雜交水稻的遺傳學原理精選(九篇)
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第1篇：雜交水稻的遺傳學原理范文
（湖北省農業科學院糧食作物研究所，武漢 430064）
摘要：在雜交水稻制種中，高柱頭外露率不育系可有效提高雜交種產量，降低生產的單位成本，受到廣大種業公司的歡迎。因此，對水稻（Oryza sativa L．）柱頭外露率進行研究具有重要的意義和廣泛的市場需求。對近年來發表的在水稻柱頭外露率的遺傳和環境因子，以及高柱頭外露率水稻品系育種實踐的探索進行了綜述。
關鍵詞 ：水稻（Oryza sativa L．）；柱頭外露率；QTL
中圖分類號：S511；Q75 文獻標識碼：A 文章編號：0439－8114（2015）16－3841-03
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.16.001
收稿日期：2014－12－29
基金項目：湖北省農業科學院青年基金資助項目（2014NKYJJ27）
作者簡介：杜雪樹（1983－），男，湖北武漢人，助理研究員，碩士，主要從事水稻遺傳育種研究，（電話）027－87389224（電子信箱）duxueshu＠163．com。
在雜交水稻制種的長期生產實踐中人們發現，使用高柱頭外露率的不育系作為母本可以得到更高的雜交種產量。這是因為一方面柱頭外露率高的親本可以克服穎殼對花粉的遮蔽，使柱頭獲得更大的與花粉接觸的面積；另一方面，柱頭即使在開花當天沒有授粉，但因為柱頭外露，其在第二天甚至在以后若干天內仍有授粉的機會，并可能受精結實。田大成［1］的研究表明，柱頭外露的穎花其結實率平均為64．0％，而柱頭不外露的穎花其結實率平均僅為15．7％，是前者的1／4。而且水稻（Oryza sativa L．）總結實率的55.0％是依靠柱頭外露穎花在開花后的幾天授粉結實的。此外還有研究認為，柱頭外露率高的品種具有更高的柱頭活力［2］。因此，越來越多的水稻育種家把高柱頭外露率不育系的選育作為重要的研究目標之一。
1 水稻柱頭外露率的影響因子
1．1 花器性狀
柱頭外露與否取決于柱頭與穎花其他器官之間的相對關系。李陶等［3］研究認為，柱頭外露率與柱頭長、粒長、柱頭角度及子房長呈顯著正相關，與粒寬呈顯著負相關；各花器性狀對柱頭外露率直接效應的大小依次為柱頭角度、子房長、柱頭長、粒長、粒寬。Uga等［4］利用亞洲栽培稻Pei－kuh和野生稻W1944構建了一個重組自交系群體，研究發現柱頭外露率與柱頭長度、花柱長度、花藥長度、穎殼的最大張角及內外稃的長厚比呈顯著正相關，而與內外稃的厚度則呈顯著負相關。其在第5和第10染色體上各定位了一個柱頭外露率QTL，即qRES－5和qRES－10。其中與qRES－5相鄰的區間同時影響花藥長度、內外稃厚度和內外稃的長厚比，而qRES－10所在區間影響著內稃長度。其后Uga等［5］又利用5個遺傳群體對花器官的10個性狀進行了比較作圖，結果表明穎殼的主要性狀由少數幾個主效QTLs控制，而雌蕊和雄蕊的長度則由多個微效QTLs控制。
Yan等［6］研究了來自USDA水稻核心種質資源庫的90份微核心種質，發現柱頭單外露率、柱頭雙外露率和柱頭總外露率之間呈顯著正相關，且柱頭總外露率、柱頭單外露率與穎殼長度的相關性分別達到顯著和極顯著水平。賀立偉［7］以7個兩系不育系和7個三系不育系為材料，對它們的花器性狀和柱頭外露率進行了相關性和通徑分析。結果表明，柱頭外露率與柱頭跨度、穎花長、穎花長寬比和子房長度之間顯著相關，其他性狀對柱頭外露率有影響，但不顯著。
1．2 種間差異
栽培稻是由野生稻經過人工馴化而來。在馴化過程中，野生稻的天然異交結實率由100％降至栽培稻的2％～4％。Ying等［8］對2 065份非洲稻種資源的柱頭外露情況進行了考察，發現柱頭外露率由低到高依次為亞洲栽培稻（1．0％）、雜草型野生稻（20．0％）、巴蒂野生稻（34．8％）、非洲野生稻（54．9％）、長藥野生稻（85．7％）、斑點野生稻（100．0％）。李晨等［9］使用栽培稻桂朝2號和江西東鄉普通野生稻作為親本材料，構建了一個BC1群體，從中定位得到2個QTL，分別位于第5和第8染色體上，命名為qPEST－5和qPEST－8，其綜合貢獻率達到20％以上，增效基因來源于野生稻。
秈稻（Indiea）和粳稻（Japoniea）作為亞洲栽培稻（Oryza sativa L．）的2個主要類型，其在許多形態和生理性狀之間存在著顯著的差異。許克農等［10］對兩用核不育系進行了研究，發現總體上粳型不育系柱頭外露率要比秈型高。張戟等［11］為選育一定柱頭外露率的粳型不育系，使用秈型廣親和不育系培矮64和一個不具備柱頭外露性狀的單季晚粳品種雜交，卻發現在F2分離群體中粳型群體的柱頭外露率低于秈型群體。李文宏等［12］利用極低外露率的粳稻京系17和高柱頭外露率的秈稻窄葉青8號作為親本，構建了一個加倍單倍體群體，在該群體中對控制柱頭外露率的QTL進行分析，分別在第2、3染色體上檢測到2個控制水稻柱頭外露率的QTLs（qPES－2、qPES－3），其增效基因均來源于秈稻窄葉青8號。
1．3 環境因子
在雜交水稻制種過程中，水稻的柱頭外露率受外界環境影響較大，可通過合理施肥以及激素處理提高不育系的柱頭外露率，從而提高雜種產量。
呂凱等［13］用協早青A、珍汕97A等材料研究了肥料、激素及花調靈等不同施用水平對柱頭外露率的影響，發現即使在不缺肥的情況下于水稻幼穗分化五期前使用一定量的氮肥仍可大大提高水稻柱頭外露率。在始穗期施用較高濃度的赤霉素，也可使柱頭外露率得到一定程度的提高。田大成等［14］的研究表明，通過在水稻抽穗1％后1 d噴施赤霉素可顯著提高柱頭外露率，但噴施時機不當反而會造成柱頭外露率的下降。田大成［15］、朱英國［16］研究認為，赤霉素并不是直接提高柱頭外露率，而是通過使不育系莖稈伸長，減輕包頸程度，甚至恢復正常，以增強植株生長勢而實現的。噴施赤霉素后，不育系的柱頭外露率可以提高15％～20％。
Yu等［17］使用一個包含有186個株系的重組自交系群體在干旱脅迫和非干旱脅迫兩個不同條件下進行了2年的研究，通過一個包含有203個SSR標記的連鎖圖譜，在非干旱脅迫下發現了4個QTLs，干旱脅迫下發現了3個柱頭單外露率相關QTLs，分別位于第1、10、12染色體上；發現了4個雙柱頭外露率相關QTLs。研究發現，在干旱脅迫下水稻的柱頭外露率更低。
2 水稻柱頭外露的遺傳機理研究
2．1 水稻柱頭外露的遺傳調控
李陶等［3］利用8個不同的親本進行組合分析柱頭外露率，發現不同組合下的基因效應不同。在綜合分析了各個組合的遺傳效應后，指出水稻柱頭外露率是數量性狀，親本雜交后代都呈現出連續變異特征，且柱頭外露率主要受顯性效應影響，其次是加性效應，上位性效應影響較小。
雖然一般認為水稻柱頭外露率僅受核基因控制，不受胞質的影響，但王文明等［18］以珍秈97A（W型）、D汕A（D型）、K青A（K型）為胞質供體構建了3套同核異質系，對影響水稻異交性能的9個性狀的質核互作關系進行了分析。結果表明，胞質對柱頭總外露率、雙外露率同樣存在影響；不育胞質比正常胞質提高柱頭外露率效果顯著；在不育胞質中，K型胞質和D型胞質優于W型胞質。
可以看出，水稻的柱頭外露率是典型的數量性狀，由多個微效基因共同控制，存在胞質效應，受外界環境影響較大。
2．2 水稻柱頭外露率的QTL定位
作為一種重要的數量性狀，研究人員利用不同的分離群體，對水稻柱頭外露率進行了大量的QTL定位研究。截至2014年4月20日，Gramene網站上共登記柱頭外露率相關QTL 7個，分別位于第2、3、5、8染色體上。但從發表的文獻來看，實際已定位的QTL不止7個。
李文宏等［12］秈稻窄葉青8號和粳稻京系17構建的加倍單倍體（DH）群體在第2、3染色體上分別定位到控制水稻柱頭外露率的QTL：qPES－2和qPES－3；并發現柱頭外露率與單柱頭外露率的QTL在染色體上的位置相同，控制雙柱頭外露率的QTL只在第2染色體上檢測到。鄧應德等［19］用高柱頭外露率品種優ⅠB（秈稻）和低柱頭外露率品種糯5號（粳稻）構建F2群體，利用該群體檢測到了分別位于第2、5、8號染色體上的3個QTLs：qPES－2、qPES－5、qPES－8，其分別解釋了表型變異的10．1％、11．1％和9．0％。增效基因均來自于高柱頭外露率親本優ⅠB。馮玲玲等［20］在以高柱頭外露率的50S作為母本，低柱頭外露率的三系粳稻保持系連B作為父本構建的F2群體中，在第3、9、12染色體上分別檢測到qPES－3、qPES－9和qPES－12 3個控制柱頭外露率的QTL，其增效基因均來自50S。鄧應德等［21］使用柱頭外露率差異極顯著的Ⅱ－32B和岡46B構建定位群體，利用極端群體法篩選多態性標記，通過單標記分析法分析發現，位于第1染色體上的RM5310、第2染色體上的RM3188、第5染色體上的RM3437和RM31，以及第8染色體上的RM3395，這5個標記與柱頭外露率極顯著連鎖，對該群體柱頭外露率的貢獻率分別為4．63％、7．09％、13．65％、13．62％和4．83％。其中，位于第5染色體上的RM3437、RM31可能與同一個主效QTL連鎖，可用于分子標記輔助選擇水稻高柱頭外露率的不育系。尹成等［22］利用岳早秈6號和Ⅱ－32B構建的重組自交系，在第1、3、5、6、7、9染色體上共檢測到16個控制柱頭外露率的QTLs。其中，位于第1染色體RM472－RM12276和第9染色體RM278－RM107兩個區段中的QTLs，在2種表型的兩年重復數據中均能穩定地檢測到。這兩個區間中的QTLs對單株頭外露率和雙柱頭外露率的表型變異解釋為10．65％～35．72％和6．71％～21．99％ 。截至目前，水稻的12條染色體上均發現了控制柱頭外露率的QTL，但都不是主效QTL。
