2018版高中生物 第2章 生物科學(xué)與農(nóng)業(yè) 2.1 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的繁殖控制技術(shù)課件 新人教版選修2.ppt

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第1節(jié)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的繁殖控制技術(shù),[課程目標(biāo)]導(dǎo)航,1.概述植物栽培和家畜飼養(yǎng)中的繁殖控制技術(shù)及其意義。2.認(rèn)同生物科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用推動(dòng)了農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化。3.形成關(guān)心農(nóng)業(yè)發(fā)展、熱愛農(nóng)業(yè)的情感。,知識(shí)點(diǎn)1雜種優(yōu)勢的應(yīng)用,[知識(shí)梳理],1.概念,具有一定的兩個(gè)個(gè)體進(jìn)行雜交后，所產(chǎn)生的后代在、生長發(fā)育、抗逆性以及形態(tài)大小等方面明顯優(yōu)于雜交的現(xiàn)象。,遺傳差異,生活力,速度,雙親,2.制種思考：玉米一般種植雜種，必須每年更換種子，為什么？提示種植雜種的目的是利用雜種優(yōu)勢獲得優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)玉米，但是種植雜種所結(jié)的種子第二年接著種植會(huì)發(fā)生性狀分離，造成減產(chǎn)，所以必須每年更換種子。,雜種優(yōu)勢在中表現(xiàn)最強(qiáng)或最突出，以后逐代。因此，為了確保利用雜種一代(F1)的優(yōu)勢，對(duì)于一年生的作物而言，必須年年制種，而且制種的雙親都必須。,雜種第一代(F1),遞減,高度純合,[活學(xué)活用],下列與雜種優(yōu)勢有關(guān)的敘述中正確的是()A.動(dòng)物由于生殖隔離，不會(huì)出現(xiàn)種間雜種優(yōu)勢B.雜種優(yōu)勢只出現(xiàn)在種內(nèi)C.雜種優(yōu)勢僅有一兩個(gè)性狀表現(xiàn)突出D.雜種優(yōu)勢的大小，一般取決于雙親相對(duì)性狀的差異和互補(bǔ)程度解析不同的物種的動(dòng)物之間既有生殖隔離，也有雜種優(yōu)勢，如騾子。雜種優(yōu)勢不是僅有一兩個(gè)性狀單獨(dú)表現(xiàn)突出，而往往是若干性狀綜合起來表現(xiàn)突出。雜種優(yōu)勢的大小，一般取決于雙親相對(duì)性狀的差異和互補(bǔ)程度。在一定范圍內(nèi)，雙親差異越大，雜種優(yōu)勢越強(qiáng)。答案D,[歸納總結(jié)],1.雜種優(yōu)勢的定義及特點(diǎn),雜種優(yōu)勢是指具有一定遺傳差異的兩個(gè)個(gè)體進(jìn)行雜交后，所產(chǎn)生的后代在生活力、生長發(fā)育速度、抗逆性以及形態(tài)大小等方面明顯優(yōu)于雜交雙親的現(xiàn)象。雜種優(yōu)勢是生物界普遍存在的一種遺傳現(xiàn)象，既可見于種間雜種(如馬與驢的雜種后代——騾子，與其雙親相比，其挽力大、持久力強(qiáng)、性溫順，適于役用)，又可見于品種間的雜種(豬的品種間雜種子一代往往比雙親個(gè)體大、生活力強(qiáng))。,雜種優(yōu)勢具有以下特點(diǎn)：(1)雜種優(yōu)勢不只是一兩個(gè)性狀單獨(dú)表現(xiàn)出優(yōu)勢，而是多個(gè)性狀間的綜合表現(xiàn)。