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1、第四单元第四单元 知识拓展知识拓展第十四章第十四章 农产品科技苑农产品科技苑 姜红姜红第一节第一节 种植业新科技介绍种植业新科技介绍一、植物生物技术一、植物生物技术1 1、基因工程、基因工程 基因工程基因工程即利用工程技术的方法，把某一生物体内的有用基因分离提取出来在体外进行复制，或者用化学合成法制备出我们所需要的基因，然后把这段基因连接到受体生物的DNA上，这样受体生物就有了我们所需要的性状。如ADP-葡萄糖焦磷酸化酶是合成淀粉的关键物质，把大肠杆菌的ADP-葡萄糖焦磷酸化酶基因导入到马铃薯中，马铃薯块茎的淀粉含量即可提高20%以上。目前农业上基因工程取得的成果主要有：目前农业上基因工程取得
2、的成果主要有：转基因的抗病植物：病毒病是农业生产上的主要病害之一，每年植物病毒病给我国的粮食作物、经济作物造成的损失很大，仅烟草番茄两种作物的损失就超过亿元以上，目前还没有有效的药物来防治病毒病。转基因的抗虫植物：Bt是种常用的生物农药，其重要成分是苏云金杆菌中的毒蛋白，它可以杀死害虫。当人们把这种毒蛋白的基因转移到棉花中后，棉花就可在叶子里自己合成毒蛋白，进而杀死棉铃虫，这就是人们常说的抗虫棉，它不用使用农药，省时省工，而且降低了环境污染。转基因的耐贮番茄：乙烯是一种植物激素，它可以促进植物的果实成熟，科学家们通过转基因技术，使番茄在果实中形成一种抑制乙烯合成的酶，乙烯的合成量大大降低，番茄
3、不能正常转色软化，大幅度延长了贮存期。转基因动物：动物转基因技术目前研究最多的是转生长激素基因，人们发现，将人的生长激素基因转移到小鼠身上，小鼠会奇迹般地长大，体重可达到普通小鼠的两倍；科学家们正试图将人的生长激素基因转移到牛、羊、猪、鱼的身上，以期它们长得更快更大。2 2、植物组培快繁和植株脱毒、植物组培快繁和植株脱毒 植物组织培养技术即把植物的细胞、组织、器官等在无菌条件下置入到培养基上，培养基中不仅有植物所需要的各种营养，而且含有控制植物生长分化的植物激素或生长调节剂，在适宜的环境条件下植物的一个细胞或很小的一块组织就可以长成一株幼苗。自六十年代以来，国内外植物快繁技术的发展突飞猛进，目
4、前这项技术已完全成熟，广泛运用于花卉、果树的种苗培育，当前应用组培技术大规模繁殖的花卉有兰花、非洲菊、唐菖蒲、菊花、香石竹、火鹤花等十多个品种，我国的香蕉、柑桔、苹果、葡萄、马铃薯、甘薯、草莓无毒苗生产技术均得到大面积推广。3 3、植物单倍体培养、植物单倍体培养 对大多数高等植物来说，细胞内的染色体是成对出现的，而在花药、小孢子等生殖细胞（配子体）内，染色体的数目只有普通细胞染色体数目的一半，称作单倍体。进行单倍体培养在作物品种选育上，可加快纯合速度，提高选择效率。用传统办法选育常规品种，一般要经过5-7代的自交，方可育出稳定的品种；选育杂交品种,要先育出大量的自交系,自交系的选育也要有6代以
5、上的自交，费工费时。单倍体培养还可提高诱变育种的效率。在诱变育种中，由于基因突变的几率很低，有时发生突变的是一个隐形基因，从植株上不能直接表现出来，这就需要种植大量的植株。4 4、原生质体融合、原生质体融合 在传统育种技术中，进行杂交育种必须经过有性生殖过程（即精子、卵细胞结合形成合子体）。现代科技打破了这一常规，人们先把细胞外层的细胞壁去除（此时的细胞称作原生质体），将两种生物的原生质体混合放到培养基上或培养液里，加入融合诱导剂或施加特殊的物理刺激，如高压直流电脉冲，两种生物的体细胞即可杂交，这就是原生质体融合技术，又称体细胞杂交技术。利用原生质体融合可以进行异核体杂种的培育。作物的优良性状
