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第3节　遗传和变异（第3课时）
核心概念聚焦
1.下列关于遗传育种的说法不科学的是（ ）
A.杂交育种属于有性生殖 B.利用转基因技术培育转基因抗虫棉
C.两种玉米杂交，后代都具有优良性状的新品种 D.转基因抗虫棉的性状可以遗传给后代
2.下列实例与采用的技术对应正确的是（ ）
A.“中中”和“华华”——体外受精技术 B.试管婴儿——核移植技术
C.抗虫棉——转基因技术 D.杂交水稻——诱变育种技术
3.杂交是遗传学中的重要概念，以下关于杂交的描述正确的是（ ）
A.杂交仅指不同物种之间的交配
B.杂交是通过生殖细胞或体细胞融合实现遗传物质组合的方法
C.杂交仅用于植物育种，如杂交水稻
D.杂交是指同一物种内相同基因型个体的交配
4.科研人员将油菜的OLE1基因成功导入大豆细胞内，培育出了新品种，其单不饱和脂肪酸(油
酸)含量明显提高。该过程利用的技术是（ ）
A.转基因技术 B.组织培养技术 C.克隆技术 D.杂交技术
5.为获得大量的蛛丝，有人培育了具备“产丝”能力的蜘蛛羊，培育过程如图所示。该生物
技术是（　　）
A.转基因技术 B.克隆技术 C.杂交技术 D.蛋白质工程
6.农业上用射线或药物处理农作物种子，获得新品种的原理是射线或药物（ ）
A.直接改变了农作物的某些性状 B.改变了农作物种子中的营养成分
C.淘汰了农作物的某些不良性状 D.使种子里的遗传物质发生了改变
7.根据图示回答下列问题：
（1）图中的母羊A提供的是______。
（2）羊D能产出带有牛乳蛋白的奶汁，说明外源基因____发挥作用（填“能”或“不能”）。
（3）过程Ⅱ所示的生物技术属于现代生物技术中的______工程。
（4）实验产出的母羊D在性状表现上与母羊____最相似，说明细胞核是遗传信息的中心。
核心素养提升
8.非转基因大豆油是由非转基因大豆提炼而成的一种食用油。它是相对于转基因大豆而言的。
所谓的转基因技术，是指将某些物种所呈现出优秀性状的基因，转入可满足人类生存需
求的生物基因组中，以使物种表现出其自身缺乏的优秀性状。下列叙述正确的是（ ）
A.转基因技术不利于环境的保护 B.转基因大豆的变异属于不可遗传的变异
C.转基因技术可以用于动物的养殖，提高产量和质量
D.转基因大豆改变的是普通大豆的基因，产油量更高，食用更安全
9.中国科学院、深圳华大生命科学研究院等团队在国际学术期刊《Nature》上发表了最新研
究成果，研究团队通过体细胞诱导培养出了类似受精卵发育3天状态的人类全能干细胞，
这是目前全球在体外培养的“最年轻”的人类细胞。如图漫画展示了该研究成果，“逆
生长”形成的全能干细胞，其最大的潜能价值是( )
A.使人的体细胞永远不会衰老死亡
B.使人的体细胞持续保持分裂状态
C.实现人体器官的体外再生，可以解决器官短缺、
异体和异种移植引起的排斥反应等问题
D.新培育的全能干细胞的基因比原来细胞的基
因更优良
10.人类血清白蛋白在临床上需求量很大，传统方法从人体血液中提取，但存在安全风险。
如图是现代化利用奶牛生产人类血清白蛋白的工艺流程示意图，据图回答：
（1）将人类血清白蛋白基因转入单细胞中运用的是 技术。
（2）分析上图方框内奶牛C的诞生过程，其生殖方式是 （选填“有性”或“无
性”）生殖；奶牛C的性状与奶牛[ ]更相似。
（3）奶牛C分泌的乳汁中含有人类血清白蛋白，该过程证明了性状是由 控制的。
创新素养应用
11.我国科学家利用美洲拟鲽改良番茄，培育出了抗寒转基因番茄，过程如下图所示。
（1）从美洲拟鲽体内提取的物质 A 是_________。
