《生物科学与农业》PPT课件.ppt

第2章 生物科学与农业,第1节 农业生产中的繁殖控制技术,基础自主梳理,核心要点突破,课标领航,知能过关演练,第1节,课标领航,1掌握植物栽培和家畜饲养中的繁殖控制技术及意义。 2了解杂种优势及意义。,情景导引 植物园中的大片菊花争奇斗艳；花园中几公顷的郁金香姹紫嫣红，管理人员告诉游人，这些菊花都是由一个茎尖生产出来的，郁金香同样是一个茎尖繁殖的后代。 你认为这可信吗？,基础自主梳理,一、杂种优势的应用 1.杂种优势 具有一定_的两个个体进行杂交后，所产生的后代在生活力、生长发育速度、抗逆性以及形态大小等方面明显优于杂交_的现象。 2.杂种优势的应用 农业上培育杂交水稻、杂交玉米；畜牧业上培育鸡、羊、奶牛和肉牛。,遗传差异,双亲,3.制种 由于杂交种后代会出现性状分离，每年都要制种，而且要求制种的双亲都是_。 思考感悟 1玉米一般种植杂种，必须每年都要换种子，为什么？ 【提示】 目的是利用杂种优势获得优质高产玉米，但是种植杂种所结的种子中有杂种，第二年种植会发生性状分离，造成减产。所以必须每年都要换种子。,纯合子,二、植物微型繁殖技术(快速繁殖技术) 1.概念：利用离体的_、茎等器官(外植体)在无菌和特定光温条件下，在人工培养基上进行的快速无性繁殖技术，简称“微繁”或“快繁”。 2产品：用微繁技术生产的苗木一般称为“ _”。,芽,组培苗,3.过程：选择优良母株外植体外植体表面消毒、接种茎尖伸长、芽发育成茎或芽苗再生芽苗或再生苗伸长茎段扦插快速繁殖伸长苗生根移苗入土移苗入圃。 4.特点：快速、“高保真”和不受自然生长季节的限制。 5.应用：用于_植物的保存和繁殖、名稀特优植物的保存和繁殖、植物脱病毒、园艺园林苗木的大规模工厂化育苗。,濒危,思考感悟 2植物的“微繁”技术具有“高保真”的优点，为什么？ 【提示】 植物的“微繁”技术是植物组织培养获得试管苗，植物组织培养过程进行的是有丝分裂，亲子代遗传物质不变，属于无性生殖。,三、动物的人工授精技术 1人工授精技术 是指以人工方法，利用器械采集雄性动物的精液，经检查与稀释处理后，再输入到雌性动物_内，以此来代替自然交配，从而达到繁育的目的。 2.操作流程 精液采集品质检查稀释与分装保存与运输解冻与输精自然生产。,生殖道,3.作用 (1)极大地提高了优良公畜的_效率，迅速地扩大其优良遗传特性在动物种群中的比例。 (2)能较好地减少_的饲养数量，降低生产和管理成本。 (3)可以使得优良种公畜的使用不受时间和 _限制。,配种,种公畜,地域,四、试管家畜技术 1.概念 通过人工操作使卵子和精子在_条件下成熟和受精，并通过培养成为早期胚胎后，再经移植产生后代的技术。 2.过程 卵子的采集和精子的采集精子的处理和卵子体外培养体外受精_发育至早期胚胎移植到受体子宫产仔。,体外,受精卵,五、胚胎分割技术 1.概念 是指采用机械方法将_分割成2等份、4等份或更多份，经体内或体外培养，然后植入代孕母体内从而获得同卵双生或多生后代的技术。 2.作用 胚胎分割可以提高胚胎的利用率，增加每枚胚胎的后代繁殖数，提高优良品种的推广速度。,早期胚胎,六、克隆哺乳动物技术 1克隆技术(核移植) 是指利用某哺乳动物的_，产生一个与该动物几乎完全相同的新个体。 2原理 动物的体细胞核仍然具有_。 3.作用 使优良农业动物的数量在较短的时间内得到大规模扩增；用于对濒临灭绝动物的_。,体细胞核,全能性,保存,核心要点突破,杂种优势的特点,1杂种优势不是仅有一两个性状单独表现突出，往往有若干性状综合起来表现突出，因此，凡是表现有杂种优势的组合，其生长势、抗逆性、产量等方面通常都有优势。 2杂种优势的大小一般取决于双亲性状的相对差异和互补程度。在一定的范围内，双亲差异越大，杂种优势往往越强。,3亲本基因型的纯合度不同，杂种优势的强弱也不同。双亲的纯合度越高，F1的杂种优势就越强。因此，玉米自交系间的杂交种要比品种间杂交种的优势强。 4杂种优势在F1表现最明显，由F1自交或互交产生的F2，其优势显著降低。同时，杂种优势越强的组合，其优势下降的幅度也越大，而且在以后的世代内，优势随着自交代数的增加而递减。因此，为了充分利用杂种优势，在生产上必须年年配制杂交种子，以确保利用的是F1。