空间诱变的生物学效应
诱变育种
诱变育种第一节诱变育种的概念、意义和特点诱变育种是人为地采用物理、化学的因素，诱发有机体产生遗传性的变异，并经过人工选择、鉴定、培育新品种的途径。
诱变育种的目标是改变或增加一个满意品种的某一特性，而在其他方面保持品种不变。
如果需要一个适应性好、独特的、非常合意的和受欢迎的品种，这种方法特别吸引人。
诱变育种的特点：1）提高突变率，扩大变异谱；2）适于进行个别性状的改良；3）育种程序简单，年限短；4）变异的方向和性质不定（已有人把人工合成低聚核苷酸片段引入基因组中，以一定方式改变某一基因，进行定向诱变）。
作为一种育种方法，诱发突变技术在培育那些在种内有足够的遗传变异和由显性基因确定其特性的作物，是可有可无的或无前途的。
但是，显性突变型曾被诱发，特别是抗病型，部分由于寄生植物的基因与病原体的基因之间的相互作用。
在完全不育或无性繁殖的植物中，诱变育种是品种改良的唯一方法，例如专性无融合生殖植物，它不产生有合子胚的种子。
无融合生殖在柑橘类和某些苹果属、树莓属的种中是普通的。
诱变育种是常规育种的一个补充或在园艺植物育种某些方面潜在替代者：1）在适应性广泛的种中诱发变异性，假若进一步的杂交提供有限的变异性和改良，而品种已接近选择的极限；2）诱发一个新的特性，如果没有通过杂交能传递的已知基因源，例如抗病性、企望的生长型或自交亲和性；3）在有性繁殖中将会消失的特定突变，通过营养繁殖产生和保存；4）打破与不良的特性或基因多效影响的连锁；5）使现存的嵌合体显露和均质化，并使突变型获得稳定；6）在远缘亲本之间杂交中遏制不亲和性；7）诱发单倍体；8）在无融合生殖植物中产生过渡性有性状态。
成功的诱变育种需要：1）处理可用于筛选的大的植物群体；2）预期的特性突变率高；3）可以用视力诊断或简单测定鉴别突变的有效方法。
第二节诱变因素在诱发突变中，有两类诱变剂被使用：物理的和化学的。
物理的诱变剂有：1）紫外灯发出的紫外线（UV）照射；2）电磁辐射：X射线发生器发出的X射线；从放射性同位素钴60或铯137发出的ϒ射线；3）微粒辐射：从核反应堆发出的热中子或慢中子；从放射性同位素磷32或硫35发出的β粒子（电子）。
2023年中考生物复习专题16 生物的遗传和变异》考点训练(解析版)
专题16 生物的遗传和变异1．（2022·山东日照·中考真题）我国科学家将人的生长激素基因导入鲤鱼受精卵中，让其发育成幼体，在同等养殖条件下，该幼体的生长速率比普通鲤鱼提高了42％～115％。
该实例可得出的结论是（）A．基因是DNA片段B．基因能够控制生物体的性状C．基因位于染色体上D．该培育过程涉及了克隆技术【答案】B【分析】把一种生物的某个基因，转入到另一种生物的基因组中，培育出的转基因生物就有可能表现出转入基因所控制的性状。
可见，生物的性状是由基因控制的，但性状的表现，还需要适宜的环境条件。
【详解】A．DNA分子上的这些包含特定遗传信息的片段就叫基因，A不符合题意。
B．该实例运用转基因技术，证实基因能够控制生物体的性状，B符合题意。
C．DNA分子上的这些包含特定遗传信息的片段就叫基因。
染色体主要由蛋白质和DNA组成，C不符合题意。
D．克隆是指生物体通过体细胞进行的无性繁殖，以及由无性繁殖形成的基因型完全相同的后代个体。
通常是利用生物技术由无性生殖产生与原个体有完全相同基因的个体或种群，D不符合题意。
故选B。
2．（2022·江苏宿迁·中考真题）下列选项中，属于相对性状的是A．兔子的白毛与直毛B．小麦的抗锈病与水稻的抗稻瘟病C．人的有耳垂与无耳垂D．番茄的红果与苹果的红果【答案】C【分析】同种生物同一性状的不同表现形式称为相对性状。
