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杂交育种与转基因育种
第5节
第六单元 第20章 生物的遗传和变异
初中生物苏教版（2024）八年级下册
01
了解杂交育种和转基因技术的概念(重点)。
02
明确理解杂交育种的技术原理(难点)。
03
知道杂交育种、转基因等技术促进了农业发展(重点)。
学习目标
自然生长的油菜花通常是金黄色的，而我国科学家应用遗传变异原理，成功培育出白、红、粉、紫等多种颜色的油菜花，具有较高的观赏价值。
油菜杂交育种时，为什么要给一些油菜花罩上袋子？除了杂交育种技术，还有什么技术促进了农业发展？
情景导入
知识点一 杂交育种
1.杂交育种概念
杂交育种是将两个或多个品种进行杂交、选择和培育，获得新品种的技术。
杂交育种的本质是控制不同性状的基因，随着双亲生殖细胞的结合，增加生物的变异性。
不同类型的亲代杂交产生的后代中，可能出现双亲优良性状的组合，也可能出现双亲劣势性状的组合。
育种过程就是要在杂交后代的众多类型中，不断选择符合育种目标的个体进行培育，直至获得优良性状能够稳定遗传的新品种。
杂交育种的过程
播种
第2年
人工选育
第3年
人工选育
经过n代
高产抗倒伏
第1年
传粉
剪去雄花
高产易倒伏
低产抗倒伏
知识点一 杂交育种
2.讨论：普通小麦是如何发展而来的？
目标
了解普通小麦的形成过程，理解杂交育种的技术原理。
素材
①普通小麦的祖先是一粒小麦和二粒小麦。一粒小麦只有7对染色体，二粒小麦有14对染色体，而普通小麦有21对染色体。
②遗传学家发现小麦与杂草之间有过两次天然杂交。第一次，一粒小麦和一种田间杂草发生天然杂交，导致染色体加倍，形成了二粒小麦；第二次，二粒小麦又和另外一种田间杂草发生天然杂交，染色体数目又发生变化，形成了现在的普通小麦。
③一粒小麦的产量很低，因为它种子小，数量也很少。二粒小麦的产量有所提高。到普通小麦，1个小穗上就不止结1~2粒种子了，而是可以结出3~6粒种子，最多的可以结出7粒种子，所以它的产量比二粒小麦更高。
知识点一 杂交育种
分小组研读素材，绘制从一粒小麦到普通小麦的杂交过程示意图。
一粒小麦（7对染色体）
杂草A（7对染色体）
×
↓
天然杂交（染色体加倍）
二粒小麦（14对染色体）
杂草B（7对染色体）
×
天然杂交（染色体加倍）
↓
普通小麦（21对染色体）
知识点一 杂交育种
讨论：杂交对小麦性状的影响。
有利影响：产量显著提高；
一粒小麦：种子小、数量少，产量低；
二粒小麦：产量有所提高；
普通小麦：1个小穗可结3~7粒种子，产量比二粒小麦更高。
杂交通过改变遗传信息，使小麦性状向高产方向优化，有利于人类种植和粮食生产。
知识点一 杂交育种
不受条锈病的侵害
普通小麦
小偃6号等抗条锈病、高产、优质的小麦
杂交
李振声培育小麦新品种
2006年前，仅小偃6号就累计推广种植达1×105 km2，增产4×109 kg。
2006年度国家最高科学技术奖
知识点一 杂交育种
我国科学家还通过杂交育种等技术培育出玉米、水稻等高产新品种，促进了农业的快速发展，维护了我国和世界的粮食安全。
杂交水稻
杂交核桃
杂交玉米
知识点一 杂交育种
合作探究：科学家用杂交育种技术培育开红色花的油菜品种时，杂交后代中有开黄色花、紫色花或红色花的。尝试说明科学家怎么做才能培育出能稳定遗传的开红色花的新品种。
连续自交：让开红色花的后代自花受粉，逐代淘汰黄色、紫色花植株，保留红色花个体。
多代筛选：重复3～4代后，后代全为红色花，说明基因稳定。
检测基因组成(可选)：通过分子技术确认红色花基因(如R)为RR，确保不分离。
关键：通过多代选择红色花个体，消除Rr导致的性状分离。
知识点一 杂交育种
知识点二 转基因育种
1.转基因育种概念
培育动植物新品种时，科学家还会通过一定的方法将特定的外源基因转移并整合到动植物的基因组中，使其稳定遗传，从根本上改变这些动植物的遗传特性。
科学家已经成功培育出具有抗虫、抗病、抗除草剂等特性的转基因作物新品种，包括棉花、大豆、玉米、番茄、油菜、烟草、小麦、水稻等。
①转基因抗虫棉
苏云金杆菌
杀虫蛋白基因
转基因棉有抗虫特性
普通棉没有抗虫特性
普通棉
转基因
2.转基因实例
知识点二 转基因育种
美洲拟鲽
普通番茄
获取抗冻蛋白基因并将其转入番茄
收获种子
番茄种子
抗寒转基因番茄
培育
②转基因番茄
科学家将美洲拟鲽的抗冻蛋白基因转入番茄植株。结果显示：在低温环境下，转基因番茄幼苗的生长状态显著优于普通番茄，最终成功培育出抗寒新品种。
