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生物科学与农业撰稿教师：李文强责编：陈莉高考预测本专题内容与初中以及高中必修阶段的知识联系比较密切，学生对细胞全能性、细胞核是细胞的控制中心、组织培养技术等已经有一定的认识，这是学习本章植物微型繁殖技术、胚胎分割技术、克隆哺乳动物技术的基础。媒体上关于绿色食品的报道，超市里绿色食品的出售，使学生对绿色食品并不陌生。日常生活中，学生对“大棚蔬菜”、“现代化鸡场”等也是耳熟能详，对设施农业也应该有一些认识。当前我国的形势是重视三农，因此对于这一部分的考点很有可能成为高考的热点知识。内容概述农业是我国国民经济的基础，而生物科学又是农业的核心理论基础。生物科学每前进一步，都会带来农业的新进展；农业每前进一步，又会给生物科学提出新的课题，从而生物科学的发展。“农业的绿色革命”说明了这一点。农业生产中的繁殖控制技术；现代生物技术在育种上的应用；植物病虫害的防治原理和方法；动物疫病的控制；绿色食品的生产；设施农业等，都离不开生物科学的指导。重点难点知识体系疑难问题辨析几个概念：（1）杂种优势的特点：①杂种优势不是仅由一两个性状单独表现突出，而往往由若干个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，双亲的差异程度越大，杂种优势往往越强。③亲本基因型的纯合程度不同，杂种优势的强弱也不同。双亲纯合度越高，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代表现最明显，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F1代。（2）植物微型繁殖技术：①植物组织培养有器官培养、组织培养、茎尖培养、花药培养、细胞培养等。②培养基本步骤包括：培养基配制、灭菌、接种、培养、试管苗驯化移栽、试管苗增值率的估算、快速繁殖工作的计划安排等。③控制好温度（一般温度采用25±2OC）、光照（光强、光质及光照时间）、湿度（70～80％的相对湿度）、渗透压（盐类、糖类的影响）、pH（一般为5.8）、严格无菌操作。④脱分化为暗室培养，再分化要先诱导牙、再诱导根。注意转移到分化培养基中，形成试管苗，见光培养。植物微型繁殖有以下几个方面的应用：①良种快繁：新育成的、新引进的、新发现的稀缺良种的快繁；②少量脱毒良种苗的快繁和无病毒苗的快繁；③特殊育种材料的快繁；④制种材料的快繁；⑤基因工程植株的快繁；⑥自然和人工诱变有用突变体的快繁；⑦离体保存种质的快繁；⑧濒危植物的离体快繁。几种技术：（1）动物的人工授精技术：人工授精的方法，利用器械采集雄性动物的精液，经过检查与稀释后，再输入到雌性动物生殖道内，依此来代替自然交配，从而达到繁殖的目的。优点：极大地提高了优良公畜的配种效率，迅速的扩大其优良遗传特性在动物种群中的比例；能较好地减少种公畜的饲养数量，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地域的限制。（2）试管家畜技术：①试管家畜技术是卵细胞成熟、精子采取与获能、受精、受精卵体外培养、胚胎移植等程序组成的完整系统。②卵母细胞来源有三种：ａ、直接从输卵管中获取成熟的卵细胞；ｂ、切割法或抽取法等机械分离法，从废弃的卵巢获取成熟的卵细胞；ｃ利用超声波扫仪和吸卵设备从活体卵巢抽取。③卵母细胞体外成熟：ａ、在培养液中加入卵泡液，为卵母细胞发育的微环境，在决定卵母细胞未来的命运中起主要调节作用。ｂ、在培养液中加入细胞成分，如颗粒细胞、卵丘细胞，对卵细胞核成熟和细胞质成熟非常重要。ｃ、在培养液中加激素。ｄ、在培养液中添加血清。④卵子的体外受精：成功的体外受精依赖于卵母细胞成熟和精子获能，而且精卵相遇时间、精液品质、浓度，精卵比例也是重要的因素。⑤体外受精、体外培养、受精卵在培养液中发育到桑椹或胚囊胚后移植到受体，才能获得较高的妊娠率。