通过选择具有优良性状和遗传特性的个体，将其作为亲本进行杂交繁殖，以培育出更好的后代。
这种方法常用于植物自交纯系的育种，也可用于杂交育种的初步选择。
3.2 杂交育种法杂交育种法是指将不同亲本的优良基因进行组合，通过杂交和后代选择，培育出具有更好性状和遗传特性的品种。
这种方法适用于将自交物种中的优良性状引入到杂交种中，以提高产量、抗病性等重要性状。
3.3 突变育种法突变育种法是指通过外部因素的作用，使植物基因发生突变，从而获得新的遗传变异。
这种方法常用于培育耐逆性强的品种，也可用于育性和形态突变等方面。
遗传育种的科学基础
遗传育种的科学基础
遗传育种是一种利用遗传学原理和技术来改良动植物品种的方法。
它的科学基础主要包括以下几个方面：
1. 遗传学原理：遗传育种的核心是利用遗传学原理，通过选择、交配和育种等手段，改变生物体的遗传结构，从而提高其优良性状的表达。
遗传学原理包括基因遗传、孟德尔遗传定律、染色体遗传、基因突变等。
2. 生物统计学：生物统计学是遗传育种的重要工具，它可以帮助育种者分析和评估育种材料的遗传表现和遗传变异，从而选择最优的育种策略和方案。
3. 基因组学和生物信息学：随着基因组学和生物信息学的发展，育种者可以更加深入地了解生物体的基因组结构和功能，以及基因与性状之间的关系，从而更加精准地进行遗传育种。
4. 育种技术：遗传育种的技术包括选择育种、杂交育种、诱变育种、基因编辑等。
这些技术可以帮助育种者改变生物体的遗传结构，从而提高其优良性状的表达。
5. 种质资源保护和利用：种质资源是遗传育种的基础，它包括各种动植物的品种、品系和野生种。
保护和利用种质资源可以为遗传育种提供更多的遗传材料和育种方案。
总之，遗传育种的科学基础是多方面的，它涉及遗传学、生物统计学、基因组学、育种技术和种质资源保护等多个学科领域。
这些科学基础为遗传育种提供了理论和技术支持，推动了动植物品种的改良和优化。
第七章微生物的遗传变异和育种2
10-6~10-9
若干细菌某一性状的突变率
菌名
突变性状
突变率
Escherichia coil （大肠杆菌）
抗T1噬菌体
3×10-8
E．coil
抗T3噬菌体
1×10-7
E．coil
不发酵乳糖
1×10-10
E．coil
Staphylococcus aureus（金黄色葡 萄球菌）
S．aureus
抗紫外线 抗青霉素 抗链霉素
间接引起置换的诱变剂：
引起这类变异的诱变剂都是一些碱基类似物，如5-溴尿嘧 啶（5-BU）、5-氨基尿嘧啶（5-AU）、8-氮鸟嘌呤 （8-NG）、2-氨基嘌呤（2-AP）和6-氯嘌呤（6-CP） 等。它们的作用是通过活细胞的代谢活动掺入到DNA 分子中后而引起的，故是间接的。
（2）移码突变（frame-shift mutation 或phase-shift mutation）
（四） 基因突变的自发性和不对应性的证明
一种观点：突变是“定向变异”，是“驯化”，是由环 境因子诱发出来的；
另一种观点；基因突变是自发的，且与环境因素是不对 应的，后者只不过是选择因素；
1、 变量试验（fluctuation test） 又称波动试验或彷徨试 验。
2、涂布试验（Newcombe experiment） 3、平板影印培养试验（replica plating） 1952年，J．Lederberg夫妇
2、定向培育优良品种：指用某一特定因素长期处理某微生 物的群体，同时不断的对它们进行移种传代，以达到积 累并选择相应的自发突变株的目的。由于自发突变 的 频 率较低，变异程度较轻微，所以培育新种的过程十分缓 慢。与诱变育种、杂交育种和基因 工程技术相比，定向 培育法带有“守株待兔”的性质，除某些抗性突变外， 一般要相当长的时间
微生物遗传育种学
微生物遗传育种学
微生物遗传育种学是研究微生物的遗传变异、遗传改良及育种技术的学科。
微生物指的是细菌、真菌、病毒等单细胞生物。
微生物遗传育种学主要关注微生物在遗传水平上的变异、变异的调控机制以及如何通过遗传改良来获得具有特定性状的微生物株系。
微生物遗传育种学的研究内容包括：
1. 遗传变异的检测与分析：通过分子生物学、基因组学等技术手段，研究微生物中存在的遗传变异，探究变异的产生机制和变异位点的定位。
2. 遗传改良的策略和方法：通过基因工程、突变育种、自然选择等手段，改良微生物的遗传性状，如产量、耐受性、代谢能力等，以提高微生物在工业生产、环境修复、药物开发等方面的应用性能。
3. 突变育种的应用：通过诱变剂或辐射等方法，诱发微生物的突变，筛选出具有特定性状的突变株系，进一步进行遗传改良。
4. 基因工程的应用：通过外源基因的引入、基因的删除或修改等手段，改变微生物的基因组，使其具有特定的功能或产物。
通过微生物遗传育种学的研究与应用，可以获得具有工业、农业、医疗等方面应用潜力的微生物种类，为人类社会的发展和生活带来诸多好处。
