‘壹’ 生物技术育种的主要方法有哪些,技术手段有哪些
折叠一、诱变育种
诱变育种
诱变育种
诱变育种是指利用人工诱变的方法获得生物新品种的育种方法。(这句话在中学领域来说应该是完全正确的,已经查阅相关资料。)其原理是基因突变。人工诱变的方法包括:物理方法(X射线、射线、紫外线、中子、激光、电离辐射等)、化学方法(碱基类似物、硫酸二乙酯、亚硝酸、秋水仙素等)。所处理的生物材料必须是正在进行细胞分裂的细胞、组织、器官或生物。处理的时期是细胞分裂的间期。(这句话主要是针对中学生,为了让学生能够更好的理解;主要是考虑到学生从“细胞分裂知识”理解。)经处理的生物材料经选择、培育才能获得需要的生物新品种。该方法的优点是可以提高突变频率,创造出人类需要的生物类型。缺点是必须处理大量的实验材料。
优点:变异频率高,育种技术简单,速度快,可大幅度改良某些性状;变异范围广。
局限性:诱发突变的方向难以掌握,诱变体难以集中多个理想性状。要想克服这些局限性,可以扩大诱变后代的群体,增加选择的机会。
折叠二、杂交育种
杂交育种
杂交育种
杂交育种是指利用具有不同基因组成的同种(或不同种)生物个体进行杂交,获得所需要的表现型类型的育种方法。其原理是基因重组。过程为:用具有相对性状的纯合体作亲本杂交获得子一代,子一代自交(动物则用具有相同基因型的雌雄个体杂交)获得子二代,从子二代中选择符合要求的表现型个体。如果需要的表现型是隐性性状育种就此结束,如果需要的表现型是显性性状则用子二代中选出的个体进行连续自交(动物同前),直至获得能稳定遗传的类型为止
优点:可定向培养需要的品种,操作简单易懂。
不足:周期长,不能产生新性状,工作量大。
折叠三、单倍体育种
单倍体育种是利用花药离体培养技术获得单倍体植株,再诱导其染色体加倍,从而获得所需要的纯系植株的育种方法。其原理是染色体变异。优点是可大大缩短育种时间;缺点是技术复杂,需要杂交育种配合。
优点:可缩短育种年限,并可得到纯合子植株,保持后代性状的稳定性,使得到人们所希望的品种.
不足:技术复杂,成本大
四、多倍体育种
原理:染色体变异(染色体加倍)
方法:秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。
折叠五、细胞工程育种
细胞工程育种是指用细胞融合的方法获得杂种细胞,利用细胞的全能性,用组织培养的方法培育杂种植株的方法。
物质基础是:所有生物的DNA均由四种脱氧核苷酸组成。其结构基础是:所有生物的DNA均为双螺旋结构。一种生物的DNA上的基因之所以能在其他生物体内得以进行相同的表达,是因为它们共用一套遗传密码。在该育种方法中需两种工具酶(限制性内切酶、DNA连接酶)和运载体(质粒),质粒上必须有相应的识别基因,便于基因检测。如人的胰岛素基因移接到大肠杆菌的DNA上后,可在大肠杆菌的细胞内指导合成人的胰岛素;抗虫棉植株的培育;将固氮菌的固氮酶基因移接到植物DNA分子上去,培育出固氮植物
‘贰’ 植物生物防治的基本方法有哪些
利用有益生物防治病害
(1)拮抗微生物的选择和利用:15406抗生菌、2增产菌、3其它芽孢杆菌在植物病害生物防治中的应用、4荧光假单孢菌用于植物病害生物防治、5根癌农杆菌的生物防治、6木霉菌。
(2)重复寄生菌
(3)植物诱导抗病性
(4)生物技术在植物病害生物防治中的应用
‘叁’ 植物病害的生物防治方法有哪些
植物病害生物防治是通过直接的或间接的一种乃至多种生物因素,以削弱或减少病原物的接种体数量与活动,或者促进植物生长发育,从而达到减轻病害并提高产品数量和质量的目的。植物病害的生物防治主要包括:(1)抗生菌的利用。即利用产抗生素的微生物来防治土传真菌病害。随着研究的深入,一些可以参与营养物质的争夺、侵染点的占领、诱导植物产生免疫力,乃至直接对病原物袭击等微生物均作为生防资源来进行发掘。(2)重寄生物的利用。植物病原微生物大多是寄生物,在它们生活的某些阶段也经常被另一些微生物寄生,从而失去侵染致病能力甚至被置于死地。