發布時間:2023-03-15 15:04:00
序言:寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁,我們為您精選了8篇的動物細胞工程論文樣本,期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發,請盡情閱讀。
生物育種方法的運用是體現高考生物試題難度、區分度的良好命題素材。近年來高考對該知識點的考查發生了較大的變化。從命題的理念看,由傳統的雜交育種轉向太空育種(誘變育種)和生物工程(基因工程和細胞工程)育種;從命題素材看,由對某種方法的單一考查轉向對多種育種方法的綜合考查;從能力要求看,由理解能力轉向綜合運用和實驗探究能力的考查。現就如何根據育種的目的,選擇不同需求的育種方法及規范作答等作一探討。
一、根據目的,選擇育種方法
育種的根本目的是培育具有優良性狀(抗逆性好、生命力強、產量高、品質優良)的新品種,以便更好地為人類服務。從基因組成上看,目標基因型可能是純合體,可防止后生性狀分離,便于制種和推廣;也可能是雜合體,即利用雜種優勢的原理,如雜交水稻的培育、玉米的制種等。
例1 糧食是人類生存的基本條件,提高單位面積糧食的產量、質量是解決糧食問題的主要途徑之一。
(1)為提高農作物的產量,得到抗倒伏、抗銹病等優良性狀,科學家往往采取多種育種方法來培育符合農業生產要求的新品種。根據下面提供的材料,設計育種方案,以便最快得到所需品種。非生物材料:可自選。生物材料有:
A.水稻的高稈(顯性)抗銹病(顯性)純種
B.水稻的矮稈(隱性)不抗銹病(隱性)純種
C.水稻的高稈(顯性)不抗銹病(隱性)純種
①要得到能直接應用于生產的具有抗倒伏、抗銹病等優良性狀的品種,該品種應是 。
②所選擇的生物材料: (填寫代表生物材料的字母)。
③育種過程中運用的最常見的方法是 。
④預期產生這種結果(所需性狀類型)的概率是 。如果從播種到獲得種子需要一年,則獲得該品種植株至少需要 年。
(2)隨著科技的發展,許多新的育種方法已經出現并投入使用。
①用普通小麥和黑麥培育的八倍體小黑麥的原理是 。
②航天育種是目前的一個熱門話題,如“神七”就搭載了萌發著的植物種子。那么利用這種方法是否一定能獲得人們所期望的理想性狀?為什么? 。
③螟蟲是危害水稻的主要害蟲之一。科學家為了減少農藥的使用,希望培育出具有抗螟蟲性狀的水稻新品種,最適合的育種方法是 ,其原理是 。
【解析】(1)①能直接應用于生產的品種要保持優良性狀,其自交后代不發生性狀分離,一般為純合子。②雜交育種的原理是基因重組,將兩個品種的優良性狀(抗倒伏、抗銹病)組合到一起,選擇A、B兩個親本可以達到這一目的。③最快的育種方法是單倍體育種,常用技術有雜交、花藥離體培養、人工誘導染色體加倍等。④親本雜交后的子代花藥離體培養、人工誘導染色體加倍后得到4種純合子,比例相同,因此抗倒伏抗銹病性狀的概率為1/4。親本雜交得到種子(子代)需要1年,子代花藥離體培養、人工誘導染色體加倍后,得到純合子需要1年。
(2) ①普通小麥為六倍體,黑麥為二倍體,兩者雜交得到的個體有4個染色體組,人工誘導染色體加倍后為八倍體,屬于染色體變異。②“神七”搭載萌發著的植物種子的主要目的是借助太空的紫外線誘導基因突變,由于基因突變是不定向的,所以不一定能獲得人們所期望的理想性狀。③抗蟲性狀的基因一般來自原核生物,運用轉基因技術將抗蟲基因移接到植物體,屬于基因重組。