遗传学与育种的关系
遗传学与育种的关系一、引言遗传学是研究遗传现象和遗传规律的科学，育种是通过人工选择和培育，改良和提高农作物、家畜和家禽的品质和产量。
遗传学与育种有着密切的联系，下文将从基本概念、关键技术和应用领域等方面进行探讨。
二、遗传学基础知识1. 基因与染色体基因是决定生物个体遗传特征的基本单位，位于染色体上，并通过DNA分子的排列顺序来确定。
而染色体则是由DNA和一些特殊蛋白质组成的细胞核结构，承载着遗传信息。
2. 遗传变异与突变遗传变异是物种内个体之间存在的遗传差异，而突变则是遗传物质发生突然而持久的改变，是产生遗传多样性的重要方式。
遗传学的研究为育种提供了丰富的变异资源。
三、育种技术1. 选择育种与杂交育种选择育种是通过选择表现出良好性状的个体进行繁殖，逐代筛选和提高目标特征。
而杂交育种则是将不同品种或亲本进行交配，借助基因的重新组合来获得更优质的后代。
2. 基因编辑技术近年来，基因编辑技术如CRISPR-Cas9的发展为育种领域带来了革命性的变革。
通过精确修改目标基因，可以加速培育出对病害抵抗、逆境适应或提高产量的新品种。
四、1. 遗传学为育种提供理论指导遗传学研究的是生物遗传规律，理解物种的遗传特点和机制，为育种提供了理论依据。
育种过程中，遗传学的知识可以指导选择合适的亲本、优化交配方案，并推动目标特征的快速积累。
2. 育种实践推动遗传学的进展育种实践中的观察和实验结果丰富了遗传学的研究内容和数据。
通过育种实践，遗传学家可以更深入地研究基因的功能、遗传变异的产生机制，进一步推动了遗传学的发展。
3. 遗传学为育种方法的改良提供技术支持遗传学技术的发展为育种方法的改良提供了强有力的支持。
例如，通过分子标记辅助选择（MAS）技术，可以快速筛选出携带目标基因的个体，提高选育效率和精确度。
五、遗传学与育种的应用领域1. 农作物育种对于农作物育种来说，遗传学的知识对于提高农作物的产量、品质和抗逆性具有重要意义。
遗传学在育种中的应用
遗传学在育种中的应用遗传学是研究遗传规律及其应用的科学领域，它的应用范围广泛，其中在育种中的应用尤为重要。
育种是通过选择和培育优良品种来改良植物或动物的遗传性状，提高其经济价值和适应环境的能力。
在遗传学的指导下，育种工作可以更加高效、准确地进行，为农业生产和种业发展带来巨大的推动力。
下面将重点介绍遗传学在育种中的应用。
1. 选择育种选择育种是育种过程的第一步，它通过对群体中个体性状的评估和筛选，确定拥有优良性状的个体作为亲本，以获得更好的后代。
遗传学提供了多种分析方法和评价指标，如基因型频率分析、遗传距离计算、主成分分析等，可帮助育种者在众多候选亲本中选择最佳亲本，以提高遗传进展的效率和准确性。
2. 杂交育种杂交育种是通过将不同的个体进行杂交，利用杂种优势产生更强的后代。
遗传学可以提供关于亲本间遗传距离和亲缘关系的信息，指导选择最佳的杂交组合。
同时，遗传学也可以通过分析杂交后代的遗传变异，帮助育种者了解杂交效果，为下一轮杂交提供依据。
现代遗传学技术如分子标记辅助选择（MAS）和基因组选择（GS）等，更进一步提高了杂交育种的效率和成功率。
3. 基因编辑育种基因编辑育种是运用基因编辑技术，有针对性地修改生物体基因组，以达到产生特定性状的目的。
通过基因编辑，可以实现一系列遗传改良，如提高产量、抗病虫害、抗逆性等。
遗传学提供了对基因编辑技术进行精确操作的理论指导和实验技术，如CRISPR-Cas9等。
基因编辑育种是育种技术的前沿领域，具有巨大的应用潜力。
4. 群体遗传学分析群体遗传学分析能够研究群体内物种遗传多样性、基因流动、种群结构等遗传特征。
这些信息对于育种者来说至关重要，可以指导种群管理、控制基因污染等。
群体遗传学分析技术如遗传标记技术和DNA测序技术，可以帮助育种者理解品种的起源、演化过程，为品种保护和改良提供科学依据。
总结起来，遗传学在育种中的应用涵盖了选择育种、杂交育种、基因编辑育种以及群体遗传学分析等领域。
微生物的遗传和育种
微生物育种的社会和经济影响
社会影响
随着微生物遗传和育种技术的不 断发展，人们需要关注相关的伦 理、安全和环境问题，以确保技 术的可持续发展和应用。
经济影响
微生物育种技术的发展有望为工 业、农业、医药等领域带来巨大 的经济效益，同时也需要关注技 术的成本和商业化前景。
感谢您的观看
THANKS
土壤修复
微生物育种技术可用于土壤修复领域，通过改良土壤中微生物的种 类和数量，改善土壤质量，提高土壤肥力。
空气净化
某些微生物具有降解空气中有害物质的能力，通过微生物育种技术 可以改良这些微生物的降解能力，用于空气净化。
05
未来展望
基因编辑技术的发展
基因编辑技术
随着CRISPR等基因编辑技术的发展， 科学家们能够更精确、高效地修改微 生物基因，从而改良微生物的性状和 生产性能。
代谢工程育种