重寄生物有多种类型,主要有重寄生真菌,如腐霉等根腐病原可被一些丛梗孢目真菌所寄生,以致菌丝、孢子囊和卵孢子等器官被破坏;寄生真菌的病毒,如从患病的蘑菇上可提纯到病毒。(3)抑制性土壤的利用。抑制性土壤又称抑病土、抑菌土等,其主要特点是,病原物引入后不能存活或繁殖;病原物可以存活并侵染,但感病寄主受害很轻微;病原物在这种土中可以引起严重病害,但经过几年或几十年发病高峰之后,病害减轻至微不足道的程度。(4)根际微生物和菌根的作用。植物根的渗出物主要有糖类、氨基酸类、脂肪酸、生长素、核酸和霉类等,聚集在根的四周富集成丰富的营养带,刺激了细菌等微生物的大量繁殖,这种效应叫根际效应。由根渗出物的影响,其中包括营养物质的矿质化,共生及非共生固氮,形成菌根,并影响病原微生物及其他微生物的活动等。
‘肆’ 植物的营养生物工程技术有哪些应用
植物营养生物工程技术主要有常规的选种和育种、细胞遗传学育种、植物组织培养和细胞工程、植物转基因工程技术等。常规的选种和育种包括引种、群体筛选、杂交与谱系选择、轮回选择等,这方面已获得不少成功的经验。例如通过谱系选择获得了铁高效燕麦品种、轮回选择获得了铁高效高粱品种等。细胞遗传学育种以人工构建多倍体为前提,再通过杂交的方法实现远缘杂交,突破了常规杂交育种只能在近缘亲本间进行的局限性。
如既有小麦的优良性状又有黑麦的高抗逆性和铜高效吸收基因的小黑麦(tricale)的育成便是一个成功的例子。
植物组织培养和细胞工程的基础是植物细胞的全能性,包括花药和小孢子培养、原生质体培养和细胞杂交、人工诱导突变等。离体培养不仅极大地提高细胞遗传变异的概率,还可以大大地提高选择和繁殖的效率。我国在离体组织培养和细胞工程方面居国际领先水平,一些单子叶植物的原生质体培养成株结果尤为突出。植物转基因工程技术是将特定的外源目的基因导入植物细胞,获得能使外源基因稳定表达的转基因植物的技术,同时使转基因植物既保留原有的各种优良农艺性状,又增加一个新的目的基因控制的优良性状,这不仅在理论上具有重要意义,而且在植物的品种改良上具有广阔的应用前景。植物转基因工程技术在植物营养性状改良方面的应用已取得了突破性的进展,这里就着重介绍该领域的相关内容。
‘伍’ 哪些新的科学方法将成为21世纪植物生物学的核心
转基因植物技术及其产品是当今世界农业生物技术研究与产业化开发的重点和热点,是我国农业科技革命的核心内容之一,转基因植物研究与产业化开发作为国家科技专项计划已正式启动,该专项将重点支持获得自主知识产权的基因创新研究及转基因植物的产业化开发,对我国农业科技手段的更新换代以及农业产业结构的调整具有重要的战略意义。通过基因枪.根脓杆菌、花粉管通道等方法把从动物﹑植物或微生物中分离到的目的基因,如抗虫﹑抗病.抗逆、高产.优质等基因,转移到受体植物基因组中.能正常表达基因产物,并能稳定遗传,这种受体植物称转基因植物..随着现代生物技术的迅速发展,转基因楂物的研究和开发进展十分迅速。
对于地球以外的天体上是否存在生命,从理论上讲,宇宙间任何天体,只要条件合适都有可能产生原始形态的生命,并逐渐进化为高级形态的生命,甚至出现智慧生命及其文明。通过陨石检测生命的痕迹,利用大型射电望远镜监测来自太空的微波信号,利用生物化学实验模拟地外环境、推测生命形式的可能性,借助航天手段在这一领域中从事的实际探索活动,当前主要是致力于实地或就近寻找地球外的普通生命。已经建立的观点有:在太阳系中,月球、火星上不存在生命,金星上可能曾经有过生命,土星的卫星——土卫六上可能存在某种形态的生命,对于太阳系以外的生命探索,由于受探测手段制约,尚未真正起步。人类对于地外生命探索的步子迈得比较艰难,主要是这项研究在很大程度上取决于多学科综合研究的成果及应用,预计百年之内,人类能够在广阔的星际中找到生命存在的条件星球以及类似生命的发现,至于现在有关UFO、外星人造访地球的种种言论,真实性值得怀疑。
总而言之,追根究底都会与基因的结构与功能相关。因此遗传学在今后较长时间仍然是生命科学的核心学科和推动力。
‘陆’ 现代农业应用了哪些生物技术
植物生物技术