(2)雜種優(yōu)勢的強(qiáng)弱取決于雙親性狀間的互相補(bǔ)充。在一定范圍內(nèi)，雙親的基因差異越大，親緣關(guān)系越遠(yuǎn)，雜種優(yōu)勢就越強(qiáng)。(3)雜種優(yōu)勢與雙親的基因型純合度有關(guān)，若雙親的基因型純合度高，F(xiàn)1的優(yōu)勢就強(qiáng)。(4)雜種優(yōu)勢只在F1得以表現(xiàn)，F(xiàn)2、F3等后代由于性狀分離而逐代衰退。(5)雜種優(yōu)勢的大小與所處的環(huán)境有關(guān)，F(xiàn)1個(gè)體只有在適宜環(huán)境下才能表現(xiàn)出雜種優(yōu)勢。,2.雜種優(yōu)勢的應(yīng)用,雜種優(yōu)勢是生物界普遍存在的一種遺傳現(xiàn)象，在農(nóng)業(yè)、畜牧養(yǎng)殖業(yè)方面帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。采用種子繁殖的植物，如水稻、小麥、玉米、油菜、大豆等，雜種優(yōu)勢的“保持”靠每年配制新的F1，而且制種的親本必須高度純合。當(dāng)然，也可以利用前一年配制好的F1。對(duì)于不是采用種子繁殖的植物(因?yàn)榉N子繁殖的后代性狀高度分離)，如蘋果、桃、李、柑橘、玫瑰等，一旦獲得具有優(yōu)勢品質(zhì)的F1后(通常從一個(gè)很大的雜交群體中才能選擇出少數(shù)單株)，就可以用營養(yǎng)繁殖(如扦插、壓條等)的方法保持雜種優(yōu)勢，因?yàn)闋I養(yǎng)繁殖的后代能保持親本的優(yōu)良性狀。,知識(shí)點(diǎn)2植物微型繁殖技術(shù),[知識(shí)梳理],1.概念2.產(chǎn)品,利用離體的、等器官(外植體)在和特定光溫條件下，在人工培養(yǎng)基上進(jìn)行的快速無性繁殖技術(shù)，簡稱“微繁”或“快繁”。用微繁技術(shù)生產(chǎn)的苗木一般稱為“”。,芽,莖,無菌,組培苗,3.過程4.特點(diǎn)5.應(yīng)用,選擇優(yōu)良母株→→外植體表面消毒，→莖尖伸長、芽發(fā)育成莖或芽苗再生→芽苗或再生苗→莖段扦插快速繁殖→伸長苗生根→移苗入土→移苗入圃。__________、“”和不受自然生長季節(jié)的限制。用于植物的保存和繁殖、植物的保存和繁殖、植物、園藝園林苗木的大規(guī)模工廠化育苗。,外植體,接種,伸長,快速,高保真,瀕危,名稀特優(yōu),脫病毒,思考：植物的“微繁”技術(shù)具有“高保真”的優(yōu)點(diǎn)，為什么？提示：植物的微繁技術(shù)是利用植物組織培養(yǎng)獲得試管苗，植物組織培養(yǎng)過程進(jìn)行的是有絲分裂，親子代遺傳物質(zhì)不變，屬于無性生殖。,[活學(xué)活用],下列對(duì)植物微型繁殖技術(shù)過程的敘述中，正確的是()A.培養(yǎng)的整個(gè)過程都要見光B.脫分化過程中形成細(xì)胞壁需葉綠體和高爾基體參與C.所需培養(yǎng)基無需加碳源D.先誘導(dǎo)生芽，再誘導(dǎo)生根解析形成愈傷組織即脫分化過程要在暗室中進(jìn)行；愈傷組織無葉綠體；培養(yǎng)基中要有碳源(蔗糖)；再分化過程中要先誘導(dǎo)生芽，再誘導(dǎo)生根。答案D,【點(diǎn)評(píng)】植物組織培養(yǎng)(微型繁殖)的過程中需要使用生長素和細(xì)胞分裂素。當(dāng)生長素與細(xì)胞分裂素的比值大時(shí)，側(cè)重于生根；當(dāng)生長素與細(xì)胞分裂素的比值小時(shí)，側(cè)重于生芽。,[歸納總結(jié)],1.