Yan等［6］利用108個SSR標記和1個Indel標記結合田間性狀，對USDA的90份微核心種質使用分子標記進行分型及連鎖分析，發現4個標記同單柱頭外露率相關，6個標記同雙柱頭外露率相聯，5個標記同總柱頭外露率有關。其中，位于第1染色體上標記RM5的位點在單柱頭外露率和雙柱頭外露率上均具有重要作用。
3 高柱頭外露率不育系的選育
在高柱頭外露率不育系的選育實踐中，水稻育種家們主要在兩個方面進行了嘗試。一是利用高柱頭外露率種質資源作為供體，通過回交將優良的目標性狀轉入受體親本中；二是通過將與有利于提高柱頭外露率相關的花器性狀聚合，從而獲得高柱頭外露率的品系。但從多年實踐來看，上述兩種途徑效果均不理想。武小金等［23］研究了不同群體改良方法對水稻柱頭外露率的改良效果，認為隨機多交有利于微效基因的累加和多個優良性狀的聚合，效果較為理想；而單純的混合選擇無法達到上述效果，且效果最差。
分子標記輔助選擇是提高選育高柱頭外露率品系的有效手段。Miyata等［24］以IR24為供體親本，Hoshinohikari和Koshihikari為輪回親本，通過分子標記輔助選擇將高柱頭外露率QTL qES3導入至Koshihikari背景中。獲得的近等基因系與Koshihikari相比，柱頭外露率提高了36％。
4 小結
從當前來看，定位的控制水稻柱頭外露率的QTL雖然較多，但都是初步定位，且一般對表型的貢獻率不超過15％。若要在育種實踐中較好地應用這些定位的QTL，一方面要進一步精細定位控制柱頭外露率的QTL，另一方面要將多個QTLs聚合在一起，才能產生較為理想的效果。此外，在全球氣候變暖的趨勢下，水稻抽穗揚花時的高溫對柱頭外露率的影響愈發顯著。所以在今后的工作中，更應重視高溫脅迫下柱頭外露性狀的研究。
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第2篇：雜交水稻的遺傳學原理范文
關鍵詞：創新型混合教學模式；自主性學習；研究性學習；遺傳學；
作者簡介：劉向東(1965-)，男，農學院，博士，教授，博士研究生導師。研究方向：水稻生殖發育遺傳和分子細胞學研究。
遺傳學是生物科學中一門最具活力、發展最迅速的理論科學，對探索生命起源和本質，以及推動整個生物科學的發展起著巨大的作用，同時又是一門緊密聯系生產實際的基礎應用科學，對動植物新品種選育、良種繁育和遺傳性疫病防治等都具有重要的指導作用。因此，該課程也就成為生物類、農學類和醫學類學生最重要的專業基礎課之一。國內外的相關大學都十分重視遺傳學的教學工作，并做了大量卓有成效的工作，包括教材編寫和教學方法改革等。就拿我國來講，不同版本的遺傳學教材不下10種，且多數是由遺傳學的名家主編；教學方法的改革與新型教學模式也層出不窮。[1，2，3，4，5，6，7，8]華南農業大學是遺傳學教學改革比較早的學校之一。從20世紀90年代至今，對農科類專業的遺傳學教學方法進行過多種改革。歸納起來，主要是進行了四個階段的四種改革：一是1997年至2001年間，改變原有單一粉筆教學的模式，利用電腦制作CAI課件，進行多媒體教學。從1997年開始編寫基于PPT的CAI課件，1999年試用PPT的多媒體教學，2000年在農學類專業中全面推行以PPT為主的課堂教學，取得一定的成績。遺傳學課程的主講教師劉向東也因此于2000年獲得廣東省“南粵優秀教師(講壇新秀)”稱號。二是進行“基于web-quest遺傳學教改試驗”，即“基于網上資源遺傳學自主性學習教改試驗”。于2001年至2003年間制作并完成了遺傳學教改試驗網站——《遺傳學》網站，2003年成功地應用于教學，以后結合所獲得的廣東省教育廳“151工程”項目開展“基于web-quest遺傳學教改試驗”，取得良好的效果。[4]作為該項改革的原創性教學資源網站——《遺傳學》網站于2007年獲得第二屆全國百佳網站(十佳學術類網站)，其改革成果也于2008年1月獲廣東省教育廳“151工程”項目課程改革獎(三等獎)。2001年至2004年期間還開展遺傳學綜合性實驗和雙語教學。[3]三是2003年至2006年間開展研究性、探索性的教改試驗。四是2006年至今在原來以單一或數種教改方法簡單結合的基礎上，提出較適合農科類學生的“創新型混合教學模式”遺傳學教改試驗。
一、“創新型混合教學模式”遺傳學教改試驗的教學理念和總體設計
進入21世紀后，隨著信息技術的迅速發展及其在教學上的廣泛應用，原有單一的多媒體教學已難以適應諸如遺傳學等迅速發展學科的教學需要了。為此，國外提出“混合式學習”概念(Blending-Learning)，[2]我國的浙江大學于2007年也提出“信息化環境下遺傳學課程混合教學模式”。[2]“混合式學習”是把傳統課堂教學的優勢和利用信息技術學習(E-Learning)的優勢相結合，從而達到發揮教師的引導作用、激發學生主動學習，以及培養學生能動性和創造性的目的。于2005年在農科類專業的遺傳學教學中引入混合式學習的方式，2006年在農科類專業的遺傳學教學中全面采用“混合教學模式”的教學方法，取得明顯成效。2007年對該教學方法以及之前的教學改革方法進行全面的總結，提出適合華南農業大學農科類專業的遺傳學教學的“創新型混合教學模式”遺傳學教學改革法。該法的教學理念體現在創新和“混合”兩個方面：創新要求教師在教學方法的改革上與時俱進，不斷發展創新，發展主要體現在教師應該根據學生情況的發展進行教學改革，具體來講，體現以人為本和科學改革；“混合”則要求教師在教學方法的采用上，不是采用單一的模式或幾種簡單方法的結合，而是靈活地應用多種教學方法，包括“基于web-quest(網上資源)自主性教與學”、研究性、探索性教學、教與學角色互換、綜合性實驗和雙語教學等多種教學方法，并把這些方法整合成有機的整體，特別是“以問題為中心”的教法貫穿整個教學過程，形成適應不同年級和專業學生的教與學模式。
二、“創新型混合教學模式”遺傳學教改試驗的實施步驟
根據“創新型混合教學模式”遺傳學教改試驗的總體設計，主要按照六個步驟(方式)進行：
第一步。框架式引導教學。在介紹框架前，首先讓學生了解什么是遺傳學？遺傳學研究什么？學習遺傳學有什么用？然后介紹遺傳學課程內容的框架，即包括哪些章節等。為了便于學生了解掌握，我們把遺傳學分成7個單元，即：遺傳學的細胞學基礎，經典遺傳學(即遺傳學三大規律)，細胞遺傳學基礎(即染色體結構和數目變異)，微生物遺傳學基礎(細菌和病毒的遺傳)，分子遺傳學基礎(基因概念的發展、基因組結構特征、DNA分子標記及應用、基因組學、后基因組學和生物信息學基礎)，細胞質遺傳學基礎，數量和群體遺傳學基礎。這樣，學生對遺傳學的結構就有一個大概的了解，學習也就有了方向性。
第二步。教師以問題為中心，講授課程重點內容。先是提出問題，然后著重介紹有關的重要名詞、基本原理、實(試)驗推導、解釋、驗證和應用等。比如在講授孟德爾遺傳規律時，先提出性狀是如何遺傳的問題，然后介紹孟德爾著名的遺傳試驗、所獲的結果、結果假設、分析、解釋和進行合乎性驗證等，最后歸納為雜交試驗、結果分析和驗證三部曲等。對于一些發展較快的知識(領域)，如分子遺傳等適當地采用雙語教學，要求學生掌握有關的英語名詞，幫助他們能自己查閱一些有關的英文文獻。
第三步。教與學角色的互換，引導學生進行主動性、自主性學習。具體做法是講完每個單元，要求學生自己出試題考察學習效果，出題的形式不拘一格。學生所出的試題交給老師匯總后，選擇其中的一些題目作為期中考試和期未考試試卷的部分內容。期中考試的題目全部選自學生自己出的題，考試采用三種方式：一是抽樣混合試題，即每個學生出的題目抽1-2題，集中成一份試卷，全部學生參加考核；二是交換題目彼此考查，一個學生用另一個學生出的考題考核；三是自考，學生自己出題自己考。這種教與學角色互換的方法得到學生的充分肯定。調查發現，90%以上的學生認為自己出題比純粹由教師出題難，學習效果更好，如果沒有真正掌握有關的內容是出不了好題目的。通過出題使學生從被動學習轉入主動學習，調動了學習的積極性，增加學習的興趣，而且使學生善于提煉問題和進行舉一反三的思考，拓寬了思路。當然為了讓學生出好題，教師開始需要做一些引導，告訴他們出題的技巧。另外，也要鼓勵他們出有創意(新)的題目，通過出創意(新)題目，不但可以培養學生的創新精神，在一定程度上也培養了其應變能力。為了更好地通過考試來培養學生的創新能力，我們對期末考試也進行了較大的改革，比如出一些讓學生分析遺傳學現象、總結和闡述遺傳規律的主觀性題目，培養其透過自然界的現象探尋生命的遺傳本質的能力。
第四步。選擇性開展Web-quest的自主性學習。根據之前改革已取得的經驗，主要是選擇近年來發展較快的一些遺傳學內容(如基因工程等)開展基于Web-quest的自主性學習。基本做法是以已制作的《遺傳學》網站為依托，按照以下的步驟進行：(1)教師引導學習，教授遺傳學章(節)重點內容(框架)；(2)學生利用《遺傳學》網站進行網上自主學習和討論；(3)教師提問；(4)教師講解重要問題(包括疑難問題)；(5)學生開展網上測試、延伸自主學習和論壇活動；(6)學生展示延伸學習的成果和體會；(7)教師總結。期間為了增加學生學習的積極性，在學生查閱文獻時，如果找到一些有關遺傳學最新進展和動態的資料，鼓勵學生濃縮寫成快訊在《遺傳學》網站交流，使他們有成就感，進一步增加主動和自主學習的興趣和積極性。
