农作物的栽培与管理专题ppt课件(自制) 通用

基因工程的基本内容 • 主要内容
1）基因工程的概念 2）基因操作的工具 3）基因操作的基本步骤
• 基因工程培育抗虫棉的简要过程：
苏云金芽孢杆菌
普通棉花(无抗虫特性)
提取
步骤2
步骤1 与运载体DNA拼接
抗虫基因
棉花细胞(含抗虫基因)
导入 步骤3
棉花植株(有抗虫特性)
基因操作的工具
• 解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？
关键步骤一的工具： 基因的剪刀——限制性内切酶 关键步骤二的工具： 基因的针线——DNA连接酶 关键步骤三的工具： 基因的运载工具——运载体
三、发挥农作物的繁殖控制技术在农业生产中的 应用，如为了保持亲本的优良性状，人们常采用 扦插、嫁接等营养生殖的方法来繁殖后代；再如 植物组织培养技术在花卉和果树的快速繁殖、培 育无病毒植物等方面的广泛应用等。
• 哪些必需元素会影响光合作用？
（1）N：是各种酶以及NADP+和ATP的重要组成成分。
（2）P：是叶绿体膜、 NADP+和ATP的重要组成成分。 （3）K：在合成糖类，以及将其运输到块根、块茎和 种子等器官过程中起作用。 （4）Mg：叶绿素的重要组成成分。
• 应如何进行合理施肥？
（1）根据植物的生长规律和需肥规律进行适 时适量施肥。 （2）可进行根外施肥。 （3）与豆科植物进行间种和轮作，提高土壤 的肥力，使植物获得更多的氮肥。（生物固氮） （4）将植物秸秆尤其是豆科植物的秸秆进行 深耕翻压，也是增加土壤肥力的有效措施。
• 圆褐固氮菌的应用：
制成菌剂，施用到土壤中，可以提高农作物的产量。
3.生物固氮过程
固氮酶的特点：
1）固氮酶由两种蛋白质构成， 分别是铁蛋 白和铁钼蛋白，只有两种蛋白质同时存在， 固氮酶才具有固氮作用。
2）固氮酶具有底物多样性的特点， N2→NH3，乙炔→乙烯
固氮酶催化乙炔还原乙烯的化学反应， 常被科学家用来测定固氮酶的活性。
生物固氮在农业生产中的应用
• 豆科植物在农业生产上有何应用？
制作绿肥---直接耕埋或堆沤饲 养家畜，再将家畜的粪便还田
生物固氮研究前景
• 固氮基因工程：
将固氮细菌体内的固氮基因转移到非豆科 粮食作物的细胞内，在固氮基因的调控下，让 非豆科粮食作物的细胞内合成出固氮酶并且固 氮，这是解决非豆科粮食作物自行固氮的一条 重要途径，这一途径叫做固氮基因工程。
C
A
B
· D
生长素类似物（萘乙酸、2，4-D）的应用： ①促进枝扦插的枝条生根。 ②促进果实发育。 ③防止落花落果。
3．加强病虫害生物防治。尽量减少农药的 使用，减少农药对环境的污染，实现生态系 统的良性循环，形成绿色食品。 （1）利用转基因技能术、诱变育种等方法 培育抗虫作物。
基因工程的概念及过程 诱变育种的概念及过程 （2）利用天敌捕食关系来消灭害虫。 （3）利用昆虫激素来控制害虫。 （4）利用昆虫趋光性的特点，用黑光灯捕 杀。
生物固氮在农业生产中的应用
• 土壤可通过哪两条途径获得氮素？
1）含氮肥料的施用 2）生物固氮
8×107t 4×108t
• 提高豆科作物产量的有效措施是什么？
选择与该种豆科植物相适应的根瘤菌进行拌种 新开垦的农田和未种植过豆科作物的土壤，根瘤菌 很少，且常常不能使豆科作物结瘤固氮，更需要进行。 根瘤菌拌种。
在杂交育种中，雄性不育系、雄性不育保持 系、雄性不育恢复系配套使用，就是三系配套。
• 实际生产中要做到三系确实能够配套使用的关 键问题是什么？
使三系植株间的天然授粉顺利进行。