【答案】(1)①純合子(純種) ②A、B ③單倍體育種 ④1/4 2
(2)①染色體變異 ②不一定;因為基因突變是不定向的 ③基因工程育種 基因重組
【方法規律】在解答“育種”類試題時,需要根據提供的材料選擇合適的親本及育種方法,分析育種過程中出現的問題,推測育種結果,并得出相關結論。
育種方法的選用要求:一般作物育種可以選用雜交育種和單倍體育種。如果檢測純合子,則用測交或自交;若既要檢測純合子又要分離純合子時,如果優良性狀是顯性性狀則用連續自交,如果優良性狀是隱性性狀則直接分離;已知多對性狀要獲得純合子,首選單倍體育種,然后才是自交。為了得到特殊性狀,可以選擇誘變育種或多倍體育種,如果將不同物種的性狀組合在一起,可以選用基因工程等。方法小結:
(1)若要培育隱性性狀個體,則可用自交或雜交,只要出現該性狀即可。
(2)有些植物如小麥、水稻等,雜交實驗較難操作,則選擇自交方法最簡便。
(3)若要快速獲得純種,則用單倍體育種方法。
(4)若實驗植物為營養繁殖類如土豆、地瓜等,則只要出現所需性狀即可,不需要培育出純種。
(5)若要培育之前沒有的性狀,則可用誘變育種。
(6)提高營養物質含量可運用多倍體育種。
(7)將兩個親本的不同優良性狀集中在一起,可利用雜交育種(含植物細胞的雜交)。
(8)若要定向地改造生物性狀,則可用基因工程育種。
(9)在實際育種過程中,并非單一地運用某種育種方式,而是根據需要選擇多種育種方式綜合運用。
二、掌握策略,設計育種實驗
例2 如圖所示,科研小組用60Co照射棉花種子,誘變當代獲得棕色(纖維顏色)新性狀,誘變1代獲得低酚(棉酚含量)新性狀。已知棉花的纖維顏色由一對基因(A、a)控制,棉酚含量由另一對基因(B、b)控制,兩對基因獨立遺傳。
(1)兩個新性狀中,棕色是 性狀,低酚是 性狀。
(2)誘變當代中,棕色、高酚的棉花植株基因型是 ,白色、高酚的棉花植株基因型是 。
(3)棕色棉抗蟲能力強,低酚棉產量高。為獲得抗蟲高產棉花新品種,研究人員將誘變1代中棕色、高酚植株自交,每株自交后代種植在一個單獨的區域,從 的區域中得到純合棕色、高酚植株。請你利用該純合體作為一個親本,再從誘變1代中選擇另一個親本,設計一方案,盡快選育出抗蟲高產(棕色、低酚)的純合棉花新品種(用遺傳圖解和必要的文字表示)。
【解析】棕色、高酚自交后代是棕色、高酚和白色、高酚,因此棕色是顯性,親代白色、高酚自交后代是白色、低酚和白色、高酚,因此低酚是隱性。誘變當代中,棕色、高酚的棉花植株的基因型是AaBB,白色高酚的棉花植株基因型是aaBb,純合體后代不發生性狀分離,因此應從不發生性狀分離(或全為棕色棉或沒有出現白色棉)的區域中選擇出純合棕色、高酚植株。育種時間短應選擇單倍體育種方案。
【答案】(1)顯性 隱性 (2)AaBB aaBb (3)不發生性狀分離或全為棕色棉或沒有出現白色棉
【思維拓展】設計育種方案時,應該注意是“動物育種”還是“植物育種”。植物育種時,可以用連續自交的方法獲得純合子,這是由于植物中雌雄同體的物種較多。動物只能選相同性狀的個體相互,待性狀分離后篩選,然后用測交方法檢測純合子,這是由于動物大多是雌雄異體,不能“自交”。
育種年限的要求及計算方法:若需要獲得植株,則比獲得種子多一年,因為獲得種子后,第二年才能獲得植株。若需要獲得跨年度的植物(如小麥),則比不跨年度的植物(如豌豆)要多一年。