【详解】A．“兔子的白毛与直毛”是同种生物（兔子）不同性状（毛的颜色和形状）的表现形式，故不属于相对性状，A不符合题意。
B．“小麦的抗锈病与水稻的抗稻瘟病”是不同生物（小麦和水稻）的性状的表现形式，故不属于相对性状，B不符合题意。
C．“人的有耳垂与无耳垂”是同种生物（人）同一性状（耳垂）的不同表现形式（有耳垂和无耳垂），故属于相对性状，C符合题意。
D．“番茄的红果与苹果的红果”是不同生物（番茄和苹果）的表现形式，故不属于相对性状，D不符合题意。
分子标记技术在植物空间诱变育种机理研究中的应用
。
所 谓 植 物 空 间 诱 变 育 种 （ ｐ ｃ ｆｇ ｔｍｕａｉｎ ｓ ａｅｌ ｈ ｔｔ ｉ ｏ
ｂ ｅｄｎ ） 指利 用卫 星 、 船 等 返 回式 航 天 器 或 高 空 ｒｅ ｉｇ 是 飞 气球 将作 物的种 子 、 组织 、 官或 生命 个 体搭 载 到 宇 宙 器 空间， 在强 辐射 、 重 力 、 真 空 等 太 空 诱 变 因子 的作 微 高 用下 ， 其发 生遗 传性状 变 异 ， 使 利用 有 益变 异 选 育 出农 作物新 品种 的育种 新技 术 。植 物空 间诱 变 育 种综 合 了
形 成 自由基 ， 自由基 和 物 质 的相 互 作 用 可 以改 变 分 子 的 结构 。辐 射 可 以 引 起 Ｄ ＮＡ 多 种 类 型 的损 伤 ， 括 包
太 空辐 射的 主要来 源 有地 球磁 场 捕获 高 能 粒 子产 生的 俘获 带 辐射 ， 阳外 突 发 性 事 件 产 生 的银 河 宇 宙 太
线 能量沉 积 在物 质 上 ， 起 物 质 的 原 子 和分 子 的 激发 引 与 电离 ， 个 物理 过 程 约 １ 。 １ － Ｓ 这 Ｏ ～ ０ １ 。局 部 能 量沉
积 可 以造 成一些 新 的化 学 物 质 的生成 。 电离过 程 随后
１ 空 间诱 变 的 机 理
１ １ 辐射 损伤 机理 ．
子 的交 联 、 蛋 白质 的交 联 。辐 射 对 ＤＮＡ键 断 裂 可 与
以造成 染色 体结 构 的变 化 ］ 。基 于 这种原 因， 间诱 空 变 育种 技术 可 以获 得地 面 常规 较难 得 到的 罕见 种质材 料 和资 源 ， 以选 育 突破 性 新 品种 。一 般 认 为空 间 辐 可 射是 引 发诱 变 的主 要 因素 。
诱变育种方法在微生物育种中的应用概述
诱变育种方法在微生物育种中的应用概述摘要：在现代发酵工业中，诱变技术（无论是物理还是化学诱变）对于促进微生物发酵从而提高利用反应底物的能力和高产率仍然起着至关重要的作用。
本文主要从工业生产中对于微生物的诱变育种的方法（物理、化学诱变育种等）进行了综述，以及通过几种常见的诱变方式来介绍在微生物育种方面的相关研究进展。
关键词：微生物；诱变育种；物理诱变；化学诱变一、前言现代发酵工程技术的最终产物，一般都是由微生物生产得到的，且通过微生物的发酵生产所取得的效益已经得到了全世界的瞩目和认可。
对工业微生物菌种的优化选育是提高产量和质量的一条有效途径。
以突变和筛选为中心的传统育种技术在工业微生物发展到现在规模的过程中始终起着重要作用。
70年代以来，重组DNA技术和原生质体融合技术开始用于菌种选育。
各种外源基因在原核生物、真核细胞的克隆和表达研究取得了重大成果，使工业微生物育种技术进入了真正意义的分子水平育种时代[1]。
常规的诱变育种方法主要为物理诱变和化学诱变两种。
微生物的诱变育种，是以人工诱变手段诱发微生物基因突变，改变遗传结构和功能，通过筛选出产量高、性状优良的突变株，并找出这个突变株最佳培养基和培养条件，使其在最适条件下合成有效产物。
