新課標高中生物知識在促進農業生產中的應用

葉竟茂

摘要： 文章探討了新課標下高中生物知識在促進農業增產增收中的應用：首先，進行生物育種；第二，科學規劃，優化結構；第三，精心管理，措施得力。

關鍵詞： 新課標高中生物教學農業生產

2012年2月1日，中共中央、國務院近日印發了《關于加快推進農業科技創新持續增強農產品供給保障能力的若干意見》，即2012年的中央一號文件中指出：“做好2012年農業農村工作，穩定發展農業生產，確保農產品有效供給，對推動全局工作、贏得戰略主動至關重要”；“實現農業持續穩定發展、長期確保農產品有效供給，根本出路在科技。農業科技是確保國家糧食安全的基礎支撐，是突破資源環境約束的必然選擇，是加快現代農業建設的決定力量，具有顯著的公共性、基礎性、社會性。 必須緊緊抓住世界科技革命方興未艾的歷史機遇，堅持科教興農戰略，把農業科技擺上更加突出的位置，下決心突破體制機制障礙，大幅度增加農業科技投入，推動農業科技跨越發展，為農業增產、農民增收、農村繁榮注入強勁動力”……其中，“毫不放松抓好糧食生產”和“狠抓‘菜籃子產品供給”，寫在文件的第一條和第二條位置，可見中央對科技興農，提高農業產量的重視。新課標和新考綱對學生的能力要求中指出：“理論聯系實際，綜合運用所學知識解決自然界和社會生活中的一些生物學問題。”在新版高中生物教材中，也有相關的知識有利于促進農業增產，聯系實際，實在是很好的高考材料，現整理如下。

一、科技興農，良種先行

即首先進行生物育種。生物育種是指人們按照自己的意愿，依據不同的育種原理，有目的、有計劃地獲得人們所需要的生物新品種。在高中生物教材中，列舉多種育種方法，也是歷年高考的重點之一，現總結如下。

1.誘變育種

（1）原理：基因突變（產生新基因）。

（2）方法：用物理因素（如X射線、γ射線、紫外線、激光、電離輻射等）或化學因素（如亞硝酸、堿基類似物、硫酸二乙酯、秋水仙素等多種化學藥劑）或太空誘變育種（用宇宙強輻射、微重力等條件）處理生物。

（3）作用時期：有絲分裂間期或減數第一次分裂間期（即DNA復制過程）。

（4）優點：能大大提高變異頻率，加速育種進程，可大幅度改良某些性狀，創造人類需要的變異類型，從中選擇培育出優良的生物品種；變異范圍廣。

（5）缺點：有利變異少，須大量處理材料；誘變的方向和性質不能控制。改良數量性狀效果較差，具有盲目性。

（6）舉例：青霉素高產菌株、太空椒、高產小麥、“黑農五號”大豆等。

2.雜交育種

（1）原理：基因重組（舊基因新組合）。

（2）方法：具有不同優良性狀的親本雜交獲得F1、再自交得F2、種植F2獲得植株后，鑒別、選擇所需類型，有時需不斷自交選種。（不同個體間雜交產生后代，然后連續自交后，篩選所需純合子）