植物生物技术是一门研究植物遗传规律、探索植物生长发育机理,应用现代生物技术改良遗传性状、培育新品种、创造新种质的学科。[1]
植物基因工程
植物基因工程是指用人工的方法,从不同生物中提取外源基因片段及载体DNA,经过体外切割、拼接和重组,然后采取某种方法,把重组后的带有外源基因的载体DNA引入植物细胞,并使其在植物细胞内进行复制和表达,以达到预期的改变受体植物细胞遗传特性的目的的过程。包括抗病基因工程、抗毒基因工程、抗除草剂基因工程等。1986
年,Beachy小组首次将烟草花叶病毒(TMV)外壳蛋白(CP)基因导入烟草,培育出抗TMV
的工程植株,还有动物来源的主要有蝎、蜘蛛等一些昆虫毒素基因[2]。它们已被导入烟草、棉花、油菜、水稻、玉米、马铃薯等多种农作物,在抗虫方面得到了广泛应用,有的已进入了商品化生产。[1]
植物细胞工程
植物细胞工程是指以植物细胞为基本单位在体外条件下进行培养、繁殖和人为操作,改变细胞的某些生物学特性,从而改良品种加速繁育植物个体或获得有用物质的技术。植物细胞培养和组织培养主要应用于农作物的品质改良。相比传统的方法有诸多的优点。不同物种原质体的融合细胞融合能够在细胞水平实现遗传物质的转移和重组,打破种属的界限可应用于植物体的快速繁殖,扩繁优质种苗和新品种或拯救濒危植物。组织培养容易产生变异,增加某种选择压力可从无性系变异株中选出优质、高产、抗病抗逆的新品系。组织培养在种质资源保存上,免去了种植和保存种子的麻烦,为珍稀植物资源的研究和应用提供了可能。
1.2动物生物技术
和植物生物技术相似,动物生物技术是一门研究动物遗传规律、探索动物生长发育机理,应用现代生物技术改良遗传性状、培育新品种、创造新种质的学科。[1]
动物基因工程
动物基因工程是利用DAN重组技术对动物所进行的工程。其实质是改变动物的遗传组成,增加动物的遗传多样性,赋予转基因动物新的表型特征,使之能更好地服务以人类社会。包括动物转基因技术、畜禽基因工程疫苗等。其中动物转基因技术一种是将外源基因转移到动物受精卵中使其整合和表达,以产生具有新遗传特性的动物;另一种是将外源基因在特定调控元件作用下,在一定时间内表达外源蛋白。主要研究是将激素基因导入哺乳动物受精卵内获转基因动物。动物转基因技术在提高畜禽生产性能、改善畜产品品质、提高畜禽抗寒抗病能力等方面应用广泛。[1]
‘柒’ 生物学的主要研究方法都有哪些
生物学的主要研究方法有:观察描述的方法、比较的方法、实验的方法、系统的方法。
1、观察描述法
生物学的研究则是考察那些将不同生物区别开来的、往往是不可测量的性质。生物学用描述的方法来记录这些性质,再用归纳法,将这些不同性质的生物归并成不同的类群。18世纪,由于新大陆的开拓和许多探险家的活动,生物学记录的物种几倍、几十倍地增长,于是生物分类学首先发展起来。生物分类学者搜集物种进行鉴别、整理,描述的方法获得巨大发展。要明确地鉴别不同物种就必须用统一的、规范的术语为物种命名,这又需要对各种各样形态的器官作细致的分类,并制定规范的术语为器官命名。
2、比较法
运用比较的方法研究生物,是力求从物种之间的类似性找到生物的结构模式、原型甚至某种共同的结构单元。19世纪30年代,消色差显微镜问世,使人们得以观察到细胞的内部情况。1838~1839年施莱登和施万的细胞学说提出:细胞是一切动植物结构的基本单位。比较形态学者和比较解剖学者多年来苦心探求生物的基本结构单元,终于有了结果。细胞的发现和细胞学说的建立是观察和描述深入到显微领域所获得的成果,也是比较方法研究的一个重要成果。
3、实验法
实验方法则是人为地干预、控制所研究的对象,并通过这种干预和控制所造成的效应来研究对象的某种属性。实验的方法是自然科学研究中最重要的方法之一。19世纪80年代,实验方法进一步被应用到了胚胎学,细胞学和遗传学等学科。到了20世纪30年代,除了古生物学等少数学科,大多数的生物学领域都因为应用了实验方法而取得新进展。
4、系统法
