工業發酵常用的育種方法有哪些

1. 生物技術育種的主要方法有哪些，技術手段有哪些

折疊一、誘變育種
誘變育種
誘變育種
誘變育種是指利用人工誘變的方法獲得生物新品種的育種方法。（這句話在中學領域來說應該是完全正確的，已經查閱相關資料。）其原理是基因突變。人工誘變的方法包括：物理方法（X射線、射線、紫外線、中子、激光、電離輻射等）、化學方法（鹼基類似物、硫酸二乙酯、亞硝酸、秋水仙素等）。所處理的生物材料必須是正在進行細胞分裂的細胞、組織、器官或生物。處理的時期是細胞分裂的間期。（這句話主要是針對中學生，為了讓學生能夠更好的理解；主要是考慮到學生從「細胞分裂知識」理解。）經處理的生物材料經選擇、培育才能獲得需要的生物新品種。該方法的優點是可以提高突變頻率，創造出人類需要的生物類型。缺點是必須處理大量的實驗材料。

優點：變異頻率高，育種技術簡單，速度快，可大幅度改良某些性狀；變異范圍廣。

局限性：誘發突變的方向難以掌握，誘變體難以集中多個理想性狀。要想克服這些局限性，可以擴大誘變後代的群體，增加選擇的機會。

折疊二、雜交育種
雜交育種
雜交育種
雜交育種是指利用具有不同基因組成的同種（或不同種）生物個體進行雜交，獲得所需要的表現型類型的育種方法。其原理是基因重組。過程為：用具有相對性狀的純合體作親本雜交獲得子一代，子一代自交（動物則用具有相同基因型的雌雄個體雜交）獲得子二代，從子二代中選擇符合要求的表現型個體。如果需要的表現型是隱性性狀育種就此結束，如果需要的表現型是顯性性狀則用子二代中選出的個體進行連續自交（動物同前），直至獲得能穩定遺傳的類型為止

優點:可定向培養需要的品種，操作簡單易懂。

不足：周期長，不能產生新性狀，工作量大。

折疊三、單倍體育種
單倍體育種是利用花葯離體培養技術獲得單倍體植株，再誘導其染色體加倍，從而獲得所需要的純系植株的育種方法。其原理是染色體變異。優點是可大大縮短育種時間；缺點是技術復雜，需要雜交育種配合。

優點:可縮短育種年限,並可得到純合子植株,保持後代性狀的穩定性,使得到人們所希望的品種.

不足：技術復雜，成本大

四、多倍體育種

原理：染色體變異（染色體加倍）

方法：秋水仙素處理萌發的種子或幼苗。

折疊五、細胞工程育種
細胞工程育種是指用細胞融合的方法獲得雜種細胞，利用細胞的全能性，用組織培養的方法培育雜種植株的方法。

物質基礎是：所有生物的DNA均由四種脫氧核苷酸組成。其結構基礎是：所有生物的DNA均為雙螺旋結構。一種生物的DNA上的基因之所以能在其他生物體內得以進行相同的表達，是因為它們共用一套遺傳密碼。在該育種方法中需兩種工具酶（限制性內切酶、DNA連接酶）和運載體（質粒），質粒上必須有相應的識別基因，便於基因檢測。如人的胰島素基因移接到大腸桿菌的DNA上後，可在大腸桿菌的細胞內指導合成人的胰島素；抗蟲棉植株的培育;將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

2. 如何選育發酵高產菌種可以采用什麼手段或策略

發酵工程是指採用現代工程技術手段，利用微生物的某些特定功能，為人類生產有用的產品，或直接把微生物應用於工業生產過程的一種技術。發酵工程的內容包括菌種選育、培養基的配置、滅菌、種子擴大培養和接種、發酵過程和產品的分離提純（生物分離工程）等方面。

優良菌株的選育的目的是防止菌種退、解決生產實際問題、提高產品質量和開發新產品。選育的方法主要有基於基因突變的自然選育和誘變育種以及基於基因重組的雜交、原生質體融合、基因工程等。．菌體的選育：
自然選育 在生產過程中,不經過人工處理,利用菌種的自發突變,從而選育出優良菌種的過程,叫做自然選育.菌種的自發突變往往存在兩種可能性：一種是菌種衰退,生產性能下降；另一種是代謝更加旺盛,生產性能提高.具有實踐經驗和善於觀察的工作人員,就能利用自發突變而出現的菌種性狀的變化,選育出優良菌種.例如,在谷氨酸發酵過程中,人們從被噬菌體污染的發酵液中分離出了抗噬菌體的菌種.又如,在抗生素發酵生產中,從某一批次高產的發酵液取樣進行分離,往往能夠得到較穩定的高產菌株.但自發突變的頻率較低,出現優良性狀的可能較小,需堅持相當長的時間才能收到效果.
誘變育種 誘變育種是指用人工的方法處理微生物,使它們發生突變,再從中篩選出符合要求的突變菌株,供生產和科學實驗用.誘變育種與其他育種方法相比,具有操作簡便、速度快和收效大的優點,至今仍是一種重要的、廣泛應用的微生物育種方法.誘變育種包括出發菌種選擇、誘變處理和篩選突變株三個部分.

