資源簡介

(共30張PPT)
第五節 生物育種技術促進農業發展
濟南版 初中生物 七年級下冊 第四單元 物種的延續
第三章 遺傳信息控制生物性狀
導學
20世紀以來，生物育種技術已經歷了三次飛躍，分別是20世紀50年代的“高稈變矮稈”的“第一次綠色革命”，20世紀70年代興起的雜交水稻技術，以及20世紀90年代至今的分子育種階段。到今天，生物育種又向前發展了一大步，國際上先進國家已從分子育種開始步入以生物大數據技術為基礎的智能化設計育種時代。有科學家將育種發展劃分為4個時代，即農民選擇時代、表型選擇時代、分子育種時代、大數據智能設計育種時代。國際一流種業已走向設計育種的4.0時代，中國種業尚處在表型選擇時代朝分子育種時代邁進過程中。生物育種雜交、轉基因等技術促進了農業發展。近年來，我國在精品優質水稻、高產優質
小麥、高產機收玉米等農作物新品種方面取得突破性進展。
2022年10月12日，在中國空間站的“天宮課堂”上，
航天員劉洋展示了問天實驗艙中水稻植株的生長狀況。在
實驗艙的生命生態實驗柜中，水稻種子經過120天的培育，
長成植株后又結出種子，實現了從種子到種子的發育全過
程。這些水稻種子隨神舟十四號返回艙回到地球，為我國
的水稻育種工作帶來了新的研究材料。
導學
課標內容要求
學習目標
雜交育種、轉基因等技術促進農業發展
1.通過閱讀課本，舉例說明生物育種的方法、原理及其在農業生產中的應用。
2.通過閱讀課本，觀看視頻，說出轉基因技術的原理，概括轉基因生物的培育過程。
1.種子經歷太空旅行后一定能發生變異嗎？發生的變異一定有利嗎？
2.雜交育種是如何將同一物種多個品種的優良性狀集中在一起的
3.轉基因技術的核心是什么？
雜交育種 誘變育種
轉基因
關鍵術語
學習導引
導學：
自學指導：
1.閱讀課本，在文中圈畫重點內容。
2.完成同步練習冊相應內容。
時間：3分鐘
評價標準 自評得分
1.能根據問題在課本上圈畫具體內容（2分）
2.能正確回答問題（每題2分）
任務一 利用生物變異培育優良品種
自學：閱讀課本第125-128頁內容，思考回答以下問題：
1.常見的生物育種方法有哪些？
2.它們利用的生物變異原理分別是什么？
3.你知道哪些生物育種的成功案例
4.種子被譽為“農業芯片”，種業是國家戰略性、基礎性的核心產業。談談推動中國“農業芯片”升級迭代的重要性
任務一 利用生物變異培育優良品種
互學：1.常見的生物育種方法有哪些？
2.它們利用的生物變異原理分別是什么？
雜交育種：是改良農作物品種和提高農作物產量的常用方法，也是培育畜禽新品種的主要途徑。人們根據育種目標的不同，選擇具有不同優良性狀的個體做親本進行雜交，使其基因重新組合，產生多種不同類型的子代，再通過選擇和培育，形成性狀穩定的優良品種。
誘變育種：除雜交育種外，育種專家常利用射線或化學物質等對生物體進行適當處理，誘導染色體或基因發生改變，促使產生新的變異個體，再從中選擇需要的變異類型進行培育，這種育種方法稱為誘變育種。
太空育種屬于哪種方法？
太空育種利用太空的特殊環境誘導生物產生變異，再從返回地球的樣本中選育新品種，因此屬于誘變育種。
任務一 利用生物變異培育優良品種
互學：1.常見的生物育種方法有哪些？
2.它們利用的生物變異原理分別是什么？
雜交育種：
“雜交小麥之父” 李振聲院士
李振聲院士系統研究小麥雜交，累計使小麥增產超過1000億斤，養活了超過3.3億中國人。
“雜交水稻之父” 袁隆平院士
袁隆平院士開創雜交水稻技術體系，累計推動水稻增產超1.76萬億斤，養活了超過5.8億中國人。
雜交育種是目前國內外應用最普遍、最有成效的一種育種方法。
任務一 利用生物變異培育優良品種
互學：1.常見的生物育種方法有哪些？
2.它們利用的生物變異原理分別是什么？
原理：基因重組
優勢：綜合雙親的優良性狀
高產易染病小麥
低產抗病小麥
高產抗病小麥
雜交
任務一 利用生物變異培育優良品種
自學：1.常見的生物育種方法有哪些？