,下列对杂种优势的有关叙述，正确的是( ) A动物由于生殖隔离，不会出现种间杂种优势 B杂种优势只出现在种内 C杂种优势仅有一两个性状表现突出 D杂种优势的大小，一般取决于双亲性状相对性状的差异和互补程度 【尝试解答】 D,【解析】 同一物种的动物之间没有生殖隔离，种间动物亦有杂种优势，如骡子；杂种优势不是仅有一两个性状单独表现突出，而往往是若干性状综合起来表现突出；杂种优势的大小，一般取决于双亲相对性状的差异和互补程度。在一定范围内，双亲差异越大，杂种优势越强。 互动探究 (1)具有杂种优势的植物，是否可用营养繁殖？ (2)杂交种是否就一定表现双亲的优良性状？ 提示：(1)可以。(2)不一定。,1概念：“植物微型繁殖技术”(也称“快速繁殖技术”，简称“微繁”或“快繁”)，是植物组织培养(plant tissue culture)技术的一种，是利用离体的芽、茎等器官(外植体)在无菌和特定光温条件下，在人工培养基上进行的快速无性繁殖技术。,植物微型繁殖技术的概念和原理,2原理：在离体、提供营养物质、激素及其他适宜条件下植物体细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能；其基础是生物体的每一个细胞都含有本物种的全套遗传物质，都有发育成整个个体的全套基因。 3植物微繁技术流程,4植物微型繁殖技术的特点 (1)繁殖速度快。采用传统的方法，如分根法，一株花卉一年只能生产几株至几十株，而利用组织培养技术则每年可以繁殖出几十万至几百万小植物。 (2)不受季节限制。植物组织培养是在室内进行，条件可以控制，可以全年连续生产。 (3)后代性状稳定。组织培养是体细胞克隆，可基本保持母体的遗传性状。,(4)可培养无病毒植株，恢复品种品质。 (5)经济效益高。植物组织快速繁殖所需的空间小，在一个50 m2的培养室内，一年可生产试管苗100万株以上，有很高的经济效益。,下列关于植物微型繁殖技术的叙述，错误的是( ) A植物微型繁殖技术的外植体可选用植物组织的任何一部分细胞 B该技术具有取材少、培养周期短、繁殖率高的特点 C植物微型繁殖技术便于自动化管理 D植物微型繁殖技术能够培育无病毒植株 【尝试解答】 A,【解析】 植物微型繁殖技术所依据的原理是植物细胞的全能性，所利用的细胞至少含有细胞核，能分裂，而植物体有些组织的细胞(如导管、管胞)已特化成只含细胞壁的组织，故不能用来作为外植体。植物微型繁殖技术所选用的外植体一般是芽、茎尖，也可用根尖、花药等，这部分细胞代谢旺盛，细胞分裂快，一般不含病毒。,跟踪训练 用高度分化的植物细胞、组织或器官进行组织培养可以形成愈伤组织，下列叙述错误的是( ) A该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的 B该愈伤组织的细胞没有全能性 C该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成的 D该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚状结构,解析：选B。愈伤组织细胞再分化可形成根或芽，进一步发育为植物体。愈伤组织的细胞排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的、呈无定形状态的薄壁细胞。由高度分化的植物细胞、组织或器官产生愈伤组织的过程，称为植物细胞的脱分化，或者叫做去分化。脱分化产生的愈伤组织继续培养，又可以重新分化成根或芽等器官，此过程称为再分化。再分化形成的试管苗，移栽到地里，可以发育成完整的植株，因此该愈伤组织的细胞能够表现出全能性。,1概念 人工授精技术是指以人工方法，利用器械采集雄性动物的精液，经检查与稀释处理后，再输入到雌性动物生殖道内，以此来代替自然交配，从而达到繁育的目的。 2人工授精技术流程,动物的人工授精技术,3人工授精的应用 人工授精技术在家畜养殖业中发挥了巨大的作用，主要表现在以下几个方面： (1)极大地提高了优良公畜的配种效率，迅速地扩大其优良遗传特性在动物种群中的比例。 (2)能较好地减少种公畜的饲养数量，降低生产和管理成本。 (3)可以使良种公畜的使用不受时间和地域限制。