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4.3 遗传和变异
第3课时 生物育种
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。
六、生物育种
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。
1、杂交育种：
（1）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。
（2）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。
视频：杂交水稻
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”。
袁隆平
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。
2、基因工程：
像“视频剪辑”一样，基因工程把一个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 。
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。
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。
将人的胰岛素原基因转到细菌中，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。
图4.3-10 用基因工程生产胰岛素
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。
3、诱变育种：
我国通过太空育种方式成功选育出高产南瓜、茄子、超级杂交水稻等多种植物。
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）的育种方式。
太空南瓜
太空茄子
图4.3-11 神州十四号太空育种实验培育出的羊肚菌
视频：太空育种
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。
4、克隆技术：
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。
有性生殖的缺点：
后代会有较大的变异性，难以保持亲代的优良性状。
营养繁殖的缺点：
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。
（1）植物组织培养（植物克隆）技术
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SARS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SARS病毒，并在特征上与人类十分相似。
图4.3-12 食蟹猕猴
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。
（2）动物克隆技术
图4.3-13 克隆猴“中中”“华华”的培育过程
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？
①供体细胞准备；
②受体卵母细胞准备；
③核移植融合；
④重组细胞激活；
⑤早期胚胎培养；
一般需要 3个不同的亲本 ：
⑥胚胎移植与个体诞生。
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？
克隆技术目前不能用于人体试验。主要原因如下：
①伦理层面：克隆人会引发严重的伦理、道德与社会问题。
②技术层面：当前克隆技术的成功率极低，且克隆动物普遍存在发育异常、早衰等健康问题，将其应用于人体会带来极大
的健康风险。
③法律层面：全球多数国家都通过立法禁止生殖性克隆人。
探究新知
5、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
克隆技术
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
基因组复制
保持优良性状的稳定遗传
人体克隆存在伦理争议
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.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
3.登革热病就是由埃及伊蚊
传播的传染病。如图表示培育
能抵抗登革热病毒感染的埃及
伊蚊的过程。据此分析，下列
叙述不正确的是（ ）
A. 埃及伊蚊是无脊椎动物
B. 从传染病角度分析，登革热病毒是病原体
C. 从预防传染病角度分析，该过程属于控制传染源
D. 从遗传学角度分析，图中乙蚊获得的变异为可遗传变异
C
4.我国科学家首创“稻米造血”技术。血清白蛋白是人体血浆中最主要的蛋白质，通过将人体中控制合成血清白蛋白的基因导入水稻，使其在稻米中成功量产。下列说法正确的是( )
A. 该技术应将控制合成血清白蛋白的基因导入细胞质中
B. 稻米中出现血清白蛋白，说明基因决定性状
C. 若食用该稻米，稻米中的血清白蛋白能被人体直接吸收
D. 若静脉注射血清白蛋白，该蛋白首先到达心脏的左心房
典例精析
B
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.该过程采用了克隆技术 D.后代的遗传物质主要来自代孕母牛
典例精析
B
再见

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