资源简介

(共30张PPT)
第五节 生物育种技术促进农业发展
济南版 初中生物 七年级下册 第四单元 物种的延续
第三章 遗传信息控制生物性状
导学
20世纪以来，生物育种技术已经历了三次飞跃，分别是20世纪50年代的“高秆变矮秆”的“第一次绿色革命”，20世纪70年代兴起的杂交水稻技术，以及20世纪90年代至今的分子育种阶段。到今天，生物育种又向前发展了一大步，国际上先进国家已从分子育种开始步入以生物大数据技术为基础的智能化设计育种时代。有科学家将育种发展划分为4个时代，即农民选择时代、表型选择时代、分子育种时代、大数据智能设计育种时代。国际一流种业已走向设计育种的4.0时代，中国种业尚处在表型选择时代朝分子育种时代迈进过程中。生物育种杂交、转基因等技术促进了农业发展。近年来，我国在精品优质水稻、高产优质
小麦、高产机收玉米等农作物新品种方面取得突破性进展。
2022年10月12日，在中国空间站的“天宫课堂”上，
航天员刘洋展示了问天实验舱中水稻植株的生长状况。在
实验舱的生命生态实验柜中，水稻种子经过120天的培育，
长成植株后又结出种子，实现了从种子到种子的发育全过
程。这些水稻种子随神舟十四号返回舱回到地球，为我国
的水稻育种工作带来了新的研究材料。
导学
课标内容要求
学习目标
杂交育种、转基因等技术促进农业发展
1.通过阅读课本，举例说明生物育种的方法、原理及其在农业生产中的应用。
2.通过阅读课本，观看视频，说出转基因技术的原理，概括转基因生物的培育过程。
1.种子经历太空旅行后一定能发生变异吗？发生的变异一定有利吗？
2.杂交育种是如何将同一物种多个品种的优良性状集中在一起的
3.转基因技术的核心是什么？
杂交育种 诱变育种
转基因
关键术语
学习导引
导学：
自学指导：
1.阅读课本，在文中圈画重点内容。
2.完成同步练习册相应内容。
时间：3分钟
评价标准 自评得分
1.能根据问题在课本上圈画具体内容（2分）
2.能正确回答问题（每题2分）
任务一 利用生物变异培育优良品种
自学：阅读课本第125-128页内容，思考回答以下问题：
1.常见的生物育种方法有哪些？
2.它们利用的生物变异原理分别是什么？
3.你知道哪些生物育种的成功案例
4.种子被誉为“农业芯片”，种业是国家战略性、基础性的核心产业。谈谈推动中国“农业芯片”升级迭代的重要性
任务一 利用生物变异培育优良品种
互学：1.常见的生物育种方法有哪些？
2.它们利用的生物变异原理分别是什么？
杂交育种：是改良农作物品种和提高农作物产量的常用方法，也是培育畜禽新品种的主要途径。人们根据育种目标的不同，选择具有不同优良性状的个体做亲本进行杂交，使其基因重新组合，产生多种不同类型的子代，再通过选择和培育，形成性状稳定的优良品种。
诱变育种：除杂交育种外，育种专家常利用射线或化学物质等对生物体进行适当处理，诱导染色体或基因发生改变，促使产生新的变异个体，再从中选择需要的变异类型进行培育，这种育种方法称为诱变育种。
太空育种属于哪种方法？
太空育种利用太空的特殊环境诱导生物产生变异，再从返回地球的样本中选育新品种，因此属于诱变育种。
任务一 利用生物变异培育优良品种
互学：1.常见的生物育种方法有哪些？
2.它们利用的生物变异原理分别是什么？
杂交育种：
“杂交小麦之父” 李振声院士
李振声院士系统研究小麦杂交，累计使小麦增产超过1000亿斤，养活了超过3.3亿中国人。
“杂交水稻之父” 袁隆平院士
袁隆平院士开创杂交水稻技术体系，累计推动水稻增产超1.76万亿斤，养活了超过5.8亿中国人。
杂交育种是目前国内外应用最普遍、最有成效的一种育种方法。
任务一 利用生物变异培育优良品种
互学：1.常见的生物育种方法有哪些？
2.它们利用的生物变异原理分别是什么？
原理：基因重组
优势：综合双亲的优良性状
高产易染病小麦
低产抗病小麦
高产抗病小麦
杂交
任务一 利用生物变异培育优良品种
自学：1.常见的生物育种方法有哪些？
