创新实验项9-10 植物基因的分布、杂交育种问题
作物育种相关问题解答
1、使杂合的基因型趋向纯合一对杂合基因型，经过连续的自交，后代中纯合基因型的个体出现的频率逐代增加，后代中杂合体数每代递减，纯合体每代递增。
2、后代性状分离自交引起杂合基因后代发生性状分离。
3、后代生活力衰退杂合基因型作物，自交后代的生活力衰退，称为自交衰退(inbreeding depression )表现为：生长势下降，繁殖力、抗逆性减弱，产量降低等。
异交的遗传效应1、异交形成杂合基因型：异交是基因型不同的两亲配子结合受精。
由于产生基因交换、重组，从而后代具有杂合的基因型。
2、增强后代的生活力：异交使后代的生长势、生活力、抗逆性等方面增强和产量提高，称为杂种优势。
2作物育种的主要目标性状有哪些？育种目标是在一定自然、栽培和经济条件下，对所要育成新品种提出应具备的优良特征特性，也就是对新品种的具体要求。
作物育种的主要目标性状有高产，优质，稳产，生育期适宜，适应农业机械化.一、高产二、优质1•谷物品质:碾磨品质、加工品质、营养品质。
2•棉花纤维品质:XX、细度、强度成熟度。
3•食用油品质：含油量、油的成分。
三、稳产1•抗病虫品种是防止病虫害的最经济有效的措施2•抗逆性：抗旱、耐瘠、抗寒、耐湿、耐盐碱、抗倒伏等3•抗除草剂、抗草等4•适应性：指作物品种对生态环境的适应范围和程度四、生育期适宜1、适当早熟：品种的早熟特性对于某些作物向北推移及耕作制度的改革有重要意义，可以扩大作物的种植面积。
早熟和丰产带有一定矛盾，所以品种早熟的程度应以能充分利用当地光、热资源，获得全年高产为原则，不宜片面追求早熟。
2、早熟品种还能避开或减轻某些自然灾害。
五、适应农业机械化要求品种株型紧凑，秆硬不倒，生长整齐，株高一致，穗、荚、铃部位适中，成熟度一致，不裂荚，不落粒。
3亲本选配重要意义亲本选配是杂交育种取得成败的关键。
亲本选得好，出的品种多。
一个优良的杂交组合，往往能在不同的育种单位分别育成多个优良品种。
二、选配亲本的原则（一）双亲优点多缺点少有缺点互补由于数量性状的遗传特点，杂种后代的表现与亲本平均值密切相关，故亲本优点要多。
农作物杂交育种技术详解
农作物杂交育种技术详解农作物杂交育种技术是现代农业发展中一项极为重要的技术手段，它在提高农作物产量、改善品质、增强抗逆性等方面发挥着不可替代的作用。
一、杂交育种的基本概念杂交育种就是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。
这里的优良性状可以是很多方面的，比如高产、优质、抗病虫、抗倒伏等。
从遗传学的角度来看，杂交育种是利用了基因的分离和重组规律。
不同品种的农作物带有不同的基因，当它们进行杂交时，基因重新组合，就有可能产生同时具备双亲优良基因的后代。
例如，品种A可能高产但易倒伏，品种B可能低产但抗倒伏能力强，通过杂交，就有机会得到既高产又抗倒伏的新品种。
二、杂交亲本的选择优良性状互补这是选择杂交亲本的首要原则。
就像前面提到的例子，要选择在性状上相互补充的品种。
一个亲本具有的优点正好能弥补另一个亲本的缺点。
如果想要培育一个早熟且高产的水稻品种，那就需要选择一个早熟但产量一般的品种和一个高产但成熟较晚的品种作为亲本。
亲本的适应性亲本需要适应当地的环境条件。
如果一个品种在某个地区种植时总是因为气候、土壤等因素生长不良，那么它作为亲本就不太合适。
因为即使杂交后代获得了优良的基因组合，但如果不能适应环境，也无法在实际生产中发挥作用。
比如在干旱地区进行小麦杂交育种，亲本应该是那些本身就具有一定耐旱能力的品种。
亲本的纯度亲本的纯度越高，杂交后代的性状分离就越有规律，也越容易筛选出符合要求的个体。
