生物（人教版）选修2导学案：第2章生物科学与农业 第1节农业生产中繁殖控制技术
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| 名称 | 生物（人教版）选修2导学案：第2章生物科学与农业 第1节农业生产中繁殖控制技术 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 16.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2015-08-29 13:49:50 | ||
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文档简介
课堂探究
核心解读
1.对于植物来说，杂种优势的保持是否只能用营养繁殖？杂种优势在动物方面能保持吗？
采用种子繁殖的植物，如水稻、小麦、玉米、 ( http: / / www.21cnjy.com )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”，与前一年用的一致。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”。如果这时还用原来用的亲本杂交，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。
在动物方面，由于目前还没有突破体细胞繁殖的 ( http: / / www.21cnjy.com )难关，所以只能像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。这样的话，这些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。养鸡场为了能持续不断供应品质优良的商品肉、蛋鸡，就必须将具有优势性状的亲代品种一直保持下去，以便能持续不断地产生具有杂种优势的子代肉、蛋鸡。
2.影响植物微型繁殖的因素有哪些？
影响因素可从以下几方面考虑：
（1）植物因素：①基因型，②植物年龄，③组织和器官的年龄，④植物的生理状态，⑤取材年份及生长条件，⑥取材部位及大小。
（2）培养基因素：无机盐、有机化合物、植物激素、天然提取物、琼脂、pH、渗透压、活性炭等，培养基的种类、成分等直接影响培养材料的生长发育。
（3）外植体的选择和灭菌：不同品种、不同器官之间的分化能力有差别，且组织培养是建立在无菌操作基础之上的专门技术，因此在进行植物组织培养时，必须选择合适的外植体进行灭菌操作，以确保组织培养工作的顺利进行。
（4）环境因素：①光照：包括光强、光质、光周期，②温度，③湿度，④气体。
3.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？重新恢复精子活性的程序是什么？
精子和胚胎在冷冻过程中，需要添加冷冻保护剂 ( http: / / www.21cnjy.com )，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。
重新恢复精子活性的程序是：将装有精子的毛细管从液氮或干冰中取出，立即放入盛有温度为39 ℃左右的水中，摇晃10 s左右，取出，擦干毛细管表面的水分，就可进行人工输精了。如果用于体外受精，还必须用洗涤的方法洗去其中的冷冻保护剂。
4.试管家畜技术的操作过程，及解决生产中的问题
试管家畜和试管婴儿一样，并不是指家畜是在试管中进行培养和出生的，而是指把本应该在家畜体内完成的部分生理过程转移到体外来完成。
一般来说，生产试管家畜所需要的卵子多数来源于屠宰场废弃的卵巢，对其进行培养成熟以后，在体外进行受精进而生产胚胎，这样可以扩大胚胎来源，降低生产成本。除此之外，还可以通过手术的方法从品质优良的家畜活体采集卵子，来生产高产优质的家畜胚胎。将试管家畜的生产技术和胚胎移植技术相结合，就可以快速对家畜进行繁殖。随着此项技术的逐渐成熟，就有可能建立胚胎工厂，使家畜的前期繁殖控制在实验室中，从而大大降低人力和物力的投入。
例如：我们可以从牛的屠宰场 ( http: / / www.21cnjy.com )收集废弃的卵巢，从其中吸取卵细胞，在体外培养成熟后，让这些卵细胞与精子（冷冻的或新鲜的）结合完成受精过程，再在体外培养一定时间发育成桑椹胚或囊胚。这时候，一方面可以进行胚胎移植，即移植到同期处理的受体牛子宫内，让其怀孕产犊；另一方面可以把胚胎冷冻保存起来，即冷冻到液氮罐内，等到有适宜的受体时再进行胚胎移植，这样就可以使牛的生产不受时间、空间的限制。冷冻牛胚胎就像平时我们所交易的商品一样，可以进行运输和买卖。牛一般一胎只生一个牛犊，在生产中，还可以一次移植两枚胚胎，让牛一次产两个牛犊，这样就可使生产效率提高一倍。
5.胚胎分割在胚胎发育的什么阶段效果最好？分割份数与所生成的个体的生存质量有什么关系？
胚胎分割在早期胚胎不同时期都可以获得成 ( http: / / www.21cnjy.com )功，但以囊胚期最好。对囊胚分割时，每一份必须带有一定数量的内细胞团细胞才能产生正常的后代，由于内细胞团细胞数量是有限的，因此胚胎分割的份数也是有限的。