2.它們利用的生物變異原理分別是什么？
第三代雜交水稻
第三代雜交水稻綜合了雙親優良性狀，具有育性穩定、制種安全、雜種優勢強、產量高、米質優、抗逆性好等優點。
中國荷斯坦奶牛是中國主要的奶牛品種,由引進的國外荷斯坦奶牛與本地黃牛雜交選育而成,更適應中國環境,產奶量更高
中國荷斯坦奶牛
雜交育種的成果
觀察山東農業大學近期育成品種系譜分析圖，說出山農29的親本以及育種方法
雜交育種
山東農業大學李斯深教授育種課題組培育的山農29號小麥品種，具有分蘗能力強、多穗型、抗倒、落黃性好、超高產、適應性強等突出特點。
任務一 利用生物變異培育優良品種
自學：1.常見的生物育種方法有哪些？
2.它們利用的生物變異原理分別是什么？
原理：誘導染色體或基因改變
誘變育種具有不確定性
①太空環境誘變
②射線或化學物質誘變
誘變育種：
育種專家將航大技術應用到生物育種通過返回式衛星、宇宙飛船等，將農作物種子等帶到太空，利用太空的特殊環境誘導其產生變異，再從返回地球的樣本中選育新品種。1987年，我國首次將水稻、辣椒等農作物種子送入太空。此后，經過30多年的實踐，我國已經培育出700余個航大育種植物新品系、新品種。
誘變育種：
誘變育種：
太空育種成果
1.我國科學家利用神舟飛船搭載實驗。選育出辣椒新品種“航椒II號”，與普通辣椒相比增產約27%，高產性狀的產生源于（ ）
A．生物的遺傳 B．生物的變異 C．生物的生長 D．生物的發育
B
跟蹤訓練，知識鞏固
2.俗話說“一母生九子，九子各不同”，這說明變異現象在自然界中普遍存在。下列屬于不可遺傳變異的是（ ）
A. 經太空育種形成的個大質優的太空椒 B. 袁隆平院士培育的超級雜交水稻
C. 染色體數目加倍、含糖量高的甜菜 D. 在水肥充足的環境中，培育出的籽粒飽滿的玉米種子
D
3.一批瓜果蔬菜種子搭乘“神舟十三號”飛船重返地球，供科研工作者進行研究和選育。這種育種方法能夠改變性狀的根本原因是（　　）
A．太空果蔬的大小、形狀發生改變 B．太空果蔬的顏色、口感發生改變
C．太空果蔬的生活環境發生改變 D．太空種子的遺傳物質發生改變
D
任務二 利用轉基因技術定向改良生物性狀
自學指導：
1.閱讀課本，在文中圈畫重點內容。
時間：3分鐘
評價標準 自評得分
1.能根據問題在課本上圈畫（2分）
2.能正確回答問題（每題2分）
自學：
閱讀課本第128-129頁內容，思考以下問題：
1.什么是轉基因技術？
2.轉基因技術能成功的原理是什么？
3.抗蟲棉培育成功的標志是什么？轉基因技術的意義？
自學：
1.什么是轉基因技術？
2.轉基因技術能成功的原理是什么？
3.抗蟲棉培育成功的標志是什么？ 轉基因技術的意義？
將一種生物的基因分離出來，在體外進行拼接組裝，然后轉入另一種生物的體內，以引起生物性狀的定向改變。
①各種生物的DNA在組成方式上是相同的，基因蘊含的遺傳信息在動物植物和微生物之間也是相通的；②一種生物的基因在另一種生物體內同樣可以得到表達。
表現出抗蟲性狀。
打破物種之間的界限，突破雜交育種的局限，快速高效地改變物種的遺傳性狀，可以定向改良生物性狀，獲得所需要的品種。
任務二 利用轉基因技術定向改良生物性狀
實驗現象：生長在太平洋西北部的一種水母能發出綠色熒光（圖1），是因為它的細胞中表達綠色熒光蛋白基因。轉入了水母綠色熒光蛋白基因的轉基因鼠，在紫外線的照射下，也能像水母一樣發光（圖3）。
發出綠色熒光的水母（圖1）；
正常光線照射下的4只小鼠（圖2）；
紫外線照射下的4只小鼠（圖3）。
其中3號小鼠為對照組，1、2、4號小鼠轉入了綠色熒光蛋白基因。
任務二：利用轉基因技術定向改良生物性狀
圖1
圖2
圖3
問題：為什么水母的基因在小鼠體內也能表達呢？
1.獲得目的基因；
2.目的基因與載體拼接結合；
3.目的基因導入受體細胞；
4.目的基因的檢測與表達。