（3）作用時期：有性生殖的四分體時期（交換型重組）或減數第一次分裂后期（自由組合型重組）。

（4）優點：使同種生物的不同品種優良性狀集中于同一個個體上，具有預見性。

（5）缺點：育種周期長，雜交后代會出現性狀分離，需連續自交才能選育出需要的優良性狀。

（6）舉例：矮莖抗銹病小麥、中國黑白花牛等。

3.多倍體育種

（1）原理：染色體數目變異。

（2）方法：通常用秋水仙素處理萌發的種子或幼苗。

（3）優點：可培育出自然界中沒有的新品種，且培育出的植物器官大，產量高，營養豐富。

（4）缺點：結實率低，發育延遲（晚熟）。

（5）舉例：三倍體無子西瓜、八倍體小黑麥等。

4.單倍體育種

（1）原理：染色體數目變異。

（2）方法：先進行花藥離體培養獲得單倍體植株，再用秋水仙素誘導染色體數目加倍，獲得正常植株（一般是純合子）。

（3）優點：能明顯縮短育種年限，加速育種進程，自交后代不發生性狀分離。

（4）缺點：技術相當復雜，需與雜交育種結合，其中的花藥離體培養過程需要組織培養技術手段的支持，多限于植物。

（5）舉例：“京花一號”小麥等。

5.基因工程育種

（1）原理：基因重組（人工基因重組）

（2）方法：基因工程基本操作程序的四個步驟（目的基因的獲取→表達載體的構建→目的基因導入受體細胞→目的基因的檢測與鑒定）

（3）優點：方向明確，目的性強，可以按照人們的意愿定向改造生物且縮短育種周期。

（4）缺點：可能會引起生態危機，技術難度大。

（5）舉例：抗蟲棉、耐寒的番茄、抗除草劑大豆、增強甜味的水果、生產胰島素的工程菌、轉基因鯉魚等。

6.細胞工程育種

可分為植物細胞工程育種和動物細胞工程育種，主要表現為植物體細胞雜交和動物細胞核移植，列表比較如下：

7.植物激素育種

（1）原理：適宜濃度的生長素可以促子房發育成果實。

（2）方法：在未受粉的雌蕊柱頭上涂抹一定濃度的生長素類似物溶液，子房就可以發育成無子果實。

（3）優點：由于生長素所起的作用是促進果實的發育，并不能導致植物的基因型的改變，因此該種變異類型是不遺傳的。

（4）缺點：該種方法只適用于植物。

（5）舉例：無子番茄的培育。（注意區別于三倍體無子西瓜）

二、科學規劃，優化結構

不久前的“豆你玩”、“姜你軍”、“蒜你狠”等農產品價格大幅度波動，究其原因除了炒作外，種植的規劃和結構不合理也是重要原因之一。優化結構體現如下：

1.堅持種植農作物的種類多樣化，增強農作物抵抗力的穩定性，既可減少病蟲害發生，又可減少使用農藥造成的環境污染和破壞。

2.遵循物質循環再生和能量分級利用原理，科學設計人工生態系統，合理調整生態系統中的能量流動關系，使能量持續高效地流向對人類最有益的部分，實現能量的最有效的利用。如南方“桑基魚塘”生產模式就是典型的成功范例。

3.實行多茬種植和輪作種植相結合，避免同一地塊長期種植單一農作物導致土壤肥力下降，農作物減產。

三、精心管理，措施得力

提高農作物產量的實質就是提高植物光合作用的效率。結合影響光合作用的因素，除了植物的內部因素外，還有一些環境因素。我們在管理過程中，主要針對環境因素，采取得力措施，精細管理，促進農作物增產。

1.光照的影響。光是光合作用的必備條件。在一定范圍內，隨著光照強度不斷增強，光合作用強度也不斷增強，但是，超過一定強度后，光照強度再增強，光合作用強度不再增強；不同光質對農作物有機產物也有不同，藍紫光有利于合成蛋白質，紅橙光有利于形成糖類等；光照時間長短，也會對產量有直接影響。可在生產中采用輪作、人工光照等措施。

3.水、肥（即礦質元素或無機鹽）的影響。水、肥也是光合作用的原料。這要求我們懂得不同農作物的需水需肥的規律，適時適量地澆水施肥，既要滿足植物生長需要，又不能浪費。

4.溫度的影響。溫度主要是通過影響光合作用過程中有關的酶的活性影響光合作用的效率。在生產中可利用溫室大棚控制溫度，適當增加晝夜溫差，白天調到光合作用的最適溫度，提高光合作用；晚上適當降低溫度，降低呼吸作用對有機物的消耗，增加有機物的積累。