生物技术与农业第七章生物技术与农业
生物技术与农业
生物技术与农业生物技术是指应用生物体或其组成部分, 在最适宜条件下, 生产有价值产物的技术。
生物技术又称为生物工程, 或称为生物工程技术, 是指利用生物的特定功能, 通过现代工程技术的设计方法和手段来生产人类需要的各种物质, 或直接应用于工业、农业、医药卫生等领域改造生物, 赋予生物以新的功能和培育出生物新品种等的工艺性综合技术体系。
生物技术包括传统生物技术和现代生物技术两部分, 现代生物技术是在传统生物技术的基础上发展起来的, 但与传统生物技术又有着质的差别。
经过最近十多年的努力, 农用生物技术的研究已取得一系列引人注目的成果。
其中已有一些技术在农业生产上得到应用,并产生了显著的经济效益。
满足不断增长的人口对粮食的需求是未来农业的一个重大课题。
世界性商品流通改变了有关粮食来源及农用土地使用的政策。
世界形势发生了变化使人们由“粮食自给”论转变到“粮食安全”论, 进而发展到“发展生产过剩国与粮食生产不足国之间交换”论, 并因此使私有经营者加人世界贸易市场。
这种世界范围的自由主义, 加上国家的调控功能的逐渐减弱, 对竞争能力弱小的国家或地区来说十分不利, 所以在搞世界经济贸易一体化的同时, 要考虑到世界财富分布不均的问题。
要解决不断增长的世界人口的吃饭问题, 唯一办法是提高农作物产量和生产力水平。
但产量的提高受多种因素的影响，土地的肥沃程度、水利资源是否充足, 所用种子质量及植物遗传与抗逆性如何, 气候环境是否有利等。
与此同时, 近代生物科学的发展为现代或未来农业带来了很大的希望。
利用生物技术, 人们在细胞功能、遗传调控、代谢途径、植物染色体组等领域积累了大量的宝贵知识, 这些知识对促进农业的发展、产量的提高, 将起到巨大的促进作用。
至今, 生物技术已经为农业生产中遇到的问题和困难提供了许多创新的解决办法。
现代生物技术在农业生产中的应用现状有以下几个方面：1、植物育种和繁殖通过利用细胞或组织培养、低温永久保存、原生质体培养等技术, 人们可以实现对某一优良品种的迅速扩增和大面积种植。
生物技术在农业中的运用
生物技术在农业中的运用随着科学技术的不断发展，生物技术已经深入到各个领域，其中农业是其应用最为广泛的领域之一。
生物技术在农业中的应用不仅提高了农作物的产量和质量，还为农业生产带来了许多新的可能性。
本文将介绍生物技术在农业中的一些主要应用。
1. 基因工程基因工程是生物技术的核心内容之一，通过改变生物体的遗传物质，使其具有新的性状或功能。
在农业中，基因工程主要用于改良作物品种，提高抗病虫、抗旱、耐盐碱等能力。
例如，转基因抗虫棉就是通过基因工程技术培育出的一种新型棉花品种，具有较强的抗虫能力，减少了农药的使用量，降低了生产成本。
2. 组织培养组织培养是一种利用植物细胞、组织或器官进行无性繁殖的技术。
在农业中，组织培养技术主要用于快速繁殖优良品种、脱毒苗生产、种质资源保存等方面。
通过组织培养技术，可以在较短的时间内获得大量的优良品种苗木，满足农业生产的需求。
3. 微生物肥料和生物农药微生物肥料和生物农药是生物技术在农业中的另一种应用。
微生物肥料是指利用有益微生物制成的肥料，可以提高土壤肥力，促进作物生长。
生物农药则是利用生物制剂防治病虫害，减少化学农药的使用，降低环境污染。
例如，苏云金杆菌制剂就是一种常用的生物农药，对多种害虫具有较好的防治效果。
4. 分子标记辅助选育分子标记辅助选育是一种利用分子标记技术辅助育种的方法。