（2）这项研究中被研究的性状是 。在寒冷环
境中，抗寒转基因番茄能茁壮生长的根本原因是
。
（3）这种培育方式从根本上改变了番茄的________。
（4）抗寒转基因番茄的获得，说明性状和基因之间的
关系是__________________。
参考答案
核心概念聚焦
1.C 2.C 3.B 4.A 5.A 6.D
7.（1）去核的卵细胞（2）能（3）克隆（4）B
核心素养提升
8.C 9.C
10.（1）转基因 （2）无性 A (3)基因
创新素养应用
11.（1）美洲拟鲽的抗寒蛋白基因
（2）番茄的抗寒性 抗寒转基因老番茄获得了美洲拟鲽的抗寒蛋白基因并表达
（3）遗传物质（4）基因控制生物的性状
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第3节 遗传和变异
（第3课时）
浙教版 九年级上
创设情境
人类一直在利用各种育种技术改良动植物的遗传性状，以提高种植农作物和饲养动物的品质与产量。
目前常见的育种技术有杂交育种、诱变育种、基因工程等。
探究实践
杂交育种的基本原理是通过生物杂交的方式，使后代同时获得双亲的优良基因，从而培育出比双亲更优良的新品种。
例如，将易倒伏、抗病的水稻与抗倒伏、不抗病的水稻杂交，可以培育出既抗倒伏又抗病的优良水稻新品种。
杂交育种
杂交育种只适用于同种生物之间，不同种生物之间通常是无法进行交配的。
因此，在自然状态下，不同种生物的优良基因一般不可能重组在一起。
探究实践
科学阅读
袁隆平（1930—2021）是我国水稻育种专家。他致力于杂交水稻的研究，其成果使我国成为世界上第一个培育并推广杂交水稻的国家。
1964年，袁隆平在国内首创水稻雄性不育研究。1976年，杂交水稻绿遍神州，全国推广杂交水稻208万亩，普遍增产20%以上，我国的粮食产量实现了一次飞跃。1995年，袁隆平宣布培育出两系法杂交水稻，普遍比同期的三系杂交稻每公顷增产750～1500kg，且米质有了较大的提高。2020年，袁隆平领导的海水稻研究团队研发的“超优千号”耐盐水稻，平均亩产达到802.9kg，创下盐碱地水稻高产新纪录。
1981年，袁隆平主持研究的杂交水稻技术，被评为中国第一个科技发明特等奖。1985年，他获得了联合国教科文组织科学奖。1999年，中国科学院北京天文台发现的一颗小行星被命名为“袁隆平星”。2000年，袁隆平获中国国家最高科学技术奖。2019年，袁隆平被授予“共和国勋章”。
探究实践
探究实践
随着科学技术的发展，人们通过一定的技术把不同种生物的优良基因重组在一起，从而培育出转基因生物。
这种完全按照人的意愿将一种生物的基因转到另一种生物体内的技术称为基因工程。
例如，将苏云金杆菌抗虫毒素基因导入棉花和番茄等作物细胞内，培育抗虫作物，可以大量减少农药的使用，有利于环境保护。
基因工程就是像“剪视频”一样，把生物体里的基因片段剪切下来，拼接到另一个生物体里，让它长出我们想要的新性状 。
基因拼接技术和DNA重组技术
探究实践
将人的胰岛素基因转到细菌中，通过细菌的繁殖大量生产胰岛素，用于糖尿病患者的治疗等。
基因工程技术打破了物种之间的天然界限，让人类能够定向改造生物遗传特性，解决疾病防治、粮食安全、环境污染等一系列重大问题 。
剪切→重组→转入→表达
探究实践
目前科学家已经能够通过辐射和药物对某些微生物和植物进行处理，或利用太空中的宇宙射线等特殊环境条件，促使被处理的生物细胞中的基因发生改变，从而筛选出自然界中从来没有出现过的新性状（新基因）。这种育种方式称为诱变育种。
杂交育种和基因工程只是把自然界中已有的优良基因进行重组，没有创造新基因。