6、往往受多基因控制，基因工程很难实现多基因转移，而原生质体融合为一次性多基因性状的改良提供了途径，加拿大已将烟草的体细胞杂种用于烟草品质改良中。5 5、酶工程、酶工程 酶是生物体内一种具有催化能力的蛋白质，它可加快化学反应的速度。作为一种生物催化剂，能在常温常压下高效地催化专一的底物是其最突出的特点。酶工程目前在农业中主要应用在饲料加工领域。6 6、单细胞蛋白生产与微藻类培养、单细胞蛋白生产与微藻类培养 世界人口不断增加，耕地日益减少，粮食问题是人类亟待解决的重大问题之一。为解决这一问题人们一直在寻找新的食物来源。单细胞蛋白是指通过大规模培养酵母或细菌而生产的用作食品或饲料的微生物蛋白。7 7、
7、其他农业生物技术、其他农业生物技术有益生物菌制剂有益生物菌制剂组织生产次生代谢产物组织生产次生代谢产物植物人工种子植物人工种子二、农业信息技术1 1、气象遥感技术、气象遥感技术 遥感技术在解决农业资源与环境问题、促进农业经济持续发展中得到广泛应用，它的主要应用领域和作用包括以下几个方面：1、为制定国民经济发展计划提供资源与环境动态基础数据。2、为国家重大的资源、环境突发性事件提供及时准确的监测评估数据，保证国家对这些重大问题作出正确、快速的反应。3、生物量估测。包括农作物产量、产草量、水面初级生产力预估和评价。4、为国家的重要经济领域提供信息服务。2 2、卫星定位技术、卫星定位技术 全球定位系
8、统（Global Positioning System-GPS）是美国从本世纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿美元，于1994年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。3 3、农业地理信息系统、农业地理信息系统农业地理信息系统的主要应用包括以下几个方面：农业地理信息系统的主要应用包括以下几个方面：1、农业资源管理。2、土地信息系统和地籍管理。3、生态、环境管理与模拟 4、应急响应 5、农业基础设施管理4 4、农业专家系统、农业专家系统 农业专家系统是一种智能化的农业信息技术，农业专家系统不仅可以保存、传播各类农业信息和农业知识，而且能把分
9、散的、局布的单项农业技术综合集成起来，经过智能化的信息处理，能针对不同的条件，给出系统性和应变性强的各类农业问题的解决方案，为农业生产全过程提供高水平的服务。5 5、农业自动化技术、农业自动化技术 农业自动化技术就是通过计算机对来自于农业生产系统中的信息进行及时采集和处理，以及根据处理结果迅速地去控制系统中的某些设备、装置或环境，从而实现农业生产过程中的自动检测、记录、统计、监视、报警和自动启停等。6 6、互联网络、互联网络 随着信息技术的发展，互联网已经深入到国民经济发展的各个领域，对国民经济发展的影响越来越大，对农业和农村经济的发展更是如此。互联网的主要目的是提供多种形式的信息服务，方要包
10、括以下几种：1、电子邮件，2、远程登录3、文件传送，4、信息查询服务。三、农业种子技术1 1、种子繁育技术、种子繁育技术常规种繁育常规种繁育杂交种繁育杂交种繁育苗木繁育苗木繁育组培繁育组培繁育2 2、种子商品化技术、种子商品化技术种子请选与干燥种子请选与干燥种子贮藏与包装种子贮藏与包装种子消毒与包衣种子消毒与包衣四、肥料技术（一）纵横向动态平衡施肥技术（一）纵横向动态平衡施肥技术（二）有机肥（农家肥、秸秆、生活垃圾）简易快速无害（二）有机肥（农家肥、秸秆、生活垃圾）简易快速无害化处理技术化处理技术（三）高效（养分）和固氮（非豆科）新型作物培养技术（三）高效（养分）和固氮（非豆科）新型作物培养技