,生物冷冻中会造成( ) A生物个体冷冻不死亡 B精液冷冻死亡 C胚胎冷冻死亡 D精液冷冻不死亡 【尝试解答】 D,【解析】 精子和胚胎在冷冻过程中，需要添加冷冻保护剂，如二甲基亚砜、己二醇等，冷冻前要进行平衡。在平衡时，这些冷冻保护剂会渗透到精子或胚胎中去。这样，在冷冻时，精子或胚胎内部就不会形成对精子和胚胎造成致命伤害的冰晶。精子只是一个细胞，胚胎也只有很少数量的细胞，这使冷冻保护剂能够很容易就渗透到细胞中去。,而生物个体，尤其是高等生物，细胞数目繁多，不可能在短时间内使冷冻保护剂渗透到所有细胞；并且一般的冷冻保护剂都或多或少对细胞有毒害作用，长时间浸润其中，会导致生物个体的死亡，所以到目前为止，还没有复杂生物个体冷冻成功的例子。,互动探究 (1)冷冻的精液如何使精子恢复活性？ (2)体外受精还要如何处理？ 提示：(1)将装有精子的毛细管从液氮或干冰中取出，立即放入盛有温度为39 左右的水中，摇晃10 s左右，取出，擦干试管。 (2)体外受精时要洗去冷冻保护剂。,1概念 和试管婴儿一样，试管家畜并非是在试管中发育成长，而是通过体外受精技术获得的家畜。这就是从母畜体内取出卵细胞，在试管或培养皿中完成受精，再将发育正常的早期胚胎移植到受体(代孕母体)子宫内着床、妊娠、发育，直至分娩。 2试管家畜技术流程(如下图),试管家畜,特别提醒 需供体和受体同期发情处理。,(2011年高考浙江卷)培育“试管山羊”的基本过程如下图所示。若要培育成功，下列叙述正确的是( ),A甲过程中可通过给母山羊注射有关激素使其超数排卵 B乙过程的目的之一是促进卵母细胞和精子的成熟 C丙过程与乙过程中应采用相同成分的培养液 D丁过程中早期胚胎须移植到供体性状相同的代孕母羊子宫内 【尝试解答】 A,【解析】 对小型动物而言，一般采用注射促性腺激素的方法来促进雌性个体的超数排卵，A项正确；乙过程为体外受精过程，B项错误；乙过程即受精时用获能培养液或者专门的受精溶液，丙过程为体外胚胎培养过程，所用溶液为发育培养液，C项错误；对代孕母羊的要求只是身体健康，而对它的性状无要求，D项错误。,解析：选A。精子采集后，要对精子进行获能处理，才能受精，精子获能是指精子获得能量穿透卵子透明带的生理过程，是精子受精前必须经历的一个重要阶段；卵子采集后需要在体外培养直至成熟才能进行受精作用。,1概念 胚胎分割技术是采用机械方法，即用特制的显微刀片或玻璃微针将早期胚胎分割成2份、4份或更多份，经体内或体外培养，然后植入代孕母体内，从而获得同卵双生或多生后代。 2原理 早期发育的胚胎含有相同的遗传物质，且都具有发育成完整个体的潜能。,胚胎分割技术,3胚胎移植的生理基础 (1)动物发情排卵后，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的。 (2)早期胚胎处于游离状态。 (3)受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应。 (4)供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受任何影响。,特别提醒 胚胎分裂一般在胚胎发育至桑椹胚或囊胚期，细胞未分化状态。 要均等分割，尤其是囊胚期内细胞团细胞。 胚胎分割移植属于( ) A无性生殖 B单性生殖 C有性生殖 D细胞融合 【尝试解答】 A,【解析】 胚胎分割技术就是指采用机械方法将早期胚胎分割成2份、4份或更多份，经体内或体外培养，然后植入代孕母体内，从而获得同卵双生或多生后代。其实质是克隆，属于无性生殖。 互动探究 胚胎分割移植的后代遗传物质相同吗？ 提示：相同。,1概念 克隆(clone)实际上是指无性繁殖。哺乳动物的克隆技术是指利用哺乳动物的体细胞核，产生一个与该动物几乎完全相同的新个体。 2动物克隆的一般过程,克隆哺乳动物技术,3克隆技术的应用 (1)培育优良种畜和生产实验动物。 (2)生产转基因动物。 (3)生产人胚胎干细胞，用于细胞和组织替代疗法。 (4)复制濒危动物物种，保存和传播动物物种资源。,下列关于克隆的叙述错误的是( ) A克隆实际是指无性繁殖 B克隆羊的产生证明高度分化的动物细胞核有全能性 C克隆技术可以解决人类不孕症的生育