如果亲本本身就是一个性状混杂的群体，那么杂交后代的表现就会非常复杂，难以进行有效的选择。
三、杂交的方法人工去雄杂交这是一种比较常见的方法，适用于雌雄同株异花或者雌雄异株的农作物。
以玉米为例，玉米是雌雄同株异花作物，雄花在植株顶部，雌花在中部的果穗上。
人工去雄就是在母本植株上，在雄花散粉之前将雄花去掉，然后套袋防止外来花粉的干扰，再采集父本的花粉授到母本的雌花上，之后继续套袋保护，直到果实发育。
植物种内数量性状变异分析实验
植物种内数量性状变异分析实验
1、选择适当的植物品种和数量性状：选择具有明显数量性状差异的两个或多个品种作为实验对象，并确定所要研究的数量性状。
2、准备实验材料：收集足够数量的植物材料，包括种子、幼苗、植株等，以便进行繁殖和观察。
3、确定杂交组合：根据数量性状的遗传方式和杂交效应，选择合适的杂交组合，以便获得足够的表型数据。
4、进行杂交：将选定的杂交组合进行人工授粉或自然交配，得到后代材料。
5、分离纯化：将后代材料按照不同的数量性状进行分离纯化，以便观察其遗传表现。
6、统计分析：对分离纯化后的后代材料进行数量性状测定和统计分析，以确定其遗传规律和影响因素。
在实验中，可以采用不同的方法和技术来观察和分析数量性状的遗传规律和影响因素，例如单株比较法、群体比较法、遗传分析等。
同时，还需要注意控制实验条件和环境因素的影响，确保实验结果的准确性和可靠性。
幼儿园科学小达人：植物育种实验与观察研究案例
幼儿园科学小达人：植物育种实验与观察研究案例在幼儿园科学教育中，植物育种实验与观察研究是一项非常有趣和富有启发性的活动。
通过这样的实验，幼儿可以学习到植物生长的基本规律，培养科学探究的兴趣和能力。
在这篇文章中，我们将深入探讨幼儿园科学小达人在植物育种实验与观察研究中的案例，并共享我们对这个主题的观点和理解。
案例一：豌豆的杂交实验在幼儿园中，通过豌豆的杂交实验，可以让幼儿了解到遗传规律。
在这个实验中，可以选择两种不同颜色的豌豆进行杂交，然后观察它们后代的颜色比例。
这样的实验可以帮助幼儿理解到父母的基因是如何传递给后代的，也可以引导他们思考植物的生长和繁殖规律。
观点和理解：这样的实验对于幼儿的科学素养和思维能力的培养非常有益。
通过亲自动手进行实验，可以让幼儿更加深入地理解遗传规律，激发他们对科学的兴趣。
案例二：植物生长观察幼儿园的植物生长观察是一个持续的项目，通过观察植物的生长过程，幼儿可以逐渐了解植物生长的基本规律和生命力。
在这个项目中，可以选择不同种类的植物，比如花卉、蔬菜、水培植物等，让幼儿观察它们的生长过程，记录生长的变化，并与伙伴们共享观察结果。
观点和理解：通过植物生长观察项目，幼儿可以培养对自然界的敬畏和关爱之情，也可以学会用心观察和记录，锻炼他们的观察和记录能力，同时也可以让他们更好地理解生命的奥秘。
案例三：果树嫁接实验在果树嫁接实验中，幼儿可以学习到植物的繁殖和生长技术。
通过观察果树嫁接后的生长情况，可以了解到嫁接技术是如何实现不同品种的结合和繁殖的。
这样的实验不仅可以增进幼儿对植物生长的理解，还可以培养他们的动手能力和耐心。
观点和理解：果树嫁接实验可以激发幼儿的创造力和实践能力，培养他们对技术的兴趣和理解。
通过自己动手进行嫁接，可以让幼儿更加深入地理解植物的生长和繁殖方式。
植物育种实验与观察研究是幼儿园科学教育中的重要环节，它可以培养幼儿的科学素养和思维能力，激发他们对自然的好奇心和探索欲。
植物杂交试验
《植物杂交试验》（Experiments in Plant Hy-bridization）遗传学的经典著作。
奥地利科学家孟德尔著。
