1、第1节 农业生产中的繁殖控制技术,课程目标导航,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。,知识点1 杂种优势的应用,知识梳理,1.概念,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。,遗传差异,生活力,速度,双亲,2.制种思考：玉米一般种植杂种，必须每年更换种子，为什么？ 提示 种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。,杂种优势在 中表现最强
2、或最突出，以后逐代 。因此，为了确保利用杂种一代(F1)的优势，对于一年生的作物而言，必须年年制种，而且制种的双亲都必须 。,杂种第一代(F1),递减,高度纯合,活学活用,下列与杂种优势有关的叙述中正确的是( ) 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，一般取决于双亲相对性状的差异和互补程度 解析 不同的物种的动物之间既有生殖隔离，也有杂种优势，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，
3、杂种优势越强。 答案 D,归纳总结,1.杂种优势的定义及特点,杂种优势是指具有一定遗传差异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双亲的现象。 杂种优势是生物界普遍存在的一种遗传现象，既可见于种间杂种(如马与驴的杂种后代骡子，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)。,杂种优势具有以下特点： (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
4、，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得以表现，F2、F3等后代由于性状分离而逐代衰退。 (5)杂种优势的大小与所处的环境有关，F1个体只有在适宜环境下才能表现出杂种优势。,2.杂种优势的应用,杂种优势是生物界普遍存在的一种遗传现象，在农业、畜牧养殖业方面带来了巨大的经济效益。 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，而且制种的亲本必须高度纯合。当然，也可以利用前一年配制好的F1。 对于不是采用种子繁殖的植物(因为种子繁殖的后代性状高度分离)，如苹果、桃、李
5、、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、压条等)的方法保持杂种优势，因为营养繁殖的后代能保持亲本的优良性状。,知识点2 植物微型繁殖技术,知识梳理,1.概念2.产品,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“ ”。,芽,茎,无菌,组培苗,3.过程4.特点5.应用,选择优良母株 外植体表面消毒， 茎尖伸长、芽发育成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。_、“ ”和不受自然生长季节的限
6、制。用于 植物的保存和繁殖、 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。,外植体,接种,伸长,快速,高保真,濒危,名稀特优,脱病毒,思考：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。,活学活用,下列对植物微型繁殖技术过程的叙述中，正确的是( ) A.培养的整个过程都要见光 B.脱分化过程中形成细胞壁需叶绿体和高尔基体参与 C.所需培养基无需加碳源 D.先诱导生芽，再诱导生根 解析 形成愈伤组织即脱分化过程要在暗室中进行；愈伤组织无叶绿体；培养基中要有碳源(
7、蔗糖)；再分化过程中要先诱导生芽，再诱导生根。 答案 D,【点评】植物组织培养(微型繁殖)的过程中需要使用生长素和细胞分裂素。当生长素与细胞分裂素的比值大时，侧重于生根；当生长素与细胞分裂素的比值小时，侧重于生芽。,归纳总结,1.植物微型繁殖技术的定义及特点,(1)定义：“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。 (2)原理：植物细胞的全能性。 (3)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
8、特性，可高效快速地实现种苗的大量繁殖。,2.植物微型繁殖技术的基本过程(如下图所示),知识点3 动物的人工授精与试管家畜技术,知识梳理,1.人工授精技术,(1)概念 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。,精液,生殖道,(2)操作流程采集品质检查 与分装保存与运输解冻与 自然生产。 (3)作用 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。 能较好地减少 的饲养数量，降低生产和管理成本。 可以使得优良种公畜的使用不受时间和 限制。,精液,稀释,输精,配种,种公畜,地域,2.试管家畜技
9、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 产生后代的技术。 (2)过程的采集和 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。,体外,移植,卵子,精子,精子,卵子,体外,受精卵,活学活用,1.下列关于试管动物技术的叙述，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
