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(共43张PPT)
遗传与
转基因技术
第16章 生物的遗传和变异
性状表现是由什么决定的？
基因型
表现型
AA
Aa
aa
生物个体的基因型
有耳垂
有耳垂
无耳垂
生物个体的某一具体性状表现
决定
基因型不同的个体，表现型也不同
不同品种水稻的基因组成是不同的
思考：水稻有高杆、矮杆之分；高产和低产之分，为什么不同品种的水稻表现不一样？
思考：同一种高杆高产的水稻，在营养缺乏的条件下，水稻也会表现为矮杆低产，营养缺乏是引起了基因型的改变，还是仅仅使表现型发生变化？
活动
环境对生物性状表现的影响
小麦是重要的粮食作物，小麦幼苗在适合的环境中可以茁壮成长。若环境因素发生改变，小麦的性状表现如叶片的形态与数量、植株高矮等可能会不同。
活动
环境对生物性状表现的影响
问题
光是光合作用的必需条件。针对光照与小麦幼苗的性状表现关系你们小组提出的探究问题是___________________________？
假设
叶绿素只有在光照条件下才能形成，没有形成叶绿素时，叶绿体呈白色或淡黄色。叶是植物体进行光合作用的主要器官。针对这些已知知识，你们小组作出的假设是_________________________。
思考
从什么时候开始进行观察和记录？
活动
环境对生物性状表现的影响
制定计划
可供你选择的材料器具:小麦种子，标记笔，培养皿，纸巾，剪刀镊子，不透光盒子，放大镜，等等。
针对所提出的假设，设计你们小组的实验方案。
活动
环境对生物性状表现的影响
分析及结论
1.分析你们小组获得的数据，判断作出的假设是否成立。
2.你们小组得出的结论是____________________________。
表达与交流
1.实验中所使用的小麦种子的基因并未发生变化，但性状表现却不同，这说明了什么
2.环境变化引起的生物性状的改变是可遗传的吗 需要什么条件
许多遗传实验表明，一般环境条件的变化不易使基因型发生改变，而表现型则容易受到环境条件的影响。
表现型
＝
基因型
＋
环境条件
（内因）
（外因）
生物的性状是由基因组成和环境共同决定的
环境对水毛莨叶片形状的影响
伸出水面的叶片呈扁平状
在水中的叶片深裂成丝状
温度对喜马拉雅兔毛色的影响
喜马拉雅兔、30℃以上
喜马拉雅兔、25℃以下
全身长出白毛
四肢、尾巴、耳朵和鼻尖等体温较低的部位长出黑毛
思考：晒黑后的黄种人的后代肤色会变黑吗？为什么？
上图中的苹果和葡萄的颜色会原封不动的遗传给后代吗？为什么？
环境变化可以引起生物性状的改变
1. 可遗传变异：由遗传物质发生改变所引起的变异。
生物的各种相对性状是通过变异产生的。
基因重组（杂交）、基因突变、染色体变异。
人的眼睛的虹膜有褐色和蓝色、人的辨色能力有正常的和色盲等。
罕见的棕色大熊猫
黑叶猴群体中的白化个体
2. 不可遗传变异：仅仅由环境条件引起的变异，而遗传物质没有发生改变的变异。这些变异不会遗传给后代。
如：断了尾巴的老鼠、温室里的韭黄等。
阴坡迎风处
阳坡避风处
杂交育种可培育农作物新品种
袁隆平与杂交水稻
人们常常利用对人有益的可遗传变异来改良或培育新品种。杂交育种是通过不同纯系品种杂交，在其后代中选择、纯化优良品种的方法。
袁隆平(1930-2021)，江西德安人，“共和国勋章”获得者，中国工程院院士。他是享誉海内外的农业科学家、中国杂交水稻事业的开创者和领导者，被誉为“杂交水稻之父”。
水稻是我国的主要粮食作物之一，袁隆平一生致力于杂交水稻的研究，立志解决我国的粮食短缺问题。杂交水稻是通过将遗传上有一定差异、优良性状互补的两个水稻品种杂交，获得的具有杂种优势的新品种。
袁隆平与水稻杂交育种
袁隆平自1960年开始进行水稻种植试验，提出培育水稻“三系”( 即雄性不育系、雄性不育保持系、雄性不育恢复系)，并以“三系”配套的方法，利用水稻杂种优势的设想与思路，拉开中国杂交水稻研究的序幕。袁隆平领衔的科研团队通过形态改良和杂种优势利用相结合的技术路线，成功攻破水稻超高产育种难题，不断刷新亩产量。目前第三代杂交水稻早晚双季稻平均亩产已突破1500kg。如果世界一半的稻田种植杂交水稻，每年增产的粮食可供4亿~5亿人食用，发展杂交水稻将有效解决世界粮食短缺问题。
袁隆平与水稻杂交育种
高产倒伏小麦与低产抗倒伏小麦杂交产生高产抗倒伏小麦。
高产倒伏小麦
低产抗倒伏小麦
高产抗倒伏小麦
（杂交）
人类利用有益的可遗传变异改良或培育的高产奶牛
普通甜椒的种子经卫星搭载后，经选择培育出太空椒。
普通甜椒
太空椒
当染色体的数目或者结构发生改变时，也会引起生物性状的变化。下面的超大草莓就是染色体数量加倍后产生的。
