资源简介

(共38张PPT)
绿遍山原白满川，子规声里雨如烟。
乡村四月闲人少，才了蚕桑又插田。
——宋·翁卷《乡村四月》
课堂拓展
春种一粒粟，秋收万颗子
——[作者] 李绅 [朝代] 唐
第一单元
技术初步
新技术的运用
科学技术无时无刻不在改变着我们的生活。科学技术水平提高，也是推动种植技术不断创新的力量源泉，随着现代科学技术的迅猛发展，新型种植技术应运而生。
一、无土栽培
植物生长的条件？
二氧化碳—— ——空气
光 —— ——太阳
水 —— ——土壤，大气，人为。
无机盐、生长因子（营养物质）
无土栽培
有土栽培
有土栽培的缺点
1、连作障碍。（连作：同一块地里连续种植同一种作物或同一科作物）
在同一土壤中连续栽培同种或同科的作物时，用正常的栽培管理措施也会发生长势变弱，产量和品质下降的现象。（西瓜栽培最忌讳就是重茬种植，因为西瓜对土壤要求比较严格，而重茬种植会导致西瓜植株容易感染病害，严重时会造成西瓜大面积减产现象，尤其是前茬发生过枯萎病、炭疽（jū）病等病害的田块，发生程度和几率也会大大增加。 ）
2、受土壤条件限制，种植时受限。
3、受自然灾害影响大。
4、耗费人力、物力。
盐碱地
冰雹砸烂西瓜
大风吹倒庄稼
"三年困难时期"又称"三年自然灾害"
据国家统计局、民政部编撰的《1949-1995中国灾情报告》记载，1959年全国出现了“受灾范围之大，在1950年代是前所未有的严重自然灾害，”受灾面积达4463万公顷，且集中在主要产粮区河南、山东、四川、安徽、湖北、湖南、黑龙江等省区。1960年，灾情继续扩大，北方持续爆发特大旱灾。进入1961年后，大旱蔓延黄河、淮河和整个长江流域，河北、山东、河南三个主要产粮区的小麦比上一年最低水平又减产50％。
链接
无土栽培：
定义：无土栽培是以草炭或森林腐叶土，蛭【 zhì】石等轻质材料，作育苗基质固定植株，让植物根系直接接触营养液，采用机械化精量播种一次成苗的现代化育苗技术。
三个要素：固定、营养、怎么提供营养液。
无土栽培可以在不容易栽种的地方种植植物，是不能再生的耕地资源得到扩展和补充，使植物种植向着自动化，机器化和工业化的生产方式发展。
深池浮板种植生菜
水培生菜
空中红薯
水培吊兰
思考：无土栽培有哪些优点？
无土栽培技术是指不用天然土壤而用基质或仅育苗时用基质，在定植以后用营养液进行灌溉的栽培方法，该技术可以人工创造良好的根际环境来替代土壤环境，具有节水、节肥、高产、清洁、无污染、省力、易于管理、避免连作障碍等优点。
无土栽培的分类有哪些？
按照培养方式，无土栽培可以分为水中无土栽培、固体基质无土栽培、空气粒无土栽培、瓦楞布无土栽培、空间无土栽培和悬浮无土栽培等。
1.水中无土栽培：采用水体作为培养介质，以氮、磷、钾等营养元素作为营养源，直接在水中培养植物。它具有体积小、重量轻、聚集性好、流动性大、适于大规模生产、节省资源、易于把握生长状态等特点，是一种高效的植物培育方式。
2.固体基质无土栽培：将肥料、矿物质和氮元素加入介质（如蛋白垫、藤纤维垫、藻棉垫、松木碴、绿色煤垫），采用复合植物营养体系，在无泥沙舱中栽培蔬菜、水果和花卉等植物。
如果想用无土栽培的方法栽培植物，但是又觉得每天更换营养液太麻烦，你能不能想一个办法解决呢？
二、植物组织培养
