生命科學(xué)與農(nóng)業(yè)-wenkub
2023-01-17 15:03:07 本頁面
【正文】 （一）糧食安全的概念 ? 1996年 11月 ， 第二次世界糧食大會通過的《 羅馬宣言 》 和行動計劃 ， 又對 “ 糧食安全 ”的作了表述： ? “ 只有所有人在任何時候都有能夠在物質(zhì)上和經(jīng)濟(jì)上獲得足夠 、 安全和富有營養(yǎng)的糧食 ，來滿足其積極和健康生活膳食需要和食物喜好時 ， 才實(shí)現(xiàn)了糧食安全 。 ? 決定性因素是糧食生產(chǎn)及消費(fèi)的能力和水平 ， 同時和國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平及外貿(mào)狀況有著密切的聯(lián)系 。 糧食常年生產(chǎn)能力應(yīng)該保證在 4850億公斤以上； ? ③ 糧食外貿(mào)依存系數(shù)： 保持在 5%左右 ， 可在適度范圍內(nèi)提高； （四）中國的糧食安全 5個主要指標(biāo)： ? ④ 人均年糧食占有量： 保持在 385～ 400公斤 （ 低于 FAO的標(biāo)準(zhǔn) ） 。 （五）我國糧食和食品安全面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn) ?消費(fèi)需求呈剛性增長 ?耕地數(shù)量逐年減少 ?水資源短缺矛盾凸現(xiàn) ?供需區(qū)域性矛盾突出 ?品種結(jié)構(gòu)性矛盾加劇 ?種糧比較效益偏低 ?全球糧食供求偏緊 二、糧食安全呼喚農(nóng)業(yè)革命 ? 人類農(nóng)業(yè)活動的三大發(fā)展階段： ? 發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)甚至后現(xiàn)代農(nóng)業(yè) ? 生態(tài)農(nóng)業(yè)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的制高點(diǎn) 人類農(nóng)業(yè)活動的三大發(fā)展階段： ? 第一個階段是原始農(nóng)業(yè)階段 ， 持續(xù)了大約7000年 ， 是刀耕火種的原始操作 ， 主要是熟荒 、 撂荒 ， 基本只有種和收兩個環(huán)節(jié) 。 ? 但是由于以人畜力為主 ， 勞動生產(chǎn)低效；對自然的依附狀態(tài)不能得到改善；難以在較大規(guī)模上合理充分利用自然資源以及進(jìn)行林 、 牧 、 農(nóng) 、 漁的綜合生產(chǎn) 。 ? 問題在于：高輸入 、 高能耗 ， 加劇世界能源危機(jī)；機(jī)械化耕作與不合理的種植導(dǎo)致嚴(yán)重的土壤流失；化肥和農(nóng)藥用量上升 ， 但大部分進(jìn)入了環(huán)境 ， 引起嚴(yán)重環(huán)境污染；單一種植使生態(tài)失衡 ， 引發(fā)大規(guī)模病蟲害；人工創(chuàng)造的高產(chǎn)品種廣泛取代了各地農(nóng)畜品種的多樣性 ， 使后者的基因快速滅絕 。 生態(tài)農(nóng)業(yè)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的制高點(diǎn) ? 生態(tài)農(nóng)業(yè)是指在經(jīng)濟(jì)和環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展原則下 ， 總結(jié)吸收各種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的成功經(jīng)驗(yàn) ， 按生態(tài)學(xué) 、 生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)原理 ， 應(yīng)用系統(tǒng)工程方法建立和發(fā)展起來的農(nóng)業(yè)體系 。 三色生態(tài)農(nóng)業(yè) ? 