1856～1864年孟德尔以豌豆为材料，进行了8年的杂交试验，发现了两个基本的遗传规律，即遗传因子的分离规律和自由组合规律。
他于1865年2月8日先后两次在奥地利布隆自然科学协会的学术会议上，报告了这一研究结果，并以《植物杂交试验》为题，刊登在该会会刊1865年第4期、第3～47页上（此期于1866年才出版）。
这一著作译成中文只有3.1万字，除绪言和结语外，共分9个题目（试验植物的选择、试验的分组和布置、F1杂种的类型、F2由杂种所产生的第一代、F3由杂种所产生的第二代、由杂种所产生的以后世代、同时具有几个区分性状的杂种后代、杂种的生殖细胞、用别的植物所作的杂交试验）。
主要记述了豌豆7对相对性状的杂交结果，并通过对遗传因子的统计分析来加以说明。
此外，还谈到了其他植物（主要是菜豆）杂交试验的结果。
此文在当时并未引起注意，被埋没了35年之久。
直到1900年才被德弗里斯、科伦斯和切尔马克重新发现。
原文用德文写成，1913年由英国学者贝特森（W.Bateson，）首次译成英文出版。
1936年，我国学者林道容将它译成中文，由上海商务印书馆出版。
1957年吴仲贤教授重新翻译了这部著作，由科学出版社出版。
1984年又有了梁宏的新译文，载于科学出版社出版的《遗传学经典论文选集》。
孟德尔遗传规律孟德尔遗传规律任何一门学科的形成与发展，总是同当时热中于这门科学研究的杰出人物紧密相关，遗传学的形成与发展也不例外，孟德尔就是遗传学杰出的奠基人。
他揭示出遗传学的两个基本规律——分离规律和自由组合规律。
孟德尔1822年出生于当时奥地利海森道夫地区的一个贫苦农民家庭，他的父亲擅长于园艺技术，在父亲的直接熏陶和影响之下，孟德尔自幼就爱好园艺。
1843年，他中学毕业后考入奥尔谬茨大学哲学院继续学习，但因家境贫寒，被迫中途辍学。
植物遗传育种实验指导书
实验一根尖细胞有丝分裂涂抹制片法一、实验目的与要求学习植物细胞涂抹制片技术；观察有丝分裂过程中染色体行为。
二、实验原理各种旺盛生长的植物组织，包括：茎尖、根尖、孢原组织等分生组织、愈伤组织及分化的小孢子、萌发的花粉管，经常进行着细胞分裂。
经过适当的取材处理，制片后可进行有丝分裂中染色体动态的观察，这是遗传学上通过细胞分裂观察染色体行为、形态结构、数目，从而进行组织分析，鉴别杂种等常用的制片方法。
三、实验材料与设备实验材料：中国水仙、风信子、柴万年青、郁金香(SX)。
用具和试剂：镊子、解剖针、盖片、载片、滤纸、单刃刀片对氯苯饱和溶液、1NHCl、醋酸地衣红、中性树胶，卡诺固定液。
四、实验步骤1.予处理：实验前将鳞茎水培，待根长出久1～1.5cm时，剪取0.5cm长的根尖，立即放入对二氯苯饱和水溶液中，在室温下处理2小时左右，予处理的作用主要是浓缩色体，使之分散，同时抑制纺缍丝形成。
在制片过程中，如发现染色体后期的分裂相较多时，说明予处理时间不够。
2.固定：倒掉对氯二苯溶液，用水冲洗两遍，用新配的卡诺固定液固定24h后，可放入冰箱中备用。
如果要长期保存则要将根尖转入70%的酒精中。
3.解离：先将固定后的根尖用蒸馏水换洗3～4次，再用1NHCl在60℃(注意要严格控制不超过±5℃)的恒温水浴锅中处理10～20min，然后用蒸馏水换洗3～4次。
此步主要是使细胞之间分散开，并软化细胞壁，便于压片，同时也利于染色。
4.染色制片(1)切片：剔除根冠，在生长锥处切下一小块组织。
(2)染色压片：在切下的组织上滴一滴醋酸地衣红，捣碎，除去大块的渣滓，盖上擦干净的盖玻片，覆一层吸水纸，用食指在上面施加少量压力，勿使盖片移动，用解剖针柄轻敲，可使细胞舒展，染色体散开。
好的片子放置显微镜下检查，看到有典型的分裂图像时，可把载玻片在酒精灯上往往返烘烤。