代谢途径分析
对微生物的代谢途径进行分析， 了解各代谢途径之间的相互关系 和调控机制。
代谢流量调控
通过调节代谢途径中的关键酶活 性或改变代谢流量的方向，以提 高目标产物的合成效率。
细胞工厂构建
通过基因工程技术对微生物进行 改造，构建具有特定代谢特征的 细胞工厂，实现目标产物的定向 生产。
基因编辑的应用
基因编辑技术有望在医药、农业、工 业等领域发挥重要作用，例如用于生 产新型药物、改良农作物、提高微生 物产物的产量和品质等。
合成生物学在微生物育种中的应用
合成生物学
合成生物学是一门新兴的交叉学科，旨 在通过设计和构建人工生物系统来改良 和优化生物功能。
VS
微生物育种中的应用
合成生物学在微生物育种中具有广阔的应 用前景，例如通过设计和构建人工微生物 来生产燃料、化学品、药物等，同时也有 助于解决环境问题和粮食安全问题。
水产养殖生物遗传育种
水产养殖生物遗传育种水产养殖业在全球范围内都起着重要的经济和社会作用。
为了提高水产养殖物种的质量和数量，遗传育种是一个必不可少的手段。
本文将探讨水产养殖生物遗传育种的重要性、方法和应用前景。
一、遗传育种的重要性水产养殖生物遗传育种的重要性主要体现在以下几个方面：1. 提高水产养殖生物的生长速度和产量。
通过选育具有快速生长和高产能的优良品系，可以大幅度提高水产养殖的经济效益。
2. 提高水产养殖生物的抗病能力。
通过选育具有较强抗病能力的品系，可以减少水产养殖过程中的疾病损失，降低饲料投入成本。
3. 提高水产养殖生物的适应环境能力。
通过选育对环境变化适应能力强的品系，可以减少对养殖环境的依赖性，增强养殖生物的生存能力。
二、遗传育种的方法水产养殖生物遗传育种的方法主要包括选择育种、杂交育种和基因改良等。
1. 选择育种：选择育种是指通过选择具有优良性状的个体进行繁殖，逐代提高品系的性状。
选择育种方法包括直接选择和间接选择。
直接选择是根据个体的目标性状进行选择，如体型大小、生长速度等；间接选择是选择与目标性状相关的中间性状，如体重增长率和饲料转化率等。
2. 杂交育种：杂交育种是指通过人工控制的不同品系或种类之间的交配，创造新的组合优势。
杂交育种方法主要包括亲本选择、杂交系统的建立、优势杂种的选择和纯种化等。
3. 基因改良：基因改良是指通过现代生物技术手段，直接对水产养殖生物的遗传物质进行改造，以获得特定的目标性状。
基因改良方法包括基因工程技术、基因突变技术和基因组选择等。
三、水产养殖生物遗传育种的应用前景水产养殖生物遗传育种的应用前景非常广阔。
随着科技的不断进步和生物技术的发展，水产养殖业在遗传育种方面的应用也越来越广泛。
1. 提高生产效益：通过遗传育种，可以选择出更高产、更适应环境的水产养殖品系，提高生产效益，促进水产养殖业的可持续发展。
2. 降低养殖成本：通过遗传育种，可以提高水产养殖生物的饲料转化率和抗病能力，减少养殖过程中所需的饲料投入和药物治疗费用，降低养殖成本。
微生物 10-1第十章 微生物的遗传变异和育种
R100质粒 质粒(89kb)可使宿主对下列药物及重金属具有抗性： 可使宿主对下列药物及重金属具有抗性： 质粒 可使宿主对下列药物及重金属具有抗性 汞（mercuric ion ，mer）四环素（tetracycline，tet ）链霉素 ）四环素（ ， (Streptomycin, Str)、磺胺 、磺胺(Sulfonamide, Su)、氯霉素 、 (Chlorampenicol, Cm)、夫西地酸（fusidic acid，fus） 、夫西地酸（ ， ） 并且负责这些抗性的基因是成簇地存在于抗性质粒上。 并且负责这些抗性的基因是成簇地存在于抗性质粒上。
3、质粒的类型 、
严谨型质粒(stringent plasmid)：复制行为与核染色体的复制同步，低拷贝数 严谨型质粒 ：复制行为与核染色体的复制同步， 松弛型质粒(relaxed plasmid)：复制行为与核染色体的复制不同步，高拷贝数 松弛型质粒 ：复制行为与核染色体的复制不同步，
窄宿主范围质粒(narrow host range plasmid) 窄宿主范围质粒 只能在一种特定的宿主细胞中复制） （只能在一种特定的宿主细胞中复制） 广宿主范围质粒(broad host range plasmid) 广宿主范围质粒 可以在许多种细菌中复制） （可以在许多种细菌中复制）
因子） （2）抗性因子（Resistance factor，R因子） ）抗性因子（ ， 因子
包括抗药性和抗重金属二大类，简称 质粒 质粒。 包括抗药性和抗重金属二大类，简称R质粒。 抗性质粒在细菌间的传递是细菌产生抗药性的重要原因之一。 抗性质粒在细菌间的传递是细菌产生抗药性的重要原因之一。
抗性转移因子（ 抗性转移因子（RTF）：转移和复制基因 ） R质粒 质粒 抗性决定因子： 抗性决定因子：抗性基因
微生物的遗传变异和育种