通过对作物基因组的分析，可以找到与目标性状相关的基因位点，从而实现对目标性状的精确选择。
这种方法可以大大提高育种效率，缩短育种周期，为农业生产提供更多优良的品种。
5. 生物育种生物育种是指利用生物技术手段进行作物品种改良的过程。
与传统育种方法相比，生物育种具有更高的选择性和准确性，可以在较短的时间内获得具有特定性状的新品种。
例如，通过基因编辑技术，可以对作物基因组进行精确的修改，实现对特定性状的改良。
总之，生物技术在农业中的应用为农业生产带来了许多新的可能性，提高了农作物的产量和质量，降低了生产成本，减少了环境污染。
生物技术在农业中的应用例题和知识点总结
生物技术在农业中的应用例题和知识点总结随着科技的不断进步，生物技术在农业领域的应用越来越广泛，为农业的可持续发展带来了新的机遇和挑战。
本文将通过一些具体的例题，来探讨生物技术在农业中的应用，并对相关知识点进行总结。
一、生物技术在农业中的应用例题1、转基因作物例题：科学家将一种能够抗虫的基因导入到棉花植株中，得到了抗虫棉花。
这种抗虫棉花在生长过程中能够有效地抵御害虫的侵害，减少了农药的使用。
知识点：转基因技术是指将外源基因通过人工方法导入到受体生物的基因组中，从而赋予受体生物新的性状。
在农业中，转基因技术可以用于培育抗虫、抗病、抗除草剂、优质高产等特性的作物品种。
2、生物农药例题：利用苏云金芽孢杆菌产生的毒素制成的生物农药，能够有效地防治害虫，且对环境友好。
知识点：生物农药是指利用生物活体或其代谢产物制成的农药。
与传统化学农药相比，生物农药具有选择性强、对环境友好、不易产生抗药性等优点。
常见的生物农药包括微生物农药、植物源农药和动物源农药等。
3、组织培养例题：通过组织培养技术，可以快速繁殖名贵花卉和珍稀植物，满足市场需求。
知识点：组织培养是指在无菌条件下，将植物的组织、器官或细胞培养在人工配制的培养基上，使其生长、分化并发育成完整植株的技术。
组织培养技术在植物快速繁殖、脱毒苗培育、新品种选育等方面具有重要的应用价值。
4、基因编辑例题：利用基因编辑技术对农作物的基因进行精确修饰，提高了农作物的产量和品质。
知识点：基因编辑技术是一种能够对生物体基因组进行精确修饰的新技术。
与转基因技术不同，基因编辑技术不引入外源基因，而是通过对生物体自身基因的修饰来实现性状的改良。
基因编辑技术在农业领域的应用具有广阔的前景。
二、生物技术在农业中的知识点总结1、生物技术的概念和范畴生物技术是指利用生物体（包括微生物、动物和植物）或其组成部分（细胞器和细胞）来生产有用物质或进行有益过程的技术。
生物技术涵盖了基因工程、细胞工程、发酵工程、蛋白质工程和酶工程等多个领域。
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46、法律有权打破平静。——马·格林 47、在一千磅法律里，没有一盎司仁 爱。— —英国
48、法律一多，公正就少。——托·富 勒 49、犯罪总是以惩罚相补偿；只有处 罚才能 使犯罪 得到偿 还。— —达雷 尔
50、弱者比强者更能得到法律的保护 。—— 威·厄尔
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
生物技术 生物技术与农业
2、提高动物的抗寒能力
导入抗冻蛋白基因，使其抗寒能力提高
作用：南鱼北养，扩大养殖方法
3、提高动物的品质
如：将半胱氨酸的基因导入绵羊的原核期胚 胎中，转基因羊的产毛率明显提高
转基因鱼
生长快、耐不良环境、肉质好的转基因鱼
