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1、第1节农业生产中的繁殖控制技术 课程标准 概述农业生产中的繁殖控制技术 课标解读 1 概述植物栽培和家畜饲养中的繁殖控制技术及其意义 2 认同生物科学技术的发展和应用 推动了农业现代化 3 形成关心农业发展 热爱农业的情感 杂种优势指具有一定 的两个个体进行杂交后 所产生的后代在 生长发育 抗逆性以及形态大小等方面明显优于杂交 的现象 农业上培育杂交 杂交 畜牧业上培育 的鸡 羊 奶牛和肉牛等 杂种优势的应用 1 2 杂种优势的应用 遗传差异 生活力 速度 水稻 玉米 杂种 双亲 制种由于杂交种后代会出现 每年都要制种 而且要求制种的双亲都是 玉米一般种植杂种 必须每年更换种子 为什么 提示种
2、植杂种的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第二年接着种植会发生性状分离 造成减产 所以必须每年更换种子 思维激活1 3 性状分离 纯合子 杂种优势的特点 1 杂种优势不只是一两个性状单独表现出优势 而是多个性状间的综合表现 2 杂种优势的强弱取决于双亲性状间的互相补充 在一定范围内 双亲的基因差异越大 亲缘关系越远 杂种优势就越强 3 杂种优势与双亲的基因型纯合度有关 若双亲的基因型纯合度高 F1的优势就强 4 杂种优势只在F1表现最强 F2 F3等后代由于性状分离 杂种优势逐代递减 1 5 杂种优势的大小与所处的环境有关 F1种子只有在适宜环境下才能表现出杂种优势 杂
3、种优势是生物界的一种普遍现象 既可见于种间杂种 如雌马与雄驴的杂种后代 骡子 与其双亲相比 其挽力大 持久力强 性温顺 适于役用 又可见于品种间的杂种 猪的品种间杂种子一代往往比双亲个体大 生活力强 杂种优势的保持 1 采用种子繁殖的植物 如水稻 小麦 玉米 油菜 大豆等 杂种优势的 保持 靠每年配制新的F1 而且配种的亲本必须非常 纯 即与前一年用的一致 当然 也可以利用前一年配制好的F1 2 对于不是采用种子繁殖的植物 因为种子繁殖的后代高度分离 如苹果 桃 李 柑橘 玫瑰等 一旦获得具有优势品质的F1后 通常从一个很大的杂交群体中才能选择出少数单株 就可以用营养繁殖 如扦插 压条 组织培
4、养等 的方法保持杂种优势 因为用于营养繁殖的植物都来自于 F1 如果这时还用原来的亲本杂交 尽管在理论上可以产生与前一次杂交相同的后代 但实际很难找到与前一次杂交后代相同的优势植株 这是因为这些作为亲本的植物本身是高度 杂合 的 2 3 在动物方面 由于目前还没有突破体细胞繁殖的难关 所以只能像用种子繁殖的植物一样 杂种优势的 保持 靠频繁配制新的F1 以养鸡为例 无论是生产商品肉鸡还是商品蛋鸡 都是将具有某些优势性状的品系作为亲本 再将这些亲本进行杂交得到的子代作为商品肉鸡或蛋鸡 这样得到的商品肉鸡和蛋鸡就具有了双亲的杂种优势 但是这种优势并不能保持下去 明显的杂种优势主要取决于 A 杂交亲
5、本选配恰当 是纯系B 外界环境条件适宜C 结合条件的适应性D 雄性不育是否完全解析杂交亲本为纯系 决定了后代为纯系或杂合子 只要选择恰当 则后代可为杂合子 同时表现出杂种优势 答案A 巩固1 指利用离体的 等器官 外植体 在 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 用微繁技术生产的苗木一般称为 选择优良母株 外植体表面消毒 茎尖伸长 芽萌发出茎或芽苗再生 芽苗或再生苗 茎段扦插快速繁殖 伸长苗生根 移苗入土 移苗入圃 植物微型繁殖技术 1 概念 2 产品 3 过程 无菌 组培苗 外植体 接种 伸长 芽 茎 和不受自然生长季节的限制 用于 植物的保存和繁殖