第七章微生物的遗传变异和育种第一节微生物的遗传变异的概述遗传和变异是生物体最本质的属性之一。
所谓遗传，讲的是发生在亲子间的关系，即指生物的上一代将自己的一整套遗传因子稳定地传递给下一代的行为或功能，它具有极其稳定的特性。
而变异是指子代与亲代之间的不相似性。
遗传是相对的，变异是绝对的。
遗传保证了物种的存在和延续，而变异推动了物种的进化和发展。
在学习遗传、变异内容时，先应清楚掌握以下几个概念：（一）遗传型又称基因型，指某一生物个体所含有的全部遗传因子即基因组所携带的遗传信息。
遗传型是一种内在可能性或潜力，其实质是遗传物质上所负载的特定遗传信息。
具有某遗传型的生物只有在适当的环境条件下，通过自身的代谢和发育，才能将它具体化，即产生表型。
（二）表型指某一生物体所具有的一切外表特征及内在特性的总和，是其遗传型在合适环境下通过代谢和发育而得到的具体体现。
所以，它与遗传型不同，是一种现实性。
（三）变异指在某种外因或内因的作用下生物体遗传物质结构或数量的改变，亦即遗传型的改变。
变异的特点是在群体中以极低的概率(一般为10-5～10-10)出现，性状变化的幅度大，且变化后的新性状是稳定的、可遗传的。
（四）饰变指一种不涉及遗传物质结构改变而只发生在转录、翻译水平上的表型变化。
其特点是整个群体中的几乎每一个体都发生同样变化；性状变化的幅度小；因其遗传物质不变，故饰变是不遗传的。
例如，Serratia marcescens(粘质沙雷氏菌)在25℃下培养时，会产生深红色的灵杆菌素，它把菌落染成鲜血似的。
可是，当培养在37℃下时，群体中的一切个体都不产色素。
如果重新降温至25℃，所有个体又可恢复产色素能力。
所以，饰变是与变异有着本质差别的另一种现象。
上述的S.marcescens产色素能力也会因发生突变而消失，但其概率仅10-4，且这种消失是不可恢复的。
从遗传学研究的角度来看，微生物有着许多重要的生物学特性：微生物结构简单，个体易于变异；营养体一般都是单倍体；易于在成分简单的合成培养基上大量生长繁殖；繁殖速度快；易于累积不同的最终代谢产物及中间代谢物；菌落形态特征的可见性与多样性；环境条件对微生物群体中各个体作用的直接性和均一性；易于形成营养缺陷型；各种微生物一般都有相应的病毒；以及存在多种处于进化过程中的原始有性生殖方式等。
微生物的遗传育种-杂交育种
（transductant）。
⑵转导的类型
①普遍性转导（generalized transduction）
通过完全缺陷的phage 对供体菌任何DNA小片段 的“误包”，而实现其遗传性状传递至受体菌的转 导现象，称为普遍性转导。
1.杂交育种中亲本选择
⑴原始亲本的选择
⑵直接亲本的选择
2.培养基的选择
发酵培养基
3.杂交育种的遗传标记
• 4.杂交育种方法
常规杂交育种
微生物常规杂交形式
原生质体融合育种
谢 谢！
㈠原核微生物杂交理论基础
原 核 微 生 物 杂 交 方 式 ：
1. 接合作用
⑴定义：
接合(conjugation)指供体菌与受体菌的完整细胞
经过直接接触而传递大段DNA（包括质粒）遗传 信息的现象。
通过接合而获得新遗传性状的受体细胞，称为接
合子（conjugant）。
性菌 毛
♂
E. coli接合电镜图
项目二 微生物的遗传变异和育种
( Microbial genetics and
breeding )
任务四 杂交育种
一、杂交育种的目的
1、杂交育种的定义
杂交育种是指将两个基因型不同的菌株
经吻合（或接合）使遗传物质重新组合，从中 分离和筛选具有新性状的菌株。
2.杂交育种的目的
二、微生物杂交理论基础
自供体细胞的离体DNA片段，并通过交换把它 整合到自己的基因组中，从而获得了供体细胞 的某些遗传性状的现象。获得新性状的受体称
为转化子（transformant）。
⑵转化过程
遗传学在育种领域的应用
遗传学在育种领域的应用导语：遗传学作为生物学的一个重要分支，研究了遗传信息的传递、变异和表达等方面的规律，对于育种领域有着重要的应用。
本文将探讨遗传学在育种领域的应用，并重点介绍了单倍型技术、基因组编辑和遗传改良等方面的进展。
一、单倍型技术在育种中的应用单倍型技术是基于DNA分子水平的研究手段，通过对个体DNA序列的分析与比较，可以确定其所属的单倍型。
在传统育种中，利用单倍型技术可以实现对杂交种子产生的不同单倍型进行鉴别和选择，从而筛选出更为优良的育种材料。
例如，在小麦育种中，通过构建大规模的单倍型库，能够解析小麦的基因组结构和谱系，帮助育种工作者快速鉴别结合能力、产量性状和抗性等重要性状，实现高效的育种选修。
二、基因组编辑在育种中的应用基因组编辑是一种通过针对特定基因进行精确修改的技术，通过修改特定基因，我们可以改变个体的表型特征。
在育种中，基因组编辑被广泛应用于改良作物的农艺性状，提高其产量和品质。