以人工诱发突变为基础的微生物诱变育种，具有速度快、收效大和方法简单等优点，是菌种选育的一个重要途径，在发酵工业菌种选育上具有卓越的成就，迄今为止，国内外发酵工业中所使用的生产菌种绝大部分是人工诱变选育出来的[2]。
理想的工业化菌种必须具备遗传性状稳定、纯净无污染、能产生许多繁殖单位、生长迅速、能于短时间内生产所要的产物、可以长期保存、能经诱变产生变异和遗传、生产能力具有再现性、具有高产量和高收率等特性。
而从自然界分离的野生菌种，不论是在产量上还是在质量上，均难适合工业化生产的要求。
但诱变筛选方法相对简便，是菌种选育的基本、常规和经典方法。
特别是对遗传背景不很清楚的对象，诱变育种更是必不可少。
考前10天生物的变异与进化-2023年高考生物考前15天倒计时必看宝典(1)
多个等位基因;(4)
低频性
;(5)
多害少利性
。
3.癌细胞与正常细胞相比,具有以下特征:能够 无限增殖 , 形态结构
发生显著变化,细
胞膜上的 糖蛋白 等物质减少,细胞之间的黏着性显著降低,容易在体内分散和转移等。
考前必背
4.基因重组包括:(1)发生在减数分裂Ⅰ前期的 互换 ;(2)发生在减数分裂Ⅰ后期的
生殖隔离的形成
。
。
的一群生物称为
考前必背
17.关于捕食者在进化中的作用,美国生态学家斯坦利提出了“收割理论”:捕食者往往捕食个体
数量多的物种,这样就会避免 出现一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面 ,
为其他物种的形成腾出空间。捕食者的存在有利于增加 物种 多样性。
18.
不同物种
之间、
生物与非生物环境
自由组合
。另外,基因工程、肺炎链球菌的转化也属于 基因重组 。
5.染色体组是指细胞中的一组 非同源染色体 ,在 形态 和 功能 上各不相同,携带着
控制生物生长发育、遗传和变异的全部遗传信息。
6.与二倍体植株相比, 多倍体
植株常常是茎秆粗壮,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。
叫作单倍体。
9.与正常植株相比,单倍体植株长得弱小,且 本物种配子 。但是,利用单倍体植株培育新品
种却能 明显缩短育种年限 。
10.达尔文的生物进化论主要由两大学说组成: 共同由来学说 和 自然选择 学说。前者
指出地球上所有的生物都是由原始的共同祖先进化来的;后者揭示了 生物进化 的机制,
解释了适应的形成和物种形成的原因。
11. 化石 为研究生物进化提供了直接的证据, 比较解剖学 和 胚胎学 以及细胞和分
第四章诱变育种0226
辐射诱变育种的特点
提高突变频率，扩大变异范围。 提高突变频率，扩大变异范围。 突变频率增加100 1000倍 100突变频率增加100-1000倍，深度和广度 扩大，将数量性状推向更高水平。 扩大，将数量性状推向更高水平。 最适于进行品种修缮。 最适于进行品种修缮。 小量突变”只改变品种的某一缺点， “小量突变”只改变品种的某一缺点， 不会损害或改变其他优良性状。 不会损害或改变其他优良性状。
水产养殖重要品种太空育种技术
太空诱变是动植物育种的重要手段之一， 鱼类体外受精发育的特性与植物种子相类 似，适于太空诱变育种的研究。通过太空 诱变育种，包括水产品种太空育种技术和 装置的研究；太空育种实验材料的遗传背 景研究；太空诱变水产品种遗传突变的检 测；太空诱变水产品种的养殖及有利突变 个体的选育；太空水产新品种的培育及遗 传性状的鉴定，获得具有速生、抗逆、优 质等鱼类新品种。
航天育种(太空育种) 航天育种(太空育种)