6、植物的保存和繁殖 植物 园艺园林苗木的大规模工厂化育苗 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利用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 思维激活2 4 特点 5 应用 快速 高保真 濒危 名稀特优 脱病毒 植物微型繁殖技术的流程 如下图所示 1 植物微型繁殖技术的特点繁殖速度快 取材少 培养周期短 不受季节 气候 自然灾害等因素的影响 可保持优良品种的遗传特性 可高效快速地实现种苗的大量繁殖 2 在离体的植物器官 组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中 下列不需要的条件是 A 消毒灭菌B 适宜的温度C 充足的光照
7、D 适宜的养料和激素解析在植物组织培养过程中 对外植体及操作装置都要消毒灭菌 在培养过程中 外植体从培养基上获取养料 激素可诱导细胞脱分化 适宜的温度促进新陈代谢 但在脱分化过程中是不需光照的 产生了幼苗后才需要光进行光合作用 答案C 巩固2 指以人工方法 利用器械采集雄性动物的 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 采集 品质检查 与分装 保存与运输 解冻与 自然生产 动物的人工授精技术 1 人工授精技术 2 操作流程 精液 生殖道 精液 稀释 输液 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
8、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 人工授精是在生物体外受精 还是体内受精 提示体内受精 思维激活3 3 作用 配种 种公畜 地域 人工授精技术流程 如下图 特别提醒 采取精子的方法有假阴道法 手握法和电刺激法等 牛每次射精量5mL 精子数50亿 绵羊1mL 精子数30亿 猪215mL 精子数215亿 马70mL 精子数70亿 雄性动物得到的精液经过稀释被冷冻起来 可以储存很长一段时间而不失去繁殖力 待到需要时 再将精液融化 然后将其引入雌性动物的生殖道 与自然配种相比 人工授精技术可大大提高繁殖效率 如一头公牛一年所产生的精液可进行4万次配对 采用动物
9、人工授精技术可以使动物的繁殖速度大大提高 这是因为 A 可以提高种牛的配种效率B 可以使种牛的配种不受时间和地域的限制C 可以选择活力较高的精子D 可以大大提高产生孪生子代的概率解析与自然配种相比 人工授精可利用一头种公牛一年所产生的精液进行40000次配种 从而极大地提高了繁殖效率 答案A 巩固3 指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 产生后代的技术 的采集和 的采集 的处理和 体外培养 受精 发育至早期胚胎 移植到受体子宫 产仔 试管家畜技术 1 概念 2 过程 体外 移植 精子 卵子 精子 体外 受精卵 卵子 试管家畜是有性生殖 还是无性生殖 提
10、示有性生殖 思维激活4 试管家畜技术流程 如下图 1 试管家畜技术的意义和人工授精技术一样 试管家畜技术在很大程度上提高了家畜的繁殖效率 2 下列关于试管动物技术的叙述中 正确的是 A 应用该技术繁育后代的过程属于无性生殖类型B 应用该技术繁育后代的过程属于有性生殖类型C 试管动物技术是利用体细胞繁育后代的技术D 用试管动物技术培育动物的过程全部在体外进行解析试管动物技术属于通过有性生殖繁育后代的技术 因为其操作过程中仍然有两性生殖细胞的结合过程 只不过是通过人工体外操作获得胚胎 然后再移植到生物体内发育成新个体 故选B 答案B 巩固4 指采用 方法将 分割成2份 4份或更多份 经体内或体外培
11、养 然后植入 母体内 从而获得同卵双生或多生后代 胚胎分割可以提高 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 胚胎分割技术 1 概念 2 过程 机械 早期胚胎 代孕 胚胎 生物个体冷冻会死亡 为什么精液冷冻却不死 胚胎冷冻为什么也不死 提示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