(中国)
4、提高动物的生长率 将生长激素基因导入动物，使其生长明显加快！
Beauveria 白僵菌属
能防治190多种害虫
Beauveria bassiana (Bals.) Vuill. F 65
防治松毛虫和玉米螟
Line drawing of spore-bearing structures of Beauveria bassiana (球 孢白僵菌). Note the characteristic zigzag rachis on which conidia are borne. (M. C. Rombach)
生物农药：用来防治病、虫、草等有害生
物的生物体本身(生物体农药)或源于生物， 并可作为农药的各种生理活性物质(生物化 学农药)。
优点：对人畜毒性小、与环境相容性好、
选择性好、效率高、病虫害不易产生抗性
生物农药的分类
微生物农药 生物化学农药 转基因生物农药 天敌生物农药
微生物农药
普通棉花的棉铃（左）与转基因抗虫棉的棉铃（右）
转抗虫基因的欧洲黑杨叶片（左）与普通黑杨叶片（右）
2、培育抗病转基因植物 抗病毒作物 利用病毒的基因来培育抗病毒的转基因植物。 如外壳蛋白基因、病毒复制酶、移动蛋白基 因、蛋白酶基因、RNA的结合蛋白基因、卫 星RNA 转化植物表现出对同种病毒或相近病毒或病 毒RNA侵染的高水平抗性。
生物技术与农业教案
一、生物技术简介教学目标：1. 了解生物技术的定义和分类。
2. 掌握生物技术在农业中的应用。
教学内容：1. 生物技术的定义：利用生物体或其组成部分进行生产、研究或技术创新的方法和手段。
2. 生物技术的分类：基因工程、细胞工程、酶工程、微生物工程等。
3. 生物技术在农业中的应用：改良作物、病虫害防治、繁殖技术等。
教学活动：1. 导入：通过展示生物技术在农业中的实际应用案例，引发学生对生物技术的兴趣。
2. 讲解：教师讲解生物技术的定义、分类和农业中的应用。
3. 讨论：学生分组讨论生物技术在农业中的具体应用实例，并展示给全班同学。
二、基因工程在农业中的应用教学目标：1. 了解基因工程的概念和原理。
2. 掌握基因工程在农业中的应用实例。
教学内容：1. 基因工程的概念：通过改变生物体的基因组成，实现特定性状的改变。
2. 基因工程的原理：基因重组、基因转移、基因编辑等。
3. 基因工程在农业中的应用：转基因作物、抗病虫害作物品种、提高产量等。
教学活动：1. 导入：通过展示转基因作物的图片和介绍，引发学生对基因工程在农业中应用的兴趣。
2. 讲解：教师讲解基因工程的概念、原理和农业中的应用。
3. 实例分析：学生分组分析具体的基因工程在农业中的应用实例，并展示给全班同学。
三、细胞工程在农业中的应用教学目标：1. 了解细胞工程的概念和原理。
2. 掌握细胞工程在农业中的应用实例。
教学内容：1. 细胞工程的概念：利用细胞培养技术进行生物体的繁殖、改良或生产。
2. 细胞工程的原理：细胞脱分化和再分化、组织培养、胚胎培养等。
3. 细胞工程在农业中的应用：繁殖技术、突变体的筛选和利用、植物育种等。
教学活动：1. 导入：通过展示植物组织培养的图片和介绍，引发学生对细胞工程在农业中应用的兴趣。
2. 讲解：教师讲解细胞工程的概念、原理和农业中的应用。
3. 实例分析：学生分组分析具体的细胞工程在农业中的应用实例，并展示给全班同学。
四、酶工程在农业中的应用教学目标：1. 了解酶工程的概念和原理。
生物技术与农业现代化