什么是转基因技术？
转基因技术的基本原理是把一个生物体的基因转移到另一个生物体的 DNA中并使其表达的生物技术。
科学家们第一次取得转基因技术的成功，是以细菌为实验材料的。
转基因技术可以有目的地改变生物性状
交流
科学家利用细菌合成人胰岛素的过程
质粒
细菌DNA
① 科学家从细菌细胞中提取出一种叫作质粒的环状 DNA。
②先用一种酶把质粒 DNA切开。
人工胰岛素基因
③将质粒 DNA与人胰岛素基因混合在一起，利用另一种酶，人胰岛素基因会连接到质粒 DNA切口的两端，重新形成环状 DNA。
④ 将携带人胰岛素基因的质粒与细菌混合在一起，有些细菌会把质粒吞入体内。
⑤ 吞入质粒的细菌繁殖时，产生的细菌后代也就会含有携带人胰岛素基因的质粒，随后，人胰岛素基因开始指挥细菌合成人胰岛素。
讨 论
1. 转基因技术的操作对象是什么
转基因技术的操作对象是生物体的基因。
携带人胰岛素基因的细菌产生的后代，也含有人胰岛素基因，并能指挥细菌合成人胰岛素。
2. 转基因技术的任务是什么
转基因技术的主要任务是把一个生物体的基因转移到另一个生物体DNA 中，从而改变被转入基因的生物的性状。
讨 论
3.转基因细菌为什么能够在短时间内生产大量的人胰岛素？
科学家将人的胰岛素基因成功转人细菌体内，细菌及其后代都会含有人胰岛素基因。于是，细菌就开始生产人胰岛素。因为细菌繁殖速度很快，且新陈代谢旺盛，所以能在短时间内生产大量人胰岛素。
讨 论
“超级鼠”（上方为对照）
胖鲤鱼（下方为对照）
转基因技术是现代生物技术的核心
整株比较（右为转基因棉花）
局部比较（右为转基因棉花）
转基因抗虫植物
措施：科学家将有抗虫功能的基因转移到棉花等农作物体内，使农作物能有效抵御害虫，不仅提高了农作物产量，还减少了农药对环境的污染。
转基因抗除草剂植物
措施：科学家把某种农作物的抗除草剂基因转入其他农作物中，培育出具有抗除草剂能力的农作物新品种。
科学家还致力于植物抗寒、抗热、抗旱、抗病、抗盐碱等基因的研究，以期提高农作物适应不良环境的能力。
改良农作物的品质
玉米种类 蛋白质 赖氨酸 油分
普通玉米 9.00 0.27 4.00
转基因玉米 12.50 0.43 8.10
不同玉米种子(100g干种子)中蛋白质、赖氨酸、油分含量
单位：g
转基因的牵牛花（最左侧为对照）
自然成熟的西红柿与转基因西红柿
我国种植棉花的历史有2000余年。我国是世界植棉大国，在棉纺、棉布生产和棉产品消费等方面均为世界之冠。半个多世纪以来，我国先后育成并发放了200多个棉花品种，在生产上进行了6次大规模换种，且已于20世纪60年代结束了以往大量引进外国品种的局面。自20世纪90年代以来，农学家采用常规育种与高新技术相结合的途径，选育了多个拥有自主知识产权的转外源基因的抗虫棉品种，我国已成为独立开展棉花高新技术育种的国家。
棉花遗传育种
目前转基因抗虫棉、抗病棉和杂交棉正在扩大种植，这些品种将成为我国第七次棉花换种的主体品种，目前我国棉花良种普及率已超过 90%。高产、优质、早熟与抗病虫性状相结合是我国新选育的棉花品种的特点，我国的棉花育种技术已跻身于世界先进行列。
棉花遗传育种
转基因技术与制药
转基因技术在制药、遗传病诊治和环境保护方面的应用
可以使动物、植物甚至微生物成为制造药物的“微型工厂”
转基因技术与遗传病诊断与治疗
很多遗传病能够进行基因诊断，如苯丙酮尿症。
如果基因诊断的结果确实发现了某人有基因缺陷等问题可以通过转换患者细胞中损坏了的基因或引入正常的基因，使其遗传病得到根治。
转基因技术与环境治理
废水
废气
废渣
通过转基因技术培养多种“超级菌”，分解废弃物，回收贵重金属等物质，变废为宝。
现代生物技术
转基因技术
药物生产
基因诊断治疗
农业育种
改良作物品质
环境保护
课堂小结
生物的性状是由基因组成和环境共同决定的
变异：可遗传变异、不可遗传变异
1.举例说出某人后天获得的性状是不遗传的。
2.假如某人的手臂经常受X射线照射，其皮肤细胞中的基因可能会发生改变。这种改变能遗传给后代吗？为什么？
【教材P110】
思考与练习
3.华北地区培育的甘蓝品种，叶球有3.5kg；但引种西藏后，由于昼夜温差大，日照时间长，叶球可达6.0kg；重新引种回北京后，叶球又只有3.5kg了。上述变化是甘蓝种子遗传物质变化引起的吗？如果不是，那又是什么引起的？为什么？
4. 自拟题目，写科幻短文，或以小组为单位编排课本剧，展望现代生物技术应用将给人类社会带来的巨大变化。
完成练习册本课时的习题。
课后作业

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