12、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 思维激活5 胚胎分割的基本操作1 主要仪器设备 实体显微镜和显微操作仪 2 基本操作过程 选择发育良好 形态正常的桑椹胚或囊胚 将其移入盛有操作液的培养皿中 用分割针或分割刀进行分割 在对囊胚阶段的胚胎进行分割时 要注意将内细胞团均等分割 否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育 胚胎分割要将内细胞团均等分割的原因是 A 以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育B 保证遗传物质的平均分配C 确保胚胎发育后期营养物质的供应D 防止分
13、割而来的两个个体性状差异过大解析胚胎分割只是把发育到桑椹胚或囊胚的一团胚胎细胞分割成2份 4份或更多份 而遗传物质在细胞内 每个细胞都含有本物种的全部遗传信息 因此遗传物质数量的多少 不是影响其发育的主要原因 胚胎发育是以细胞的增殖和生长为基础 胚胎发育后期和母体建立联系后 是从母体吸取营养物质的 生物的性状是由遗传物质控制的 其细胞来源相同 则差异主要取决于环境条件 因此胚胎分割而来的两个个体的性状差异不会过大 故选A 答案A 巩固5 指利用某哺乳动物的 产生一个与该动物几乎 的新个体 动物的体细胞核仍然具有 使优良农业动物的数量在较短的时间内得到大规模 应用于对濒临灭绝动物的 克隆哺乳动物
14、技术 1 克隆技术 核移植 2 原理 3 应用 体细胞核 完 全相同 全能性 扩增 保存 克隆动物与供核的动物为什么不完全相同 提示 质基因来自另一生物 变异 环境影响 思维激活6 动物克隆的一般过程 见下图 下列属于 克隆 技术的生物学范畴的是 A 基因工程B 无性繁殖C 杂交育种D 有性生殖解析 克隆 实质上指由单个细胞分裂形成一个细胞系的过程 由此可知 克隆 属于无性生殖的范畴 故选B 答案B 巩固6 下列生产实例与杂种优势无关的是 A 我国利用 三系配套 技术培育出的水稻大幅度地提高了水稻产量B 我国进行杂交玉米制种后推广平均产量达到每公顷4200kg左右C 在一些畜牧业发达的国家 肉
15、用鸡的生产几乎全部是利用杂交种 极大地提高了肉用鸡的品质D 将甲地高产优质枣树的芽或枝条嫁接到乙地枣树上 改善乙地枣树的品质 例1 思维导图 深度剖析杂种优势是利用遗传物质组成不同的亲本杂交 有性生殖 产生的杂种所体现出的性状比双亲优越的现象 故能体现杂种优势的前提是进行亲本的杂交 而D项中的嫁接为无性生殖 不涉及杂交 与杂种优势无关 答案D反思感悟 1 杂种一代的杂种优势最强 因F2代出现性状分离 2 制种的双亲差异越大 纯合度越高 杂种优势越强 3 杂种优势的大小取决于显性程度 优势的方向与显性的方向一致 甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化 目前生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速
16、繁殖脱毒的种苗 以保证该品种的品质和产量水平 这种通过分生组织离体培养获得种苗的过程不涉及细胞的 A 有丝分裂B 分化C 减数分裂D 全能性思维导图 例2 深度剖析甘薯感染病毒后要进行脱毒处理才能恢复其优良特性 获得高产 脱毒的技术是微型繁殖技术 即利用无毒的茎尖等进行植物组织培养 组织培养的原理是细胞的全能性 细胞要通过脱分化和再分化过程 分裂方式是有丝分裂 答案C反思感悟微型繁殖的过程要经过脱分化和再分化过程 细胞的分裂方式是有丝分裂 原理是细胞的全能性 试管家畜为 A 体外受精B 人工授精C 体内受精D 无性生殖思维导图 例3 深度剖析试管家畜是体外受精 胚胎移植的产物 而人工授精的受精场所是体内 二者均属于有性生殖 答案A反思感悟试管家畜是体外受精 主要是充分发挥优良母畜的繁殖潜能 而人工授精是体内受精 主要是充分发挥优良公畜的繁殖潜能 但二者实质相同 均是有性生殖 右图为某哺乳动物生殖过程示意图 b为卵细胞 下列相关叙述中不正确的是 例4 A 动物个体 的产生分别属于有性生殖和无性生殖B 动物个体 的产生表明 高度分化的动物细胞核也具有发育成完整个体的潜在能力C 按照动物个体