10、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。 答案 B,2.下图表示通过体外受精培育牛的过程，下列叙述错误的是( ),A.获取的精子经获能后才能进行体外受精 B.过程只与细胞膜的流动性有关 C.过程的细胞增殖方式是有丝分裂 D.过程属于胚胎移植过程,解析 在进行体外受精时，获取的精子需获能后才能进行体外受精；图中的过程是受精作用，该过程涉及精卵细胞的识别、细胞膜的融合(与膜的流动性有关)、核的融合等；过程是卵裂过程，该过程的细胞增殖方式是有丝分裂；过程是将早期胚胎移入受体子宫的过程，属于胚胎移植过程。 答案 B,知识点4 胚胎分割技术与克隆哺乳动物技术,知识梳理,1.胚胎分割技术
11、,(1)概念 指采用 方法将 分割成2份、4份或更多份，经体内或体外培养，然后植入 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 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。,机械,早期胚胎,代孕,胚胎,思考：精子和胚胎在冷冻过程中会造成致死的伤害吗？为什么？ 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
12、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。,2.克隆技术(核移植),(1)概念 指利用某哺乳动物的 ，产生一个与该动物几乎 的新个体。 (2)原理 动物的体细胞核仍然具有 。 (3)应用 使优良农业动物的数量在较短的时间内得到大规模 ；用于对濒临灭绝动物的 。,体细胞核,完全相同,全能性,扩增,保存,活学活用,1.通过胚胎移植技术，可以实现良种牛的快速繁殖。下列相关叙述正确的是( ),A.对供体和受体母牛都要进行
13、相同激素处理 B.受精和胚胎的早期培养都需要在体外进行 C.对冲卵获得的原肠胚检查合格后方可移植 D.胚胎分割移植实现同卵多胎的成功率较低,解析 A项在胚胎移植时，需用促性腺激素对供体母牛进行超数排卵处理，而受体母牛不需用促性腺激素进行超数排卵处理；B项胚胎移植技术中，移植的胚胎可来自体内受精后发育形成的胚胎，也可是体外受精后进行培养得到的早期胚胎；C项移植的胚胎不能用原肠胚，而应是发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚；D项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.维尔穆特用甲母羊的乳腺细胞的细胞核，与乙母羊的卵细胞质组成一个细胞，培育成功了“多利”。克隆绵羊“多利
14、”的培育过程大致如图所示。下列说法中错误的是( ),A.高度特化的动物体细胞核有全能性 B.这个乳腺细胞核内含有该物种的 全套遗传物质 C.“多利”羊的特征与乙母羊几乎相同 D.“多利”羊的特征与甲母羊几乎相同,解析 1996年“多利”羊的培育成功轰动了全世界，使生物学进入了一个崭新的时代。在这以前克隆动物早已成功，但科学家用的是一些胚胎细胞，而胚胎细胞具有分化能力。“多利”羊的培育成功之所以引起轰动，主要是因为乳腺细胞是高度分化的动物体细胞，一般认为这种细胞不能再继续分化，而现在能继续分化形成一个动物体，表明动物体细胞核具有全能性。这个细胞能发育成一个动物体，也说明这个乳腺细胞核内含有该物种
15、所需要的全套遗传物质。所获得的“多利”羊的特征与甲母羊的特征几乎相同，因为它的遗传物质主要来自甲母羊的细胞核。 答案 C,归纳总结,1.关于克隆羊“多利”,“多利”繁育过程如下：选取三只母羊，先用药物促使母羊A排卵，将所得卵细胞的细胞核去掉，然后从一只绵羊B的乳腺中取出一个普通细胞，提取出细胞核，通过电流刺激作用，使乳腺细胞的细胞核与去核的卵细胞结合成一个含有新的遗传物质的重组细胞，并促使它分裂发育成胚胎。当这一胚胎生长到一定程度时，再将它植入母羊C的子宫中，由母羊C孕育并产下克隆羊“多利”。“多利”继承了母羊B的核内全部遗传物质。,“多利”羊在科学上的独特价值在于它是用乳腺细胞作为供体细胞进
16、行细胞核移植的，突破了以往只能用胚胎细胞进行动物克隆的技术难关。从理论上说明高度分化的体细胞，经过一定手段处理之后，也可恢复到受精卵时期的合子功能，说明了在发育过程中，细胞质对异源的细胞核的发育有调控作用，实现了更高意义上的动物复制。,2.克隆技术的应用,克隆技术可以在抢救珍稀濒危动物、复制优良家畜个体、扩大良种动物群体、提高畜群遗传素质和生产性能、提供足量实验动物、推进转基因动物研究、攻克遗传性疾病、研制高水平新药、生产可供人移植的内脏器官等方面发挥作用。但如果使用不当，这种技术可能对生态环境产生长期的不良影响，比如在畜牧业中大量推广这种无性繁殖技术，很可能破坏生态平衡，导致一些疾病的大规模传播。,3.关于克隆人,从某些角度看，克隆人是没有意义的，因为克隆技术只能复制出外貌特征相同的生物，不能克隆出被复制者原有的才能。人的思想才能受后天因素的制约。而通过克隆人取得人体器官，用于医学上人体器官的移植也是不可行的。因为克隆出来的人首先是一个公民，他享有人权，不能将其随意摆布。再者，克隆人的出现可能对人类社会的政治、宗教，法律、伦理道德提出挑战，给现在人类社会的生活方式、家庭结构、婚恋方式带来不可预料的冲击。中国政府的态度是禁止生殖性克隆人。一再重申四不原则，不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人的实验。但是，中国不反对治疗性克隆。,