以水稻为例，水稻是全球人类主要的粮食作物之一，其产量是全球粮食安全的关键之一。
通过基因组编辑技术，科学家们可以针对水稻的产量相关基因进行精确的编辑，提高其产量表现。
此外，基因组编辑还可以利用功能基因组学的方法，快速筛选出具有抗性的水稻品种，提高其抗病性和适应性。
三、遗传改良在育种中的应用遗传改良是通过自然遗传系统中的自然选择和人工选择相结合，进行人为干预的育种方法。
它通过选择具有优良基因型的个体进行杂交繁殖，并去除次优个体，从而达到改良物种的目的。
例如，在家禽育种中，科学家们经过多年的遗传改良，使得肉鸡的生长速度和屠宰率大幅提高。
通过对选择出的优良个体进行有针对性的繁殖，逐步改良了肉鸡的产量和质量，并在市场上取得了良好的口碑和经济效益。
总结：遗传学在育种领域的应用涉及到单倍型技术、基因组编辑和遗传改良等方面。
这些技术的应用推动了育种工作的进展，加速了作物和动物品种的改良和优化，为粮食安全和经济发展做出了重要贡献。
第一章 微生物遗传与育种 PPT课件
• 通过基因工程力法改造传统发酵工艺——如氧传递有关的 血红蛋白基因克隆到远青链霉菌，降低了对氧的敏感性， 在通气不足时，其目的产物放线红菌素产量可提高4倍； 同样对头抱留素C产生菌也获得工程菌，取得了相同的效 果；
• 通过基因工程方法提高菌种抗性——构建包括活性干酵母 和酵母工程菌，抗噬菌体谷氨酸工程菌以及利用工程菌处 理工业废料和废水等。
微生物细胞机器的工作模式
菌种选育和工艺控制的“五字策略”
N
P
P
Working pattern of cell-machine in Industrial Fermentation
进 通 节 堵出
• 生产菌种应该具备的基本特性： – 生产菌种应具有在较短的发酵周期内产生大量发酵 产物的能力。
– 在发酵过程中不产生或少产生与目标产品性质相近 的副产物及其他产物。
菌种筛选
菌种选育
空气 空气净化处理
保藏菌种 斜面活化
碳源、氮源、无机盐等 营养物质
扩大培养
微 生
物
种子罐
制 剂
主发酵
灭菌
生 产 的
一
般
产物分离纯化工艺来自流成品程
• 因此，工业微生物育种对于提高发酵工业产品的产量 和质量，进一步开发利用微生物资源，增加发酵工业 产品的品种，具有重大意义。
2 菌种是发酵工业的关键和灵魂
Kary B. Mullis (1944 -)
通过场因工程的方法生产的药物——已获得包括治疗用 药物、疫苗、单克隆抗体及诊断试剂等几十种批准上市的 品种。
通过基因工程方法提高菌株生产能力——已获得包括氨苯 酸类(苏氦酸、精氨酸、虽氨酸、脯氨酸、组氨酸、色氨 酸、苯丙氨酸、赖氦酸、绩氨酸等)、工业用酶制剂(脂肪 酶、纤维累酶、乙酰乳酸脱按酶从淀粉酶等)以及头抱菌 素C的工程菌，都大幅度提高了生产能力；
遗传与植物育种
遗传与植物育种遗传学是研究遗传性状的传递和变异的学科，而植物育种则是利用遗传学的原理和方法改良植物品种的过程。
通过深入了解植物的遗传特性，可以更好地进行选择育种，提高植物的产量和品质，适应不同的环境要求。
在本文中，我们将探讨遗传与植物育种的关系，以及如何利用遗传学的知识进行植物育种。
1. 遗传学的基本原理遗传学研究的核心是遗传信息的传递和变异。
所有生物体都由基因构成，基因是决定生物性状的遗传单位。
遗传信息是通过DNA分子编码的，而DNA分子则以染色体的形式存在于细胞核中。
遗传信息在有丝分裂和减数分裂过程中通过复制和分离等机制进行传递并进行遗传变异，从而导致个体间的差异。
2. 遗传与植物育种的关系植物育种的目标是通过选择和组合适当的遗传因素，改良植物的性状和性能。
遗传学为植物育种提供了理论基础和研究方法。
通过分析植物的遗传信息，可以了解不同性状的遗传规律和变异情况，为选择育种提供依据。
遗传学在植物育种中的应用主要包括以下几个方面：2.1 亲本的选择在植物育种中，首先需要选择适合作为亲本的优良植株。
通过遗传分析，可以了解植株的基因型和表现型，从而选出具有优良性状的亲本。
选择适当的亲本可以提高育种后代的育种值。
2.2 遗传参数的估计在植物育种过程中，了解遗传参数对于选择适当的育种方法和目标至关重要。
遗传参数包括遗传方差、遗传相关性等，可以通过研究不同性状间的遗传关系来估计。
通过遗传参数的估计，可以更好地预测育种进展和效果。
2.3 杂交育种杂交育种是通过组合不同亲本的优良基因，获得具有更好性状的后代。
通过了解植物的遗传特性和基因型，可以选择适当的亲本进行杂交，并分析杂交后代的遗传表现，从而选择出具有遗传优势的杂交组合。
2.4 分子标记辅助选择分子标记是遗传学研究的重要工具之一，可以帮助育种者迅速准确地选择具有目标性状的植株。
通过分子标记技术，可以对植物的遗传信息进行分析和比较，更好地选择育种亲本。
3. 遗传与植物育种的挑战与前景尽管遗传学为植物育种提供了重要的支持，但仍然面临着一些挑战。