生物工程技術育種的組合及其遺傳性:
(1)轉基因植物培育:基因工程+植物組織培養,具有兩親本的遺傳性。
(2)轉基因動物培育:基因工程+動物細胞培養+胚胎移植,具有兩親本的遺傳性。
(3)核移植(克隆)動物培育:核移植+動物細胞培養+胚胎移植,具有兩親本的遺傳性。
(4)胚胎移植:有性生殖+動物細胞培養+胚胎移植,具有兩親本的遺傳性。
(5)植物體細胞雜交:酶工程+體細胞融合+植物組織培養,具有兩親本的遺傳性。
(6)試管嬰兒:體外受精+動物細胞培養+胚胎移植,具有兩親本的遺傳性。
注:異源多倍體具有兩親本的遺傳性;胚胎分割產生的后代遺傳性相同,相當于無性繁殖。
例3 家蠶是二倍體生物,含56條染色體,ZZ為雄性,ZW為雌性。幼蠶體色中的有斑紋和無斑紋性狀分別由Ⅱ號染色體上的A和a基因控制。雄蠶由于吐絲多,絲的質量好,更受蠶農青睞,但在幼蠶階段,雌雄不易區分。于是,科學家采用下圖所示的方法培育出了“限性斑紋雌蠶”來解決這個問題。請回答:
(1)家蠶的一個染色體組含有 條染色體。
(2)圖中變異家蠶的“變異類型”屬于染色體變異中的 。由變異家蠶培育出限性斑紋雌蠶所采用的育種方法是 。圖中的限性斑紋雌蠶的基因型為 。
(3)在生產中,可利用限性斑紋雌蠶和無斑紋雄蠶培育出根據體色辨別幼蠶性別的后代。請用遺傳圖解和適當的文字,描述選育雄蠶的過程。
【解析】(1)家蠶是二倍體生物,其體細胞含56條染色體的二倍體生物,其生殖細胞含有28條染色體,因此一個染色體組有28條染色體。(2)由圖可知,該家蠶的變異屬于非同源染色體之間的易位,應屬于染色體結構變異。由變異家蠶培育出限性斑紋雌蠶所采用的育種方法為雜交育種。限性斑紋雌蠶的Ⅱ號染色體有2個a基因,W性染色體上有1個A基因,故基因型為aaZWA。(3)用限性斑紋雌蠶和無斑紋雄蠶雜交,其后代中無斑紋的都是雄蠶,有斑紋的都是雌蠶。
【答案】(1)28 (2)結構變異 雜交育種 aaZWA (3)如圖所示
(文字說明:后代中有斑紋的均為雌蠶,應淘汰;無斑紋的均為雄蠶,應該保留)
【應對策略】不同的育種方法所依據的原理不同,其適用的條件會有一定的差別。解答此類試題時,一定要認真審題,明確試題要求,結合各種育種方法的特點及其適用條件進行合理選擇。如:
(1)集中不同親本的優良性狀選用雜交育種,集中優良性狀且縮短育種年限選用單倍體育種。
(2)獲得較大果實或大型植株或提高營養物質含量選用多倍體育種。
(3)提高變異頻率,改良或直接改變現有性狀,獲得當前不存在的基因(性狀)選擇誘變育種。
(4)實現定向改變現有性狀選用基因工程育種。
三、規范審題,精準解答育種類試題
例4 假設A、b代表玉米的優良基因,這兩種基因是自由組合的。現有AABB,aabb兩個品種,為培育出優良品種Aabb,可采用的方法如圖所示。有關敘述不正確的是( )
A.由品種AABB、aabb經過①、②、③過程培育出新品種的育種方式稱為雜交育種
B.基因型為Aabb的植株經過過程③,子代中AAbb與aabb的數量比是1:1
C.與過程“①②③”的育種方法相比,過程⑤⑥的優勢是明顯縮短了育種年限
D.過程④在完成目的基因和運載體結合時,必須用到的工具酶是限制性核酸內切酶、DNA連接酶和運載體