11、术（四）精确农业施肥技术（四）精确农业施肥技术（五）新剂型肥料（五）新剂型肥料-控释肥料技术控释肥料技术（六）生物肥料技术（六）生物肥料技术（七）物理肥料技术（七）物理肥料技术第二节第二节 养殖业新科技介绍养殖业新科技介绍一、胚胎移植 现代畜牧业的发展,越来越多地依靠新的优良品种,但优良种畜种禽的价格十分昂贵且数量有限，传统的自然繁殖周期长、速度慢，直接影响着新品种的推广速度，近年来逐步成熟完善的胚胎移植技术较好地解决了这一难题。胚胎移植主要包括体外受精、体外胚胎培养、胚胎分割、借腹怀胎等几项技术。二、克隆技术 1997年英国科学家成功地利用克隆技术复制出了绵羊“多利”，这一消息震惊了世界。克
12、隆在英文中的意思是“无性繁殖系”，即通过无性繁殖形成的一个遗传性完全一致的群体。哺乳动物的克隆即指通过无性繁殖所产生的动物个体 或群体，它们具有完全相同的遗传背景。同卵孪生、胚胎分割的遗传背景是相同的，但它们来自有性繁殖或是有性繁殖的继续，真正的克隆个体，其遗传物质应来源于已分化的体细胞，而非胚胎细胞。三、兽用生物制品开发 这方面的进展主要是大规模培养由遗传工程获得的细菌或酵母细胞，生产多种兽用疫苗，如幼畜腹泻疫苗、口蹄疫疫苗、狂犬病疫苗等等；也可用这种方法生产具有多种免疫功能的淋巴细胞活素，如白细胞介素-2、牛干扰素等等。第三节第三节 农副产品加工业新科技介绍农副产品加工业新科技介绍一、超临
13、界萃取技术 即以气体作溶剂，在超临界点范围进行提取的方法。在各种可作为超临界流体的气体中，CO2最适合工业应用，它不但价格便宜，而且还有如下优点：.CO2超临界温度接近常温（31.1）对一些热敏性物质和需热性差的物质无降解变质作用；.CO2超临界压力为73.9MPa，易于达到；.CO2是一种非极性溶剂，对非级性化合物有较高的亲合力；.CO2的化学稳定性好，无毒、无色、无味、不污染提取物和环境；.CO2具有防止氧化、抑止细菌等作用。二、微胶囊技术 是用可以形成胶囊壁或膜的物质对核心体进行包埋和固化的技术。胶囊化后的微粒，由于内核外部有保护层，可避免光、热、氧等环境因素的影响，比较稳定，可延长贮存
14、期，并方便于应用。微胶囊产品应用于不同食品的添加和加工中，解决了许多食品工业中的难题，带动了调味和方便食品的加工生产。主要应用以下几方面：1.包埋营养物质如核黄素、胡萝卜等；2.包埋肉类添加剂，如山梨酸等；3.包埋香料和风味提取物；4.包埋无机盐类；5.包埋酸味剂和甜味剂；6.包埋酒类饮料。三、挤压技术 利用螺杆的旋转及推进作用，使原料在机械剪切力的作用下，完成输运、混合、搅拌、流变、蒸煮、成形的连续化过程后而生产出新型食品的技术。该技术具有通用性强，生产效率高、成本低、产品形式多样、产品质量高、能效高，可生产出许多新型质构的产品、无污染等特点。目前应用挤压技术加工的食品有：早餐谷物、膨化食品
15、、饼干、面包片、高蛋白食品、婴儿食品、糖果、果酱、变性淀粉、方便食品等。四、超高压技术 是诸多食品加工贮存方法中被认为最有潜力、最有希望的加工方法，被誉为“最能保存美味的保藏方法。”所谓食品超高压技术就是先将食品的原料充填到塑料等柔软的容皿中密封放入到装有净水的高压容皿中，给容皿内部施加1001000MPa的压力，在高压的作用下，杀死微生物，使蛋白质变性，淀粉糊化，酶失活等。五、膜分离技术 是对溶液中不同溶质的分离技术，每一种溶质由不同的分子构成因此，膜分离技术也是一种分子级分离技术。在膜分离过程中不产生相变，可在常温下进行对一些共沸物或近沸物的分离，对一些热敏物质或挥发性物质的分离都是不可缺少的方法。六、辐照技术 是利用射线的穿透性，杀死被照物表面或内部的各种微生物或昆虫，或者抑制某些生理活动的进程，起到延长贮藏保鲜时间的作用。由于射线没有残留，又杀虫灭菌彻底，所以它卫生安全可靠。七、现代生物技术 是以重组DNA、细胞固定化、细胞和组织培养技术为核心，对生物有机体进行遗传操作的技术。它包括4个方面：即基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程。