第五步。自愿性的研究性學習。主要采用三種方式：一是結合研究生的研究工作，選擇一些與遺傳學課程內容關系較密切的內容，讓學生分組在研究生指導下開展小實驗。比如，實驗室每年都有多個研究生開展DNA分子標記研究，鼓勵有興趣的學生與研究生一起開展有關的實驗，包括DNA提取、PCR擴增和電泳等。通過短期的研究，一方面加深學生對遺傳學基本原理的理解，另一方面也培養學生的動手能力和應用知識的能力。由于這種方式所需的時間相對較短，結果容易得到，與一般的實驗教學相比，前者較為靈活、有創意、成本相對較低，所以學生普遍較歡迎。二是采用通常的研究性教學，即讓學生根據興趣，分組選擇一個與遺傳學相關的研究小課題，獨立組織和開展研究工作，應該說，這個方式效果很好，[9][10]但往往在遺傳學上課期間難以完成，在一定程度上影響效果。三是結合畢業論文工作開展研究性的學習。[11]具體做法是在學習遺傳學課程的主要內容后，在指導教師的引導下，讓學生選擇一個與遺傳學內容有關的題目作為畢業論文。為了有效地進行此項的研究性學習，抓住兩個關鍵問題：一是畢業論文開始的時間安排在遺傳學課程修讀期間。遺傳學課程修讀的時間一般是在大學三年級上學期，也把畢業論文開始時間安排在該學期，這樣就可以讓學生通過邊學遺傳學課程邊發現與遺傳學有關的問題。課程結束前，在教師的引導下，選擇一個與遺傳學知識有關，而學生本人又有興趣的題目，開展畢業論文的研究工作。由于畢業論文一直要做到四年級下學期，歷時2年時間，所以，可以深入開展一些與遺傳學有關的研究工作。二是處理好遺傳學主講教師和畢業論文指導教師的關系。其中最佳方案遺傳學主講教師既是遺傳學課程的教師，同時又是畢業論文的指導教師，這樣不但可以達到研究性教學的目的，也可以保證畢業論文能順利完成。如果兩者不一致，就需要遺傳學的主講教師與畢業論文的指導教師進行協調商討確定。為了更好地開展研究性學習，結合研究性同時開展相關的綜合性實驗。
第六步。采用融會貫通式、生動活潑的課程大總結。一是理論總結，通過以“可遺傳變異的類型、創造方法、基本原理、應用和意義”為主脈把所有單元的內容有機聯系在一起，形成該課程的系統性；另外是以“遺傳與健康(疾病)”為專題講座進行形象生動的總結，通過“遺傳病”提出一條主線，把遺傳學各章節的內容串在一起。二是實踐總結，主要是利用我們擁有的國家級重點學科作物遺傳育種和廣東省植物分子育種重點實驗室的100多畝校內實驗基地，在每學期課程學習結束后帶學生到該基地進行參觀和實習。由于該基地每年種植(早晚兩季)的材料很豐富，包括有20多個野生稻種、2000多份不同類型的野生稻居群、各種突變體、雜種后代和特殊的遺傳材料(如單片段代換系等)等，可以讓學生對遺傳學研究的物質實體和研究內容有較好的直觀認識，并在實際中進行總結。比如，通過參觀各種野生稻和栽培稻，讓學生認識基因型與表現型的關系，以及遺傳的多樣性；通過觀察各種分離世代的材料，讓學生認識三大遺傳規律；通過參觀同源四倍體水稻，讓學生認識染色體數目變異的遺傳效應；通過參觀水稻單片段代換系和分子標記輔助選擇的后代，讓學生深入認識分子遺傳學的有關知識；通過參觀三系和二系雜交稻，讓學生認識細胞質遺傳學和生殖遺傳學的有關問題。通過參觀田間不同世代材料，讓學生認識許多數量遺傳學和群體遺傳學的問題。實踐證明，采用以上方法的總結，不但讓學生對遺傳學有了直觀、生動的認識，而且使學生接近自然、接近科學研究的第一線，豐富了教學的內容，達到了既教書又培養學生科學研究的思想和興趣的目的，深受學生的歡迎。
三、“創新型混合教學模式”遺傳學教改試驗的成效分析
為了評估“創新型混合教學模式”遺傳學教改試驗的效果，2006和2007年先后對其中180名參加試驗改革的學生進行匿名問卷調查，發現92.87%的學生認為“創新型混合教學模式教學改革”可激發其學習興趣，提高主動性；91.69%的學生認為可提高自學能力；93.37%的學生認為有助于基本知識的理解和應用；93.66%的學生認為擴大了知識面；91.95%的學生認為可培養學生獨立思考問題的能力；91.55%的學生認為知識收集、加工、處理能力得到提高；92.14%的學生認為提高了綜合能力；91.12%的學生認為充分運用了計算機等信息技術；90.53%的學生認為有助于學習者相互學習。與之前采用單一模式或簡單幾種方法的效果相比較，“創新型混合教學模式”在以上每項指標的得分均比之前的方法高出10%左右。除了以上量化的結果外，還得到參試學生的書面評價，其中絕大多數的學生給予高度評價，比如有學生認為，“創新型混合教學模式”“使原本深奧的遺傳學變得簡單，使同學們在活躍的氛圍中掌握了遺傳學的基本知識”；“使學生綜合和創新能力得到提高”；“能啟發學生的思維、激發學習遺傳學的興趣、增強探索的欲望”；等等。這些結果充分說明我們的改革是成功的，有進一步推廣的價值。
第3篇：雜交水稻的遺傳學原理范文
高一的新鮮過了，距離高考尚遠，最容易玩的瘋、走的遠的時候。導致：心理上的迷茫期，學業上進的緩慢期，自我約束的松散期，易誤入歧路，大浪淘沙的篩選期。因此，直面高二的挑戰，認清高二，認清高二的自己，認清高二的任務，顯得意義十分重大而迫切。下面好范文小編為你帶來一些關于高二生物下學期期末試題及答案，希望對大家有所幫助。
期末試題1一、選擇題(本大題共30小題，每小題2分，共60分)
1.下列各組中屬于相對性狀的是()
A.玉米的黃粒和圓粒B.家雞的長腿和毛腿
C.綿羊的白毛和黒毛D.豌豆的高莖和豆莢的綠色
2.豌豆在自然狀態下是純種的原因是()
A.豌豆品種間性狀差異大B.豌豆先開花后授粉
C.豌豆是閉花自花授粉的植物D.豌豆是自花傳粉的植物
3.下列敘述正確的是()
A.純合子測交后代都是純合子B.純合子自交后代都是純合子
C.雜合子自交后代都是雜合子D.雜合子測交后代都是雜合子
4.羊的毛色白色對黑色為顯性，兩只雜合白羊為親本，接連生下了3只小羊是白羊，若他們再生第4只小羊，其毛色()
A.一定是白色的B.是白色的可能性大
C.一定是黑色的D.是黑色的可能性大
5.基因分離定律表明，雜合子()
A.不能穩定遺傳，自交后代有性狀分離
B.不能穩定遺傳，自交后代無性狀分離
C.能穩定遺傳，自交后代有性狀分離
D.能穩定遺傳，自交后代無性狀分離
6.下列屬于等位基因的是()
A.A與bB.Y與yC.E與ED.f與f
7.下列各基因型中，屬于純合體的是()
A.YyRrCcB.AAbbccC.aaBbccD.aaBBCc
58.現有高莖(T)無芒(B)小麥與矮莖無芒小麥雜交，其后代中高莖無芒：高莖有芒：矮莖無芒：矮莖有芒為3：1：3：1，則兩個親本的基因型為()
A.TtBb和ttBbB.TtBb和TtbbC.TtBB和ttBbD.TtBb和ttBB
9.落花生的厚殼對薄殼，紫種皮對紅種皮為兩對相對性狀，現有厚殼紫種皮與薄殼紅種皮落花生雜交，F1全為厚殼紫種皮。
在F2中，能夠穩定遺傳的薄殼紫種皮落花生為3966株，則能穩定遺傳的厚殼紅種皮落花生的株數大約為()
A.1322B.1983C.3966D.7932
10.果蠅的體細胞含有4對染色體.假如每對染色體上各有一對雜合的基因,且等位基因間都具有顯隱性關系,在果蠅形成的卵細胞中,全部都是顯性基因的配子出現的幾率是()
A.1/2B.1/4C.1/8D.1/16
11.下列各雜交組合中，屬測交的一組是：()
A.Aabb×aaBBB.AaBb×AaBbC.AABb×aaBbD.AaBb×aabb
12.基因型為AABBCC與aaBBcc的小麥進行雜交，這三對等位基因分別位于非同源染色體上，F1雜種形成的配子種類數和F2的基因型種類數分別()
A.4和9B.4和27C.8和27D.32和81
13.孟德爾的兩對相對性狀的遺傳實驗中，具有1：1：1：1比例的是()
①F1產生配子類型的比例②F2表現型的比例③F1測交后代類型的比例
④F1表現型的比例⑤F2基因型的比例
A.②④B.①③C.④⑤D.②⑤①14.已知一玉米植株的基因型為AABB，周圍雖生長有其他基因型的玉米植株，但其子代不可能出現的基因型是()
A.AABBB.AABbC.aaBbD.AaBb
15.能夠產生YyRR、yyRR、YyRr、yyRr、Yyrr、yyrr六種基因型的雜交組合是()
A.YYRR×yyrrB.YyRr×yyRr
C.YyRr×yyrrD.YyRr×Yyrr
16.哺乳動物卵細胞形成的場所是()
A.卵巢B.輸卵管
C.子宮D.-
17.減數-過程中，染色體的行為變化順序是()
A.復制分離聯會-B.聯會復制分離-
C.聯會分離復制-D.復制聯會分離-
18.與有絲-相比較，減數-所特有的是())
A.DNA分子的復制B.著絲點的-
C.染色質形成染色體D.出現四分體
19.細胞內沒有同源染色體的是()
A.體細胞B.精原細胞
C.初級精母細胞D.次級精母細胞
20.在下圖中屬于次級卵母細胞繼續-過程中染色體平均分配示意圖的是()
21.右圖為某高等哺乳動物的一個細胞示意圖，該細胞屬于)
A.卵原細胞B.初級卵母細胞C.次級卵母細胞D.卵細胞
22.在卵細胞形成過程中，卵原細胞、初級卵母細胞、次級卵母細胞和極體細胞比例()
A.1：1：2：4B.1：1：1：2C.1：1：2：2D.1：1：1：3
23.下圖是某種生物的細胞，根據圖中染色體類型和數目，來自同一個次級精母細胞
A.①③B.②⑤C.①④D.③④
24.某動物卵原細胞有6條染色體，在初級卵母細胞中出現著絲點數和四分體數分別是
A.6和12B.6和3C.12和6D.12和12
25.中的染色體數目與下列哪一項的染色體數目相同()
A.初級精母細胞B.減數第二次-中期的細胞
C.精原細胞D.體細胞
26.某生物的基因組成如圖，則它產生配子的種類及它的一個卵原細胞產生卵細胞的種類分別是()