（3）胚胎分割技术：①胚胎分割的移植的理论是早期胚胎细胞具有全能性，胚胎分割为无性繁殖或克隆。②进行胚胎分割，应选择发育良好，形态正常的桑椹胚（全能干细胞）或早期囊胚，将其移入盛有操作液的培养皿中，然后用分割针或分割刀分割。分割份数一般不会个体存活力，但有时影响个体出生体重。（4）克隆哺乳动物技术：①“多利”羊的培育过程中应用了动物细胞工程的核移植、细胞培养、胚胎移植三种技术。②目前所获得的克隆动物都经过了与去核卵细胞的融合、激活和发育等步骤。克隆动物并非完全来自于初始的那一个细胞。所以确切地说，目前所说的哺乳动物克隆技术都是“核移植”技术。而真正意义上的体细胞克隆，还需要人们更加努力的探索）③克隆包括分子水平上的克隆，如DNA分子自我复制；组织与细胞水平的克隆，如组织培养；个体水平上的克隆，如克隆羊。几个过程（１）植物转基因技术育种过程：注意：遗传转化的方法，按其是否需要通过组织培养再生植株可分为两大类，第一类需要通过组织培养再生植株，常用的方法有农杆菌介导转化法、基因枪法；另一类方法不需要通过组织培养，目前比较成熟的主要有花粉管通道法。常用动物转基因的方法有：①显微注射法：在显微镜下，用一根极细的玻璃针（直径1一2um）直接将DNA注射到胚胎的细胞核内，再把注射过DNA的胚胎移植到动物体内，使之发一育成正常的幼仔。用这种方法生产的动物约有1/10是整合外源基因的转基因动物。②体细胞核移植法：先在体外培养的体细胞中进行基因导入，筛选获得带转基因的细胞。然后，将带转基因的体细胞移植到去掉细胞核的卵细胞中，生产重构胚胎。重构胚胎经移植到母体中，产生的仔畜百分之百是转基因动物。（２）植物体细胞杂交过程：注意：①用酶解法去除细胞壁。②手段：物理法（离心、振动、电刺激）、化学法（聚乙醇）诱导原生质体融合。③对融合的植物细胞进行筛选。（３）动物细胞融合过程注意：①动物细胞杂交手段：物理法、化学法（灭活的病毒）。②动物细胞融合的目的不是得到个体，而是得到细胞产品。③融合的杂种细胞是异源四倍体。昆虫激素的种类及作用（1）昆虫的激素分为：①内激素：包括脑激素、蜕皮激素、保幼激素；②外激素：是由昆虫体表腺体分泌到体外的一类挥发性很强的化学物质，借助于空气，水或其他媒介物，作用于同种生物的其他个体。（2）昆虫信息素（外激素）分为种间信息素和种内信息素。种间信息素包括利已素、利它素和协同素；种内信息素包括集合信息素、追踪信息素、告警信息素、疏散信息素和性信息素。种间信息素是由一种昆虫分泌并释放到体外引起异种昆虫的个体产生行为的化学物质，又各种间信息物质或它感化合物。它感化合物是指信息物质而言。如果某种生物个体产生的化学物质，仅仅在营养上影响另一物体，将不被认为是它感化合物，但如果这一营养成分被用于通讯，具有信息动能，就属于它感化合物。如利己素、利它素、协同素以及非信息素。利它素是指由一种生物释放对另一种生物有利的化学物质。（3）昆虫信息素具有易挥发；易被生物氧化和生物降解；无直接杀虫作用、可通过诱捕、迷向等方法间接防治害虫；毒性很低，不污染环境，堪称“无公害农药”，生物活性高。绿色食品（１）绿色食品的含义①绿色食品必须遵循可持续发展原则，特殊生产方式，专门机构认定，许可使用绿色标志。②“绿色食品”的“绿色”是因为自然资源和生态环境是食品生产的基本条件。由于生命、资源和环境保护相关的事物国际上通常寇之以“绿色”，为了突出这类食品出自良好的生态环境，并给人带来旺盛的生命活动，定名为：绿色食品。③无污染、安全、优质、营养是绿色食品的特征。无污染是指在绿色食品生产过程中，通过严密监测，控制、防止农药残留、放射性物质、重金属、有害细菌等对食品生产各个环节的污染，以确保绿色食品产品的洁净。其优质特性包括内在品质优良，营养价值和卫生安全指标高。