3. 高中生物各種育種方法及區別

1．雜交育種：
（1）原理：基因重組（通過基因分離、自由組合或連鎖交換，分離出優良性狀或使各種優良性狀集中在一起）
（2）方法：連續自交，不斷選種。
（3）舉例：
已知小麥的高稈（D）對矮稈（d）為顯性，抗銹病（R）對易染銹病（r）為顯性，兩對性狀獨立遺傳。現有高稈抗銹病、矮稈易染病兩純系品種。要求使用雜交育種的方法培育出具有優良性狀的新品種。
操作方法：（參見右面圖解）
①讓純種的高稈抗銹病和矮稈易染銹病小麥雜交得F1
；
②讓F1自交得F2
；
③選F2中矮稈抗銹病小麥自交得F3；
④留F3中未出現性狀分離的矮稈抗病個體，對於F3中出現性狀分離的再重復③④步驟
（4）特點：育種年限長，需連續自交不斷擇優汰劣才能選育出需要的類型。
（5）說明：
①該方法常用於：
a．同一物種不同品種的個體間，如上例；
b．親緣關系較近的不同物種個體間（為了使後代可育，應做染色體加倍處理，得到的個體即是異源多倍體），如八倍體小黑麥的培育、蘿卜和甘藍雜交。
②若該生物靠有性生殖繁殖後代，則必須選育出優良性狀的純種，以免後代發生性狀分離；若該生物靠無性生殖產生後代，那麼只要得到該優良性狀就可以了，純種、雜種並不影響後代性狀的表達。
2．誘變育種
（1）原理：基因突變
（2）方法：用物理因素（如X射線、γ射線、紫外線、激光等）或化學因素（如亞硝酸、硫酸二乙脂等）來處理生物，使其在細胞分裂間期DNA復制時發生差錯，從而引起基因突變。
（3）舉例：太空育種、青黴素高產菌株的獲得
（4）特點：提高了突變率，創造人類需要的變異類型，從中選擇培育出優良的生物品種，但由於突變的不定向性，因此該種育種方法具有盲目性。
（5）說明：該種方法常用於微生物育種、農作物誘變育種等
3．單倍體育種
（1）原理：染色體變異
（2）方法：花葯離體培養獲得單倍體植株，再人工誘導染色體數目加倍。
（3）舉例：
已知小麥的高稈（D）對矮稈（d）為顯性，抗銹病（R）對易染銹病（r）為顯性，兩對性狀獨立遺傳。現有高稈抗銹病、矮稈易染病兩純系品種。要求用單倍體育種的方法培育出具有優良性狀的新品種。
操作方法：（參見下面圖解）
①讓純種的高稈抗銹病和矮稈易染銹病小麥雜交得F1
；
②取F1的花葯離體培養得到單倍體；
③用秋水仙素處理單倍體幼苗，使染色體加倍，選取具有矮稈抗病性狀的個體即為所需類型。
（4）特點：由於得到的個體基因都是純合的，自交後代不發生性狀分離，所以相對於雜交育種來說，明顯縮短了育種的年限。
（5）說明：
①該方法一般適用於植物。
②該種育種方法有時須與雜交育種配合，其中的花葯離體培養過程需要組織培養技術手段的支持。
4．多倍體育種：
（1）原理：染色體變異
（2）方法：用秋水仙素處理萌發的種子或幼苗，從而使細胞內染色體數目加倍，染色體數目加倍的細胞繼續進行正常的有絲分裂，即可發育成多倍體植株。
（3）舉例：
①三倍體無子西瓜的培育（同源多倍體的培育）
過程圖解：參見高二必修教材第二冊第55頁圖解
說明：
a．三倍體西瓜種子種下去後，為什麼要授以二倍體西瓜的花粉？
西瓜三倍體植株是由於減數分裂過程中聯會紊亂，未形成正常生殖細胞，因而不能形成種子。但在三倍體植株上授以二倍體西瓜花粉後，花粉在柱頭上萌發的過程中，將自身的色氨酸轉變為吲哚乙酸的酶體系分泌到西瓜三倍體植株的子房中去，引起子房合成大量的生長素；其次，二倍體西瓜花粉本身的少量生長素，在授粉後也可擴散到子房中去，這兩種來源的生長素均能使子房發育成果實（三倍體無籽西瓜）。
b．如果用二倍體西瓜作母本、四倍體西瓜作父本，即進行反交，則會使珠被發育形成的種皮厚硬，從而影響無子西瓜的品質。
②八倍體小黑麥的培育（異源多倍體的培育）：
普通小麥是六倍體（AABBDD），體細胞中含有42條染色體，屬於小麥屬；黑麥是二倍體（RR），體細胞中含有14條染色體，屬於黑麥屬。兩個不同的屬的物種一般是難以雜交的，但也有極少數的普通小麥品種含有可雜交基因，能接受黑麥的花粉。雜交後的子一代含有四個染色體組（ABDR），不可育，必須用人工方法進行染色體加倍才能產生後代，染色體加倍後的個體細胞中含有八個染色體組（AABBDDRR），而這些染色體來自不同屬的物種，所以稱它為異源八倍體小黑麥。
（4）特點：該種育種方法得到的植株莖稈粗壯，葉片、果實和種子較大，糖類和蛋白質等營養物質的含量有所增加。
（5）說明：
①該種方法常用於植物育種；
②有時須與雜交育種配合。
（二）依據「工程原理」進行育種
1．利用「基因工程」育種
（1）原理：DNA重組技術（屬於基因重組范疇）
（2）方法：按照人們的意願，把一種生物的個別基因復制出來，加以修飾改造，放到另一種生物的細胞里，定向地改造生物的遺傳性狀。操作步驟包括：提取目的基因、目的基因與運載體結合、將目的基因導入受體細胞、目的基因的檢測與表達等。
（3）舉例：能分泌人類胰島素的大腸桿菌菌株的獲得，抗蟲棉，轉基因動物等
（4）特點：目的性強，育種周期短。
（5）說明：對於微生物來說，該項技術須與發酵工程密切配合，才能獲得人類所需要的產物。
2．利用「細胞工程」育種
原理
植物體細胞雜交
細胞核移植
方法
用兩個來自不同植物的體細胞融合成一個雜種細胞，並且把雜種細胞培育成新植物體的方法。操作步驟包括：用酶解法去掉細胞壁、用誘導劑誘導原生質體融合、將雜種細胞進行組織培養等。
是把一生物的細胞核移植到另一生物的去核卵細胞中，再把該細胞培育成一個新的生物個體。操作步驟包括：吸取細胞核、將移植到去核卵細胞中、培育（可能要使用胚胎移植技術）等。
舉例
「番茄馬鈴薯」雜種植株
鯉鯽移核魚，克隆動物等
特點
可克服遠緣雜交不親合的障礙，大大擴展了可用於雜交的親本組合范圍。
說明
該種方法須植物組織培養等技術手段的支持。
該種方法有時須胚胎移植等技術手段的支持。
（三）利用植物激素進行育種
1．原理：適宜濃度的生長素可以促進果實的發育
2．方法：在未受粉的雌蕊柱頭上塗上一定濃度的生長素類似物溶液，子房就可以發育成無子果實。
3．舉例：無子番茄的培育
4．特點：由於生長素所起的作用是促進果實的發育，並不能導致植物的基因型的改變，所以該種變異類型是不遺傳的。
5．說明：該種方法適用於植物。