A.4種和1種B.4種和2種C.4種和4種D.8種和2種
27.性染色體存在于()
A.B.卵細胞C.體細胞D.以上三種細胞
28.已知小麥抗銹病是由顯性基因控制，讓一株雜合子小麥自交得F1，淘汰掉其中不抗銹病的植株后，再自交得F2，從理論上計算，F2中不抗銹病占植株總數的()
A、1/4B、1/6C、1/8D、1/16
29.基因分離規律的實質是()
A.子二代出現性狀分離B.子二代性狀的分離比為3：1
C.測交后代性狀的分離比為3：1D.等位基因隨同源染色體的分開而分離
30.水稻的非糯性對糯性為顯性，將純非糯性品種與糯性品種雜交得F1，取F1的花粉用碘液染色;凡非糯性花粉呈藍色，糯性花粉呈棕紅色，在顯微鏡下觀察這兩種花粉的微粒，非糯性與糯性的比例為()
A、1:1B、1:2C、2:1D、不成比例
二、非選擇題(4大題，共40分)
31.(12分)番茄中紅果、黃果是一對相對性狀，D控制顯性性狀，d控制隱性性狀，如下圖所示，根據遺傳圖解回答下列問題：
(1)紅果、黃果中顯性性狀是?_____________
(2)F1紅果的基因型是?_______，F2紅果的基因型及比例是?____________________
(3)P的兩個個體的雜交相當于___________。
(4)F1黃果植株自交后代表現型是___________，基因型是__________。
32.(8分)下圖為某家族白化病(皮膚中無黑色素)的遺傳系譜，請據圖回答(相關的遺傳基因用A、a表示)
(1)該病是由性基因控制的。
(2)Ⅰ3和Ⅰ4都是正常，但他們有一兒子為白化病患者，這種現象在遺傳學上稱為
(3)Ⅱ3是雜合體的機率是。
(4)Ⅲ?是白化病的概率是。
33.(10分)人體手指交疊時，右拇指疊上為顯性(R)，左拇指疊上為隱性(r);
多指為顯性(B)，正常指為隱性(b)。一個多指、左拇指疊上的男人與一個正常指、右拇指疊上的女人婚配，生了一對雙胞胎，其中一個為多指、左拇指疊上的男孩，另一個為正常指、右拇指疊上的女孩。
(1)寫出這對夫婦的基因型。父：???__________、母：____________。
(2)寫出這對雙胞胎的基因型。男孩：__________、女孩：_________。
(3)假如這對夫婦再生一個孩子，表現型為正常指、左拇指疊上的男孩的概率是_____。
34.(10分)下圖是表示某種生物個體內的三個正在進行-的細胞，請據圖回答下列問題
(1)判斷三圖各屬于時期：甲圖表示______________-______期細胞。圖中有染色體_______條，DNA分子______個;在其上一時期有四分體______個。
(2)乙圖中有同源染色體______對，其子細胞為_________。
(3)丙圖細胞-形成的子細胞為__________________________________。
(4)該種生物體細胞中染色體_______條(5)三圖中含染色單體的是_________。
期末試題2一、選擇題(每小題只有一個正確答案，每小題1分，共計50分)
1、在基因工程中，科學家所用的“剪刀”、“針線”和“運載體”分別是指()
A、大腸桿菌病毒、質粒、DNA連接酶B、噬菌體、質粒、DNA連接酶
C、限制酶、RNA連接酶、質粒D、限制酶、DNA連接酶、質粒
2、人們常選用的細菌質粒分子往往帶有一個抗菌素抗性基因，該抗性基因的主要作用是()
A、提高受體細胞在自然環境中的耐藥性B、有利于對目的基因是否導入進行檢測
C、增加質粒分子的分子量D、便于與外源基因連接
3、有關基因工程的敘述正確的是()
A、限制酶只在獲得目的基因時才用B、重組質粒的形成在細胞內完成
C、質粒都可作運載體D、蛋白質的結構可為合成目的基因提供資料
4、下列關于各種酶作用的敘述，不正確的是()
A、DNA連接酶能使不同脫氧核苷酸的磷酸與脫氧核糖連接
B、RNA聚合酶能與基因的特定位點結合，催化遺傳信息的轉錄
C、一種限制酶能識別多種核苷酸序列，切割出多種目的基因
D、胰蛋白酶能作用于離體的動物組織，使其分散成單個細胞
5、一般來說，動物細胞體外培養需要滿足以下條件()
①無毒的環境②無菌的環境③合成培養基需加血漿④溫度與動物體溫相近⑤需要02，不需要C02⑥C02能調培養液pH
A、①②③④⑤⑥B、①②③④C、①③④⑤⑥D、①②③④⑥
6、離體的植物組織或細胞在適當培養條件下發育成完整的植株，離體動物體細胞卻沒有發育成動物的成熟個體，原因是()
A、動物細胞內沒有成套的遺傳物質
B、動物細胞的全能性隨分化程度提高而受到限制，分化潛能變弱
C、動物細胞的細胞核太小
D、動物細胞的全能性低于植物細胞
7、關于動物細胞培養的錯誤敘述是()
A、用于培養的細胞大都取自胚胎或幼齡動物的器官或組織
B、將所取的組織先用胰蛋白酶等進行處理使其分散成單個細胞
C、在培養瓶中要定期用胰蛋白酶使細胞從瓶壁上脫離，制成懸浮液
D、動物細胞培養只能傳50代左右。所培育的細胞會衰老死亡
8、科學家用小鼠骨髓瘤細胞與B淋巴細胞融合，得到雜交細胞，經培養可產生大量的單克隆抗體，所用的B淋巴細胞是來自()
A、骨髓的B淋巴細胞B、脾臟的能產生抗體的B淋巴細胞
C、胸腺的B淋巴細胞D、脾臟經過篩選的，能產生單一抗體的B淋巴細胞
9、下列過程中，沒有發生膜融合的是()
A、植物體細胞雜交B、受精過程C、氧進入細胞中的線粒體D、效應B細胞產生抗體
10、阻礙番茄和馬鈴薯有性雜交的原因是()
A、細胞壁B、生殖隔離C、生殖方式不同D、生存的土壤不同
11、在植物組織培養過程中，愈傷組織的形成和形態發生是十分關鍵的一步。
而這除需要必備的營養和一些刺激因素外，還需要有起誘導作用的物質，它是()
A、銅、鋅等微量元素B、細胞-素和生長素C、蔗糖和葡萄糖D、維生素和氨基酸
12、下列有關克隆綿羊“多利”的說法正確的是()
①“多利”的誕生屬無性繁殖②“多利”的誕生采用了核移植技術③“多利”的誕生采用了胚胎移植技術④“多利”的誕生采用了細胞融合技術⑤動物細胞培養是整個技術的基礎⑥“多利”的誕生采用了胚胎分割技術
A、①②④⑤⑥B、①②③④⑥C、①②③⑤D、①②③④⑤
13、動物細胞培養中胰蛋白酶所起的作用是()
A、消化細胞膜易于融合B、分解培養基的蛋白質供給細胞營養
C、使組織分散成單個細胞D、用于細胞內物質的分解
14、動物細胞培養的特點是()
①細胞貼壁②有絲-③分散生長④接觸抑制⑤減數-⑥原代培養一般傳代1～10代
A、①②④⑥B、②③④⑤C、①③④⑥D、③④⑤⑥
15、單克隆抗體與血清抗體相比，優越之處在于()
A、單克隆抗體能夠制成“生物導彈”B、單克隆抗體可以在體外制備
C、單克隆抗體的特異性強、靈敏度高，產量也大大高于血清抗體D、單克隆抗體的制備過程簡單
16、以下四種生物工程技術中培育出的新個體，只有一個親本遺傳性狀的是()
A、植物組織培養B、細胞融合C、動物胚胎移植D、細胞核移植
17、下列能正確表示高等動物胚胎發育順序的是()
A、受精卵卵裂原腸胚囊胚組織器官分化幼體
B、卵卵裂原腸胚組織器官分化幼體
C、受精卵桑椹胚原腸胚幼體
D、受精卵桑椹胚囊胚原腸胚幼體
18、下列有關動物胚胎移植的敘述中，錯誤的是()
A、受孕母畜體內的早期胚胎能夠移植B、受體母畜必須處于與供體母畜同步的狀態
C、超數排卵技術要使用一定的激素D、試管嬰兒的受精及胚胎發育過程在試管內完成-kb1.com
19、關于受精過程的敘述錯誤的是()
A、獲能后的與卵子相遇后，釋放頂體酶穿過透明帶進入放射冠
B、透明帶反應是防止多精入卵的第一道屏障
C、與卵黃膜相互融合，入卵
D、雄原核形成的同時，卵子完成第二次減數-
20、胚胎工程的最終技術環節是()
A、細胞融合B、體外受精C、胚胎移植D、胚胎分割
21、獲能所利用的化學物質可以是()
A、一定濃度的肝素B、一定濃度的ATPC、一定濃度的葡萄糖D、一定濃度的血清
22、哺乳動物受精過程中，釋放的酶是()
A、溶菌酶B、蛋白酶C、頂體酶D、獲能酶
23、變形時，線粒體集中在尾基部的原因解釋是()
A、釋放頂體酶發生透明帶反應B、產生能量促進運動
C、有利于質基因進入受精卵D、受細胞核的擠壓形成
24、有關卵巢的敘述正確的是()
A、所有細胞都進行減數-B、所有細胞都可以見到染色體
C、有的細胞進行有絲-D、所有細胞的遺傳物質都相同
25、所謂“實質性等同”是指()
A、轉基因農作物中的成分完全沒發生改變
B、轉基因農作物中的部分成分沒發生改變
C、轉基因農作物中只要某些重要成分沒有發生改變，就可以認為與天然品種“沒有差別”
D、“實質性等同”是對轉基因農作物安全性的最終評價
26、下列關于轉基因生物與環境安全的敘述錯誤的是()
A、重組的微生物在降解污染物的過程中可能產生二次污染
B、種植抗蟲棉可以減少農藥的使用量，對環境沒有任何負面影響
C、如果轉基因花粉中有毒蛋白或過敏蛋白，可能會通過食物鏈傳遞到人體內
D、轉基因生物所帶來的環境安全問題是可以解決的
27、下列哪項不是解決基因歧視的正確方法()
A、通過正確的科學知識傳播和-道德教育B、杜絕基因檢測
C、保護個人遺傳信息隱私權D、建立完善的法規，通過立法解決
28、生態經濟所遵循的主要原則和實現的重要手段分別是()
A、循環經濟和生態工程B、整體性原則和生態工程
C、循環經濟和工程學手段D、無污染原則和生態工程
29、生態系統內即使某個物種由于某種原因而死亡，也會很快有其他物種占據它原來的生態位置，從而避免了系統結構或功能的失衡。
這體現了生態工程的什么原理()
A、協調與平衡原理B、物種多樣性原理C、物質循環再生原理D、整體性原理