我国通过太空育种方式成功选育出高产超级杂交水稻、南瓜、茄子等多种植物。
诱变育种是在特殊环境条件下基因突变产生变异。
探究实践
探究实践
有时我们从野外偶然获得一株具有优良性状的植株，希望在短时间内大面积种植推广。
若用有性生殖方式繁殖，则后代会有较大的变异性，难以保持亲代的优良性状。
若用传统的扦插、嫁接等方式繁殖，则周期较长，难以短时间内获得大量后代。
利用植物组织培养（植物克隆）技术就能较好地解决这个问题。
植物组织 愈伤组织 长出丛芽 生根 移栽成活
新植株的细胞核中控制优良性状的基因与原个体完全相同。
探究实践
我们可以用动物克隆的方式，在较短的时间内大量克隆与亲本具有相同性状的后代。
例如，科学家研制的各类新冠疫苗在人体临床试验前要先进行动物试验，其中最佳的模式动物是一种食蟹猕猴，因为这种猴子可以感染新冠病毒，并在特征上与人类十分相似。
图 4 .3-12 食蟹猕猴
克隆是一种无性繁殖的育种方式，克隆技术的核心原理是通过细胞核移植完成的。
如何快速繁殖这种模式动物？我国科学家通过克隆技术，在世界上首次人工克隆了猕猴“中中”和“华华”，为模式动物的快速繁殖提供了一个较好的解决方案。
胚胎成纤维
细胞培养
卵母细胞
供体
A
B
C
探究实践
克隆猴“中中”“华华”的培育过程：
卵母细胞
去核
去核卵母
细胞
代孕母猴
克隆猴
重组细胞
早期胚胎培养
胚胎移植
探究实践
思考与讨论
1. 动物克隆技术包括哪几个关键步骤？一般需要几个不同的亲本？
2. 克隆技术可否用于人体试验？
①供体细胞和去核卵母细胞准备；
②核移植；
③细胞激活与融合；
④早期胚胎培养；
⑤胚胎移植；
克隆人（生殖性克隆）被普遍禁止，任何人体试验都不被允许；利用克隆技术制造器官或细胞用于治病（治疗性克隆）是研究热点，但离临床应用还有距离，且各国监管差异较大。
一般需要 3个不同的亲本 ：体细胞核供体，卵母细胞质供体，代孕母体。
⑥代孕生产。
探究实践
杂交育种、基因工程、诱导育种、克隆技术比较：
育种方式 核心原理 优势 局限
杂交育种
诱变育种
基因工程
植物克隆
动物克隆
基因重组
技术成熟，可集中优良性状
育种的周期长，无法造新基因
基因突变
可创造新基因
有益突变频率低，方向难控制
基因编辑/转基因
可精确添加/删除特定基因
技术复杂，存在伦理争议
细胞核移植
基因组复制
保持优良性状的稳定遗传
存在伦理争议
保持优良性状的稳定遗传
遗传基础单一，
抗风险能力弱
细胞的全能性
基因组复制
迁移应用
1.为选育月季新品种，2026年1月，我国科学家利用“力鸿一号”飞行器将一批月季种子送入太空，利用宇宙辐射等环境因素进行处理。该育种方法希望从根本上改变月季种子的（ ）
A.细胞结构 B.遗传物质 C.营养成分 D.外部形态
B
2.“两江柑橘”是重庆万州把柑橘中“好的”选出来，它是用爱媛作母本，在众品种中杂交，既遗传了柑橘好剥皮的优点，还遗传了爱媛汁多化渣和具有耐水性强、酸甜适度等特点。这种育种技术属于（ ）
A. 转基因技术 B. 杂交育种技术 C. 克隆技术 D. 组织培养技术
B
迁移应用
3.国家最高科学技术奖获得者、小麦遗传育种学家李振声历时二十多年，通过进行小麦间杂交实验培育出抗病、高产的小麦新品种。下列生物的培育也利用了相同育种原理的是( )
A.转基因羊 B.太空南瓜 C.杂交水稻 D.克隆猕猴
C
4. 下图为人工生产胰岛素的过程示意图，下列说法错误的是（ ）
A .该生产过程说明了基因控制性状
B .“工程菌”产生胰岛素的变异不能遗传
C .该技术利用了细菌繁殖快的特点
D .“工程菌”的获得利用了转基因技术
B