生物育种的原理与方法
生物育种的原理与方法生物育种是指通过选择和培育具有优良性状的个体，改良和提高农作物、家禽、牲畜等生物物种的遗传品质的过程。
它是现代农业发展中重要的组成部分，对提高农作物产量和质量，改善畜禽品种，增加农产品的经济效益都具有重要意义。
一、生物育种的原理生物育种的原理主要基于遗传学的基本规律，包括以下几个方面：1. 遗传变异：每个物种都存在着个体之间的遗传差异，这些差异是通过遗传基因在物种内的持续传递而形成的。
通过选择具有优良性状的个体进行繁殖，可以使这些优良性状更多地出现在后代中，从而改良品种。
2. 基因组合：每个个体都有一套基因组合，其中包含了遗传性状所需要的基因。
通过选择不同个体的交配，可以将不同个体的优点结合在一起，增加产量和抗病能力等有益性状的表现。
3. 遗传环境互作：遗传和环境对于性状的表现有着重要的影响。
因此，在进行生物育种时，需要根据目标性状的表现受遗传和环境因素的影响程度，选择适当的环境条件以实现更好的遗传效果。
二、生物育种的方法根据不同的生物物种和育种目标，生物育种的方法也有所不同。
下面是几种常见的生物育种方法：1. 选择育种法：基于个体间的遗传差异，选择具有优良性状的个体进行繁殖，通过选择后代中更多的保留优良性状的个体，逐渐改良品种。
这种方法适用于较为容易选择的性状，比如体型大小、产量等。
2. 杂交育种法：通过对不同品种、种属或亚种的个体进行杂交，将不同基因型的优点结合在一起，增加产量、抗病能力等有益性状的表现。
杂交育种法广泛应用于许多作物、家禽和牲畜等的育种中。
3. 突变育种法：利用辐射、化学物质或基因工程等手段，诱发生物体发生基因突变，从而产生新的性状。
通过筛选和选育突变体，可以获得具有改良性状的品种。
这种方法常用于改良花卉颜色、农作物抗逆性等方面。
4. 基因工程育种法：利用现代生物技术手段，直接对生物的基因进行编辑和定点改造，实现有针对性的基因改良。
这种方法的应用对于提高作物产量、抗虫抗病性能和抗逆能力等具有重要意义。
生物育种科学 理学
生物育种科学是研究如何通过遗传改良和选择来培育出具有特定性状的植物和动物品种的学科。
生物育种科学通常涉及遗传学、植物学、动物学和统计学等多个学科的知识，旨在提高农作物和家畜的产量、品质和抗逆性，以满足人类的食品需求和提高农业生产效率。
在生物育种科学中，主要的研究内容包括：
1. 遗传资源的收集、保护和利用：对天然界中存在的各种遗传变异进行收集和评价，保护和利用农作物、家畜和野生动植物的遗传资源。
2. 遗传改良方法的研究：包括传统育种方法、分子育种技术和基因编辑技术等，旨在加速育种过程并提高育种效率。
3. 优良品种的选育和推广：通过对植物和动物的遗传背景进行分析和评价，选育出具有优良性状的新品种，并利用种子繁殖和无性繁殖技术进行推广。
4. 抗病虫害和逆境环境的遗传改良：利用遗传学和分子生物学手段，培育出对病虫害和逆境环境具有抗性的新品种，提高农作物和家畜的生存能力。
在生物育种科学中，理学相关的知识包括植物学、动物学、遗传学、
分子生物学、生物信息学和统计学等。
这些知识领域的研究成果和方法可应用于生物育种科学的实践中，帮助科学家更好地理解遗传变异规律、筛选优良基因和加速育种进程。
生物育种科学在改善农作物和家畜品质、提高农业生产效率和适应气候变化方面发挥着重要作用，对保障粮食安全和可持续发展具有重要意义。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
生物遗传与育种1.下面为六种不同的育种方法。
据图回答：(1)图中A至D方向所示的途径表示育种方式，这种方法属常规育种，一般从F2代开始选种，这是因为。
(2) B 常用的方法为。
(3) E方法所用的原理是，所用的方法如、、。
(4)C、F过程最常用的药剂是，其作用的原理是。
(5)由G到H过程中涉及的生物技术有和。
(6)K→L→M这种育种方法的优越性表现在。
2.普通小麦有高秆抗病（TTRR）和矮秆易感病（ttrr）两个品种，控制两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上。
实验小组利用不同的方法进行了如下三组实验：（1）A小组由F1获得F2的方法是______，F2矮秆抗病植株中不能稳定遗传的占____。
（2）Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类矮秆抗病植株中，最可能产生不育配子的是_______类。
（3）A、B、C三组方法中，最不容易获得矮秆抗病小麦品种的是_____组，原因是_________。
（4）通过矮秆抗病Ⅱ获得矮秆抗病小麦新品种的方法是_________。
获得的矮秆抗病植株中能稳定遗传的占______。
（5）在一块高秆（纯合体）小麦田中，发现了一株矮秆小麦。