4. 六種育種方法.名稱.原理.過程.優缺點

六種育種方法包括植物的四種（雜交育種、遠緣雜交、誘變育種、分子育種）和動物的兩種（雜交育種、基因工程育種）。

一、雜交育種：

1、原理：基因重組，通過基因重組產生新的基因型，從而產生新的優良性狀。

2、過程：

2.1雜交前的准備工作首先要熟悉各種魚類的生殖習性；

2.2選擇適當的受精方法進行雜交雜交前期在臨近性成熟和生殖季節到來之時，一定要將雌雄兩種魚分池飼養，避免自群交配；

2.3記載、掛牌和管理用不同品種(或種)的魚類進行雜交；

2.4加速育種進程從雜交到新品種育成推廣；

2.5雜交後代的選擇採用個體選擇法時，選擇一般從子二代開始，因子二代變異范圍最大，可望從中選出合意的變異體。

3、優點：可以將兩個或多個優良性狀集中在一起。

4、缺點：不會產生新基因，且雜交後代會出現性狀分離，育種過程緩慢，過程復雜。

二：遠緣雜交

1、原理：基因重組，通過基因重組產生新的基因型，從而產生新的優良性狀。

2、優缺點：可以把不同種、屬的特徵、特性結合起來，突破種屬界限，擴大遺傳變異，從而創造新的變異類型或新物種。產生的後代為遠緣雜種。由於遠緣雜交往往重演物種的進化的歷程，故也是研究生物進化的重要實驗手段。遠緣雜交一般不易結實，即使結實，雜種也通常不育或夭亡，雜種後代分離幅度大，分離世代長且不易穩定。