生物技术与农业现代化随着科技的进步和社会的发展，生物技术逐渐成为了推动农业现代化的重要力量。
生物技术在农业方面的应用，不仅可以提高农产品的产量和质量，还可以让农业更加可持续发展。
本文将从三个方面探讨生物技术与农业现代化的关系。
一、生物技术在种植业方面的应用生物技术在种植业方面的应用主要包括基因编辑、转基因技术和生物农药等。
基因编辑技术可以用来改良作物的种质性状，如提高耐旱性、耐盐碱性、抗病性等。
转基因技术可以将有益基因导入作物，改良其品质和营养价值。
生物农药则可以代替化学农药，让农业更加环保和可持续。
例如，目前我国正在研发一种名为“魔芋”的作物。
这种作物具有低碳水化合物、高膳食纤维等特点，被誉为“未来粮食”。
通过基因编辑技术，科学家已经成功调控了魔芋的淀粉代谢和产生预生物质的能力，使其营养价值和特性更为优秀。
如果这种作物得到广泛应用，那么将有望推动我国农业的现代化。
二、生物技术在畜牧业方面的应用生物技术在畜牧业方面的应用主要包括基因编辑、胚胎移植和克隆技术等。
基因编辑技术可以用来改良畜禽的生长速度、肌肉质量和毛色等特性，提高畜禽肉、奶、蛋的产量和营养价值。
胚胎移植和克隆技术则可以提高纯种畜种的选育效率，为家畜的选择和繁殖带来更多的可能性。
举例来说，我国科学家在研究中发现，通过基因编辑技术可以抑制猪体内一种负责肌肉分解的酶，这样就可以让猪更容易育肥。
而通过克隆技术，我们也可以得到更多纯种畜禽种，提高畜禽的质量和繁殖效率。
三、生物技术在食品加工业方面的应用生物技术在食品加工业方面的应用主要包括基因编辑、发酵技术和保鲜技术等。
通过基因编辑技术，我们可以制造出更多健康、营养、功能性的食品原料。
发酵技术则可以改良食品质量和味道，提高食品的营养价值。
保鲜技术则可以让食品在质量不变的前提下，延长保鲜期和保持新鲜感。
比如，人造肉已经成为生物技术与食品加工业结合的新领域。
通过基因编辑和发酵技术，科学家可以制造出纯天然、无激素、无抗生素的人造肉制品，让市民在追求口感的同时，也可以吃到更加健康的食品。
生物技术与农业发展
生物技术与农业发展在当今社会中，生物技术在农业发展中发挥着越来越重要的作用。
生物技术的应用推动了农业生产的提高和可持续发展，为粮食安全、环境保护等问题提供了新的解决方案。
本文将就生物技术在农业发展中的应用与影响展开论述。
一、生物技术在作物培育中的应用1.转基因作物的研发转基因技术是生物技术中的重要支柱之一。
通过转基因技术，我们可以将其他物种的优良基因导入到作物中，使其具备良好的抗病虫害、耐逆性等特性。
转基因作物的研发不仅提高了农作物的产量和品质，还减少了农药的使用量，对环境保护意义重大。
2.基因编辑技术的应用基因编辑技术是近年来兴起的一项生物技术新技术，通过该技术，可以精确编辑和修饰生物体的基因组，实现特定基因的变异和功能调控。
在作物培育中，基因编辑技术可以用于改良作物的抗病性、耐逆性等性状，加快育种过程，提高育种效率。
二、生物技术在畜牧业发展中的应用1.疫苗研发与防疫生物技术在畜牧业发展中具有重要的意义。
通过生物技术手段，畜牧业可以研发并生产有效的疫苗，提高畜禽的免疫力，预防传染病的发生和传播，为畜牧业的健康发展提供有力支撑。
2.遗传改良与繁殖技术在畜牧业中，生物技术的应用使得遗传改良和繁殖技术取得了重大突破。
通过基因工程、胚胎移植等技术手段，可以实现优良遗传特征的快速传递和选择，提高畜禽的品种质量和繁殖效益。
三、生物技术在环境保护中的应用1.生物降解技术生物降解技术是生物技术在环境保护中的重要应用领域之一。