• 如何使天然授粉顺利进行？ 1）三系的花期一致。 2）保持系和恢复系的植株要比不育系高一些，
以便花粉顺利地散落到不育系是花上。
• 雄性不育系培育可育子代的方法
♀
S rr
♂
× N RR
不育系 S(rr)
恢复系 N(RR)
S Rr
杂交种 S(Rr)
• 雄性可育系的杂交种：
N RR
恢复系 N(RR)
恢复系：
基因型为 N(RR)的品种， 能够使雄性不育系的后代恢 复可育性，因此叫做雄性不Байду номын сангаас育恢复系（简称恢复系）。
• 什么叫三系配套？
操作方法：（参见右面图 解） ①让纯种的高秆抗锈病和
矮秆易染锈病小麦杂交得 F1 ； ②让F1自交得F2 ； ③选F2中矮秆抗锈病小麦 自交得F3； ④留F3中未出现性状分离 的矮秆抗病个体，对于F3 中 出现性状分离的再重复③ ④步骤。
• ⑷特点：育种年限长，需连续自交不断择优才
能育出需要的类型。
四、利用先进技术手段培育优良作物，如利用生 物育种技术改良作物品种，大幅度提高作物的产 量和质量，实现作物的高效、高产、高质；利用 转基因技术让作物具有极少数生物所具有的固氮 作用，既可增产，又减少化肥对环境的污染等。
Ⅱ．农作物新品种的培育（作物育种）
二、育种方法：
（一）根据“可遗传变异的来源”原理进行育种 1．杂交育种： （1）原理：基因重组（通过基因分离、自由组合或连 锁交换，分离出 优良性状或使各种优良性状集中在一起） （2）方法：连续自交，不断选种。 （3）举例： 已知小麦的高秆（D）对矮秆（d）为显性，抗锈病（R） 对易染锈病（r）为显性，两对性状独立遗传。现有高 秆抗锈病、矮秆易染病两纯系品种。要求使用杂交育种 的方法培育出具有优良性状的新品种。
⑶提供适宜温度
光合作用的光反应和暗反应都需要 酶，而酶在适宜的温度下效率高，故而 能提高光合作用效率；而晚间进行呼吸 作用要消耗养料，而呼吸作用也必须有 酶的参与。适当降低温度能降底呼吸酶 的活性，从而减少有机物的消耗，增加 有机物的积累量。
（8分）将某种绿色植物的叶片,放在特定的实验装 置中。研究在10℃、20℃的温度下,分别置于5(则 勒克斯、加则勒克斯光照和黑暗条件下的光合作用 和呼吸作用。结果如图所示：
S RR
S Rr
S rr
S(RR)雄性可育 S(Rr)雄性可育 S(rr)雄性不育
• 雄性不育系自身留种：
♀
S rr
♂
× N rr
不育系 S(rr)
保持系 N(rr)
S rr
不育系 S(rr)
• 雄性不育系自身留种：
N rr
保持系 N(rr)
保持系：
基因型为 N(rr)的品 种，既能使母本结实，又 使后代保持了不育特性， 因此叫做雄性不育保持系 （简称保持系）。
③日照长短 ④光照时间：间作、轮作、套作 ⑤增加光合作用的面积：合理密植
2.植物激素的利用.根据植物激素的作用原理,发挥植物激素在农 业生产中的作用,如适时解除作物的顶端优势现象、生长素的除 草作用、无子果实的培育、乙烯的催熟作用等。
生长素对植物作用的双重性 同一株植物的不同器官对生 长素浓度的反应不一样。
⑸说明：
• ①该方法常用于同一物种不同品种的个体 间，如上例。 ②对于亲缘关系较远的不同物种个体间也 可以用到杂交技术，如八倍体小黑麦的培 育、萝卜和甘蓝杂交，但为了使后代可育， 应用秋水仙素做染色体加倍处理，得到的 个体即是异源多倍体，这种育种方法就是 多倍体育种。
③若该生物靠有性生殖繁殖后代， 则必须选育出优良性状的纯种， 以免后代发生性状分离；若该生 物靠无性生殖产生后代，那么只 要得到该优良性状就可以了，纯 种、杂种并不影响后代性状的表 达，如
农作物的栽培与管理专题
1.