【解析】首先規范審題,審出關鍵詞或關鍵語句。如本題題干中包含如下信息:兩種基因遺傳遵循自由組合定律;將不同品種優良性狀集中到一個個體上,應用雜交手段,育種方式為雜交育種(①②③過程);⑤⑥利用花粉培育新品種,為單倍體育種;利用物理因素獲取新品種(⑦過程)為誘變育種;利用轉基因技術獲取新品種(④過程)為基因工程育種。
依據審出的信息,作出精準判斷。選項A,對雜交育種本質不理解會錯選A項。選項B,題干確定親本基因型為Aabb,其自交(③過程)的后代基因型及比例為AAbb∶Aabb∶aabb=1∶2∶1,即AAbb∶aabb=1∶1。選項C,該選項是“⑤⑥”單倍體育種與“①②③”雜交育種相比較,單倍體育種大大縮短了育種年限,若不了解單倍體育種的優勢會錯選C項。選項D,運載體不是酶,而是一種運輸工具,所以D選項敘述錯誤。
一、近三年我校科研取得的成績
近三年來,我校堅持“以人為本、助人成功”的辦學理念,以教學為中心,以科研為支撐,在項目的爭資立項、成果轉化、整章建制、規范學術活動、加強合作交流等方面做了大量的工作,使我校科研工作取得了長足的發展。
(一)項目的申報和立項數量穩步增長
三年來,我校共獲得各類項目立項311項,其中縱向科研項目233項(含國家社會科學基金項目25項,含國家自然科學基金7項,國家民委項目29項,教育部人文社科一般項目5項,中央其他部委24項,省級項目33項,廳級項目50項),橫向項目48項。這比以往都有較大的增長。
(二)科研經費有了一定的突破
三年來,我校共獲得各類項目經費1498.066萬元,其中縱向項目經費1031.8萬元,橫向項目經費466.666萬元。同時,學校經費投入不斷加大,特別是學校對項目1:1配套,更是省內其他高校所少見。
(三)成果的數量和質量有了一定的提高
三年來,我校共發表科研論文3060篇,其中CSSCII和CSCDA共計權威期刊論文338篇;被人大復印資料全文轉載3篇;出版著作(含教材)322部,其中專著133部,編著94部,教材90部;獲得省部級及以上科研獎勵190項;其中學校編輯出版的《法藏敦煌藏文文獻》和《英藏敦煌藏文文獻》出版計劃,實現了我國珍貴歷史文獻的回歸與面世,在學術界引起強烈反響,被譽為敦煌學與藏學研究的又一個里程碑。
(四)科研平臺建設初具規模
三年來,我校形成了由非實體研究機構、獨立研究機構和研究基地組成的科研平臺體系。截止目前,有1個國家民委、教育部共建重點實驗室,1個中央統戰部研究基地,4個省部級重點實驗室,4個獨立建制的研究機構,1個省級工程中心,11個院所合一的研究機構。
(五)科研管理水平得到了進一步提升
一是在科研管理建設等方面,2006年共出臺各類科研管理文件14項,使科研管理有章可循、有法可依。二是自主研發科研管理三級系統,使我校在科研管理邁向科技化更進了一步。這套科研管理三級系統在省內院校處在前例。
(六)產學研一體化有了進一步的推進
學校每兩年召開校地校企工作會議,并已形成一項制度。在科研轉化上,開發的動物血清、氧化淀粉系列產品,取得了良好的社會效益和經濟效益。而且我校建筑節能建材方面專利技術達到國際領先,市場前景廣闊。
二、存在的主要問題
本次調研各教學單位針對科研工作提出了許多問題,同時我們與其他兄弟院校對照,歸納如下:
1、一是領軍人物和科技創新拔尖人才還不多,缺乏有影響的學術帶頭人,學術團隊整體實力不強;
2、缺乏有穩定的研究方向,科研人員各自為陣,成果關聯性較差,特別是對服務民族地區的重大理論和現實問題研究能力也有待進一步提高;