分割份数一般不会影响个体的存活能力，但有时会影响个体的出生体重。囊胚是初步分化的胚胎，其外围的滋养层细胞将来发育成胎盘，内细胞团细胞发育成个体，因此从理论上讲，只要含有两种细胞的分割胚胎就能产生后代。胚胎分割类似植物中的扦枝，枝条的大小在一定时期影响植物生长。胚胎分割份数越多，每份的细胞数就越少，所以，分割份数会影响到胚胎的发育。
题例领悟
题型一 植物的微繁技术的应用
【例题1】 甘薯种植多年后易积累病 ( http: / / www.21cnjy.com )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
解析：甘薯感染病毒后要进行脱毒处理 ( http: / / www.21cnjy.com )才能恢复其优良特点，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。
题型二 动物胚胎的分割移植技术的应用
【例题2】 表现型不同的母牛生育出基因型完全相同的小牛，产生这一结果最可能的原因是（ ）
A.试管动物的培养
B.胚胎的移植
C.胚胎的分割移植
D.受精卵的移植
解析：表现型不同的母牛生出基因型完全相同的小牛，说明小牛的遗传物质相同。最大的可能就是胚胎分割移植，其遗传物质来自于同一个受精卵。
答案:C
反思感悟
胚胎分割移植是无性繁殖技术，所产生的后代具有相同的遗传物质。
【例题3】关于牛体外受精胚胎的工厂化生产的叙述正确的是（ ）
A.精子和卵子受精形成受精卵后即可移入母牛子宫
B.采集的卵细胞应立即与精子共同放入培养液才能形成受精卵
C.成熟卵子与收集来的精子相遇形成的受精卵，需培养到一定阶段才可移植
D.体外受精胚胎的工厂化生产即胚胎发育和受精过程，只需在体外进行
解析：卵母细胞要在体外经人工培养成熟后，才能与获能的精子受精，受精卵发育到桑椹胚或囊胚阶段才能移植，移植入体内后继续发育形成幼体产出。
答案：C
反思感悟
形成的受精卵在体外发育到桑椹胚或囊胚阶段才能进行胚胎移植。
随堂训练
1.杂种优势最突出表现在（ ）
A.亲代
B. F1
C. F2
D.多代以后
答案：B
2.把胡萝卜单个韧皮部细胞放入配制的培养基上培养，获得了许多完整的植株。这些植株（ ）
A.变异频率较高
B.都是单倍体
C.彼此性状极为相似
D.都是纯合子
解析：组织培养属无性繁殖方式，由同一个韧皮细胞培育而来的许多植株遗传物质均相同，故其性状极为相似。
答案：C
3.一只羊的卵细胞核被另一只羊的体细胞核置换 ( http: / / www.21cnjy.com )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。这种克隆技术具有多种用途，但是不能（ ）
A.有选择地繁殖某一性别的家畜
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：克隆是无性繁殖，其后代性状几乎与提供核的母本完全一致。所以其基因型不会改变。
答案：D
核心解读
1.对于植物来说，杂种优势的保持是否只能用营养繁殖？杂种优势在动物方面能保持吗？
采用种子繁殖的植物，如水稻、小麦、玉米、 ( http: / / www.21cnjy.com )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”，与前一年用的一致。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”。如果这时还用原来用的亲本杂交，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。
在动物方面，由于目前还没有突破体细胞繁殖的 ( http: / / www.21cnjy.com )难关，所以只能像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。这样的话，这些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。养鸡场为了能持续不断供应品质优良的商品肉、蛋鸡，就必须将具有优势性状的亲代品种一直保持下去，以便能持续不断地产生具有杂种优势的子代肉、蛋鸡。
2.影响植物微型繁殖的因素有哪些？
影响因素可从以下几方面考虑：
（1）植物因素：①基因型，②植物年龄，③组织和器官的年龄，④植物的生理状态，⑤取材年份及生长条件，⑥取材部位及大小。
（2）培养基因素：无机盐、有机化合物、植物激素、天然提取物、琼脂、pH、渗透压、活性炭等，培养基的种类、成分等直接影响培养材料的生长发育。
（3）外植体的选择和灭菌：不同品种、不同器官之间的分化能力有差别，且组织培养是建立在无菌操作基础之上的专门技术，因此在进行植物组织培养时，必须选择合适的外植体进行灭菌操作，以确保组织培养工作的顺利进行。
（4）环境因素：①光照：包括光强、光质、光周期，②温度，③湿度，④气体。
3.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？重新恢复精子活性的程序是什么？