5.脱盖片：先在制片上做好记号，以便于封片时按原位复上，在致冷调节器的冷却台上冷冻，用镊子和单刃刀片慢慢起下来。
杂交育种的原理和步骤
杂交育种的原理和步骤在农业生产中，杂交育种是一种非常重要的技术手段，它能够将不同品种或品系之间的优良性状进行组合和优化，培育出具有优良性状的新品种，提高农作物的产量和品质。
杂交育种的原理和步骤是农业生产中的重要知识，通过了解杂交育种的原理和步骤，我们可以更好地理解农业生产中的育种技术和农作物改良方法。
本篇科普资料将介绍杂交育种的原理、步骤以及应用等方面，的优良性状得以集中，并克服亲本品种的某些缺陷，以实现品种的改良和优化。
二、杂交育种的步骤选择亲本：选择具有不同优良性状的品种或品系作为亲本，要求这些亲本之间具有较好的遗传差异，以保证后代能够产生丰富的变异。
杂交：将选定的亲本进行杂交，以产生杂种后代。
根据育种目标的不同，可以选择不同的杂交方式，如单交、复交、回交等。
选种：从杂种后代中筛选出具有优良性状的个体，淘汰具有不良性状的个体。
选种时需要考虑目标性状、产量、品质、抗逆性等因素。
自交和繁育：对选出的优良个体进行自交，以产生自交后代。
自交后代会再次发生性状分离，需要进一步筛选和繁育，以获得稳定的新品种。
品系鉴定和品种审定：经过多代自交和繁育后，对获得的稳定新品种进行品系鉴定和品种审定，以确定其是否具有推广价值。
三、杂交育种的应用杂交育种在农业生产中得到了广泛应用，如水稻、小麦、玉米、棉花等主要农作物都经过了杂交育种的改良。
通过杂交育种，可以培育出具有高产、优质、抗病、抗逆等优良性状的新品种，提高农作物的产量和品质，促进农业生产的可持续发展。
四、杂交育种的优缺点优点：（1）能够利用不同品种之间的基因重组和性状互补，培育出具有优良性状的新品种，提高农作物的产量和品质。
（2）能够克服亲本品种的某些缺陷，使品种更加适应环境和市场需求。
（3）方法简单易行，适用范围广，可以在不同作物和不同生态条件下进行育种。
缺点：（1）杂交育种过程中需要经过多代自交和繁育，周期较长，需要耐心等待。
（2）杂交育种过程中需要进行多次筛选和繁育，工作量大，需要投入大量的人力物力。
植物遗传改良利用遗传学方法改良植物品种
植物遗传改良利用遗传学方法改良植物品种植物遗传改良是指通过利用遗传学方法，对植物的基因组进行改变，以改良植物的性状和品质。
这项科学任务旨在培育出适应不同生态条件、抗病虫害能力强、产量高、营养丰富的植物品种，以满足人类对食物和农业产品的需求。
在过去的几十年里，随着遗传学技术的突破和发展，植物遗传改良取得了显著的成果，为粮食安全和农业发展作出了重要贡献。
一、选择育种方法改良植物品种1. 杂交育种：通过不同亲本的交配，将优良基因组合在一起，产生具有更好性状的后代。
杂交育种在水稻、小麦、玉米等作物的改良中被广泛应用。
2. 突变育种：通过诱变剂的作用，引发植物基因组中的突变，进而改变植物的性状和品质。
突变育种已经成功培育出多种新品种，如高维生素含量的番茄。
3. 基因编辑：利用CRISPR-Cas9等基因编辑技术，直接对植物基因组进行修改，以实现定点改造。
这种技术准确且效率高，已广泛应用于植物遗传改良中。
二、遗传资源的应用与保护1. 遗传多样性保护：植物遗传改良的基础是丰富的遗传资源。
国际上建立了许多遗传资源库，用于收集、保存和研究各种植物品种，保护植物的遗传多样性。
2. 野生种贡献：野生种植物是遗传改良的重要资源，它们具有抗逆性强、丰富遗传多样性的特点。
通过引入野生种的基因，可以增加植物的抗病虫害能力，提高耐逆性。
3. 农民品种的保护与利用：许多农民品种具有特定的抗病虫害性状，但由于逐渐遭到商业品种的替代，面临濒危的危险。