3、科研方法、科研項目申報等方面的培訓做得不夠,部分教師對科研工作存在畏難心理;
4、對科研工作的宣傳力度不夠,相當部分教職員工對學校科研的形勢及重要性缺乏清晰的認識,有的甚至將教學與科研對立起來;
5、國家級科研項目少,特別是國家自然科學基金項目立項少;
6、項目中后期管理滯后,項目結項率低;
7、科研質量還不高,權威期刊論文少,權威期刊論文在整個學術論文中所占比例偏低;
8、成果獲獎少,特別是省部級及以上科研獎勵少;
9、科技成果轉化水平率偏低,科技創新尤其是應用科技研發服務與重大需求對接不夠,產學研緊密結合不夠;
10、科研管理制度有待進一步完善,橫向經費管理過嚴、過細不利于調動教師的積極性,科研機構、科研團隊缺乏有效管理。
二、解決問題的思路
針對上述問題,我們提出了以科學發展觀推動科研管理創新,以科研管理創新促進科研工作又好又快的發展思路:
(一)堅持以人為本,抓好人才隊伍建設
1、著力加強科研隊伍建設
一是要樹立“用好現有人才,穩住關鍵人才,引進急需人才,培養未來人才,凝聚社會各屆人才”為原則,激發廣大師生員工的科研工作的熱情、想象力、創造力。
二是著力加強科研團隊、學術帶頭人、科技創新拔尖人才隊伍建設。要出臺科研團隊管理辦法,從制度上給予保障。
三是高度重視中青年學術帶頭人和學術骨干隊伍建設,繼續扶持我校中青年教師的科研項目,大力培養科技創新新生力量。
2、著力營造科技創新的文化環境
一是加強以“以人為本、需求導向,博采眾長、合作競爭,鼓勵創新、寬容失敗,注重積累、勇于跨越,求是求新、力戒浮躁”為主要內容的科技創新文化建設。對于現行的科研評價體系進行重新審視和思考。
二是切實加強科研道德建設。要嚴格貫徹《教育部關于嚴肅處理高等學校學術不端行為的通知》精神。要大力弘揚實事求是、求真務實、嚴謹治學的科學精神,遵守行為準則,恪守科研道德。堅決反對和糾正弄虛作假、剽竊侵權、學術霸權、功利浮躁等學術不正之風。
3.著力建設一支高素質的學校科技管理隊伍
要切實加強學校科技管理人員的培訓,使科技管理人員熟悉教育、科技、經濟和社會發展規律等方面知識;努力培養科技管理人員把握全局、開拓創新精神的力;要提高科技管理人員熱心服務的水平。
(二)堅持全面協調可持續發展,抓好體制機制創新
1、加快推進科研分級管理體制,激發基層學術單位的活力
要明確學校與二級單位在科研管理上的權責劃分。科研處要側重于全局性的科研管理制度建設與科研發展規劃制定及對二級學院的科研工作的業務指導、督促與考核工作。具體事務性工作應由二級學院承擔。對此,通過一定的措施,激發基層學術單位的活力,
2、強化科研項目的申報和立項
一是進一步加強科研項目的申報和爭取力度。要爭取多渠道、采取多措施以提高科研項目申報的成功率;要在申報領域有所突破;要在經費有所突破;力爭今年經費達到800萬元。
二是大力加強重大科研項目的競爭前培育,提高爭取和承接國家及地方重大科研項目的競爭力。緊密圍繞國家自然科學基金、“973”計劃、“863”計劃及我省重大基礎研究和前瞻性研究目標,積極培育具有較強競爭力的預研項目。要做好目前我校國家科技支撐計劃的前期工作。
三是加強對科研工作的宣傳力度,提高廣大教職員工對科研的重要性和地位的認識。今年準備邀請有關專家學者對項目申報有關問題進行輔導。同時加大對科研干事和主管科研的領導進行培訓力度。同時,在2010年1月召開科研表彰總結大會,并對申報有關的國家級課題進行動員、部署,下達申報任務。