30、豆科植物和固氮菌互利共生，當把它們分開時，兩者的生長都要受到損害，這體現了生態工程的什么原理()
A、系統結構功能的原理B、整體性原理C、系統整體性原理D、協調與平衡原理
31、下列關于利用胚胎工程技術繁殖優質奶羊的敘述.錯誤的是()
A、對受體母羊與供體母羊進行同期處理
B、人工授精后的一定時間內，收集供體原腸胚用于胚胎分割
C、利用胚胎分剖技術可以獲得兩個基因型完全相同的胚胎
D、一次給受體母羊植入多個胚胎.可增加雙胞胎和多胞胎的比例
32、老年癡呆癥患者的腦血管中有一種特殊的β一淀粉樣蛋白體，它的逐漸積累可能導致神經元損傷和免疫功能下降。
某些基因的突變會導致β一淀粉樣蛋白體的產生和積累。下列技術不能用于老年癡呆癥治療的是()
A、胚胎移植技術B、胚胎干細胞技術C、單克隆抗體技術D、基因治療技術
33、下列關于轉基因植物的敘述，正確的是()
A、轉入到油菜的抗除草劑基因，可能通過花粉傳入環境中
B、轉抗蟲基因的植物.不會導致昆蟲群體抗性基因頻率增加
C、動物的生長激素基因轉入植物后不能表達
D、如轉基因植物的外源基因來源于自然界，則不存在安全性問題
34、下列敘述符合基因工程概念的是()
A、B淋巴細胞與腫瘤細胞融合，雜交瘤細胞中含有B淋巴細胞中的抗體基因
B、將人的干擾素基因重組到質粒后導入大腸桿菌，獲得能產生人干擾素的菌株
C、用紫外線照射青霉菌，使其DNA發生改變，通過篩選獲得青霉素高產菌株
D、自然界中天然存在的噬菌體自行感染細菌后其DNA整合到細菌DNA上
35、在用基因工程技術構建抗除草劑的轉基因煙草過程中，下列操作錯誤的是()
A、用限制性核酸內切酶切割煙草花葉病毒的核酸
B、用DNA連接酶連接經切割的抗除草劑基因和載體
C、將重組DNA分子導入煙草原生質體
D、用含除草劑的培養基篩選轉基因煙草細胞
36、在下列選項中，沒有采用植物組織培養技術的是()
A、利用秋水仙素處理萌發的種子或幼苗，得到多倍體植株
B、利用花藥離體培養得到單倍體植株
C、利用基因工程培育抗寒的番茄植株
D、利用細胞工程培育“番茄—馬鈴薯”雜種植株
37、下列屬于植物細胞工程實際應用的是()
①制造人工種子②培育抗鹽植物③制作“生物導彈”④培育單倍體⑤生產脫毒植株
A、①②③④B、①③④⑤C、①②④⑤D、②③④⑤
38、在細胞工程中，需要利用細胞的全能性，下列細胞中全能性的是()
A、胡蘿卜的韌皮部B、水稻的花粉C、綿羊的乳腺細胞D、大白鼠的受精卵
39、胚胎干細胞是從時期胚胎或原始性腺中分離出來的一類細胞。
它在基礎生物學、畜牧學和醫學上都具有十分重要的應用價值。下列關于其說法不正確的是()
A、用于治療人類的某些頑癥B、可用于培育人造組織器官
C、是研究體外分化的理想材料D、可利用它通過有性生殖繁殖后代
40、細胞工程技術是一門綜合科學技術，下列哪項技術不屬于細胞工程()
A、有性雜交B、體細胞雜交C、組織培養D、細胞核移植
41、已知某種限制性內切酶在一線性DNA分子上有3個酶切位點，如圖中箭頭所指，如果該線性DNA分子在3個酶切位點上都被該酶切斷，則會產生a、b、c、d四種不同長度的DN-段。
現有多個上述線性DNA分子，若在每個DNA分子上至少有一個酶切位點被該酶切斷，則理論上講，經該酶酶切后，這些線性DNA分子最多能產生長度不同的DN-段種類數是()
A、3B、4C、9D、12
42、為獲得純合高蔓抗病番茄植株，采用了下圖所示的方法：圖中兩對相對性狀獨立遺傳。
據圖分析，不正確的是()
A、過程①的自交代數越多，純合高蔓抗病植株的比例越高
B、過程②可以任取一植株的適宜花藥作培養材料
C、過程③包括脫分化和再分化兩個過程
D、圖中篩選過程不改變抗病基因頻率
43、改良缺乏某種抗病性的水稻品種，不宜采用的方法是()
A、誘變育種B、單倍體育種C、基因工程育種D、雜交育種
44、下列關于細胞工程的敘述，錯誤的是()
A、電刺激可誘導植物原生質體融合或動物細胞融合
B、去除植物細胞的細胞壁和將動物組織分散成單個細胞均需酶處理
C、小鼠骨髓瘤細胞和經抗原免疫小鼠的B淋巴細胞融合可制備單克隆抗體
D、某種植物甲乙兩品種的體細胞雜種與甲乙兩品種雜交后代的染色體數目相同
45、下列關于植物組織培養的敘述中，錯誤的是()
A、培養基中添加蔗糖的目的是提供營養和調節滲透壓
B、培養中的生長素和細胞-素影響愈傷組織的生長和分化
C、離體器官或組織的細胞都必須通過脫分化才能形成愈傷組織
D、同一株綠色開花植物不同部位的細胞經培養獲得的愈傷組織基因相同
46、下列關于生態工程的敘述，不正確的是()
A、生態工程研究的對象是社會—經濟—自然復合生態系統
B、“退耕還林”、“退耕還草”屬于生態工程的內容
C、生態工程應遵循“整體、協調、循環、再生”的原則
D、實施生態工程的目的是環境保護
47、下列哪一項措施最可能與人類的可持續發展原則不相符()
A、森林的采伐量小于生長量B、人工魚塘生產者的能量小于消費者的能量
C、農田從收獲中輸出的氮素多于補充的氮素D、農田施用的無機氮多于生物固定的氮素
48、下列關于小流域綜合治理生態工程的敘述，錯誤的是()
A、該工程的主要目的是治理水流域的水土流失問題
B、該生態工程運用了整體性原理、協調與平衡原理、物質循環再生原理以及工程學原理
C、該生態工程針對不同的地形采取不同的措施
D、該生態工程做到了經濟效益與生態效益的統一
49、下列有關生物-的說法不正確的是()
A、生命科學的發展必須接受生物-的規范和制約
B、實施生命科學研究必須遵循：自主、不傷害、善行和公正的原則
C、關注生物-問題，就是完全限制生命科學的發展
D、對于生物技術應科學地控制，合理地使用，使它的發展對人類最有益
50、無廢棄物農業與石油農業相比，其主要優點是()
A、生產效率高，產品種類多B、物質循環利用，對環境的破壞性很小
C、以石油、煤等原料為動力，生產效率高D、生物多樣性程度高，環境承載力大
第II卷(非選擇題每空1分，共40分)
51、(8分)下圖為牛胚胎移植的基本程序，請據圖回答：
(1)圖中a、b、c過程分別是指____________、________________、__________
(2)在胚胎移植過程中，供、受體母牛選擇好后，要用激素進行處理,這樣處理的原因是供體和受體-官的生理變化相同，為胚胎移入受體提供了相同的生理環境，以保證移植的胚胎能夠繼續正常發育。
(3)為了提高牛胚胎的利用率，常采取的方法是________，處理的時期是_______期和_____期
(4)從哺乳動物早期胚胎或原始性腺中分離出來的細胞，稱為ES或EK細胞。這類細胞的形態特征有______________________
52、(7分)2003年5月以來,美國中西部有三個州接連爆發神秘疾病,19名病人突然出現發燒,咳嗽和皮疹等癥狀.美國-初步判定是一種西半球罕貝病毒——"猴痘"作怪。
為此某同學設計了一個生產猴天花抗體的實驗方案(如下圖,①為先將抗原注入小鼠體內,獲取產生單一抗體的B淋巴細胞的過程)。據圖回答問題:
(1)圖中②為過程,在這一過程中,常用作誘導劑。所形成的雜交瘤細胞繼承了雙親細胞的遺傳物質,能表現出的特性。
(2)圖中的步驟③到步驟④應該實現的目的是
(3)猴天花抗體最終可從和中提取
(4)通過上述方式生產的抗體,化學性質單一,特異性強,在生物學上被稱之為
53、(11分)下圖是植物組織培養的簡略表示。
據此回答：
①——②——③——④
(1)①表示_____________，它能被培養成為④的根本原因是。
(2)②表示，它與①相比分化程度，全能性。
(3)若想制作人工種子，應該選用(填編號)。
(4)若①是花藥，則④是_________________，繼續對其使用處理可獲得植株，該過程稱為__________________。
(5)若利用此項技術制造治療燙傷、割傷的藥物——紫草素，培養將進行到(填編號)。
54、(6分)珠江三角洲的農民充分利用自然條件，建立該地特有的農業生態系統的良性循環模式：蔗基、魚塘和桑基、魚塘。
下圖是蔗基、魚塘和桑基、魚塘的模式圖，據圖回答下列問題：
(1)這種人工生態系統最基本的生物因素是_________
(2)建立這一生態系統的目的是使生產者固定的能量__________;其能量利用率高的原因是其在營養結構具有________的特點。
(3)蠶糞、蔗葉進入魚塘經過_______的作用，釋放出_____，被植物利用。
(4)該生態系統把桑基魚塘與蔗基魚塘有機地組合在一起，優化了系統結構，遵循原理。
55、(8分)為擴大可耕地面積，增加糧食產量，黃河三角洲等鹽堿地的開發利用備受關注。
我國科學家應用耐鹽基因培育出了耐鹽水稻新品系。
(1)獲得耐鹽基因后，構建重組DNA分子所用的限制性核酸內切酶作用于圖中的_____處，DNA連接酶作用于_______處。(填“a”或“b”)
(2)將重組DNA分子導入水稻受體細胞的常用方法有農桿菌轉化法和_____________法。
(3)由導入目的基因的水稻細胞培養成植株需要利用____________________技術，該技術的核心是________________和_________________。
(4)為了確定耐鹽轉基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素標記的______________做探針進行分子雜交檢測，又要用_____________方法從個體水平鑒定水稻植株的耐鹽性。
參考答案1一.選擇題(60分)
1-5CCBBA6-10BBACD11-15DABCB16-20ADDDB
21-25CDCBB26-30ADBDA
二.非選擇題(40分)