2.它们利用的生物变异原理分别是什么？
第三代杂交水稻
第三代杂交水稻综合了双亲优良性状，具有育性稳定、制种安全、杂种优势强、产量高、米质优、抗逆性好等优点。
中国荷斯坦奶牛是中国主要的奶牛品种,由引进的国外荷斯坦奶牛与本地黄牛杂交选育而成,更适应中国环境,产奶量更高
中国荷斯坦奶牛
杂交育种的成果
观察山东农业大学近期育成品种系谱分析图，说出山农29的亲本以及育种方法
杂交育种
山东农业大学李斯深教授育种课题组培育的山农29号小麦品种，具有分蘖能力强、多穗型、抗倒、落黄性好、超高产、适应性强等突出特点。
任务一 利用生物变异培育优良品种
自学：1.常见的生物育种方法有哪些？
2.它们利用的生物变异原理分别是什么？
原理：诱导染色体或基因改变
诱变育种具有不确定性
①太空环境诱变
②射线或化学物质诱变
诱变育种：
育种专家将航大技术应用到生物育种通过返回式卫星、宇宙飞船等，将农作物种子等带到太空，利用太空的特殊环境诱导其产生变异，再从返回地球的样本中选育新品种。1987年，我国首次将水稻、辣椒等农作物种子送入太空。此后，经过30多年的实践，我国已经培育出700余个航大育种植物新品系、新品种。
诱变育种：
诱变育种：
太空育种成果
1.我国科学家利用神舟飞船搭载实验。选育出辣椒新品种“航椒II号”，与普通辣椒相比增产约27%，高产性状的产生源于（ ）
A．生物的遗传 B．生物的变异 C．生物的生长 D．生物的发育
B
跟踪训练，知识巩固
2.俗话说“一母生九子，九子各不同”，这说明变异现象在自然界中普遍存在。下列属于不可遗传变异的是（ ）
A. 经太空育种形成的个大质优的太空椒 B. 袁隆平院士培育的超级杂交水稻
C. 染色体数目加倍、含糖量高的甜菜 D. 在水肥充足的环境中，培育出的籽粒饱满的玉米种子
D
3.一批瓜果蔬菜种子搭乘“神舟十三号”飞船重返地球，供科研工作者进行研究和选育。这种育种方法能够改变性状的根本原因是（　　）
A．太空果蔬的大小、形状发生改变 B．太空果蔬的颜色、口感发生改变
C．太空果蔬的生活环境发生改变 D．太空种子的遗传物质发生改变
D
任务二 利用转基因技术定向改良生物性状
自学指导：
1.阅读课本，在文中圈画重点内容。
时间：3分钟
评价标准 自评得分
1.能根据问题在课本上圈画（2分）
2.能正确回答问题（每题2分）
自学：
阅读课本第128-129页内容，思考以下问题：
1.什么是转基因技术？
2.转基因技术能成功的原理是什么？
3.抗虫棉培育成功的标志是什么？转基因技术的意义？
自学：
1.什么是转基因技术？
2.转基因技术能成功的原理是什么？
3.抗虫棉培育成功的标志是什么？ 转基因技术的意义？
将一种生物的基因分离出来，在体外进行拼接组装，然后转入另一种生物的体内，以引起生物性状的定向改变。
①各种生物的DNA在组成方式上是相同的，基因蕴含的遗传信息在动物植物和微生物之间也是相通的；②一种生物的基因在另一种生物体内同样可以得到表达。
表现出抗虫性状。
打破物种之间的界限，突破杂交育种的局限，快速高效地改变物种的遗传性状，可以定向改良生物性状，获得所需要的品种。
任务二 利用转基因技术定向改良生物性状
实验现象：生长在太平洋西北部的一种水母能发出绿色荧光（图1），是因为它的细胞中表达绿色荧光蛋白基因。转入了水母绿色荧光蛋白基因的转基因鼠，在紫外线的照射下，也能像水母一样发光（图3）。
发出绿色荧光的水母（图1）；
正常光线照射下的4只小鼠（图2）；
紫外线照射下的4只小鼠（图3）。
其中3号小鼠为对照组，1、2、4号小鼠转入了绿色荧光蛋白基因。
任务二：利用转基因技术定向改良生物性状
图1
图2
图3
问题：为什么水母的基因在小鼠体内也能表达呢？
1.获得目的基因；
2.目的基因与载体拼接结合；
3.目的基因导入受体细胞；
4.目的基因的检测与表达。