精子和胚胎在冷冻过程中，需要添加冷冻保护剂 ( http: / / www.21cnjy.com )，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。
重新恢复精子活性的程序是：将装有精子的毛细管从液氮或干冰中取出，立即放入盛有温度为39 ℃左右的水中，摇晃10 s左右，取出，擦干毛细管表面的水分，就可进行人工输精了。如果用于体外受精，还必须用洗涤的方法洗去其中的冷冻保护剂。
4.试管家畜技术的操作过程，及解决生产中的问题
试管家畜和试管婴儿一样，并不是指家畜是在试管中进行培养和出生的，而是指把本应该在家畜体内完成的部分生理过程转移到体外来完成。
一般来说，生产试管家畜所需要的卵子多数来源于屠宰场废弃的卵巢，对其进行培养成熟以后，在体外进行受精进而生产胚胎，这样可以扩大胚胎来源，降低生产成本。除此之外，还可以通过手术的方法从品质优良的家畜活体采集卵子，来生产高产优质的家畜胚胎。将试管家畜的生产技术和胚胎移植技术相结合，就可以快速对家畜进行繁殖。随着此项技术的逐渐成熟，就有可能建立胚胎工厂，使家畜的前期繁殖控制在实验室中，从而大大降低人力和物力的投入。
例如：我们可以从牛的屠宰场 ( http: / / www.21cnjy.com )收集废弃的卵巢，从其中吸取卵细胞，在体外培养成熟后，让这些卵细胞与精子（冷冻的或新鲜的）结合完成受精过程，再在体外培养一定时间发育成桑椹胚或囊胚。这时候，一方面可以进行胚胎移植，即移植到同期处理的受体牛子宫内，让其怀孕产犊；另一方面可以把胚胎冷冻保存起来，即冷冻到液氮罐内，等到有适宜的受体时再进行胚胎移植，这样就可以使牛的生产不受时间、空间的限制。冷冻牛胚胎就像平时我们所交易的商品一样，可以进行运输和买卖。牛一般一胎只生一个牛犊，在生产中，还可以一次移植两枚胚胎，让牛一次产两个牛犊，这样就可使生产效率提高一倍。
5.胚胎分割在胚胎发育的什么阶段效果最好？分割份数与所生成的个体的生存质量有什么关系？
胚胎分割在早期胚胎不同时期都可以获得成 ( http: / / www.21cnjy.com )功，但以囊胚期最好。对囊胚分割时，每一份必须带有一定数量的内细胞团细胞才能产生正常的后代，由于内细胞团细胞数量是有限的，因此胚胎分割的份数也是有限的。
分割份数一般不会影响个体的存活能力，但有时会影响个体的出生体重。囊胚是初步分化的胚胎，其外围的滋养层细胞将来发育成胎盘，内细胞团细胞发育成个体，因此从理论上讲，只要含有两种细胞的分割胚胎就能产生后代。胚胎分割类似植物中的扦枝，枝条的大小在一定时期影响植物生长。胚胎分割份数越多，每份的细胞数就越少，所以，分割份数会影响到胚胎的发育。
题例领悟
题型一 植物的微繁技术的应用
【例题1】 甘薯种植多年后易积累病 ( http: / / www.21cnjy.com )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
解析：甘薯感染病毒后要进行脱毒处理 ( http: / / www.21cnjy.com )才能恢复其优良特点，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。
题型二 动物胚胎的分割移植技术的应用
【例题2】 表现型不同的母牛生育出基因型完全相同的小牛，产生这一结果最可能的原因是（ ）
A.试管动物的培养
B.胚胎的移植
C.胚胎的分割移植
D.受精卵的移植
解析：表现型不同的母牛生出基因型完全相同的小牛，说明小牛的遗传物质相同。最大的可能就是胚胎分割移植，其遗传物质来自于同一个受精卵。
答案:C
反思感悟
胚胎分割移植是无性繁殖技术，所产生的后代具有相同的遗传物质。
【例题3】关于牛体外受精胚胎的工厂化生产的叙述正确的是（ ）
A.精子和卵子受精形成受精卵后即可移入母牛子宫
B.采集的卵细胞应立即与精子共同放入培养液才能形成受精卵
C.成熟卵子与收集来的精子相遇形成的受精卵，需培养到一定阶段才可移植
D.体外受精胚胎的工厂化生产即胚胎发育和受精过程，只需在体外进行
解析：卵母细胞要在体外经人工培养成熟后，才能与获能的精子受精，受精卵发育到桑椹胚或囊胚阶段才能移植，移植入体内后继续发育形成幼体产出。
答案：C
反思感悟
形成的受精卵在体外发育到桑椹胚或囊胚阶段才能进行胚胎移植。
随堂训练
1.杂种优势最突出表现在（ ）
A.亲代
B. F1
C. F2
D.多代以后
答案：B
2.把胡萝卜单个韧皮部细胞放入配制的培养基上培养，获得了许多完整的植株。这些植株（ ）
A.变异频率较高
B.都是单倍体
C.彼此性状极为相似
D.都是纯合子
解析：组织培养属无性繁殖方式，由同一个韧皮细胞培育而来的许多植株遗传物质均相同，故其性状极为相似。
答案：C
3.一只羊的卵细胞核被另一只羊的体细胞核置换 ( http: / / www.21cnjy.com )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。这种克隆技术具有多种用途，但是不能（ ）
A.有选择地繁殖某一性别的家畜
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：克隆是无性繁殖，其后代性状几乎与提供核的母本完全一致。所以其基因型不会改变。
答案：D