保护和利用农民品种是遗传改良的重要任务之一。
三、植物品种改良的进展与应用1. 高产优质新品种：通过遗传改良培育出了许多高产、高品质的植物品种，如水稻“超级杂交稻”、小麦“奥斯特利克35”等。
这些新品种极大地提高了农作物的产量和品质。
2. 抗病虫害新品种：通过遗传改良，培育出许多抗病虫害的新品种，减轻了农作物的病虫害损失。
例如，转基因棉花品种具有抗虫特性，可以降低农药使用量。
3. 适应性强新品种：遗传改良使植物适应了更广泛的环境条件。
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创新实验项目9-10 植物基因的分布、杂交育种问题
为了解释生命的奥妙，人们越来越重视遗传特征的逐代继承问题，无论是人还是动物，植物都会将本身的特征遗传给后代，后代继承了双亲的基因，形成了自己的基因对，基因对就确定了后代所表现的特征。
杂交育种的目的就是培养优良品种，以提高农作物的产量和质量，如果农作物的三种基因型分别为AA 、Aa 、aa ，我们知道AA 基因型为优良品种。
由遗传学知识，基因在上一代身体细胞里成双存在，而在生殖细胞中则是单个存在的，在有性生殖的传代过程中，父母双方各提供一个生殖细胞形成一个合子，合子所含的基因又是成双存在的，也就是在正常染色体的遗传中，后代是从每个亲本的基因对中各继承一个基因，形成自己的基因对。
◆研究思路：
用123(),(),(),x n x n x n 分别表示第n 代植物中基因型AA ，Aa ，aa 的植物所占植物总数的百分比，令123()((),(),()),0,1,2,,T x n x n x n x n n ==L 则()x n 是第n 代植物的基因型分布向量，由于其分量为各基因型植物的百分比，所以有
123()()()1x n x n x n ++=，后代各从父体或母体的基因对中等可能的得到一个基因
而形成自己的基因对，故父母代的基因对和子代的基因对之间的转移概率如下表所示：
基因型的概率分布
如果用AA 型植物与其它基因型植物进行杂交培育后代，则有
1121
()(1)(1)2
x n x n x n =-+-
即根据表中的第三行，第n 代的AA 型植物是由第n-1代的AA ，Aa 基因型的植物产生，
同理有
2231
()(1)(1);2
x n x n x n =-+-
3()0x n =
也就是第n 代的Aa 型植物是由第n-1代的Aa ，aa 基因型的植物产生; 第n
代没有aa型植物产生。
若令
11/20
01/21
000
L
⎡⎤
⎢⎥
=⎢⎥
⎢⎥
⎣⎦
，则线性迭代()(1)
x n Lx n
=-就表示
了当使用AA型植物进行杂交时基因分布演化的结果，它可以用来对这种杂交方法的结果进行预测。
科学家期望采用这种杂交方法，能使优良品种AA型植物的数量得到不断的增加，在极限状态，所有植物基因都是AA型的。
◆研究问题：
（1）试从某个初始值出发（如(0)(1/3,1/3,1/3)T
x=,这意味着初始代各种基
因的植物数量是相同的），用实验与观察中的数值和理论分析的方法，对上述杂交育种的方案做一个预测分析。
（2）如果不是采用AA而是用Aa（或者aa）基因型植物进行杂交育种，则
演化迭代方程()(1)
x n Lx n
=-中的矩阵L怎么确定，演化的未来结果会是什么样子的？你有兴趣进行分析吗？
◆研究提示：
数值上，只要反复做矩阵相乘就行了，将迭代点在三维空间标示出来，或者采用matlab中bar指令画出基因分布图，这很简单，但是却比较表象，难以把握内在的规律。
理论上，采用矩阵化简的相似标准形，利用特征值和特征向量，可以看到一般的规律，这样的例子在实践中是经常遇到的。