植物的组织培养是根据植物细胞具有全能性这个理论，近几十年来发展起来的一项无性繁殖的新技术。植物的组织培养广义又叫离体培养，指从植物体分离出符合需要的组织、器官或细胞，原生质体等，通过无菌操作，在无菌条件下接种在含有各种营养物质及植物激素的培养基上进行培养以获得再生的完整植株或生产具有经济价值的其他产品的技术。狭义是指用植物各部分组织，如形成层、薄壁组织、叶肉组织、胚乳等进行培养获得再生植株，也指在培养过程中从各器官上产生愈伤组织的培养，愈伤组织再经过再分化形成再生植物。
研究历史
19世纪30年代，德国植物学家施莱登和德国动物学家施旺创立了细胞学说，根据这一学说，如果给细胞提供和生物体内一样的条件，每个细胞都应该能够独立生活；1902年，德国植物学家哈伯兰特细胞全能性的理论是植物组培的理论基础。1958年，一个振奋人心的消息从美国传向世界各地，美国植物学家斯蒂瓦特等人，用胡萝卜韧皮部的细胞进行培养，终于得到了完整植株，并且这一植株能够开花结果，证实了哈伯兰特在五十多年前关于细胞全能的预言。
植物组培的简单过程：剪接植物器官或组织——经过脱分化（也叫去分化）形成愈伤组织——再经过再分化形成组织或器官——经过培养发育成一颗完整的植株。
植物组织培养即植物无菌培养技术，又称离体培养，是根据植物细胞具有全能性的理论，利用植物体离体的器官（如根、茎、叶、茎尖、花、果实等）、组织（如形成层、表皮、皮层、髓部细胞、胚乳等）或细胞（如大孢子、小孢子、体细胞等）以及原生质体，在无菌和适宜的人工培养基及温度等人工条件下，能诱导出愈伤组织、不定芽、不定根，最后形成完整的植株的学科。
技术原理
绿藻、地钱、苔藓的多种形式再生
种子植物多种形式的再生
体外组织培养环境中的多种再生形式
植物再生的细胞基础
三、太空育种
太空育种也称空间诱变育种，是将种子或试管种苗送到太空，利用太空特殊的、地面无法模拟的环境，如高真空、宇宙高能粒子辐射、宇宙磁场、高洁净等诱变作用，使种子产生变异，再返回地面，选育新品种的育种新技术。
太空育种具有有益的变异多、变幅大、稳定快，以及高产、优质、早熟、抗病力强等特点。其变异率较普通诱变育种高3-4倍，育种周期较杂交育种缩短约1倍，由8年左右缩短至4年左右。世界上只有美国、俄罗斯、中国成功地进行了卫星搭载太空育种。我国是1987年开始将蔬菜等搭载上天。
太空育种是集航天技术、生物技术和农业育种技术于一体的农业育种新途径。是当今世界农业领域中最尖端的科学技术课题之一，通过已进行的太空农业试验，植物、动物等生物体的许多特性奥秘被揭示。世界上只有美国、俄罗斯、中国三个国家拥有返回式卫星技术。在这方面，中国走在世界前列。
科学家认为，太空育种主要是通过强辐射，微重力和高真空等太空综合环境因素诱发植物种子的基因变异。由于亿万年来地球植物的形态、生理和进化始终深受地球重力的影响，一旦进入失重状态，同时受到其他物理辐射的作用，将更有可能产生在地面上难以获得的基因变异。综合太空辐射、微重力和高真空等因素的太空环境对植物种子的生理和遗传性状具有强烈影响，但是究竟主要是哪些因素产生影响，以及如何产生影响，至 今还没有定论。经历过太空遨游的农作物种子，返回地面种植后，不仅植株明显增高增粗，果型增大，产量比原来普遍增长而且品质也大为提高。到目 前为止太空育种取得了不错的成效，但仍无法控制种子的变异方向，只能是任其发展，这是当今世界的科学空白区 ，等待着科学家们去做进一步的探索。
太空环境对植物基因产生影响已经得到各国科学家的证实，但是对太空育种原理的解释仍在争论之中。
太空南瓜，
四、杂交育种
性质
杂交育种可以将双亲控制不同性状的优良性状结合于一体，或将双亲中控制同一性状的不同微效基因积累起来。杂交改变生物的遗传组成，不产生新的基因 。
原理