一、种子
种 子 的 结 构
2.种子的萌发的条件
种子萌发的条件是：充足的水分、空气和适宜的温度。 三个条件必须同时具备，缺一不可。
3.种子的萌发的过程
首先，由于种子中的亲水性物质的作用，种子 进行吸胀吸水，使种子中自由水/结合水的比例 提高，种子细胞的代谢能力升高，单子叶植物 种子的胚乳或双子叶植物子叶中的蛋白质、淀 粉和脂肪分别在蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶及其 他酶的作用下被水解，转变成氨基酸、葡萄糖 、甘油和脂肪酸等有小分子有机物，供胚发育 所用。此时种子中有机物种类增多，但总量下 降。
• 举例： 根瘤菌
根瘤菌固定的 氮素占自然界 生物固氮总量 的绝大部分
共生固氮微生物
• 根瘤菌与豆科植物的关系是什么？ 互利共生关系
• 二者的互利共生关系具体表现在？
根瘤菌→豆科植物：提供NH3 豆科植物→根瘤菌：提供有机养料和生活环境
共生固氮微生物
• 根瘤菌结构特点：
原核生物—无核仁、核膜、染色体等结构，DNA和核糖体
• 花期怎么才能一致？植株高矮又如何控制？ 1）选种时要考虑到遗传性状符合要求。
2）可采取人为喷洒激素的方法改变。如不同 浓度的赤霉素可使植株生长受促进或抑制，从 而调节植株的高矮和花期。
1、在一块稻田里，间行种植不育系和保持 系，在不育系和保持系上分别结出何种种子？ 基因型分别为何种类型？
2、在一块稻田里，间行种植不育系和恢复 系，在不育系和恢复系上分别结出何种种子？ 基因型分别为何种类型？
种子的萌发的过程 胚根发育成根，胚芽发育成茎和叶
二、为农作物生长提供适宜条件（影响光合效率
的因素） Ⅰ.为农作物生长提供适宜条件
⑴合理灌溉 （水）
①不同植物的需水量不同 ②同一种植物在不同的生长发育时期，需水量也不同。
⑵合理施肥 （矿质元素）
①概念：除C、H、O以外，主要由根系从土壤中吸收的元素。
• 根瘤菌的新陈代谢类型：
异养需氧型的细菌 • 根瘤菌的固氮特点：
1）根瘤菌只有侵入豆科植物根内才能固氮。 2）不同的根瘤菌各自只能侵入特定种类的豆科植物。
（特异性）
共生固氮微生物
• 根瘤菌在豆科植物中的分布
大豆的根瘤
豌豆的根瘤
2.自生固氮微生物
• 圆褐固氮菌的功能：
1）较强的固氮能力 2）能分泌生长素
回顾 三系配套法育种
• 雄性不育
植株的雄蕊发育不正常，不能产生可育的花 粉，但雌蕊正常可育，可以接受其他植株的花粉 而产生种子，这种现象在遗传学上称为雄性不育。
• 雄性不育系 具有可遗传的雄性不育性状的同种植株群体
叫做雄性不育系。
• 植物发生雄性不育的原因
（1）雄性是否可育，是由核基因和质基因 共同决定的。
• 2003 年全国高考卷中的育种题 ：
• 小麦品种是纯合体，生产上用种子繁殖， 现要选育矮杆（aa）、抗病（BB）的小麦 新品种；马铃薯品种是杂合体（有一对基 因杂合即可称为杂合体），生产上通常用 块茎繁殖，现要选育黄肉（Yy）、抗病 （Rr）的马铃薯新品种。请分别设计小麦 品种间杂交育种程序，以及马铃薯品种间 杂交育种程序。要求用遗传图解表示并加 以简要说明。（写出包括亲本在内的前三 代即可）。
(1)该叶片的呼吸速率在20℃下是10℃下的
倍。
(2)该叶片在10℃、500勒克斯的光照条件下,
每小时光合作用所产生的氧气量是 mg.
(3)该叶片在20℃、2000勒克斯的光照条件
下,如果光合作用合成的有机物都是葡萄糖，
每小时产生的葡萄糖为
mg。
⑷CO2的供应
二氧化碳是光合作用的
原料，故在一定范围内提 高二氧化碳的浓度能提高 光合作用的效率。
②植物必须的矿质元素：14种大量元素：N、P、K、S、Ca、Mg 微量元素：Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl、Ni
③合理施肥的含义 根据细胞吸水的原理，一次施肥不能过浓。 不同植物对各种必需的矿质元素的需要量不同。 同一种植物在不同的生长发育时期对各种必须的矿质元素的需要量不同。
必需矿质元素的供应
⑷CO2的供应
CO2
吸
C
收
阳生植物 阴生植物
0B
A B：光补偿点
光照强度 C：光饱和点
⑸O2的供应
矿质元素的吸收、有机物的运 输等都需要能量，故中耕助草、 疏松土壤均有利于植物根的呼吸 作用，有利于提高光作用的效率.
⑹光照
①光照强度 ②光质（即光的波长）
红光和蓝紫光有利于提高光合效率。 黄绿光不利于提高光合效率。 在蓝紫光的照射下，光合产物中蛋白质和脂肪的含量较多。 在红光的照射下，光合产物中糖类的含量较多。
核基因 ：可育基因R对不育基因r是显性 质基因 ：可育基因为N，不育基因为S
（2）核基因和质基因的关系： 质可育基因N可使花粉正常发育； 核可育基因R能够抑制细胞质不育基因S的
表达，可使花粉正常发育。
（3）雄性的育性相关基因组成：
N RR
N Rr
N rr
N(RR)雄性可育 N(Rr)雄性可育 N(rr)雄性可 育
生物固氮
• 什么叫做生物固氮？ 固氮微生物将大气中的N2还原为NH3的过程。
• 固氮微生物有哪些种类？
根瘤菌→豆科植物 共生固氮微生物 放线菌→非豆科植物
蓝藻→水生蕨类等
自生固氮微生物
圆褐固氮菌（好氧） 梭菌（厌氧） 鱼腥藻等为代表的固氮蓝藻
1.共生固氮微生物
• 概念： 指与一些绿色植物互利共生的固氮微生物。