（２）绿色食品的标志：①AA级绿色食品：关于大气环境质量及农田灌溉用水，养殖用水、畜禽饮用水、土壤评价方面的国家标准；在生产过程中禁止使用任何有害化学合成肥料、农药及化学合成添加剂，符合生产绿色食品的农药准则，化肥使用准则、兽药使用准则，食品添加剂使用标准及有关的操作规程；在产品检测中各种化学农药及食品添加剂不得检出；包装应符合国家有关包装材料等方面的国家标准，使用规范的绿色食品标志。②土壤质量以不污染、安全为准。汞、砷、铅、铬和铀等必须低于一定含量；农药使用中规定，有机汞制剂、砷制剂等禁用，高毒农药严禁在蔬菜上使用。A级食品允许限量使用化学合成物质，如有机肥、微生物肥。③绿色食品标志不准施用在转基因产品上。设施农业与常规农业、智能农业与传统农业的比较（１）设施农业与常规农业的比较：名称设施优点局限性常规农业大田对于大面积生产粮食、经济类作物有优越性，设施较少，总产量大，是人民生活的主要来源。受自然环境因素（旱、涝、季节交替、土壤状况）影响大；土地闲置时间长。设施农业阳畦挡风秸秆塑料薄膜提高温度，延长生长期需要一定的投资塑料大棚钢管（或其它材料）塑料膜提高温度、湿度、，也能增加CO2浓度；比阳畦生长期进一步延长投资大；病虫害易发生；果实类蔬菜自然传粉较困难；仅限于花卉、蔬菜、果木等的种植日光温室钢管骨架用玻璃采光长久耐用；多用人工配制“营养液”，减少土壤污染；有助于克服土壤短缺；提高了对日光、水分、CO2的有效利用现代化温室在日光温室的基础上增加排灌、施肥、光控、温控、湿控、植保等系统实现自动化、智能化管理，用“营养土”‘“营养液”；无土壤污染；全天候、周年生产设施养殖变放养、圈养为舍养，增加保温、光照、饲料供给、环境净化等设施工厂化、规范化、自动化管理；集约化的生产，极大地提高了生产效率。投资大；疫病易大规模发生；污水、粪便等处理量大（２）智能农业与传统农业的区别传统农业智能农业经济投入较少高产出一般高生产方式人力、畜力为主，辅以简单机械机械化、智能化为主对农民的要求较低要求高对工业基础的要求低要求高知识链接生物的繁殖有两类——有性生殖和无性生殖。农业生产中采用的杂交技术、人工授精技术、试管家畜技术等，都是将亲本产生的精子和卵细胞结合成受精卵，由受精卵发育成为新个体。这些繁殖技术属于有性繁殖。植物的微型繁殖技术、动物的胚胎分割技术和哺乳动物的克隆技术，都不需要两性生殖细胞的两两结合，属于无性生殖。结合生物的生殖和生物之间的关系等知识，理解植物害虫防治原理和方法。如生物防治病虫害，是利用生物与生物之间的相互制约关系，达到消灭害虫或减少病虫害危害的目的。复习本部分知识时，注意结合遗传的基本定律（基因的分离定律、基因的自由组合定律）；细胞分裂（有丝分裂、减数分裂、受精作用）、细胞分化、细胞凋亡中遗传物质的变化规律；细胞全能性，动、植物组织培养，无性生殖、有性生殖；种群的生长曲线变化，群落中生物之间的关系；传染病的三个环节等知识。例题解析１．抗虫棉抗虫机理是由于（）①转人了苏云金芽孢杆菌Bt基因②抑制昆虫消化道内淀粉酶活性③抗虫棉产生了Bt毒蛋自④Bt毒蛋自能破坏鳞翅目昆虫的消化系统⑤使昆虫不能正常摄食、消化食物中的蛋自质A．①②③B．①③④C．②④③D．③④⑤考点定位本题考查了抗虫棉的作用机理指点迷津Bt毒蛋白基因是从苏云金芽孢杆菌中分离出来的抗虫基因。当害虫食用含有转基因植物时Bt基因编码的蛋白质进入害虫肠道，在消化酶的作用下，蛋白质能够降解成相对分子质量比较小的有毒的多肽。多肽结合在肠上皮细胞的特异性受体上，会导致细胞膜穿孔，细胞肿胀裂解，最后造成害虫死亡。由于Bt毒蛋白对哺乳动物无毒害作用，而广泛用于转基因植物。参考答案B２．动物体细胞融合和植物体细胞杂交的比较中，正确的是（）A．诱导融合的方法完全相同B．所用的技术手段完全相同C．采用的原理完全相同D．都能形成杂种细胞考点定位本题考查了动物细胞融合和植物体细胞杂交技术的区别指点迷津动物细胞融合和植物体细胞杂交这两项细胞工程技术中，都包含有细胞融合的过程。这个融合所用的技术基本上是相同的。对于诱导方法来说，除动物细胞的融合常用灭活的病毒做诱导剂外，其他是基本