31.(1)紅果(2)Dd;1DD：2Dd
(3)測交(4)黃果;dd
32.(1)隱;(2)性狀分離;
(3)2/3;(4)1/9
33.(1)Bbrr;bbRr(2)Bbrr;bbRr(3)1/8
34.⑴減數第一次-;后;4;8;2⑵4;體細胞
⑶卵細胞和極體⑷4甲圖
參考答案2題號12345678910
答案DBDCDBDBCB
題號11121314151617181920
答案BCCACADDAC
題號21222324252627282930
答案ACBCCBBABC
題號31323334353637383940
答案BAABAACDDA
題號41424344454647484950
答案CDBDDDCBCB
51、(8分)
(1)超數排卵處理、胚胎的收集(沖卵)、胚胎移植
(2)同期
(3)胚胎分割移植、囊胚期、桑葚胚期
(4)體積小，細胞核大，核仁明顯
52、(7分)
(1)動物細胞融合、滅活的病毒(PEG)、雙親的遺傳(既能在體外無限增殖又能產生特異性抗體)
(2)篩選出能產生特定抗體的雜交瘤細胞
(3)體外(培養液)、體內(小鼠腹水)
(4)單克隆抗體
53、(11分)
(1)離體的植物細胞、組織或器官(外植體)、植物細胞具有全能性
(2)愈傷組織、低、高
(3)③
(4)單倍體植株、秋水仙素、純合子、單倍體育種
(5)②
54、(6分)
(1)生產者和分解者
(2)流向對人類最有益的部分、食物鏈短
(3)分解者、無機鹽離子
(4)系統的結構決定功能的原理(系統學和工程學原理)
55、(8分)
(1)a、a
(2)基因槍法(花粉管通道法)
(3)植物組織培養、脫分化(去分化)、再分化
第4篇：雜交水稻的遺傳學原理范文
關鍵詞:植物組織培養;技術與理論的發展;優良品種
中圖分類號: Q944.6 文獻標識碼:A 文章編號:1674-0432(2010)-08-0025-1
植物組織培養的主要研究內容是:在無菌及離體條件下,細胞、組織、器官所需營養條件和環境條件;細胞、組織、器官的形態發育規律,植物材料的快速大量繁殖方法;原生質體融合方法與機理;再生個體的遺傳變異;種質資源的離體保存機理與方法;通過植物細胞工程實現對動植物的遺傳改造, 創造新的生物種質,為人類造福。
20世紀30年代末至40年代初,美國的懷特(White)等進行了番茄根尖離體培養,建立了可以繼代培養(subculture)的第一個無性系,并且首先成功地設計了進行植物組織培養的綜合培養基,確定了植物組織培養的基本方法。1904年,Hanning最先在含有無機鹽溶液及有機成分的培養基上成功地培養了胡蘿卜和辣根菜的胚,結果發現離體胚也可充分發育,并有提早萌發形成小苗的現象。40-50年代以后,植物組織培養的研究日趨繁榮。1904年J.Vanoverbeek試用椰子的液體乳加于培養基中,使心形期曼陀羅雜種幼胚培養成功。到50年代初,Steward等在胡蘿卜組織培養中也使用了這一物質,從而使椰子汁在組織培養的各個領域都得到了廣泛應用。
1945年Skoog和崔徽發現,腺嘌呤或腺苷不但可以促進愈傷組織的生長,而且還能解除培養基中生長素對芽形成的抑制作用,誘導芽的形成,從而確定了腺嘌呤與生長素的比例是控制芽和根形成的主要條件之一。1956年Miller等在鯡魚DNA中分離出一種有高度活力的促進細胞分裂和芽形成的物質,鑒定了結構式,并命名為激動素(kinetin),這是帶有呋喃環的腺嘌呤,其活力超過腺嘌呤約3萬倍。現在,具有和激動素類似活性的合成的或天然的化合物已有許多種,總稱為細胞分裂素(cytokinin)。細胞分裂素類的發現和應用,大大推動了組織培養技術的發展,成為50年代此領域的一大突破。應用細胞分裂素類物質就有可能誘導已經成熟和高度分化的組織的細胞進行分裂。
1952年法國的G.Morel和Martin首次證實,通過莖尖離體培養,可以由感染病毒的大麗花中獲得去病毒(virus-free)植株。1953年W.H.Muir發明了用要搖床振蕩的液體培養,使煙草愈傷組織破碎,形成由單細胞和小細胞聚集體的細胞懸浮液,即細胞懸浮培養技術(suspension culture)。1957年,Skoog和Mille提出了器官形成的激素控制理論,提出細胞分裂素與生長素的比例與絕對含量,調控著根和芽的分化,當二者比值高時促進莖芽的分化,低時促進生根,比值適中時組織則傾向于一種無結構的方式生長。1958-1959年間,J.Reiner 和F.C.Steward 分別報道由胡蘿卜愈傷組織的單細胞,經懸浮培養產生了大量的胚狀體(embryoid)和幼苗。這是一種不同于通過芽和根的分化而形成植株的再生方式。
60年代后,植物組織培養即開始走向大規模的應用階段,同時研究工作也更加深入和扎實。通過與常規育種、良種繁育和遺傳工程技術相結合,在植物改良中發揮了重要的作用,并且在若干方面已經取得了可觀的經濟效益。1960年G.Morel采用蘭屬(cymbidium)的莖尖培養,實現了去病毒和快速繁殖兩個目的。這是經過莖尖-原球莖-小植株的方式而再生的,成為植株再生的第四種方式。1971年T.Takebe等首次報道由煙草原生質體通過細胞壁再生、細胞分裂等過程再生出了完整的植株,證實了原生質的全能性。1972年P.S.Carlson等完成了粉藍煙草和長花煙草的原生質體融合,實現了體細胞雜交。
70年代初期開始,我國掀起了單倍體育種的,約有上千個機構和小組從事小麥、水稻、煙草、玉米、三葉橡膠等各種作物的花藥花粉培養,并取得了一批有意義的成果。目前我國在原生質體培養、體細胞雜交、突變體篩選、去除病毒、次生代謝物發酵生產、人工包裝超級種子等方面都有了進步。
組織培養應用已涉及觀賞植物、果樹、農作物、林木、藥用植物、工業原料植物等方面,人們以組織培養技術為手段,對植物的快繁與脫毒、種質保存、次生物質生產、細胞工程和基因工程等生物技術育種以及遺傳學和生物學基礎理論進行了廣泛的研究。
參考文獻
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[4] 劉慶昌,吳國良主編.植物細胞組織培養[M].北京:高等教育出版社,1995.
第5篇：雜交水稻的遺傳學原理范文
關鍵詞：生物教學；閱讀；概念
練習中碰到這樣一個多選題：水稻的非糯性（A）對糯性（a）為顯性，抗病（T）對染病（t）為顯性，花粉粒長形（D）對圓形（d）為顯性，三對等位基因位于三對同源染色體上，非糯性花粉粒遇碘液變藍色，糯性花粉粒遇碘液變棕色。現有四個個體，基因型分別為：①AATTdd；②AAttDD；③aattDD；④aattdd。下列有關敘述正確的是（ ）。該題的錯誤率高達87%，大部分同學都把D選項誤認為是正確的。D選項：②和④雜交得F1，取其花粉在顯微鏡下可觀察到2種形狀，比例為1∶1。學生討論之后，依舊不理解，甚至有一位學生舉手質疑標準答案，讓他把D選項讀出來，他讀“②和④雜交得F1，取其花粉觀察，可觀察到2種，比例為1∶1。”他強調了2種、1∶1，忽略了關鍵的“形狀”兩字，堅持讓他再逐字讀一遍，他讀到“形狀”兩字就恍然大悟了。再如這樣一題：在抗體、溶菌酶、淋巴因子和編碼抗體的基因這四種物質中不屬于免疫活性物質的是_______。正確答案是：編碼抗體的基因。但是有33%的學生寫成了編碼抗體，問其原因，學生答沒有看完。
學生這種忽略或不理解題目真正含義的表現，歸根結底就是生物閱讀能力的缺失。其表現還有：看不懂題目在說什么，看到較長的題干無從下手，對題目中信息不知如何取舍，對于這些信息中還隱藏什么就更不知所措，甚至講過的題目再稍做修改又會覺得是新題等。
一、培養學生生物閱讀能力的重要性
當代教育的重要課題是培養學生的學習能力。閱讀是以了解文字意義為中心的一種智力活動。讀者先用視覺感知文字符號，然后運用分解、綜合、概括、判斷、推理等思維活動將感知的材料進行加工，把經過理解、鑒別的內容歸入或并列于已有的知識結構中儲存起來，根據需要隨時提取并加以運用。因此，閱讀能力是學習能力的基石，培養學生的學習能力應從培養閱讀能力開始。
培養學生的生物閱讀能力，即培養學生從教材或其他資料中發掘信息，使之與其原有生物知識體系同化，進而使生物學科知識不同程度地完成系統化、程序化的能力。它包括對語言文字、生物術語、圖表等的認知，對生物學原理的內化和理解等各種心理活動。同時生物閱讀能力與觀察力、想象力、理解力、歸納推理能力、表達能力是相輔相成的。
二、培養學生的閱讀習慣
1.重視批注
指導學生在閱讀課文、題目時養成標記重點語句、重點詞的習慣，使得閱讀具有針對性。在教學中，建議學生勾畫標記時使用有代表性的符號，前后一致，逐步形成自己慣用的符號系統。例如，用“O”圈出重點字；雙下畫線“====”表示相當重要的知識點；下畫線“_____”表示比較重要的知識點；問號“？”標明閱讀中的疑惑，等等。另外，生物知識具有科學性，教材的編者在表述書本內容時注重描述事物結構的本質特性，各章各節是從不同的角度、不同的層面闡述知識體系中的一點或一個方面，但對學生而言，理解和記憶有一定的難度，所以注重前后知識的聯系，及時批注就非常重要。如“酶”的概念：具有生物催化作用的有機物。在閱讀“資料分析”后，就要及時標注補充：酶大多數蛋白質，少數RNA。如，在一輪復習有關細胞核的結構時，在核仁（與某種RNA的合成以及核糖體的形成有關）旁及時標注rRNA。這樣能使學生掌握獨立的概念與原理的同時，加強這些概念與原理間多向的聯系。
2.歸納閱讀內容