通过利用具有分解有机物能力的微生物，可以高效降解工业废水、有机废弃物等。
生物降解技术不仅可以有效减少污染物对环境造成的危害，还能促进资源的循环利用，实现绿色可持续发展。
2.生物多样性保护与恢复生物技术的应用还可以帮助保护和恢复生物多样性。
通过生物技术手段，可以对濒危物种进行保护繁育、种群恢复等工作，为生物多样性的保护和生态系统的稳定做出贡献。
四、生物技术对农业发展的影响1.提高农产品质量与安全生物技术的应用使得农作物、畜禽产品等农产品的品质得到提升，安全性得到保障。
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的使用曾做出了巨大的贡献，但其弊端也日渐突出。
现代生物技术将为种植业的发展提供跟广阔的前景。
生物技术与农业 7.1 生物技术与种植业
7.1.1 生物技术在诱导植物雄性不育中的利用
植物雄性不育及杂种优势利用是传统育种方法 中的一个重要领域并已取得令人瞩目的巨大成绩。 利用现代生物技术方法可诱导植物雄性不育，从而
积的减产。组织培养、原生质体融合、体细胞杂交等 生物技术手段创造突变，培育抗逆新品种。不过这些 方法盲目性较大，而且植株遗传变异频率较低，植物 基因工程技术目前已成为一种广泛且有效的培育抗逆
性植株的手段。
生物技术与农业 7.1.2 生物技术培育抗逆性作物品种
7.1.2.1 培育抗除草剂作物 农田化学除草已成为全球现代农业生产的重要组 成部分,全世界除草剂的总用量、施用面积及费用均已
超过杀虫剂与杀菌剂。随着大量除草剂的出现,新品种
选育和开发难度极大。因此,利用基因工程培育植物的
抗除草剂品种越来越受到国内外科学家的关注,它不仅
可扩大现有除草剂的应用范围,选用高效率、低毒、低 残留、杀草谱广、低成本的除草剂转基因作物,也可减
少环境污染,降低农业生产成本。
利用基因工程技术培育抗除草剂作物
雄性不育系。
1984～1988年间凌定厚等以IR24、IR36、IR54等9
个品种，通过种子、幼穗离体培养，筛选到不育突变 体48个。
生物技术与农业 7.1.1 生物技术在诱导植物雄性不育中的利用
7.1.1.2 基因工程诱导植物雄性不育
花粉绒粘层表达barnase基因阻断花粉正常的发育
而造成败育，形成不育系；花粉绒粘层表达bastar基
因转化植株中为恢复系形成的二系配套的油菜、烟草 。
反义RNA技术创造了拟南芥、玉米、油菜等植物不
育系 。
生物技术与农业 7.1.1 生物技术在诱导植物雄性不育中的利用
7.1.1.3 原生质体融合创造不育系
萝卜与油菜的原生质体融合而产生的细胞杂种——
萝卜质油菜，在一般环境条件下表现为“雄性不育”。
匈牙利国家自然科学院Menczel等（1982 ）以链霉
素抗性基因作标记在烟草品种间进行原生质体融合，
实现了烟草细胞质雄性不育基因的转移。
生物技术与农业 7.1 生物技术与种植业
7.1.2 生物技术培育抗逆性作物品种
植物与环境间有着密不可分的关系，而逆性环境
的出现，特别是病虫害的频繁发生，造成农业上大面
1985年，美国Calgene公司分离出Epsp合成酶基因。
生物技术与农业 7.1.2.1 培育抗除草剂作物
抗EPSP抑制剂基因
草甘膦(glyphosate)是一种广谱除草剂,它具有无毒、 易分解，无残留和不污染环境等特点，目前已从细菌 中分离出一个突变株，它含有抗草甘膦的EPSP合成酶
突变基因。把抗草甘膦基因引入植物，可使这种基因
产生新的不育材料为育种服务。