藍(lán)色農(nóng)業(yè) ? 以海洋為基礎(chǔ) ， 是對海洋和浮游生物等資源進(jìn)行綜合利用的特色農(nóng)業(yè) ， 重點(diǎn)就是海洋和海水的養(yǎng)殖業(yè) 。 ? 中國有 18000多 km大陸海岸線 ， 近海水深在 200m以內(nèi)的大陸架至少有約 hm， 超過陸地耕地總面積 。 雜交稻或是解決糧食危機(jī)關(guān)鍵 ? 雜交優(yōu)勢利用是選育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)新品種的最有效最成熟的方法之一 ， 它在未來選育新品種工作中仍將起重要作用 。 農(nóng)業(yè)的出路何在？ ? 鄧小平同志明確指出： “ 將來農(nóng)業(yè)問題的出路 ，最終要由生物工程來解決 ， 要靠尖端技術(shù) ” 。 ? 植物分子育種技術(shù)為物種間和屬間甚至科間遠(yuǎn)緣遺傳物質(zhì)的導(dǎo)入和交換 ， 進(jìn)而為快速培育高產(chǎn) 、多抗和優(yōu)質(zhì)的新品種提供有效的育種途徑 。 植物抗病蟲害基因工程 ? 殺蟲結(jié)晶蛋白 （ Bt） 基因 ? 作用原理： ? 蘇云金桿菌 （ 革蘭氏陰性菌 ） → 形成芽孢 ， 產(chǎn)生伴孢晶體 →獲取 Bt基因 → 基因操作 ， 轉(zhuǎn)移到受體植物 → 轉(zhuǎn)基因植物中 Bt基因表達(dá) ， 產(chǎn)生殺蟲結(jié)晶蛋白 → 昆蟲食用 ， 殺蟲蛋白進(jìn)入昆蟲消化道 → 殺蟲蛋白經(jīng)過多步驟活化 ， 成為毒性多肽分子 ，這種分子不會受到其他蛋白酶 （ 如胰蛋白酶 ） 等的破壞 → 與腸道上皮細(xì)胞的特異性結(jié)合蛋白結(jié)合 → 合于細(xì)胞膜上 → 細(xì)胞膜產(chǎn)生孔道 → 滲透平衡被破壞 、 細(xì)胞破裂 → 昆蟲逐漸停止進(jìn)食 → 最終導(dǎo)致死亡 。 ? 植物凝集素基因 ? 植物凝集素的抗蟲原理在于：當(dāng)被昆蟲取食后 ，外源凝集素在昆蟲的消化道中與腸道圍食膜上的糖蛋白結(jié)合 ， 從而影響營養(yǎng)的吸收 。 植物抗病蟲害基因工程 植物抗病蟲害基因工程 ? 殺菌肽基因 ? 最初的殺菌肽是從天蠶中分離出來的一種抗菌化合物 ， 一般是堿性蛋白 ， 可以在原核生物細(xì)胞膜上形成巨大的時間性和電壓依賴性的離子通道 ， 致使細(xì)胞內(nèi)外滲透壓改變 ， 細(xì)胞內(nèi)容物尤其是鉀離子大量滲出 ，細(xì)菌因此死亡 。 ? 抗凍效果較好的有北美黃蓋鰈 AFP、 海渡鴨AFP、 大洋條鱈 AFP。 ? 乙烯形成的過程中有一個重要的酶就是乙烯形成酶 （ EFE） ，利用基因技術(shù) ， 將這個酶活性抑制或者是將乙烯形成酶基因的表達(dá)抑制 ， 就可以達(dá)到預(yù)期的目的 ， 使果實(shí)成熟延遲 。我國科學(xué)工作者 ， 采用轉(zhuǎn)基因技術(shù) ， 培育出抗病毒的甜椒 。而且油的純度質(zhì)量更好。 轉(zhuǎn)基因小麥 ? 從植物體中分離出合成賴氨酸的基因 ，把這基因轉(zhuǎn)入小麥植株中 ， 培育出轉(zhuǎn)基因小麥 。 ? 轉(zhuǎn)基因植物為人們研究某一基因功能及其在生長發(fā)育中的作用提供了強(qiáng)有力的工具 。 ? 2023年全國轉(zhuǎn)基因作物種植面積為 370萬公頃 ， 成為繼美國 、 阿根廷 、 加拿大 、 巴西之后的轉(zhuǎn)基因植物種植第五大國 。 ? 特點(diǎn)：轉(zhuǎn)化率高 。 ? 特點(diǎn)： ? 轉(zhuǎn)化率高； ? 操作簡便 ； ? 容易造成原生質(zhì)體損傷 。 ?優(yōu)點(diǎn)：操作簡便； ? 工作效率高； ? 無宿主限制 ， 適應(yīng)于各種動植物； ? 對受體細(xì)胞生命活動影響??； ? 受體的類型廣泛； ?
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