迁移应用
5.人乳铁蛋白是人类母乳中的一种天然蛋白，不仅能提高机体免疫力，还是婴幼儿生长发育不可或缺的成分。如图是科学家利用先进的生物技术，获得含有人乳铁蛋白牛奶的过程示意图。下列相关说法正确的是( )
A.能产人乳铁蛋白的变异不可遗传给后代 B.说明基因控制生物的性状
C.后代的遗传物质主要来自代孕母牛 D.该过程采用了克隆技术
B
板书设计
第3节 遗传和变异（第3课时）
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第3节 遗传和变异（第3课时） 教学设计
一、基本信息
学科：初中科学
年级：浙教版九年级上册
课题：第4章 生命的起源与进化 第3节 遗传和变异
课时：1课时（45分钟）
课标依据：2022版义务教育科学课程标准。生物体的遗传信息逐代传递，可以发生改变，识别遗传和变异现象；列举遗传和变异在育种方面的应用；关注基因工程技术应用的进展。。
二、教材分析
本节位于《生命的起源与变化》一章，承接上一节《生物的进化》。遗传和变异是生物进化的内因，是生命延续和多样性的根本原因。内容包含遗传变异现象、性状与相对性状、孟德尔豌豆杂交实验、染色体 DNA 基因的关系、人类性别决定、遗传病与优生、遗传变异在育种上的应用，为高中遗传学打下基础，也是中考高频考点。
三、学情分析
九年级学生生活中见过亲子长相相似、子代个体存在差异的现象，知道“长得像父母”，但遗传、变异、性状、基因等概念抽象。容易混淆染色体、DNA、基因三者关系；分不清可遗传变异和不可遗传变异；对近亲结婚危害、育种技术只停留在听说层面，需要大量实例、图片、活动降低理解难度。
四、教学目标（核心素养）
（一）科学观念
了解常见的育种技术；了解诱导生物变异可进行品种改良；列举遗传和变异在育种方面的应用；关注基因工程技术应用的进展；
（二）科学思维
初步形成透过现象看本质的能力，能运用所学的知识解释某些现象;认同育种技术的改进对解决粮食危机等问题的重要性。
（3）探究实践
通过对我国育种成果的了解，了解利用可遗传的有利变异进行品种改良的方法。
（四）态度责任
体会科学技术在发展社会生产力、推动社会进步等方面的巨大作用；培养学生用辩证的观点看问题的生物学观点。
五、教学重难点
重点：常见的育种方法：杂交育种、基因诱变育种、基因工程等以及在生产中的应用。
难点：人类利用遗传和变异原理在育种技术中的应用。
六、教学准备
多媒体PPT
七、教学过程
（一）情境导入
情境：人类一直在利用各种育种技术改良动植物的遗传性状，以提高种植农作物和饲养动物的品质与产量。
目前常见的育种技术有杂交育种、诱变育种、基因工程等。
（二）探究活动1：杂交育种：
1.杂交育种的基本原理：通过生物杂交的方式，使后代同时获得双亲的优良基因，从而培育出比双亲更优良的新品种。(杂交是一种依赖有性生殖完成的基因重组）
2.杂交育种的例子：将易倒伏、抗病的水稻与抗倒伏、不抗病的水稻杂交，可以培育出既抗倒伏又抗病的优良水稻新品种。
3.优点：杂交后代所表现出的各种性状都比杂交双亲更优，比如早熟高产、抗逆性强、对环境适应能力强、品质更优等。
4.缺点：杂交育种只适用于同种生物之间，不同种生物之间通常是无法进行交配的。
视频：袁隆平的杂交水稻
（三）探究活动2：基因工程：
1.基因工程：
完全按照人的意愿将一种生物的基因转到另一种生物体内的技术称为基因工程。随着科学技术的发展，人们通过一定的技术把不同种生物的优良基因重组在一起，从而培育出转基因生物。
基因拼接技术和DNA重组技术。
2.基因工程又称为基因拼接技术和重组DNA技术。基因工程就是像“剪视频”一样，把生物体里的基因片段剪切下来，拼接到另一个生物体里，让它长出我们想要的新性状 。