高中生物每個模塊、每個章節都有自己的知識體系，這些知識體系通過具體內容的剖析、舉例得以豐富、深化和延展，從而加深學生的理解。各章各節又是從不同的角度、不同的層面闡述整個知識體系中的一點或一個方面。所以學習后需要對不同章節出現的同一類知識加以歸納綜合，才能形成完整的知識體系。引導學生將相關的一些概念、原理綜合起來，并盡量用簡潔、明了的概念圖的形式展示出來。如，通過概念圖將基因、性狀、等位基因、相對性狀、顯性基因、顯性性狀、隱性基因、隱性性狀、等位基因分離、性狀分離等遺傳學部分基本概念串起來，有利于對知識的理解、記憶，在應用時迅速提取。
3.邊閱讀邊畫圖
圖表是直觀化的數據、資料、流程，或簡化的結構模型。數據、資料、結構的規律和特點比較清晰，學生在理解教材的內容或解答很多生物題時，如果借助作圖的方法，使原先抽象的文字轉換成形象的圖形，就便于理解和記憶。如，關于DNA結構中堿基比例的計算，把文字信息轉化為圖形，畫一個DNA，把已知堿基比例標上去，其他堿基比例的計算就非常容易了。再如，關于“人類遺傳系譜圖”的題目，冗長的文字敘述，錯綜復雜的家庭關系，如果轉化為遺傳系譜圖，就一目了然，不會出錯。還有DNA半保留復制、植物向光性形成的原因等。
三、指導學生閱讀方法
第6篇：雜交水稻的遺傳學原理范文
一、完善自身，做好學生領路人
1、為人師表，提升自身人格魅力
要想讓學生喜歡學習，首先要讓學生喜歡您，甚至是崇拜您。當一個教師的人格魅力在學生中引起共鳴后，他們就會像“追星族”一樣地對你所教的學科如癡如醉。打造人格魅力，是教師激發學生的學習興趣的基礎。怎樣才具有人格魅力呢？我覺得作為老師要有淵博的知識，端莊大方的儀表，優雅的談吐，良好的溝通能力以及具備一定的教學法理論素養和教學實踐經驗。老師的言行必然會影響一批又一批學生，因此，我覺得老師還要以積極、健康、真誠、感恩的態度對待生活，對待自己所從事的職業，我們的學生才會健康向上，感激生活，愛戴老師。讓學生先“親其師”，進而“信其道”。教學藝術就是教師綜合素質的體現。所以我們要以自身的由內而外煥發的人格魅力去感染學生，吸引學生。
2、拓寬知識，增強自身各方面能力
作為一名高中生物教師，一定要全面系統熟練地掌握高中所有生物教材內容，并且要認真鉆研近幾年的高考題，熟悉高考考綱，并能把考點潛移默化在您的課堂教學中。這樣您的教學才有深度、廣度。同時高中生物教師還要加強教育科研，向教研要質量，通過教研下功夫備好課。備教材：對每一課的重點、難點要把握透，把握準，熟練地駕馭教材，讓每一個知識點都清清楚楚，明明白白；同時要備學生：對每個班級的情況能深入了解，具體情況具體分析，最大限度地發揮學生的優勢；備教法：力求不斷變換教學方法，以全新的視角激起學生的求知欲望。教師不僅要對工作認真負責，同時要不斷追求卓越，完善自我。新課標下的生物教師必須熟讀各類專業書以及相關的數學、化學等專業書籍要常備案頭，做到常查、常看、常翻，這樣才能不斷豐富、完善和更新自己的知識體系。
二、講究課堂教學藝術，激發學生學習興趣
1、用故事教學引領學習興趣
生物知識大多數比較枯燥，但是只要老師用心去挖掘，完全可以使生物課堂變得生動有趣，不知道您發現了嗎？高中生物教材提到了30多位科學家，可以說每個生物科學的新發現都藏著一個動人的故事，在生物課堂上適度地導入或穿插這些故事，不僅可以讓您的課堂生動有趣，還能起到特殊的作用。如講光合作用之謎時可引入薩克斯、魯賓、卡門等科學家的故事，講遺傳規律可以引入“遺傳學之父”孟德爾的故事，講DNA的結構可以先導入沃森和克里克的故事，講斯帕蘭札尼用小金屬籠里的肉塊在鷹胃內進行實驗，推斷出胃液中一定含有消化肉塊的物質，進而引出酶的知識。講“色盲”時向學生介紹道爾頓發現色盲的經過，這些小故事可以調動學生學習的興趣和積極性，激發他們強烈的求知欲望，還可讓學生懂得要成就一番事業，必須腳踏實地，堅韌不拔，持之以恒，開拓進取。又如講“誘變育種”時可介紹神舟六號、神舟七號飛船的發射情況，講“雜交育種”時可介紹“雜交水稻之父”袁隆平的故事。袁隆平說過：“外國人能做到的，我們能做到，外國人不能做到的，我們一定要做到！”這些不但可以增強學生的民族自尊心，也可激發學生的愛國熱情。
2、幽默教學帶動課堂氣氛
高中生物教材的許多內容比較抽象，枯燥，如果通過形象化處理，就會使死板的知識變得妙趣橫生。例如在“組成生物體的化合物”的教學中，講到水在生物體中的含量最高時，我感嘆道：“難怪《紅樓夢》里的賈寶玉說：‘女人是水做的。’其實我們明白，男人也是水做的。”學生在笑聲中對“水在生物體中的含量”有了更鮮活的理解！又如，在講“滲透吸水的原理”時，燒杯里的水通過半透膜滲透到倒扣的漏斗內，使漏斗內的液面不斷上升，我驚嘆道：“以前我們都說人往高處走，水往低處流,今天的水居然可以往高處流”。學生在驚訝之余會馬上思考其中的緣由，從而增加了對該知識的印象。總之課堂幽默是一種教學藝術，它既可以借助生動、有趣、形象的語言來表達，也可以借助眼神、手勢、動作來表現。恰當地使用幽默藝術，可以讓課堂充滿笑聲，讓學生在輕松愉快的氣氛中學習。我想任何一位學生都會喜歡這樣的課堂，不由自主地參與到學習中來。
3、用游戲互動提高學生學習興趣
第7篇：雜交水稻的遺傳學原理范文
[關鍵詞] 生物技術 農業 發展措施
[中圖分類號] S1 [文獻標識碼] A [文章編號] 1003-1650（2016）08-0068-01
隨著科學技術的發展，生物技術逐漸得到人們重視，并對人們的生活和工作產生了潛移默化的影響。從傳統的嫁接技術到雜交技術再到基因工程，每一次生物技術向前推進，都大大豐富了人們的生活，甚至美國政府將生物技術作為第三次科技革命的起點，進行重點發展。生物技術立足于現代高端科技，從細胞層次進行開發和研究，可以從本質上改變人們的生活，實現農業的可持續性發展。
1 生物技術在農業方面的發展現狀
生物技術是基于遺傳學、生物學、細胞學等近現代高端技術發展起來的，具有科學性、根本性、長久性，對增加農業產量、提高農產品質量起到了積極作用。例如：根據生物技術中基因工程的研究，培育出了抗倒伏、抗病害等特點的玉米、棉花、小麥種子，減少了這些農作物植株生長初期的死亡情況；將煙草花葉病毒基因轉入煙草、黃瓜等作物中，得到了抗病蟲的優良品種，增加了作物產量。從總體上看，生物技術已經悄無聲息地進入了農業生產中，在育種、施肥、催熟等多個方面表現出不可忽視的影響。因此，本文從生物技術的角度提出了農業發展的具體措施。
2 生物技術運用到農業發展的具體措施
2.1 加速培育優良品種，提高農業總體產量
我國農業品種更新換代的速度雖然快，但制種方式、技術跨越并不大。根據調查發現，大田種植使用的包衣種子前后3年保持在一個水平中，并不能根據農業的現實需求進行及時改進，進而影響到大田農作物的產量。基于基因工程、轉基因技術發展起來的新型生物技術還需要在農作物抗病、抗倒伏、抗旱三個特性中投入研究，不斷提高植物的光合效率和吸收氮磷鉀的能力，加快植株對營養成分的吸收。例如：小麥的產量由250公斤不斷增產到600公斤左右后趨于穩定。研究人員應根據小麥氨基酸組合以及排列順序，近一步優化小麥品種，使其在合理地管理下可以增加100公斤的產量。優化農作物品種是提高農業產量的重要一步，是農業發展的良好基礎。
2.2 加強對植物細胞的研究深度，減少農業成本
植物細胞工程是基于傳統嫁接技術發展而來的。為了得到良好的種苗需要進行多次雜交和自交，確保品種純正，基因表達趨于穩定狀態。在農作物中小麥、玉米和水稻的細胞培養是最有難度的；西瓜、草莓等水果難點次之；果樹、林木和花卉是最簡單的。研究者應該通過細胞融合、細胞培養、無性繁殖等手段，不斷擴展植株優良品種的個數，增強植株的代謝功能，將營養成分源源不斷的輸送到農作物的使用部分，加大農作物的生產效益。植物細胞培養和研究將從植株性狀層面進行植物基因的改造和研究，更加適合農業的需求。因此，研究人員應將這種技術進行完善，降低制作成本，投入到實際生產中，為農業的發展做出應有的貢獻。
2.3 利用胚胎技術改良牲畜品種
胚胎技術是提高牲畜繁殖速度、肉制品質量的重要措施。在畜牧業中需要將試管技術和單克隆抗體技術聯合起來，既增加牲畜的繁殖效率，又提高牲畜的抵抗力，減少疾病和死亡。目前，牲畜試管技術已經得到了使用和推廣，羊、豬、牛等牲畜的繁殖速度得到明顯提升，大大增加了農戶的經濟效益。但是，單克隆抗體技術以及新型的品種改良技術不夠成熟，應用不夠廣泛，大部分地區仍采用有性繁殖的傳統方式進行生產。在這樣的背景下，研究人員還需要在改良牲畜品種上投入更大的精力和關注度，給畜牧業的發展帶來更多的機會。此外，政府部門需要向畜牧業進行一定的資金補助，讓農業接受新科技、新思想，讓研究發展的阻力達到最小的程度。
2.4 加快農業“變廢為寶”步伐，促進農業資源的整合
生物技術還具有“變廢為寶”，將農業副產品資源化的功能。在新農村的建設中，很多地區都采用發酵設備進行供熱發電，不僅做到了廢物利用，還做到了廢物利用，保護環境。發酵工程是利用微生物的繁殖速度和產生氨氣的原理，通過燃燒氨氣獲得能源。這種方式造價比較低，適合小家小戶獨立使用，缺乏系統性和整體性。因此，“變廢為寶”的產業化管理是加快農業發展的又一關鍵性問題。生物技術方面的研究者應看到農業廢棄物的使用現狀，找到廢物資源利用的突破口，不斷擴大生物技術在農業發展中的影響力，進行系統化梳理，促進農業資源的整合。只有這樣，才可以實現保護農村環境，促進農村地區經濟發展的目的。
結語
生物技術具有巨大的潛在價值，對農業的發展和社會穩定有著舉足輕重的作用。在世界各國發展生物技術的時期，我國也應跟上時代的步伐，擴大自身的生物技術優勢，將技術帶入農村、帶入大田，切實性地促進農業發展。總之，生物技術在農業方面還有發展空間，值得研究人員進行深層次挖掘。
參考文獻
[1]張麗雙.淺議生物技術在農業種植中的推廣與應用[J].中國科技博覽，2011（11）.