基因工程技术、组织培养、原生质体融合、 体细胞诱变和体细胞杂交等技术都可以创造植物雄
性不育新材料。
生物技术与农业 7.1.1 生物技术在诱导植物雄性不育中的利用
7.1.1.1 组织培养诱导植物雄性不育
中国水稻所利用巴斯马提水稻品种进行胚根组织培
养，然后将愈伤组织进行辐射，从而选育出巴斯马提
• 理想的除草剂必须具 有高效、广谱的杀草 能力, 且对作物及人 畜无害, 在土壤中的 残留短, 成本不高。 但现在要开发出1种新 的符合上述要求的除 草剂的成本越来越高, 选择的机率也在明显 降低。
抗除草剂基因工程
溴苯腈
是一种苄腈化合物，抑制光合作用过程中的电子传递，能除宽子叶杂草。 从土壤中分离出一种叫臭鼻杆菌的细菌，能产生一种溴苯腈的特异水解酶，可 将溴苯腈水解为3，5—二溴—4羟基苯甲酸，失去除草功效。控制该水解的基因 (Bxn)已分离出来 2，4－D 是一种激素型除，草剂，浓度过高会对植物有毒害作用，阔叶植物特别是棉花 对2，4－D极其敏感。 土壤中富氧产碱菌对2，4－D的分解作用最强，美国和澳大利亚已从该细菌中 分离出2，4—D单氧化酶基因，可分解 2，4－D。 草甘膦 草甘膦，又名镇草宁，是应用最广泛的一种非选择性除草剂，作用机制是破坏 植物体内三种芳香族氨基酸(Phe，Tyr，Try)生物合成中的关键酶Epsp。
转抗EPSP抑制剂基因的棉白杨对草甘膦具有耐受性
生物技术与农业 7.1.2 生物技术培育抗逆性作物品种
7.1.2.2
培育抗病虫作物
Hale Waihona Puke 化学革命给人类带来了农药，农药对人类的发 展确实起了重要的作用，但同时也带来了不少严重 的问题，如农药的残留在食物链的各个层次富积， 危害环境及人类。同时杀虫剂的大量使用，使大量
hyrscopicu中分离得到抗bialaphos的bar基因，该基因
编码的产物称PAT, 嵌合的bar基因在CaMV35s启动子
的控制下,在烟草、马铃薯和番茄的细胞内得到了表 达，转基因植株对高剂量的PPT和bialaphos具有耐受
性。
生物技术与农业 7.1.2.1 培育抗除草剂作物
生物技术与农业 7.1.2.1 培育抗除草剂作物
7 生物技术与农业
学习目的
了解现代生物技术在农业生产中的广泛运用。
认识生物技术在培育高产、抗病、抗逆植物新品 系以及在培育优良生产性能的动物新品系、动物 快速繁殖、生物反应器等领域的应用。
生物技术与农业 7 生物技术与农业
7.1 生物技术与种植业
长期以来人们不断地寻求提高作物产量和品质的 方法，有性杂交等传统育种方式、化学农药和肥料等
工程作物获得抗草甘膦的能力。此时若用草甘膦除草， 则可选择性地除掉杂草，而这种作物因不受损害而生 长。
生物技术与农业 7.1.2.1 培育抗除草剂作物
抗PPT基因
膦丝菌素(phosphinothricin，PPT)用作非选择性 的除草剂,是植物谷氨酰合成酶(glutamine
synthetase,GS)的抑制剂。现已从Streptomyces
天敌和益虫也蒙受毒害，生物的多样性降低。农药
的长期使用，使昆虫及病原体产生抗性，使杀虫剂 的应用越来越形成恶性循环。
生物技术与农业 7.1.2.2 培育抗病虫作物
抗病虫转基因作物的益处： 是一种无环境污染的防治策略，可显著减轻农业对 化学农药的依赖，有助于可持续农业系统的建立。 农药具有时间上的连续性和空间上的整体性。 抗性基因的来源广阔，不受不同生物个体间生殖隔 阂的限制，可以在整个生物体中挑选、组合目的基因。 育种周期短，治虫成本低。