2.转基因技术的优点：转基因技术通过转移特定的基因，可以打破物种之间的界限，突破杂交育种的局限，实现可预期的基因组合，快速、高效地定向改变物种的遗传性状，最终获得人们所需要的新品种。例如，将来源于某些病毒、真菌等的抗病基因导入番木瓜，培育出转基因抗病毒木瓜；将鱼的耐寒基因导入番茄，培育出耐寒番茄。
1.我国合法的转基因作物
自1996年转基因作物商业化种植以来，我国已经大面积推广种植玉米、大豆、棉花、油菜等4种转基因作物。
截至2023年底，我国已批准商业化种植的转基因作物有棉花、番木瓜、玉米、大豆，已批准进口的转基因作物包括大豆、棉花、油菜、甜菜、玉米等。
归纳：我国目前在生物育种方面获得的技术或成果。
转基因技术的应用
用于生产基因工程药物，如胰岛素、生长激素等
培育生长速度快、肉质好、抗病能力强的转基因动物
将正常基因导入，以治疗基因缺陷和异常引起的疾病
利用转基因技术可以改善作物的品质和营养价值。
注：导入生长激素基因的鲤鱼
注释：导入维生素基因的黄金大米
学以致用
若发现在某种细菌中有一种抗病基因，该基因在玉米中不存在，如何利用现代生物技术培育抗病的玉米品种？（写出育种思路）
（1）获取抗病基因；
（2）在体外巧妙地进行拼接组装然后转入玉米细胞中；
（3）进行组织培养，从而获得抗病的玉米品种
强国必先强农，农强方能国强。近日，中共中央、国务院印发《加快建设农业强国规划（2024—2035年）》（以下简称《规划》），再次发出重农强农的强烈信号，提出以农业关键核心技术攻关为引领，以产业急需为导向，加快以种业为重点的农业科技创新，推进重大农业科技突破，以发展农业新质生产力推进农业强国建设。
　　一直以来，种子都是重要的农业资源，是农业现代化的基础。根据联合国粮农组织的资料，粮食总产增长的80％依赖单产提高，单产提高的60％-80％源于良种贡献。种子是农业的“芯片”，是建设现代农业的标志性、先导性工程，也是国家战略性、基础性产业。推动种业自主创新全面突破，不仅关乎14亿人的饭碗能否端得稳、端得好，更是一场没有退路的科技自立自强攻坚战。当我们把每一粒种子都视为生命的密码，把每一份种质资源都当作战略资产，种业自主创新的道路就会越走越宽广。
　　当前我国种业多集中于大宗粮食作物和杂交种，经济特色作物种业是短板，不适应结构调整与市场消费要求。主要体现在：种质资源保护利用不足，已收集的52万份资源中实际被有效利用的不足10%；育种技术存在代际差距，分子育种、基因编辑等前沿技术应用比例偏低；企业创新主体地位不强，全国持证种企约7200家，但研发投入平均仅占销售额的3%左右。海南、甘肃、四川、江苏等国家级育制种基地持续发力，实施"藏粮于技"战略，构建覆盖作物、畜禽、水产的种质资源库网络，推动产学研深度融合。
　　种业振兴离不开制度创新的沃土。2021年《种业振兴行动方案》实施以来，我国建立了部省协同推进机制，新修订的种子法扩大植物新品种权保护范围，实质性派生品种制度为原始创新撑起"保护伞"。但制度红利释放仍需深化，并完善种业知识产权侵权联合惩戒机制，建立育种创新补偿基金，让真正投入创新的企业获得合理回报。
　　企业是种业创新的生力军，企业在种业创新中发挥着重要作用，是推动种业创新的重要力量 。通过育繁推一体化模式，企业能够加快突破性品种的培育和推广，提高种业的整体水平。并通过突破关键核心技术、培育科技领军企业、统筹科研资源，推动农业从要素驱动向创新驱动转变，强化种质资源创新与商业化应用，让种业创新迸发强劲动能。
　　农民是种子的最终使用者，也是创新成效的检验者。在黄淮海地区，“济麦22”连续9年种植面积全国第一，累计推广3亿多亩；在东北黑土地，“东生”系列大豆品种使亩产提高50公斤以上；在川渝地区，“庆油”系列油菜品种累计推广4000万亩，位居全国第一，成为全国油菜产业升级的标杆……这些品种能得到广大种植户的青睐，源于种业创新立足本土农业生产实际需求，并通过建立“科研单位创制材料—企业选育品种—示范展示推广—农民反馈改进”的闭环体系，不断健全新品种展示示范网络，让农民看得见、摸得着、用得上种业创新成果。