指利用卫星、 指利用卫星、飞船或高空气球等返回式航天器将 动植物等诱变材料搭载到空间，利用宇宙射线、 动植物等诱变材料搭载到空间，利用宇宙射线、 微重力、强磁场、重粒子、 微重力、强磁场、重粒子、超高低温等空间独有 的特殊环境诱发生物基因变异， 的特殊环境诱发生物基因变异，从而选育有利于 生产的优异物种。 生产的优异物种。 它是航天技术、生物技术和农业（水产） 它是航天技术、生物技术和农业（水产）遗传育 种技术相结合的一种新技术， 种技术相结合的一种新技术， 在培育动植物新品 种和有效创造罕见突变基因资源方面发挥重要的 作用，并显示出良好的产业发展优势。 作用，并显示出良好的产业发展优势。
辐射诱变在鱼类育种上的应用
辐射对鱼类有抑制和损伤， 辐射对鱼类有抑制和损伤，鱼类诱变育种处在探 索阶段。 索阶段。 日本利用γ射线照射虹鳟卵子， 日本利用γ射线照射虹鳟卵子，培育白色品系虹 Co- 射线处理虹鳟卵子， 鳟；60Co- γ射线处理虹鳟卵子，得到性腺退化 后代，但生长速度加快。德国用辐射诱变， 后代，但生长速度加快。德国用辐射诱变，培育 出骨胳数量少一半，生长快2 倍的鲤鱼新品种。 出骨胳数量少一半，生长快2-3倍的鲤鱼新品种。 国内用快中子、 射线照射鲤、 国内用快中子、γ及 X射线照射鲤、草鱼和罗非 鱼等的生殖细胞、胚胎、鱼苗和未成熟个体， 鱼等的生殖细胞、胚胎、鱼苗和未成熟个体，以 期得到有益的变异，取得了一些效果。 期得到有益的变异，取得了一些效果。
关于航天生物科技发展的研究
关于航天生物科技发展的研究作者：张汉泽来源：《科学家》2016年第14期摘要随着科学技术的发展，航天生物科技逐渐走入人们的视线。
航天生物技术是将航天技术与现代生物技术结合起来而产生的一门高新科学技术。
简单来说，就是利用返回式空间飞行器，将微生物菌种、植物种子等生物样本送入太空，在微重力、强辐射等地球上难以实现的环境下诱导生物产生变异。
然后把这些经过诱变的生物带回地球，利用现代生物技术，筛选对我们有利的优良变异菌种并保存起来，进行规模化生产。
关键词航天科技；生物；变异；科学研究中图分类号 V2 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2016）14-0010-01众所周知，我国是世界上人口最多的国家，人均占地面积远远不及其他国家。
如何促进我国农业长期稳定发展，保障国家的粮食问题是目前急需解决的事项。
航天生物科技的发展，为我们指引了一条新的道路。
航天生物科技是将航天技术与生物技术交叉的新兴技术，更是培育优质新生物产品的生物技术。
因此，我们对航天生物科技的研究显得刻不容缓。
本文将从以下几个方面叙述这项技术的发展和研究。
1航天生物技术的发展历程1.1国际航天生物技术的起源1948年，美国用火箭将一只名叫“Albert”的猴子送上了外太空，也从此揭开了航天生物技术的序幕。
在1961年，前苏联宇航员尤里·加加林是太空第一人，也是人类文明史中迈向太空的一大步。
1975年，美国成功发射了第一个空间实验室。
它的建设过程是先发射无人空间实验室，然后再通过运载火箭将载人飞船送入太空，与停留在轨道上的实验室实现对接，航天员带着规定的东西从飞船的附加段进入空间实验室开始工作。
美国在探讨微重力等天空特殊环境对真菌的细胞效应中，发现搭载飞船后的细胞质流速是地面参照物的110%。
在航天生物技术中，美国和前苏联捷足先登，早就发现了航天空间环境对生物的影响。
然而他们更多的把目光放在了空间医学的研究上，尤为考虑这种变异是否对宇航员造成什么方面的影响和对基础理论的探索，却忽视了航天科技发展中生物技术的应用。