知识点二 转基因育种
番木瓜
转基因番木瓜
③将环斑病毒衣壳蛋白基因导入番木瓜、获得了能够抗环斑病毒的转基因番木瓜。
我国仅批准棉花和番木瓜为转基因作物
知识点二 转基因育种
抗除草剂的转基因玉米
抗除草剂的转基油菜
④抗除草剂的转基因玉米、油菜等都已经问世。
大面积喷洒除草剂就能只杀死田间杂草而不损伤作物。
知识点二 转基因育种
3.转基因带来安全问题
应用转基因技术培育转基因生物或生产转基因食品也可能带来安全问题，会涉及科学、健康、经济和伦理等诸多方面。
知识点二 转基因育种
我国已经建立了全程安全监测和评估技术体系，对转基因抗虫棉、转基因抗除草剂玉米等实施全程管理。
知识点二 转基因育种
合作探究：科学家已经培育出抗除草剂的转基因玉米、油菜新品种。尝试说明培育这些转基因新品种的目的。
(1)减少杂草竞争：作物能抵抗除草剂，农民喷洒除草剂时，杂草被杀死，作物不受影响，生长更好。
(2)提高产量：减少杂草争夺养分和阳光，作物产量更高。
(3)降低劳动成本：减少人工除草的麻烦，节省时间和人力。
NK603
赋予了玉米对草甘膦除草剂的抗药性
知识点二 转基因育种
课堂小结
杂交育种与转基因育种
转基因育种
杂交育种
将两个或多个品种进行杂交、选择和培育，获得新品种的技术
控制不同性状的基因，随着双亲生殖细胞的结合，增加生物的变异性
通过一定的方法将特定的外源基因转移并整合到动植物的基因组中，使其稳定遗传，从根本上改变这些动植物的遗传特性
转基因实例
转基因抗虫棉
转基因番茄
转基因玉米
课堂练习
1．为了提升玉米蛋白质的含量，山东某高校的科研团队用野生高蛋白玉米和“郑单958”玉米(抗病、低蛋白)进行杂交育种，培育出了优良新品种。请推测该新品种的性状为(　　)
A．不抗病、高蛋白 B．抗病、高蛋白
C．不抗病、低蛋白 D．抗病、低蛋白
B
解析：快速大量繁殖优质种苗并保持其性状通常采用植物组织培养技术，它可以在短时间内大量繁殖出遗传性状一致的植株，D错误。
2．杂交水稻之父袁隆平院士荣获“共和国勋章”，他培育的杂交水稻为人民的生活和社会发展作出了巨大贡献。以下多种方法也可以用于改良水稻品种，对应关系错误的是(　　)
A．将抗病基因导入水稻中——转基因技术
B．两个不同品种的水稻杂交——杂交技术
C．将水稻种子带到太空培育——太空育种
D．快速大量繁殖优质种苗并保持其性状——嫁接
D
课堂练习
3．羊奶以其营养丰富、易于吸收等优点被视为乳品中的精品，被称为“奶中之王”，羊奶中的维生素及微量元素含量明显高于牛奶，羊奶的脂肪颗粒体积为牛奶的三分之一，更利于人体吸收。要繁育产奶量高的奶羊，你认为最佳的繁育方法是(　　)
A．人工选育 B．杂交育种
C．航天育种 D．转基因育种
A
课堂练习
解析：用高产易倒伏小麦与低产抗倒伏小麦进行杂交，选育高产抗倒伏小麦，利用了基因在亲子代之间的传递，使基因重组，产生稳定的、可以遗传的、具有优良性状的新品种，属于杂交育种，C符合题意。
4．下列属于杂交育种技术的是(　　)
A．辣椒种子经太空漫游后播种，再选择培育出高产太空椒
B．亲本选取产奶量不同的奶牛，在子代中筛选出高产奶牛
C．亲本选取高产易倒伏小麦和低产抗倒伏小麦，在子代中筛选出高产抗倒伏小麦
D．将大鼠生长激素基因注射到核未融合的小鼠受精卵中，获得生长速度更快的超级鼠
C
课堂练习
解析：培育青霉素高产菌株利用了诱导基因变异的原理与选育太空椒的原理相同，B符合题意。
5．青霉能够产生青霉素，育种人员用紫外线照射青霉菌落，经过选择获得青霉素高产菌株。下列育种过程与培育青霉素高产菌株所依据的遗传学原理相同的是(　　)
A．将苏云金杆菌的杀虫蛋白基因转移至普通棉花受精卵中，培育出抗虫棉
B．将普通甜椒种子送入太空，选择培育出高品质、高产量的太空椒
C．从产奶量不同的奶牛中，经过多代选择、繁育，培育出高产奶牛新品种
D．将高产易倒伏小麦与低产抗倒伏小麦杂交，选择培育出高产抗倒伏小麦
B
课堂练习
解析：杂交育种属于有性生殖，C错误。
6．国家最高科学技术奖获得者、小麦育种专家李振声历时二十多年，通过小麦与牧草杂交实验培育出抗病、高产的小麦新品种，以下有关叙述错误的是(　　)
A．这一实例体现了利用基因多样性改良作物品种
B．杂交成功的关键是确保小麦与牧草进行异花传粉
C．该杂交育种过程是通过植物的无性生殖实现的
D．小麦抗病、高产的性状可以遗传给下一代
C
课堂练习
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