植物微型繁殖技術(shù)的定義及特點(diǎn),(1)定義：“植物微型繁殖技術(shù)”(也稱“快速繁殖技術(shù)”，簡稱“微繁”或“快繁”)，是植物組織培養(yǎng)技術(shù)的一種，是利用離體的芽、莖等器官(外植體)在無菌和特定光溫條件下，在人工培養(yǎng)基上進(jìn)行的快速無性繁殖技術(shù)。(2)原理：植物細(xì)胞的全能性。(3)特點(diǎn)：繁殖速度快，取材少，培養(yǎng)周期短，不受季節(jié)、氣候、自然災(zāi)害等因素的影響，可保持優(yōu)良品種的遺傳特性，可高效快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖。,2.植物微型繁殖技術(shù)的基本過程(如下圖所示),知識(shí)點(diǎn)3動(dòng)物的人工授精與試管家畜技術(shù),[知識(shí)梳理],1.人工授精技術(shù),(1)概念指以人工方法，利用器械采集雄性動(dòng)物的，經(jīng)檢查與稀釋處理后，再輸入到雌性動(dòng)物內(nèi)，以此來代替自然交配，從而達(dá)到繁育的目的。,精液,生殖道,(2)操作流程采集→品質(zhì)檢查→與分裝→保存與運(yùn)輸→解凍與→自然生產(chǎn)。(3)作用①極大地提高了優(yōu)良公畜的效率，迅速地?cái)U(kuò)大其優(yōu)良遺傳特性在動(dòng)物種群中的比例。②能較好地減少的飼養(yǎng)數(shù)量，降低生產(chǎn)和管理成本。③可以使得優(yōu)良種公畜的使用不受時(shí)間和限制。,精液,稀釋,輸精,配種,種公畜,地域,2.試管家畜技術(shù),(1)概念通過人工操作使卵子和精子在條件下成熟和受精，并通過培養(yǎng)成為早期胚胎后，再經(jīng)產(chǎn)生后代的技術(shù)。(2)過程的采集和的采集→的處理和體外培養(yǎng)→受精→發(fā)育至早期胚胎→移植到受體子宮→產(chǎn)仔。,體外,移植,卵子,精子,精子,卵子,體外,受精卵,[活學(xué)活用],1.下列關(guān)于試管動(dòng)物技術(shù)的敘述，正確的是(),A.應(yīng)用該技術(shù)繁育后代的過程屬于無性生殖類型B.應(yīng)用該技術(shù)繁育后代的過程屬于有性生殖類型C.試管動(dòng)物技術(shù)是利用體細(xì)胞繁育后代的技術(shù)D.用試管動(dòng)物技術(shù)培育動(dòng)物的過程全部在體外進(jìn)行解析試管動(dòng)物技術(shù)屬于通過有性生殖繁育后代的技術(shù)，因?yàn)槠洳僮鬟^程中仍然有兩性生殖細(xì)胞的結(jié)合過程，只不過是通過人工體外操作獲得胚胎，然后再移植到生物體內(nèi)發(fā)育成新個(gè)體。答案B,2.下圖表示通過體外受精培育牛的過程，下列敘述錯(cuò)誤的是(),A.獲取的精子經(jīng)獲能后才能進(jìn)行體外受精B.②過程只與細(xì)胞膜的流動(dòng)性有關(guān)C.③過程的細(xì)胞增殖方式是有絲分裂D.④過程屬于胚胎移植過程,解析在進(jìn)行體外受精時(shí)，獲取的精子需獲能后才能進(jìn)行體外受精；圖中的②過程是受精作用，該過程涉及精卵細(xì)胞的識(shí)別、細(xì)胞膜的融合(與膜的流動(dòng)性有關(guān))、核的融合等；③過程是卵裂過程，該過程的細(xì)胞增殖方式是有絲分裂；④過程是將早期胚胎移入受體子宮的過程，屬于胚胎移植過程。答案B,知識(shí)點(diǎn)4胚胎分割技術(shù)與克隆哺乳動(dòng)物技術(shù),[知識(shí)梳理],1.胚胎分割技術(shù),(1)概念指采用方法將分割成2份、4份或更多份，經(jīng)體內(nèi)或體外培養(yǎng)，然后植入母體內(nèi)，從而獲得同卵雙生或多生后代的技術(shù)。