　　“粮安天下，种为粮先”，种子是农业的“芯片”，关乎百姓“米袋子”“菜篮子”“肉案子”“果盘子”。在希望的田野上播撒自主创新的种子，我们必将收获粮食安全、农业强国的丰硕果实，让“中国粮”更多用上“中国种”，让农业现代化的根基更加牢固，让“中国粮仓”更加殷实。
粮食战争
中国大豆具有巨大缺口，每年要从外国进口近1亿吨大豆。2003 年，美国四大粮商联手做空中国大豆市场，使得国内 1000 多家榨油企业全面破产，超八成被四大粮商等外资低价收购，美国四大粮商掌握了中国大豆产业上中下游整个产业链的绝对控制权和定价权，使我国损失极其惨重。
核心总结
1.根据生物育种相关知识，判断下列叙述是否正确
(1)杂交育种可以将亲本的优良性状集中在一个个体上。
(2)杂交育种获得的子代个体都具有双亲的优良性状。
(3)转基因技术可以定向改变生物的遗传特性。
(4)利用射线或化学物质处理生物，诱导产生的变异大多数是不利的。
学业检测




2.首蓿是世界上最重要的牧草之一，被称为“牧草之王”
(1)紫花首蓿的产量高、抗寒性差，黄花首蓿的产量低、抗寒性强。如何利用杂交育种方法培育出既高产又抗寒的首蓿新品种
(2)正常状态下，首蓿的每个叶柄上长有3枚小叶。2020年，一批首蓿种子搭乘嫦娥五号探测器进入太空。这些种子返回地球后，经过种植，少数植株长出了7枚小叶。试分析产生这种变异的原因。
将紫花首蓿和黄花首蓿杂交，将种子种下，选育出高产又抗寒的新品种
太空特殊环境诱发其产生变异
3.中国科学院上海遗传所和复旦大学合作，培育出含有人凝血因子基因的转基因羊，这些羊的奶中含有能够治疗血友病的成分
(1)人凝血因子基因为什么能够在人与羊之间进行转移
(2)尝试描述含人凝血因子基因的转基因羊的培育过程。
学业检测项
遗传密码在动物、植物和微生物之间是通用的。
获取人凝血因子基因后，将该基因拼接到环状DNA分子上，将新的环状DNA分子转入羊的受精卵中，待受精卵发育成早期胚胎后，植入代孕羊的子宫内产出转基因羊。如果从成年转基因羊乳汁中检测到人凝血因子，说明培育成功。
1.在培养转基因生物的过程中，被转入的基因应该转入到下列哪种细胞中（ ）
A.体细胞 B.精子 C.卵细胞 D.受精卵
2.科学家把控制合成胰岛素的基因转入大肠杆菌后，对大肠杆菌进行大规模培养，使之大量生产胰岛素。下列相关说法不正确的是（　　）
A.上述生产过程用到了转基因技术
B.大肠杆菌“产生胰岛素”的变异不能遗传给后代
C.生产胰岛素的大肠杆菌是一种生物反应器
D.该技术的生物学原理是基因控制生物的性状
当堂达标
D
B
3.科学家将香菜的种子放在国际空间站，在太空飞行一段时间返回地面后，经试种，培育出质量达41.4 g的香菜，而地球上普通种子长出的香菜每棵质量仅33.1 g。香菜种子发生的这种性状的改变，其原因是（ ）
A.直接改变了香菜的颜色性状
B.使种子里的遗传物质发生了改变
C.淘汰了某些不良性状
D.此遗传性状一定不可遗传
B
当堂达标
4.下图是显微注射获得转基因超级鼠示意图，回答下列问题：
（1）上图为转基因超级鼠的产生过程。在这项研究中，被研究的性状是 ，控制这个性状的基因是 。
（2）转基因超级鼠 的0获得，说明性状是由 控制的。
（3）由此可知，在生物传种接代的过程中，传给后代的是 。
鼠的大小
生长激素基因
基因
基因
当堂达标
5.阅读下列材料，回答问题。
（1）从性状的角度分析，上述材料中既有 现象又有 现象。
（2）上述材料中的现象：①安康羊，②太空椒，③牡丹新品种，④甜度大大降低的哈密瓜。能够遗传的是 （填序号），不能够遗传的是 （填序号）。
（3）材料中提到的科学家将普通椒以及普通牡丹种子带到太空后，种子会出现各种各样的变异，说明变异一般是 （填“定向的”或“不定向的”）。
变异
①②
③④
不定向的
遗传
当堂达标
导学
实践活动进度

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