请设计实验方案探究该矮秆性状出现的可能原因（简要写出所用方法、结果和结论）*3.番茄是一种营养丰富、经济价值很高的果蔬，深受人们的喜爱。
现有3个番茄品种，A品种的基因型为AABBdd，B品种的基因型为AAbbDD，C品种的基因型为aaBBDD。
3对等位基因分别位于3对同源染色体上，并且分别控制叶形、花色和果形3对性状。
思考：（1）如何运用杂交育种方法利用以上3个品种获得基因型为aabbdd的植株？如果从播种到获得种子需要一年，获得基因型为aabbdd的植株最少需要多少年？（用文字简要描述获得过程即可）(2) 如果要缩短获得aabbdd植株的时间，可采用什么方法？简述其过程？4.某自花传粉植物的紫苗（A）对绿苗（a）为显性，紧穗（B）对松穗（b）为显性，黄种皮（D）对白种皮（d）为显性，各由一对等位基因控制。
假设这三对基因是自由组合的。
现以绿苗紧穗白种皮的纯合品种作母本，以紫苗松穗黄种皮的纯合品种作父本进行杂交实验，结果F1表现为紫苗紧穗黄种皮。
请回答:（1）如果生产上要求长出的植株一致表现为紫苗紧穗黄种皮，那么播种F1植株所结的全部种子后，长出的全部植株是否都表现为紫茵紧穗黄种皮？为什么？（2）如果需要选育绿苗松穗白种皮的品种，那么能否从播种F1植株所结种子长出的植株中选到？为什么？（3）如果只考虑穗型和种皮色这两对性状，请写出F2代的表现型及其比例。
（4）杂交失败，导致自花受粉，则子代植株的表现型为，基因型为；如果杂交正常，但亲本发现基因突变，导致F1植株群体中出现个别紫苗松穗黄种皮的植株，该植株最可能的基因型为，发生基因突变的亲本是本。
5.已知在荔枝的性状控制中，T（无绿线）对t（有绿线）显性，G（有甜味）对g（无甜味）显性。
普通荔枝的基因型往往是TTGg，少数会突变(芽变)成TtGg。
（1）据题回答：能否利用普通荔枝得到“西园挂绿”（ttGg）？请简要介绍你的育种方案。
（2）为了改良“西园挂绿”，要求在不改变“西园挂绿”原有外观品质的前提下把“西园挂绿”改良为无核、果大、糖分含量多。
该怎样设计育种方案？（3）荔枝介壳虫害严重影响了“西园挂绿”的产量，以前果农常采用喷洒农药、放养寄生蜂等方法来防治。
如今科学家在一种细菌体内找到了他的抗性基因（L），请设计育种方案来有效减轻荔枝介壳虫危害。
作业6.下列技术能有效地打破物种界限，定向地改造生物的遗传性状，培育新的农作物优良品种的是①诱变育种②基因工程育种③杂交育种④细胞工程育种⑤多倍体育种⑥单倍体育种A.①②③B.②④C.④⑤D.④⑥7.用纯种的高秆(D)抗锈病(T)小麦与矮秆(d)易染锈病(t)小麦培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法如下：①②③④高秆抗锈病×矮秆易染锈病─→F1─→雄配子─→幼苗─→选出符合要求的品种。
下列有关此育种方法的叙述中，正确的是：A.这种育种方法叫杂交育种B.过程④必须使用生长素处理C.这种方法的最大优点是缩短育种年限D.③过程必须经过受精作用8.下列关于细胞工程的叙述，错误的是A.电刺激可诱导植物原生质体融合或动物细胞融合B.去除植物细胞壁和将动物组织分散成单个细胞均需酶处理C.小鼠骨髓瘤细胞和经抗原免疫小鼠的B淋巴细胞融合可制备单克隆抗体D.某种植物甲乙两品种杂交后代的染色体数目相同9.在下列有关育种的叙述中，正确的是A.培育无子西瓜是利用生长素促进果实发育的原理B.培育八倍体小黑麦是利用染色体变异的原理C.我国用来生产青霉素的菌种的选育原理和杂交育种的原理相同D.培育无子番茄是利用基因重组原理10.在生产实践中，欲想获得无子果实常采用的方法有①人工诱导多倍体育种②人工诱变③单倍体育种④用适当浓度的生长素处理A.①②B.②③C.③④D.①④11.基因工程是将目的基因通过一定过程，转入到受体细胞，经过受体细胞的分裂，使目的基因的遗传信息扩大，再进行表达，从而培养成工程生物或生产基因产品的技术。
你认为支持基因工程技术的理论有①遗传密码的通用牲②不同基因可独立表达③不同基因表达互相影响④DNA作为遗传物质能够严格地自我复制A.①②④B.②③④C.①③D.①④12.假设A、b代表玉米的优良基因，这两种基因是自由组合的。
现有AABB、aabb两个品种，为培育优良品种AAbb，可采用的方法如右图所示。
下列叙述中正确的是A.由品种AABB、aabb经过①、②、③过程培育出新品种的育种方法称之为杂交育种B.⑥过程需要用秋水仙素处理，利用染色体变异的原理，是多倍体育种C.可以定向改造生物的方法是④和⑦，能使玉米产生新的基因(抗虫基因)，原理是基因突变D.若经过②过程产生的基因型为Aabb的类型再经过③过程，则子代中Aabb与aabb的类型再经过③过程，则子代中Aabb与aabb的数量比是3∶113.将①、②两个植株杂交，得到③，将③再作进一步处理，如下图所示。