2.轉基因技術的優點：轉基因技術通過轉移特定的基因，可以打破物種之間的界限，突破雜交育種的局限，實現可預期的基因組合，快速、高效地定向改變物種的遺傳性狀，最終獲得人們所需要的新品種。例如，將來源于某些病毒、真菌等的抗病基因導入番木瓜，培育出轉基因抗病毒木瓜；將魚的耐寒基因導入番茄，培育出耐寒番茄。
1.我國合法的轉基因作物
自1996年轉基因作物商業化種植以來，我國已經大面積推廣種植玉米、大豆、棉花、油菜等4種轉基因作物。
截至2023年底，我國已批準商業化種植的轉基因作物有棉花、番木瓜、玉米、大豆，已批準進口的轉基因作物包括大豆、棉花、油菜、甜菜、玉米等。
歸納：我國目前在生物育種方面獲得的技術或成果。
轉基因技術的應用
用于生產基因工程藥物，如胰島素、生長激素等
培育生長速度快、肉質好、抗病能力強的轉基因動物
將正常基因導入，以治療基因缺陷和異常引起的疾病
利用轉基因技術可以改善作物的品質和營養價值。
注：導入生長激素基因的鯉魚
注釋：導入維生素基因的黃金大米
學以致用
若發現在某種細菌中有一種抗病基因，該基因在玉米中不存在，如何利用現代生物技術培育抗病的玉米品種？（寫出育種思路）
（1）獲取抗病基因；
（2）在體外巧妙地進行拼接組裝然后轉入玉米細胞中；
（3）進行組織培養，從而獲得抗病的玉米品種
強國必先強農，農強方能國強。近日，中共中央、國務院印發《加快建設農業強國規劃（2024—2035年）》（以下簡稱《規劃》），再次發出重農強農的強烈信號，提出以農業關鍵核心技術攻關為引領，以產業急需為導向，加快以種業為重點的農業科技創新，推進重大農業科技突破，以發展農業新質生產力推進農業強國建設。
　　一直以來，種子都是重要的農業資源，是農業現代化的基礎。根據聯合國糧農組織的資料，糧食總產增長的80％依賴單產提高，單產提高的60％-80％源于良種貢獻。種子是農業的“芯片”，是建設現代農業的標志性、先導性工程，也是國家戰略性、基礎性產業。推動種業自主創新全面突破，不僅關乎14億人的飯碗能否端得穩、端得好，更是一場沒有退路的科技自立自強攻堅戰。當我們把每一粒種子都視為生命的密碼，把每一份種質資源都當作戰略資產，種業自主創新的道路就會越走越寬廣。
　　當前我國種業多集中于大宗糧食作物和雜交種，經濟特色作物種業是短板，不適應結構調整與市場消費要求。主要體現在：種質資源保護利用不足，已收集的52萬份資源中實際被有效利用的不足10%；育種技術存在代際差距，分子育種、基因編輯等前沿技術應用比例偏低；企業創新主體地位不強，全國持證種企約7200家，但研發投入平均僅占銷售額的3%左右。海南、甘肅、四川、江蘇等國家級育制種基地持續發力，實施"藏糧于技"戰略，構建覆蓋作物、畜禽、水產的種質資源庫網絡，推動產學研深度融合。
　　種業振興離不開制度創新的沃土。2021年《種業振興行動方案》實施以來，我國建立了部省協同推進機制，新修訂的種子法擴大植物新品種權保護范圍，實質性派生品種制度為原始創新撐起"保護傘"。但制度紅利釋放仍需深化，并完善種業知識產權侵權聯合懲戒機制，建立育種創新補償基金，讓真正投入創新的企業獲得合理回報。
　　企業是種業創新的生力軍，企業在種業創新中發揮著重要作用，是推動種業創新的重要力量 。通過育繁推一體化模式，企業能夠加快突破性品種的培育和推廣，提高種業的整體水平。并通過突破關鍵核心技術、培育科技領軍企業、統籌科研資源，推動農業從要素驅動向創新驅動轉變，強化種質資源創新與商業化應用，讓種業創新迸發強勁動能。
　　農民是種子的最終使用者，也是創新成效的檢驗者。在黃淮海地區，“濟麥22”連續9年種植面積全國第一，累計推廣3億多畝；在東北黑土地，“東生”系列大豆品種使畝產提高50公斤以上；在川渝地區，“慶油”系列油菜品種累計推廣4000萬畝，位居全國第一，成為全國油菜產業升級的標桿……這些品種能得到廣大種植戶的青睞，源于種業創新立足本土農業生產實際需求，并通過建立“科研單位創制材料—企業選育品種—示范展示推廣—農民反饋改進”的閉環體系，不斷健全新品種展示示范網絡，讓農民看得見、摸得著、用得上種業創新成果。
