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
2、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。,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
3、，F1种子只有在适宜环境下才能表现出杂种优势。杂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
4、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
5、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
6、,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、_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
7、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 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
8、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5 mL，精子数50亿；绵羊1 mL，精子数30亿；猪215 mL，精子数215亿；马70 mL，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
9、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40 000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。
10、 _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
11、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
12、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。,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。
13、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
14、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
15、 “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4 200 kg 左右 C在一些畜牧业发达的国家，肉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】,示例一 杂种优势,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，
16、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】,示例二 植物微型繁殖技术,深度剖析 甘薯感染病毒后要进
17、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】,示例三 人工受精技术与试管家畜技术,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
18、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】,示例四 克隆哺乳动物技术,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按照动物个体的产生方式，后代的性别比例仍为 11，但这对于动物的进化则是不利的 D图中a、b、c三种细胞的产生方式，仅c为有丝分裂,思维导图：,深度剖析 动物个体是由精卵细胞结合而形成的个体，属有性生殖过程；动物个体的产生是由卵细胞与一体细胞的细胞核重组成一个新的细胞，进而发育成一
19、个新的个体，故此方式属于克隆过程(无性繁殖体系)。动物的性别由核中的染色体决定，故此个体的性别与提供细胞核的个体相同。,答案 C,误区警示 (1)克隆动物的产生证明的是动物细胞核的全能性，而不是动物细胞的全能性。(2)克隆动物的性别与供核生物相同，因为性别取决于核中的性染色体。,与无性生殖相比，有性生殖的后代具有较强的生活力和变异性，这是因为 ( )。 后代具有双亲的遗传物质 减数分裂联会时非姐妹染色单体交叉互换 减数分裂中非同源染色体自由组合产生重组型配子 受精过程中会丢失父方细胞质中的绝大部分基因 杂种往往比纯种具有更强的生活力 A B C D,1,解析 有性生殖细胞是经减数分裂产生的，在
20、形成的过程中，由于交叉互换和自由组合会产生不同类型的配子，雌雄配子结合形成的合子发育成的后代继承了双亲的遗传特性，具有较强的生活力和变异性。 答案 A,下列不属于克隆的是 ( )。 A生物体通过体细胞进行的无性繁殖 B将某瘤细胞在体外培养繁殖成一个细胞系 C扦插和嫁接 D将鸡的某个DNA片断整合到小鼠的DNA中 解析 克隆就是无性繁殖，包括个体的克隆、细胞的增殖、分子水平上的DNA分子的自我复制。将鸡的某个DNA片段整合到小鼠DNA中，含有双方遗传物质，不属于克隆。 答案 D,2,一只羊的卵细胞核被另一只羊的体细胞核置换后，这个卵细胞经过多次分裂，再植入第三只羊的子宫内发育，结果产下一只羊羔。
21、这种克隆技术不具有的功能是 ( )。 A有选择地繁殖某一性别的牲畜 B繁殖家畜中的优秀个体 C用于保存物种 D改变动物的基因型 解析 动物克隆属无性生殖，不能改变动物的基因型。 答案 D,3,以下是拟定并研究设计的“试管牛”工厂化生产技术流程，其中正确的顺序应是 ( )。 卵母细胞的采集和培养 精子的采集和获能 受精 胚胎的早期培养 A B C D 解析 本题考查体外受精和早期胚胎培养的程序。一般流程是先获取卵母细胞和精子并处理，经受精后，再进行早期胚胎培养。故选A。 答案 A,4,某母牛一胎生出了几头基因型完全相同的小牛，产生这一结果最可能的原因是 ( )。 A试管动物培养 B胚胎移植 C受
22、精卵移植 D胚胎分割移植 解析 一胎生出了几头小牛，且基因型完全相同，说明几头小牛的遗传物质相同。胚胎分割是指采用机械方法，即用特制的显微刀片或玻璃微针将早期胚胎分割成几份，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。来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质。试管动物、胚胎移植和受精卵移植是指通过人工操作，使精子和卵细胞在体外成熟的受精，并发育为早期胚胎后再经移植产生后代的技术。通过上述A、B、C几种技术手段，如一胎生出了几头小牛，则后代分别来自不同的受精卵，基因型不同。故选D。 答案 D,5,科学家运用植物组织培养的方法，已经把许多植物离体的组织或细胞，培养成了完整的植物体
23、。操作流程如下图。,6,(1)该项生物技术利用的原理是_。 (2)植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素，两者的用量比例会影响细胞的发育方向，生长素用量与细胞分裂素用量比值在、过程中分别是_。 (3)在植物组织培养的过程中，为什么要对外植体等进行一系列的消毒，并且要求无菌操作？_ _。,解析 正确解答该题必需对植物组织培养过程中的每个步骤发生的变化及相关处理都应深入了解，同时注意： (1)生长素和细胞分裂素对脱分化和再分化的影响； (2)外植体本身的特点和微生物对组织培养有何危害。 答案 (1)植物细胞的全能性 (2)适中和较高 (3)外植体体积小、抗性差；微生
24、物会与外植体争夺培养基中的营养物质，并有可能产生对植物组织培养有害的物质,为了大力发展我国的肉牛和奶牛养殖业，科学家们在育种途径上进行了大胆探索，并取得了初步成果。 材料一 2002年1月中旬到2月中旬，中国自主完成的首批成年体细胞克隆牛在山东曹县五里墩降生。克隆牛有3个母亲，A牛提供细胞核即供体细胞，B牛提供去除细胞核的卵细胞即受体细胞，两种细胞在电脉冲的刺激下融合之后，通过细胞分裂形成早期胚胎，再将这个胚胎植入C牛子宫内。 材料二 在克隆技术出现之前，育种工作者已经开始采用胚胎分割移植方法尽快繁育更多的优质牛。这种育种技术的主要步骤是：将经过人工授精得到的受精卵在试管内培养到8个细胞的胚胎
25、时，进行胚胎分割，均分为4等份，再分别移植到多头母牛的子宫内发育、分娩，就能得到多头所需要的小牛。,7,请回答下面的问题。 (1)培养出的克隆牛几乎是_牛复制品。这是因为控制牛性状遗传的物质主要存在于_中。 (2)(多选)如果多个供体细胞来自同一头牛，培育的这些牛在性状上也不完全相同，分析其原因，下列叙述正确的是 ( )。 A性状变异可由环境条件引起 B基因可能会发生突变 C受体细胞的细胞质基因不同 D细胞核基因发生了重组,(3)胚胎分割移植要在受精卵培养到8个细胞的卵裂期时进行，其主要原因是：_。 (4)通过胚胎分割移植培育出的这些小牛，其性别表现为 ( )。 A雌雄的可能性各占50% B全为雌性或全为雄性 C全为雌性 D全为雄性 (5)通过体细胞克隆技术培育出的小牛，其性别则取决于_。这样人们就可以根据需要，有目的地控制小牛的性别。,解析 本题以克隆、胚胎分割等现代生物技术为背景，对遗传和变异以及生物性状的控制，进行了综合考查。要求理解并能区别克隆和胚胎分割以及胚胎移植的关系。 答案 (1)A 细胞核 (2)ABC (3)此时还未出现细胞分化 (4)B (5)供体细胞,课堂小结,农业生产中的 繁殖控制技术,杂种优势的应用,繁殖控制技术,植物微型繁殖技术 动物的人工授精技术 试管家畜技术 胚胎分割技术 克隆哺乳动物技术,