三：誘變育種

1、原理：在人為的條件下，利用物理、化學等因素，誘發生物體產生突變，從中選擇，培育成動植物和微生物的新品種。

2、優缺點：誘變育種存在的主要問題是有益突變頻率仍然較低，變異的方向和性質尚難控制。因此提高誘變效率，迅速鑒定和篩選突變體以及探索定向誘變的途徑，是當前研究的重要課題。

四：分子育種

1、原理：將基因工程應用於育種工作中，通過基因導入，從而培育出一定要求的新品種的育種方法。

2、優缺點：傳統育種方法屬於雜交育種，品種改良主要受種原變異之限制，而不同物種(species) 間之雜交頗為困難，育種成果難有大突破，「綠色革命」(green revolution) 很難再發生。利用基因工程技術進行作物品種改良，系指以遺傳工程(genetic engineering) 技術，將特定基因或性狀導入缺乏此基因或特性之目標作物(target crop) 的育種方法；因此利用基因工程技術進行作物品種改良，可以突破種原之限制及種間雜交之瓶頸，創造新性狀或新品種，亦即未來「基因革命」(gene revolution) 很可能迅速取代「綠色革命」。

五、基因工程育種

1、原理：基因重組(或異源DNA重組)。

2、優缺點：不受種屬限制，可根據人類的需要，有目的地進行。可能會引起生態危機，技術難度大。

5. 簡述工業發酵的一般過程

1、菌種制備
菌種是發酵工業之母，沒有菌種，就談不上微生物發酵。菌種一般分保藏菌種、搖瓶（茄子瓶等）菌種和種子罐菌種。保藏菌種是發酵生產的備用菌種，一般放在低溫乾燥狀態下保存。保藏菌種進入生產接種之前，首先接入斜面進行活化，使菌種從休眠狀態轉為正常代謝狀態。用於活化的培養基一般營養豐富、易於吸收，有利於菌種的生長繁殖。活化後的菌種再進行擴大，將其接人搖瓶（茄子瓶等）中進行培養，此時所用的培養基 比保藏菌種用培養基更粗放，更經濟。搖瓶種子進一步擴大，接人種子罐進行培養。種子罐培養基比較接近發酵罐所用培養基成分，目的是讓菌種進一步適應發酵培養基的環境。種子罐種子培養好以後可適時進行大罐（通風 曲室）接種。
2、原料處理
發酵原料來源豐富，成分粗放，狀態不一，通常不能直接為微生物所利用，因而要進行預處理，才能作為微生物發酵用的培養基的成分。發酵原料一般要經過篩選、粉碎、蒸煮或水解後，再加上其他有關物質配製成發酵培養基。
3、接種培養
發酵培養基配製好以後，進行滅菌。待其冷卻後，適時進行接種。接種要保證在無菌條件下進行，以防污染。無菌接種是發酵成敗的關鍵。
4、發酵控制
菌種接好後，提供必要的生長條件，菌體開始生長繁殖，進行新陳代謝，發酵累積代謝產物。必要的生產條件包括培養溫度、氧氣需求、pH指標、營養成分補充和泡沫消除等。所有這些條件要經常觀察、記錄、分析、改進，以保證發酵生產正常進行。在發酵過程中，還要經常觀察菌體的形態變化，測定代謝產物的積累情況，以決定放罐的最佳時間，進行收獲。
5、產品提取
發酵過程一旦完成，及時進行產品提取。根據不同的產品，採取不同的方法進行分離純化，以求獲得最高的產量和最好的質量。提取的方法一般有物理法（如過濾、離心、乾燥等）、化學法（吸附、蒸餾、層析、離子交換等）和生物法等。
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6. 工業發酵主要有哪些類別,一個典型的發酵過程包括哪些基本步驟