(2)作用胚胎分割可以提高的利用率，增加每枚胚胎的后代繁殖數(shù)，提高優(yōu)良品種的推廣速度。,機(jī)械,早期胚胎,代孕,胚胎,思考：精子和胚胎在冷凍過程中會(huì)造成致死的傷害嗎？為什么？提示：精子和胚胎在冷凍過程中，需要添加冷凍保護(hù)劑，如二甲基亞砜、己二醇等，冷凍前要進(jìn)行平衡。在平衡時(shí)，這些冷凍保護(hù)劑會(huì)滲透到精子或胚胎中去。這樣，在冷凍時(shí)，精子或胚胎內(nèi)部就不會(huì)形成對(duì)精子和胚胎造成致命傷害的冰晶。精子只是一個(gè)細(xì)胞，胚胎也只有很少數(shù)量的細(xì)胞，這使冷凍保護(hù)劑能夠很容易就滲透到細(xì)胞中去。而生物個(gè)體，尤其是高等生物，細(xì)胞數(shù)目繁多，不可能在短時(shí)間內(nèi)使冷凍保護(hù)劑滲透到所有細(xì)胞；并且一般的冷凍保護(hù)劑都或多或少對(duì)細(xì)胞有毒害作用，長時(shí)間浸潤其中，會(huì)導(dǎo)致生物個(gè)體的死亡，所以到目前為止，還沒有復(fù)雜生物個(gè)體冷凍成功的例子。,2.克隆技術(shù)(核移植),(1)概念指利用某哺乳動(dòng)物的，產(chǎn)生一個(gè)與該動(dòng)物幾乎的新個(gè)體。(2)原理動(dòng)物的體細(xì)胞核仍然具有。(3)應(yīng)用使優(yōu)良農(nóng)業(yè)動(dòng)物的數(shù)量在較短的時(shí)間內(nèi)得到大規(guī)模；用于對(duì)瀕臨滅絕動(dòng)物的。,體細(xì)胞核,完全相同,全能性,擴(kuò)增,保存,[活學(xué)活用],1.通過胚胎移植技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)良種牛的快速繁殖。下列相關(guān)敘述正確的是(),A.對(duì)供體和受體母牛都要進(jìn)行相同激素處理B.受精和胚胎的早期培養(yǎng)都需要在體外進(jìn)行C.對(duì)沖卵獲得的原腸胚檢查合格后方可移植D.胚胎分割移植實(shí)現(xiàn)同卵多胎的成功率較低,解析A項(xiàng)在胚胎移植時(shí)，需用促性腺激素對(duì)供體母牛進(jìn)行超數(shù)排卵處理，而受體母牛不需用促性腺激素進(jìn)行超數(shù)排卵處理；B項(xiàng)胚胎移植技術(shù)中，移植的胚胎可來自體內(nèi)受精后發(fā)育形成的胚胎，也可是體外受精后進(jìn)行培養(yǎng)得到的早期胚胎；C項(xiàng)移植的胚胎不能用原腸胚，而應(yīng)是發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚；D項(xiàng)目前以二分胚胎分割和移植效率最高，而同卵多胎的成功率很低。答案D,2.維爾穆特用甲母羊的乳腺細(xì)胞的細(xì)胞核，與乙母羊的卵細(xì)胞質(zhì)組成一個(gè)細(xì)胞，培育成功了“多利”?？寺【d羊“多利”的培育過程大致如圖所示。下列說法中錯(cuò)誤的是(),A.高度特化的動(dòng)物體細(xì)胞核有全能性B.這個(gè)乳腺細(xì)胞核內(nèi)含有該物種的全套遺傳物質(zhì)C.“多利”羊的特征與乙母羊幾乎相同D.“多利”羊的特征與甲母羊幾乎相同,解析1996年“多利”羊的培育成功轟動(dòng)了全世界，使生物學(xué)進(jìn)入了一個(gè)嶄新的時(shí)代。在這以前克隆動(dòng)物早已成功，但科學(xué)家用的是一些胚胎細(xì)胞，而胚胎細(xì)胞具有分化能力?！