第8篇：雜交水稻的遺傳學原理范文
專業建設初期,我們一直思考農業院校生物工程應辦出怎樣的特色？我們認為只有因地制宜,利用現有的學科優勢,根據全省的實際需求,才能有效地確定專業特點。我校是農業部與地方共建的農業院校,有傳統的優勢學科,例如,作物學、植物學是湖南省重點建設學科。生物學基礎強,是生物學博士點一級學科。但工科基礎弱,貯備的工科背景老師少,如何體現農業院校的生物工程特色,確實需要動腦筋,利用已有資源學科優勢,豐滿教師的工科知識,并結合湖南農業經濟特點才能辦出農業生物工程專業特色,辦好生物工程專業。首先,根據湖南經濟發展特點分析,湖南是農業大省,正在向新型產業轉變,要發展成農業強省;其次,湖南農產品如水稻、茶葉、柑桔、苧麻等產量居全國前列;植物資源豐富,特別是藥用植物資源在湘西、湘南地帶分布廣泛;農副產品和廢棄物很多沒得到增值利用,或直接排到環境或直接燃燒,嚴重影響了生態環境,農民增產不增收。如果利用生物技術加工、改造農副產品,不但增加農副產品的附加值,節能環保,還能促進新型產業的快速發展,加速農業大省農業強省的跨越。農業生物工程培養的人才應該既掌握生物技術又具有良好的工程技能,有能力將生物技術的成果轉變為生產力。那么,落實到我校生物工程人才掌握的知識點上,我們確定以發酵工程和天然功能產物提取和制藥應用為核心的知識群為抓手,建設我校生物工程專業特色。
2課程設置與課程建設要體現培養目標
生物工程課程設置分為公共必修課,專業基礎課,專業主干課,選修課(必選課和自修課)。公共課程英語、體育、計算機、數學等外。生物工程專業基礎課程群包括生物化學、分子生物學、生化與分子生物學實驗技術、微生物學、化工原理、機械制圖、基因工程等專業基礎課。生物學師資力量雄厚,依托生物化學與分子生物學學位點進行課程建設。生物工程專業主干課程群包括發酵工程、酶工程、生物制藥工程、生物分離工程和相應的實踐教學等課程。依托生物工程與技術碩士學位點進行課程建設。生物工程專業基礎課有深厚的生物學學科作為建設后盾。“生物化學、分子生物學”已建成湖南省精品課程,“細胞工程”以及“基因工程”已建設成校級精品課程;“微生物學”得到學校教學改革課題和多媒體制作經費資助,多媒體制作獲得“優秀獎”。
“分子生物學概論”和“生物化學與分子生物學實驗技術”已分別成為全校本科生和碩士研究生的熱門公選課。生物工程專業主干課程設置我們體現兩個模塊:以發酵工程為技術核心課程模塊和以生物制藥為核心的課程模塊,以兩個模塊方向的理論知識要求和技能實踐要求制定其他課程,并依托學科建設課程。該課程群是生物工程專業重點建設內容,也是最能體現專業特色的課程群。雖然師資年青,但力量較強、思維活躍,充滿創造力,教師大多來自外校,學緣豐富。課程建設卓有成效,專業特色明顯。為加強專業特點,專業發揮教師學術特長,根據發酵工程技術和天然產物開發與綜合利用兩個科學研究分向,建設了專業發酵工程與生物制藥工程兩個專業方向的課程體系,進行專業實驗內容和生產實踐內容的建設,將兩個方向的理論課程進行整理和更新。以發酵工程為核心的課程群包括發酵工程、酶工程、微生物育種與變異、氨基酸發酵等;以天然產物開發與利用的課程群包括生物工程制藥實驗技術、藥理學、藥物分析和天然產物化學。現在發酵工程、酶工程、生物制藥工程、微生物實驗技術已建成校極精品課程,生物分離工程、藥理學同樣得到院級的課題資助。圍繞發酵工程和生物制藥的課程群體系的相應建立,其目的是擴展學生的在微生物應用和藥學方面基本知識和技能,擴大其就業范圍。延伸功能已擴展到研究生與自考生的教學和實踐活動。在選修課的設定中,結合農業學科專業拓展知識面,培養學生的創新能力,主動適應人才市場的需要,鼓勵學生選修其他相關專業的選修課。如食品科學院開設的食品營養學、農產品加工與貯藏;資源與環境學院開設的環境工程等課程都添置在生物工程專業選修課內;為了適應部分學生考研要求,我們也將遺傳學、細胞生物學、免疫學等設置在選修課內。學生通過自己就業或學業定位,可以有多門課程選擇。
3重視實踐教學,并圍繞兩模塊課程群實踐課程體系建設
我們采用理論教學實習教學生物工程設計教學“三段式”教學模式組織實施實踐教學。在此模式中,特別注重后兩個環節,按小試驗大試驗生產實習工程設計教學的循序漸進的辦法培養學生的實踐能力。小試驗設計針對性強,每個試驗都有考核技能的重點,旨在規范學生的操作技能培養模式,對學生實踐能力和創新能力的培養,取得了實效。通過理論——實踐——理論——實踐的反復學習過程,可使學生理論掌握扎實,實驗操作規范,分析問題和解決問題能力增強。對于綜合大實驗,根據學科的內在聯系,將專業主干課程綜合大實驗重新組合,將原來零散實踐環節組合成相對獨立于理論教學體系又與之相銜接的實踐教學體系。例如,我們把原來的發酵工程、酶工程、生物制藥工程和分離工程四門課程的綜合技術課合并在一門生物工程實踐課中,集中在4周進行實踐訓練,例如,發酵工程環節學生自己利用菌種優化條件生產酶制劑,在酶工程環節利用酶制劑催化反應,并同時研究酶的催化特性。分離工程環節通過提取植物功能產物,在生物制藥工程環節利用包埋技術等制成藥膠囊并研究藥理作用。這樣,使同學們對實踐工藝有直觀的感受,同時也綜合運用了理論知識。對于一些重要的選修課,適當設計10個小時左右的實驗課,例如,把藥理學、藥物分析實驗納入在生物制藥實驗中開設。生產實習教學中,以熟悉大規模生產流程和設備為主,將理論與生產實際結合,在實際生產中發現問題和思考解決問題。
2010年,我校生物工程專業得到國家支持,建設生物工程實訓基地,基地建設的的模擬生產線仍然根據發酵工程和天然產物提取和藥物制造兩條工藝路線設計。這樣,從課程群到實驗基本培順再到生產實習都可歸納在這兩條主線上。專業建立了穩定的校內外實習基地,湖南紅鷹翔生物工程有限公司、湖南泰古生物技術有限公司、株洲千金制藥有限公司等為校外教學實習提供了良好的條件。畢業實習是學生專業實踐的重要環節,根據學生考研要求和就業去向,分別進行畢業論文和畢業設計。專業充分利用校內外良好的科研平臺提供畢業生實習機會。除開一些生物技術公司外,湖南作物種質創新與資源利用國家重點實驗室培育基地、作物生理與分子生物學省部共建教育部重點實驗室、食品科學與生物工程重點實驗室、煙草工程技術實驗室、國家柑橘改良中心長沙分中心、中國煙草中南農業試驗站、湖南省農業生物工程研究所、湖南省棉花科學研究所、湖南省畜牧研究所等研究機構每年提供生物工程專業畢業實習崗位。北京大學生命科學院、華南農業大學生命科學學院、中國科學院亞熱帶農業研究所、國家雜交水稻工程中心都接納過我專業學生的畢業實習。
4積極推進“產學研”聯合開發,大力提升生物工程本科教學創新平臺,促進教學質量的提高
本專業在本校建立了與企業合作的產學研型“湖南農業生物工程研究所”,還與科研單位合作聯合培養研究生,這些措施為培養學生專業能力、提高實踐水平、優化人才培養環境提供了良好的條件。通過“產學研”合作,有大批的企業橫向課題與生物工程本科教學直接相連,在專業教師指導下,在大三學生中成立了“酶制劑研究小組、抗生素研究小組、天然產物研究小組、釀酒小組”等課外興趣小組。另外,專業建設還通過湖南農業大學校級平臺、以及生物科學技術學院院級平臺資助生物工程專業學生廣泛進行創新項目研究;從2006級以來,每年立項6～10項創新項目。學生都有機會參加工程實踐訓練和工程項目課題研究,提高了實踐教學水平和科研能力,根據學生在科研活動中的表現,從根據創新能力、實驗技術、書寫研究報告或情況,給與學生以學選修課學分。
5以學科建設帶動專業建設
我校生物工程所依托的學科為生物學一級學科博士點下自主設置的生物技術與工程博士點和碩士點。根據國內外該學科現狀和發展趨勢,結合我校多年來建設生物技術、生物工程專業的經驗以及生物工程技術領域相關產業發展對人才的需求,我校生物技術與工程博士點設置三個研究方向:(1)轉基因與生物反應器工程方向;(2)細胞培養、酶與發酵工程方向;(3)生物轉化與生物分離工程方向。科學研究從師資隊伍、教材建設、教學模式、教學內容改革和教學實踐等多層面帶動了專業建設。專業建設水平提高,學生質量優秀,也促進了學科研究的進步和教師從事科學研究的積極性。
6師資隊伍的建設