乙醇發酵、食品發酵、微生物發酵

發酵工程的一般過程可分為三個步驟：第一，准備階段；第二，發酵階段；第三，產品的分離提取階段。
准備階段的任務包括四個方面，即各種器具的准備，培養基的准備，優良菌種的選擇或培育，器具和培養基的消毒。
優良菌種是保證發酵產品質量好、產量高的基礎。優良菌種的取得，最初是通過對自然菌體進行篩選得到的。20世紀40年代開始使用物理的或化學的誘變劑，如紫外線、芥子氣等處理菌種，進行人工誘發突變，從而迅速先育出比自然菌種更優良的菌種。後來，又運用細胞工程和遺傳工程的成果來獲取菌種。例如，使用大腸桿菌生產人類的胰島素、生長素、干擾毒等等。
在發酵過程中，還要防止「不速之客」來打擾。發酵工程要求純種發酵，以保證產品質量。因此，防止雜菌污染是確實保證正常生產的關鍵之一。其方法是，對於這些不受歡迎的「來客」進行滅菌消毒。在進行發酵之前，對有關器械、培養基等也進行嚴格的消毒。

7. 常用的發酵方法有哪些

1)無曲鹽水發酵。此方法是直接利用附在薯蔓粉等原料上的微生物進行發酵，把原料堆在地面或缸內即可，簡便易行。只要控製得當，多種原料搭配，發酵效果可與有曲發酵媲美。
此方法也適用於大牲畜的粗料調制。

具體製法是：食鹽用量為干飼料的1% ~ 1。 5%。例如發酵100千克粗料，先在要加的水中加人1 ~ 1。 5千克食鹽，溶化後，倒進粗料，充分拌勻，然後疏鬆地堆在一處，夏季堆0。
3米厚，冬季堆0。7 ~1米厚（或用缸）。為了通氣，加快升溫，可用杴柄從料堆上戳幾個氣洞。待堆中溫度上升到40℃時，應立即翻倒、壓實，用塑料膜封嚴，再過一段時間，伺料具有酸、甜、軟、熟、香的特點時，即認為發酵好了，可及時喂用。

(2) 干粗飼料混合發酵。將粉碎的干甘薯蔓與其他粗料混合起來發酵，如加些麩皮或米糠等精料，喂豬效果更好。

具體製法：稱取粉碎的混合粗料100千克，加水60 ~ 100升，拌勻後再加曲子3〜5千克（或酵曲粉30 ~50克），邊加曲，邊翻拌，充分拌勻後裝缸，不要壓緊，再蓋上塑料膜發酵。
發酵過程中溫度一般控制在30 ~4(℃C為宜。溫度不能太高，否則發酵不好。如果溫度太高，可用塑料膜將缸口蓋嚴、扎緊，使它不透氣，溫度就不會再升高。也可採用原料裝缸後馬上封缸發酵的辦法，此方法發酵時間長，但效果好，保存時間也長。

(3) 青詞料發酵。將甘薯莖葉與各種青草、樹葉、野菜、水草及間苗下來的各種農作物的枝、葉、秧苗等切碎後進行發酵，叫青飼料發酵。

具體製法：將青飼料洗凈切碎，如水分過名，應先晾乾或每100千克青飼料加20 ~ 30千克干粗飼料，再加曲子 3 ~5千克（或酵曲粉30 ~50克）拌勻，裝缸壓實，經2 ~ 3天發酵即可喂豬。

8. 從工業發酵的角度來說，種子的制備分成哪幾個階段

從工業發酵的角度來說，種子制備分成兩個階段：

1、實驗室種子制備：斜面、固體培養基擴大培養或搖瓶液體培養，培養條件要盡可能和發酵生產的培養條件相近，但工作量大、時間長、操作復雜；而自動發酵罐培養是搖瓶培養的工業化生產。

2、生產車間種子制備：種子罐擴大培養。

雞腿菇菌種搖瓶培養條件

對雞腿菌cc168品種搖瓶培養的培養條件和對固體方法與和液體的方法製作的原種在栽培袋中的生長天數和長速進行計載和測定，結果表明，其適宜的條件為搖瓶培養振盪頻率為70次/min。

光照強度影響不大，但以無光為宜；含糖度在1.0%~3.5%范圍內，數值越大菌絲乾重越重，但糖消耗率在3%上下；最適ph值在5～6之間；用液體菌種作種比固體菌種作種的生長速度明顯加快。

以上內容參考：網路-搖瓶培養

9. 工業發酵為了獲得更高的次生代謝產物，可採用哪些方法

用植物次生代謝產物的五種生產途徑。
1、直接從植物中提取次生代謝產物；
2、化學合成模擬；
3、微生物(細菌或真菌)發酵；
4、利用植物組織和細胞培養法生產次生代謝產物；
5、利用基因工程生產次生代謝產物。