系统科学源自对还原论、机械论反省提出的有机体、综合哲学,从C.贝尔纳与W.B.坎农揭示生物的稳态现象、维纳与艾什比的控制论到贝塔郎菲的一般系统论,系统生态学、系统生理学等先后建立与发展,20世纪70-80年代系统论与生物学、系统生物学等概念发表。从香农信息论到I.普里戈津的耗散结构理论,将生命看作自组织化系统。
(7)植物生物技术方法有哪些扩展阅读:
生物学是研究生物(包括植物、动物和微生物)的结构、功能、发生和发展规律的科学,是自然科学的一个部分。目的在于阐明和控制生命活动,改造自然,为农业、工业和医学等实践服务。几千年来,中国在农、林、牧、副、渔和医药等实践中,积累了有关植物、动物、微生物和人体的丰富知识。1859年,英国博物学家达尔文《物种起源》的发表,确立了唯物主义生物进化观点,推动了生物学的迅速发展。
生物分类学是研究生物分类的方法和原理的生物学分支。分类就是遵循分类学原理和方法,对生物的各种类群进行命名和等级划分。瑞典生物学家林奈将生物命名后,而后的生物学家才用域(Domain)、界(Kingdom)、门( Phylum)、纲(Class)、目(Order)、科(Family)、属(Genus)、种(Species)加以分类。最上层的界,由怀塔克所提出的五界,比较多人接受;分别为原核生物界、原生生物界、菌物界、植物界以及动物界。 从最上层的“界”开始到“种”,愈往下层则被归属的生物之间特征愈相近。共有七大类,分别是:界门纲目科属种。
‘捌’ 植物生物技术在园艺上有哪些应用
生物技术的种类包括:
(1)基因工程
(2)细胞工程,包括动、植物细胞的体外培养技术、细胞融合技术(细胞杂交技术)、细胞器移植技术等。
(3)酶工程,包括酶的固定化技术、细胞的固定化技术,酶的修饰改造技术及酶反应器的设计等技术。
(4)发酵工程,也称微生物工程。
(5)蛋白质工程等
我是学园艺的,综合所学,植物生物技术在园艺上的应用主要有:
1、植物栽培生产上,主要运用组织培养技术进行蝴蝶兰等高档花卉及香蕉、草莓等果树蔬菜脱毒苗的生产和大量扩繁。
2、育种研究上,利用转基因技术、组织培养技术、细胞融合技术等改良或选育植物新品种。
‘玖’ 若想短时间内大量获得某植物应采用什么生物技术
此时,应当采用“植物组织培养技术”。
植物组织培养即植物无菌培养技术,又称离体培养,是根据植物细胞具有全能性的理论,利用植物体离体的器官(如根、茎、叶、茎尖、花、果实等)、组织、细胞及原生质体等,在无菌和适宜的人工培养基及温度等人工条件下,诱导出愈伤组织、不定芽、不定根,最后形成完整的植株的技术。目前该技术已经得到了广泛应用。
组织培养技术应用不受气候、季节、天气和昼夜交替等的影响,管理方便,利于工厂化生产和自动化控制,培养周期短,是短时间大量繁殖并获得某种植物植株最适宜的方法。
‘拾’ 属于植物病虫害的生物防治方法有哪些
在目前无公害蔬菜生产中占有很重要的位置。常见的生物防治方法包括以下几种:
(1)拮抗微生物的利用 一种微生物的存在对另一种微生物不利的现象,称为拮抗现象。凡是对病原菌有拮抗作用的菌类都叫抗生菌。应用时首先要人工培育繁殖这些抗生菌,使用到蔬菜的根周围或种围,可以抑制病原菌的侵入。生产中多使用秸秆肥、饼肥、绿肥、腐殖酸肥、厩肥等有机肥,都可以促进土壤中腐生微生物的生长而抑制病原菌的活动。
(2)病原物的寄生物的利用 病原物的寄生物就是病原物的病原物,利用它就可以消灭病原物。
(3)交互保护作用的利用 一种病毒的某一株系侵染后,能抑制同一病毒另外株系的侵染,即使最初侵染的是弱毒株系也同样能抑制强毒株系的侵染。目前,交互作用在病毒病防治上已经成功应用。
(4)抗生素的利用 抗生素是抗生菌所分泌的某种特殊物质,可以抑制、杀伤甚至溶化其他有害微生物。农业生产上使用的抗生素统称农抗,目前约有20多种,都是通过微生物发酵所得到的代谢产物,应用最多的是农用链霉素和新植霉素,可以防治多种细菌性病害。
葱蒜类蔬菜体内含有抗菌性物质,对其周围蔬菜的病菌有很强的杀灭作用。可以把大蒜磨碎压出汁液兑水施用。大蒜素现在已经能从大蒜中大规模提取或人工合成。抗菌剂401就是人工合成的大蒜素,抗菌素402是同系物,二者对多种真菌、细菌有杀死和抑制作用。