下列分析错误的是A.由③到⑦过程发生了等位基因分离、非等位基因自由组合B.获得④和⑧植株的原理不同C.若③的基因型为AaBbdd，则⑩植株中能稳定遗传的个体占总数的1/4D.图中各种筛选过程均不改变基因频率14.绿色荧光蛋白是一种能发光的蛋白质，类似于示踪元素，可以标识生物体内蛋白质的位置，它照亮了人们以前看不到的世界。
下列有关绿色荧光蛋白的叙述，正确的是A.合成荧光蛋白至少需要20种氨基酸B.荧光蛋白质可作为标签蛋白，用于研究癌细胞的转移C.荧光蛋白必须在加热条件下，遇双缩脲试剂才呈紫色D.高温能破坏蛋白质的肽键，使荧光蛋白失去发荧光的特性15.下图列举了几种植物的育种方式，下列有关叙述正确的是A.甲过程中诱导细胞融合的方法有物理、化学和病毒三种B.通过丁种方式可以获得脱毒苗，培养过程中c常常取自茎尖的原因是细胞具有全能性C.乙方式中射线处理后就可以获得大量的具有有利性状的材料D.甲、丙两种育种方式与传统杂交育种相比，其优点是能克服不同物种间远缘杂交的不亲和性16.下列有关基因工程技术的正确叙述是A.重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶和运载体B.所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列C.选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快D.只要目的基因进入受体细胞就能成功实现表达17.生物世界广泛存在着变异，人们研究并利用变异可以培育高产、优质的作物新品种。
下列能产生新基因的育种方式是A.“杂交水稻之父”袁隆平通过杂交技术培育出高产的超级稻B.用X射线进行大豆人工诱变育种，从诱变后代中选出抗病性强的优良品种C.通过杂交和人工染色体加倍技术，成功培育出抗逆能力强的八倍体小黑麦D.把合成β－胡萝卜素的有关基因转进水稻，育成可防止人类V A缺乏症的转基因水稻18.如下图为利用①和②两个亲本培育某种农作物品种⑥的几种方法，有关说法错误的是A.经过Ⅲ培育成④会用到组织培养技术B.过程Ⅵ中秋水仙素的处理对象是幼苗C.由品种①直接形成⑤的过程可经过基因突变D.经过Ⅰ和Ⅴ培育出⑥可以明显缩短育种年限19.对下列有关实例形成原理的解释，正确的是A.无子番茄的获得是利用了多倍体育种原理B.培育无子西瓜利用了单倍体育种原理C.培育青霉素高产菌株是利用了基因突变原理D.“多利”羊获得是利用了杂交育种原理20.下图是利用某植物(基因型为AaBb)产生的花粉进行单倍体育种的示意图，据图判断正确的有花粉――→①植物A ――→②植株BA.过程②通常使用的试剂是秋水仙素，作用时期为有丝分裂间期B.通过过程①得到的植株A 基因型为aaBB 的可能性为1/4C.过程①属于植物的组织培养，在此过程中必须使用一定量的植株激素D.与杂交育种相比，该育种方法的优点是大幅度改良某些性状21.水稻是湛江主要的粮食作物，改善水稻的遗传性状是育种工作者不断努力的目标。
如下图表示水稻育种的一些途径。
请回答下列问题：(1)以矮秆易感稻瘟病(ddrr)和高秆抗稻瘟病(DDRR)水稻为亲本进行杂交，得F 1。
F 1自交产生F 2，F 2中不能稳定遗传的占________，选F 2中的矮秆抗病的水稻植株进行自交，子代中ddRR 和ddRr 的比是________。
(2)若要在较短时间内获得上述新品种水稻，可选图中________(填数字)途径所用的方法。
其中⑦途径的常用方法是________。
(3)科学工作者欲培育出能产生人体蛋白的水稻，应该选择图中的________途径最合理，其育种原理是__________________________________。
(4)图中________育种途径，具有典型的不定向性。
22.现有两个小麦品种，一个纯种小麦性状是高秆(D)，抗锈病(T)；另一个纯种小麦的性状是矮秆(d)，易染锈病(t)，两对基因独立遗传，育种专家提出了如下图所示的Ⅰ、Ⅱ两种育种方法以获得小麦新品种。
问：(1)要缩短育种年限，应选择的方法是____________，依据的变异原理是_________，另一种方法的育种原理是_____________。
(2)图中①和④基因组成分别为________和________。
(3)(二)过程中，D 和d 的分离发生在________________；(三)过程采用的方法称为________________；(四)过程最常用的化学药剂是____________________。
(4)(五)过程产生的抗倒伏抗锈病植株中的纯合体占_______；如果让F 2中表型符合要求的植株自交，则⑥中符合生产要求的能稳定遗传的个体占________。
23.(实验探究)如下图为某野生植物种群(雌雄同花)中甲植株的A 基因(扁茎)和乙植株的B 基因(缺刻叶)发生突变的过程。