增加遗传多样性即不同基因组合的数量，从而产生新的优良性状。
优点
可以将同一物种里两个或多个优良性状集中在一个新品种中，还可以产生杂种优势，获得比亲本品种更强或表现更好的新品种。
缺点
杂交后代会出现性状分离，导致杂交作物不适合留种 ，且育种过程缓慢，过程复杂。
杂交只能在同一物种的不同品种或品系内进行，也可以在同一属的比较近的物种间进行，但不能跨物种进行。
杂交的结果不可预期，需要大量的选种制种工作，后代表现结果较差。
应用
杂交育种是培育家畜新品种的主要途径。通过选用具有优良性状的品种、品系以至个体进行杂交，繁殖出符合育种要求的杂种群。
杂交育种是将两个或多个品种的优良性状通过杂交集中在一起，再经过选择和培育获得新品种的方法。
阅读资料
“杂交水稻之父”---袁隆平院士是我国当代杰出的农业科学家，它所取得的科研成果使我国杂交水稻研究及应用在世界处于领先水平，推广应用后，为中国粮食的自给作出了重大贡献，也为世界粮食生产提供了技术保证。
五、转基因植物
转基因植物(Genetically modified plants)是拥有来自其他物种基因的植物。该基因变化过程可以来自不同物种之间的杂交，但今天该名词更多的特指那些在实验室里通过重组DNA技术人工插入其他物种基因以创造出拥有新特性的植物。
转基因作物的种类主要有大豆、玉米、棉花和油菜，其性状主要是抗除草剂、抗虫、抗病等几类
优点
以植物作为生物技术的实验材料有其特定的优点，那就是植物细胞大部分都有全能性(totipotency），可以用单个细胞分化发育出整个植株。这样，经过基因工程改造的单个植物细胞有可能再生成一棵完整的转基因植株。
缺点
随着人类认识的发展，转基因植物的种种潜在危害也逐渐被认识。
具有高产、抗性强的转基因植物品种不断地被推广，势必导致品种的单一化和贫化。
转基因植物的目的基因发生逃逸，亦即通过异花授粉与野生近缘种杂交，可能产生新的杂草。
转基因植物由于抗性强，能适应各种恶劣环境，其中有些作物，它们的不少性状与它们的杂草化的祖先是共同的，因此，某些遗传的改变可能使作物本身成为杂草。如高度抗盐的转基因水稻品种就可能侵入到港湾中大量繁殖起来成为杂草。
转基因植物是自然界本身并不存在的植物，因此对于一个生态系统来说，转基因植物的进入就相当于外来种的侵入。
人们现在可以利用DNA重组技术，把一种植物的某种基因提取出来加以修饰改造，再放到另一种植物的细胞里，定向改造植物的遗传性状，培育出转基因植物。
六、植物工厂
植物工厂是通过设施内高精度环境控制实现农作物周年连续生产的高效农业系统，是利用智能计算机和电子传感系统对植物生长的温度、湿度、光照、CO2浓度以及营养液等环境条件进行自动控制，使设施内植物的生长发育不受或很少受自然条件制约的省力型生产方式。
植物工厂是现代设施农业发展的高级阶段，是一种高投入、高技术、精装备的生产体系，集生物技术、工程技术和系统管理于一体，使农业生产从自然生态束缚中脱离出来.按计划周年性进行植物产品生产的工厂化农业系统，是农业产业化进程中吸收应用高新技术成果最具活力和潜力的领域之一，代表着未来农业的发展方向。
与同学共同讨论，植物工厂里生长的植物需要哪些营养物质？
植物生长所必须的营养元素为： 碳 氢 氧 氮 磷 钾 钙 镁 硫 铜 铁 锰 锌 钼 硼 氯 等16种 ，若植物缺少这16种元素中的任何一种，植物就不能正常生长甚至不能完成其生命周期。

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