　　“糧安天下，種為糧先”，種子是農業的“芯片”，關乎百姓“米袋子”“菜籃子”“肉案子”“果盤子”。在希望的田野上播撒自主創新的種子，我們必將收獲糧食安全、農業強國的豐碩果實，讓“中國糧”更多用上“中國種”，讓農業現代化的根基更加牢固，讓“中國糧倉”更加殷實。
糧食戰爭
中國大豆具有巨大缺口，每年要從外國進口近1億噸大豆。2003 年，美國四大糧商聯手做空中國大豆市場，使得國內 1000 多家榨油企業全面破產，超八成被四大糧商等外資低價收購，美國四大糧商掌握了中國大豆產業上中下游整個產業鏈的絕對控制權和定價權，使我國損失極其慘重。
核心總結
1.根據生物育種相關知識，判斷下列敘述是否正確
(1)雜交育種可以將親本的優良性狀集中在一個個體上。
(2)雜交育種獲得的子代個體都具有雙親的優良性狀。
(3)轉基因技術可以定向改變生物的遺傳特性。
(4)利用射線或化學物質處理生物，誘導產生的變異大多數是不利的。
學業檢測




2.首蓿是世界上最重要的牧草之一，被稱為“牧草之王”
(1)紫花首蓿的產量高、抗寒性差，黃花首蓿的產量低、抗寒性強。如何利用雜交育種方法培育出既高產又抗寒的首蓿新品種
(2)正常狀態下，首蓿的每個葉柄上長有3枚小葉。2020年，一批首蓿種子搭乘嫦娥五號探測器進入太空。這些種子返回地球后，經過種植，少數植株長出了7枚小葉。試分析產生這種變異的原因。
將紫花首蓿和黃花首蓿雜交，將種子種下，選育出高產又抗寒的新品種
太空特殊環境誘發其產生變異
3.中國科學院上海遺傳所和復旦大學合作，培育出含有人凝血因子基因的轉基因羊，這些羊的奶中含有能夠治療血友病的成分
(1)人凝血因子基因為什么能夠在人與羊之間進行轉移
(2)嘗試描述含人凝血因子基因的轉基因羊的培育過程。
學業檢測項
遺傳密碼在動物、植物和微生物之間是通用的。
獲取人凝血因子基因后，將該基因拼接到環狀DNA分子上，將新的環狀DNA分子轉入羊的受精卵中，待受精卵發育成早期胚胎后，植入代孕羊的子宮內產出轉基因羊。如果從成年轉基因羊乳汁中檢測到人凝血因子，說明培育成功。
1.在培養轉基因生物的過程中，被轉入的基因應該轉入到下列哪種細胞中（ ）
A.體細胞 B.精子 C.卵細胞 D.受精卵
2.科學家把控制合成胰島素的基因轉入大腸桿菌后，對大腸桿菌進行大規模培養，使之大量生產胰島素。下列相關說法不正確的是（　　）
A.上述生產過程用到了轉基因技術
B.大腸桿菌“產生胰島素”的變異不能遺傳給后代
C.生產胰島素的大腸桿菌是一種生物反應器
D.該技術的生物學原理是基因控制生物的性狀
當堂達標
D
B
3.科學家將香菜的種子放在國際空間站，在太空飛行一段時間返回地面后，經試種，培育出質量達41.4 g的香菜，而地球上普通種子長出的香菜每棵質量僅33.1 g。香菜種子發生的這種性狀的改變，其原因是（ ）
A.直接改變了香菜的顏色性狀
B.使種子里的遺傳物質發生了改變
C.淘汰了某些不良性狀
D.此遺傳性狀一定不可遺傳
B
當堂達標
4.下圖是顯微注射獲得轉基因超級鼠示意圖，回答下列問題：
（1）上圖為轉基因超級鼠的產生過程。在這項研究中，被研究的性狀是 ，控制這個性狀的基因是 。
（2）轉基因超級鼠 的0獲得，說明性狀是由 控制的。
（3）由此可知，在生物傳種接代的過程中，傳給后代的是 。
鼠的大小
生長激素基因
基因
基因
當堂達標
5.閱讀下列材料，回答問題。
（1）從性狀的角度分析，上述材料中既有 現象又有 現象。
（2）上述材料中的現象：①安康羊，②太空椒，③牡丹新品種，④甜度大大降低的哈密瓜。能夠遺傳的是 （填序號），不能夠遺傳的是 （填序號）。
（3）材料中提到的科學家將普通椒以及普通牡丹種子帶到太空后，種子會出現各種各樣的變異，說明變異一般是 （填“定向的”或“不定向的”）。
變異
①②
③④
不定向的
遺傳
當堂達標
導學
實踐活動進度

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