第八章 诱变育种
二、诱变育种的类别
物理诱变和化学诱变 物理诱变主要指利用辐射，诱发基因突变或染色体变异。 物理诱变主要指利用辐射，诱发基因突变或染色体变异。辐 射是能量在空间传递的现象，可分为非电离辐射和电离辐 射是能量在空间传递的现象， 射。 化学诱变是应用有关化学物质诱发基因和染色体变异。 化学诱变是应用有关化学物质诱发基因和染色体变异。烷化 剂类、核酸碱基类似物及其他诱变剂。 剂类、核酸碱基类似物及其他诱变剂。
三、基因突变和表观异常变异
基因突变可分为自发突变和诱变突变。 基因突变可分为自发突变和诱变突变。 自发突变是指在自然状态下基因发生的突变。 自发突变是指在自然状态下基因发生的突变。由自然界各种辐 射、环境中的化学物质、DNA复制错误等原因引起。 环境中的化学物质、DNA复制错误等原因引起。 复制错误等原因引起 诱变剂：所有能诱发基因突变的因子。 诱变剂：所有能诱发基因突变的因子。 自然突变的频率是很低的，可用突变率来表示。 自然突变的频率是很低的，可用突变率来表示。 突变率指在一个世代中或其它规定的单位时间内， 突变率指在一个世代中或其它规定的单位时间内，一个细胞发 生某一突变事件的概率。 生某一突变事件的概率。
三、基因突变和表观异常变异
（一）点突变 单碱基对置换，也称点变。置换的方式有两种： 转换： 单碱基对置换，也称点变。置换的方式有两种：① 转换：一种嘌 呤转换了另一种嘌呤，或一种嘧啶置换另一种嘧啶； 颠换： 呤转换了另一种嘌呤，或一种嘧啶置换另一种嘧啶；② 颠换： 嘌呤和嘧啶之间的互换。 嘌呤和嘧啶之间的互换。 转换和颠换如发生在基因的蛋白质编码系列中根据基因转录和翻 译产生的蛋白质可把点突变分为三种： 译产生的蛋白质可把点突变分为三种： （1）同义突变：基因的蛋白质编码系列中发生单个碱基对的置 同义突变： 换突变，但没有改变最后产生的蛋白质的结构， 换突变，但没有改变最后产生的蛋白质的结构，这类突变称为 同义突变或中性突变。 同义突变或中性突变。
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空间诱变的生物学效应
空间诱变是指在太空环境中，生物体暴露于辐射、重力失重和其他空间环境条件下的变化。
这种变化可能对生物体的生物学产生多种效应。
1. 辐射效应：太空环境中的辐射包括宇宙射线、太阳辐射和宇航员活动产生的辐射等。
这些辐射会对DNA和其他细胞结构造成损伤，导致基因突变、染色体重排和细胞死亡等。
2. 重力效应：太空环境中的失重会导致生物体的生长和发育发生变化。
在重力缺失的环境下，生物体的骨骼、肌肉和其他组织系统可能受到明显影响，导致骨质疏松、肌肉萎缩和心血管功能下降等问题。
3. 代谢效应：太空环境中的微重力（低重力）状态可能影响生物体的新陈代谢过程。
许多实验表明，太空环境会导致细胞代谢活动的增加或减少，以及蛋白质合成和分解、能量利用等方面的重大改变。
4. 免疫效应：太空环境中的微重力和辐射对生物体的免疫系统产生影响。
实验发现，太空环境会使免疫系统的功能下降，容易导致疾病的发生和传播。
5. 生殖效应：太空环境对生物体的生殖能力也产生影响。
研究表明，太空环境中的辐射和微重力状态可能导致生殖细胞的DNA损伤、遗传突变和生殖功能障碍等。
综上所述，空间诱变的生物学效应包括DNA损伤、基因突变、组织功能下降、免疫力减弱和生殖障碍等。
这些效应对宇航员的健康和长期太空探索的可行性都带来了挑战。
因此，为了解决这些问题，科学家们进行了大量的研究来寻找适应太空环境的解决方案。