3、加大對項目的中期檢查和結項、鑒定的力度
要進一步提高我校在研科研項目的結項率。去年我校的結項率為63.7%,從一定程度上影響了下一年度項目申報和立項。對此,要通過加強管理、狠抓落實,提高項目的結項率。要進一步完善科研項目的經費管理辦法,要從經費上強化項目的中后期管理。
4、積極申請和爭取組織好學校科研成果獎勵
針對成果獲獎少,應加強外聯工作,保持與相關部門和單位的信息暢通;力爭在申請和爭取組織好學校科研成果獎勵方面有突破。要通過一定激勵措施調動教師申報成果的積極性。
5、加強科研工作平臺建設
一是加強學校研究機構建設,要根據科研及學科建設需要,多設立一些非實體研究機構。如盡快制定制定科研機構管理辦法。
二是切實加強重點研究基地(重點實驗室)建設。第一,進一步做好委部共建重點實驗室和學校現有4個國家民委重點實驗室的管理與服務工作;第二,積極組織建設校級重點實驗室和做好省級重點實驗室的申報工作;第三,配合省委統戰部,做好民族宗教研究基地的日常工作,為我校的學科建設提供支持;第四,做好甘肅省動物細胞工程技術研究中心、*民族大學藏藥研發中心和蘭州高新區*民族大學生物醫藥技術公共實驗平臺的管理與服務工作;第五,重點要做好蘭州粘合劑工程中心申報等前期準備工作。
三是掛靠我校的各學會、研究會等,要策劃組織好科研活動,發揮學會、研究會等的優勢,在學校科研工作中發揮積極作用。
6、加強校地校企合作、進一步推動學校科技成果轉化與推廣工作
一是促進學校積極與地方政府和企業合作。今年9月份要召開我校校地校企合作會議,進一步推動我校校地校企合作。同時,要建立與市、縣政府、行業、企業建立長期、穩定、全面的科技合作的長效機制。
二是促進專家教授積極與企業家合作,主動融入以企業為主體、以應用研發為重點的技術創新活動。
三是做好大學科技園、科技企業和產業園區建設。要鼓勵與地方和企業共建重點實驗室、工程(技術)研究開發中心、大學科技園、科技企業和各類特色產業園區,合作承擔完成科技研發、技術改造、消化吸收引進技術項目,形成“產研分工、優勢互補、利益共享、風險共擔”的機制。今年要做好*民族大學節能建材示范園工作。
7、完善科研管理制度
一是通過制定《*民族大學科研機構管理辦法》、《*民族大學科研團隊管理辦法》《*民族大學國際合作項目管理辦法》等三項制度,進一步創新我校科研機構平臺建設、學科團隊建設、國際合作項目管理。
二是要通過完善《*民族大學科研項目學校配套經費管理辦法》《*民族大學中青年科研基金項目及經費管理辦法》《*民族大學學術研究成果出版基金管理辦法》等制度,進一步促進經費、校級中青年項目、學術資著等工作科學管理,要充分調動廣大教師人員做科研的積極性。
(三)堅持統籌兼顧,抓好工作的系統性和實效性
1、抓好教學與科研的統籌
第一,將科研成果向課堂、向教學內容、向實驗手段轉化,培養學生的創新能力;第二,實施研究生參與或承擔科研項目的制度;第三,努力促進本科生教學參與科技研發或成果轉化工作。
2、抓好傳統優勢學科與其他應用學科的統籌
在優勢學科做大做強的基礎上,積極扶持其他應用學科研究,注重應用技術創新。特別是要做好優勢學科和其他應用學科結合,要在邊緣學科、交叉學科上發揮優勢。
3、抓好數量與質量的統籌
要力爭產出更多的高質量學術論文和高水平科技成果。要在文章的發表的級別與成果獲獎方面要有所突破。