岸嗬毖虻呐嘤晒χ砸疝Z動(dòng)，主要是因?yàn)槿橄偌?xì)胞是高度分化的動(dòng)物體細(xì)胞，一般認(rèn)為這種細(xì)胞不能再繼續(xù)分化，而現(xiàn)在能繼續(xù)分化形成一個(gè)動(dòng)物體，表明動(dòng)物體細(xì)胞核具有全能性。這個(gè)細(xì)胞能發(fā)育成一個(gè)動(dòng)物體，也說明這個(gè)乳腺細(xì)胞核內(nèi)含有該物種所需要的全套遺傳物質(zhì)。所獲得的“多利”羊的特征與甲母羊的特征幾乎相同，因?yàn)樗倪z傳物質(zhì)主要來自甲母羊的細(xì)胞核。答案C,[歸納總結(jié)],1.關(guān)于克隆羊“多利”,“多利”繁育過程如下：選取三只母羊，先用藥物促使母羊A排卵，將所得卵細(xì)胞的細(xì)胞核去掉，然后從一只綿羊B的乳腺中取出一個(gè)普通細(xì)胞，提取出細(xì)胞核，通過電流刺激作用，使乳腺細(xì)胞的細(xì)胞核與去核的卵細(xì)胞結(jié)合成一個(gè)含有新的遺傳物質(zhì)的重組細(xì)胞，并促使它分裂發(fā)育成胚胎。當(dāng)這一胚胎生長到一定程度時(shí)，再將它植入母羊C的子宮中，由母羊C孕育并產(chǎn)下克隆羊“多利”?！岸嗬崩^承了母羊B的核內(nèi)全部遺傳物質(zhì)。,“多利”羊在科學(xué)上的獨(dú)特價(jià)值在于它是用乳腺細(xì)胞作為供體細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞核移植的，突破了以往只能用胚胎細(xì)胞進(jìn)行動(dòng)物克隆的技術(shù)難關(guān)。從理論上說明高度分化的體細(xì)胞，經(jīng)過一定手段處理之后，也可恢復(fù)到受精卵時(shí)期的合子功能，說明了在發(fā)育過程中，細(xì)胞質(zhì)對(duì)異源的細(xì)胞核的發(fā)育有調(diào)控作用，實(shí)現(xiàn)了更高意義上的動(dòng)物復(fù)制。,2.克隆技術(shù)的應(yīng)用,克隆技術(shù)可以在搶救珍稀瀕危動(dòng)物、復(fù)制優(yōu)良家畜個(gè)體、擴(kuò)大良種動(dòng)物群體、提高畜群遺傳素質(zhì)和生產(chǎn)性能、提供足量實(shí)驗(yàn)動(dòng)物、推進(jìn)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物研究、攻克遺傳性疾病、研制高水平新藥、生產(chǎn)可供人移植的內(nèi)臟器官等方面發(fā)揮作用。但如果使用不當(dāng)，這種技術(shù)可能對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生長期的不良影響，比如在畜牧業(yè)中大量推廣這種無性繁殖技術(shù)，很可能破壞生態(tài)平衡，導(dǎo)致一些疾病的大規(guī)模傳播。,3.關(guān)于克隆人,從某些角度看，克隆人是沒有意義的，因?yàn)榭寺〖夹g(shù)只能復(fù)制出外貌特征相同的生物，不能克隆出被復(fù)制者原有的才能。人的思想才能受后天因素的制約。而通過克隆人取得人體器官，用于醫(yī)學(xué)上人體器官的移植也是不可行的。因?yàn)榭寺〕鰜淼娜耸紫仁且粋€(gè)公民，他享有人權(quán)，不能將其隨意擺布。再者，克隆人的出現(xiàn)可能對(duì)人類社會(huì)的政治、宗教，法律、倫理道德提出挑戰(zhàn)，給現(xiàn)在人類社會(huì)的生活方式、家庭結(jié)構(gòu)、婚戀方式帶來不可預(yù)料的沖擊。中國政府的態(tài)度是禁止生殖性克隆人。一再重申四不原則，不贊成、不允許、不支持、不接受任何生殖性克隆人的實(shí)驗(yàn)。但是，中國不反對(duì)治療性克隆。,