3.基因工程的优点：最大优点是能够跨越天然物种屏障，实现定向创造生物的可能性。
4.基因工程应用典例：用基因工程生产胰岛素：将人的胰岛素基因转到细菌中，通过细菌的繁殖大量生产胰岛素，用于糖尿病患者的治疗等。
（四）探究活动3：诱变育种：
1.诱变育种：
通过辐射和药物对某些微生物和植物进行处理，或利用太空中的宇宙射线等特殊环境条件，促使被处理的生物细胞中的基因发生改变，从而筛选出自然界中从来没有出现过的新性状（新基因）。这种育种方式称为诱变育种。
2.基因突变，产生了新的基因，遗传物质改变。与杂交不同。
3.诱变育种的应用：
我国通过太空育种方式成功选育出高产超级杂交水稻、南瓜、茄子等多种植物。
视频：太空育种
（五）探究活动3：克隆技术
1.植物克隆：
（1）组织培养：新植株的细胞核中控制优良性状的基因与原个体完全相同。
（2）优点：优良性状稳定遗传，繁殖速度快；
（3）局限：遗传基础单一，抗风险能力弱
2.动物克隆
（1）核心原理：细胞核移植，基因组复制
（2）克隆猴“中中”“华华”的培育过程：
（3）优点：优良性状稳定遗传；
（3）局限：存在伦理争议
思考与讨论
1. 动物克隆技术包括哪几个关键步骤？一般需要几个不同的亲本？
步骤：①供体细胞和去核卵母细胞准备；②核移植；③细胞激活与融合；④早期胚胎培养；⑤胚胎移植； ⑥代孕生产。
一般需要 3个不同的亲本 ：体细胞核供体，卵母细胞质供体，代孕母体。
2. 克隆技术可否用于人体试验？
克隆人（生殖性克隆）被普遍禁止，任何人体试验都不被允许；利用克隆技术制造器官或细胞用于治病（治疗性克隆）是研究热点，但离临床应用还有距离，且各国监管差异较大。
（六）课堂小结
比较育种技术：杂交、基因工程，诱变，克隆。。
（七）迁移应用：
1.为选育月季新品种，2026年1月，我国科学家利用“力鸿一号”飞行器将一批月季种子送入太空，利用宇宙辐射等环境因素进行处理。该育种方法希望从根本上改变月季种子的（ ）
A.细胞结构 B.遗传物质 C.营养成分 D.外部形态
2.“两江柑橘”是重庆万州把柑橘中“好的”选出来，它是用爱媛作母本，在众品种中杂交，既遗传了柑橘好剥皮的优点，还遗传了爱媛汁多化渣和具有耐水性强、酸甜适度等特点。这种育种技术属于（ ）
A. 转基因技术 B. 杂交育种技术 C. 克隆技术 D. 组织培养技术
3.国家最高科学技术奖获得者、小麦遗传育种学家李振声历时二十多年，通过进行小麦间杂交实验培育出抗病、高产的小麦新品种。下列生物的培育也利用了相同育种原理的是( )
A.转基因羊 B.太空南瓜 C.杂交水稻 D.克隆猕猴
4. 下图为人工生产胰岛素的过程示意图，下列说法错误的是（ ）
A .该生产过程说明了基因控制性状
B .“工程菌”产生胰岛素的变异不能遗传
C .该技术利用了细菌繁殖快的特点
D .“工程菌”的获得利用了转基因技术
5.人乳铁蛋白是人类母乳中的一种天然蛋白，不仅能提高机体免疫力，还是婴幼儿生长发育不可或缺的成分。如图是科学家利用先进的生物技术，获得含有人乳铁蛋白牛奶的过程示意图。下列相关说法正确的是( )、
A.能产人乳铁蛋白的变异不可遗传给后代 B.说明基因控制生物的性状
C.后代的遗传物质主要来自代孕母牛 D.该过程采用了克隆技术
（八）布置作业
必做：课本课后习题；考试这样考。
八、板书设计
九、教学反思
1.注意区分几种育种技术。
2. 结合生活实例，引导学生理性看待转基因，落实社会责任素养。
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