6.2.6 遗传育种技术（教学课件）生物新教材冀少版八年级下册

该初中生物学课件聚焦杂交育种、转基因技术等遗传育种技术，涵盖原理、过程、特点及意义。课堂导入以南繁科研育种基地实例切入，结合遗传变异复习，构建“基础-应用-意义”知识支架，衔接新旧知识。 亮点在于紧扣核心素养，通过杂交小麦、抗虫棉等案例分析和育种方法对比表格，培养科学思维；设置探究实践任务（比较两种技术）提升探究能力，融入袁隆平等事迹强化态度责任。学生能深化理解并联系实际，教师可利用例题和小结表格提高教学效率。

有没有想过转基因和杂交的本质区别是什么？先来说杂交，这就好比给植物牵红线，袁隆平院士培育的杂交水稻就是经典例子。水稻有不同品种，有的产量高但不抗病，有的抗病却产量低。科学家把这两种水稻种在一起，在开花时人工帮助他，他们互相授粉，让他们的基因自然结合，就像让两个各有所长的人结婚生子，生出来的宝宝也就是杂交水稻，就可能既高产又抗病。这种方式是在同一类物种，比如都是水稻之间，让他们的基因进行自然重组，整个过程就像是自然界原本就有的相亲，只不过人类帮忙加快了进度。再看转基因，它更像是一场基因大改造。我们以转基因抗虫棉为例，棉花常常被棉铃虫啃食，科学家从一种叫做输银金芽孢杆菌的微生物中提取出能专门杀死棉铃虫的基因，然后通过特殊技术把这个基因直接插入到棉花的基因组里。这就好比给棉花植入了一个秘密武器，让棉花自己能产生一种毒素，棉铃虫吃了就会死亡。转基因打破了物种的界限，把微生物的基因转到了植物里，这在自然界中是不可能自然发生的，是人类利用高科技进行的精准基因操作。总结一下，杂交是同一物种总监的自由恋爱，让基因自然交流。而转基因是跨物种的基因移植，是人类用技术对生物基因进行更直接的干预。这两种技术都在农业发展中发挥着重要作用，但它们的原理和操作方式有着本质的不同。 基因和__________的改变导致遗传信息改变，进而导致生物性状发生变化。 遗传信息发生改变可以引起生物变异。由遗传物质的改变引起的变异是____________的变异。 这是由外界环境条件变化引起的变异，并未涉及遗传物质的改变，是______________的变异。 生物的性状是由________组成和________共同决定的。 生物体能够产生多种变异，在地球多变的环境中，具有______变异的生物个体能够适应环境的变化，得以存续发展。 无子西瓜就是利用______________改变培育出的广受人们喜爱的西瓜品种。 提倡______________已成为我国人口政策的重要内容。 温故而知新 染色体 可遗传 不可遗传 基因 环境 有利 染色体数目 优生优育 课堂导入 国家南繁科研育种基地位于海南省，是我国重要的农作物科研育种基地。南繁培育的大量农作物新品种，不断充实丰富着中国人的米袋子、菜篮子、油罐子。很多农作物新品种都是通过遗传育种技术培育的。遗传育种技术有什么特点？对农业生产有什么意义？ 2024冀少版新教材.生物.八年级.下册 第六单元 生物的遗传与进化 第二章 生物的遗传和变异 第六节 遗传育种技术 阐明杂交育种、转基因技术的原理，理解“遗传育种技术利用可遗传变异改良生物性状”的生命观念。 生命观念 通过分析小麦杂交、抗虫棉培育的实例，推理两种育种技术的特点；对比两种技术的差异，培养逻辑归纳能力。 科学思维 结合课本实例，完成“杂交育种与转基因技术的对比表”，提升信息提取与对比分析能力。 探究实践 认同遗传育种技术对农业生产的重要意义，学习袁隆平院士的科研精神，树立“科学服务社会”的责任意识。 态度责任 01 02 03 04 学习目标——核心素养 重点难点 重点 1.杂交育种技术的概念、过程与特点。 2.转基因技术的概念、过程与特点。 3.两种遗传育种技术对农业发展的意义。​ 1.理解转基因技术中“将一种生物的基因整合到另一种生物基因组”的微观原理。 2.区分杂交育种（同种生物内基因重组）与转基因技术（跨物种基因整合）的本质差异。 难点 寻证据.阅读 阅读以下资料，重点关注育种过程和新品种的特点。 1.科研工作者将高产易倒伏和低产抗倒伏的小麦品种杂交，经过多次人工选育，培育出高产抗倒伏小麦新品种（图6-2-21）。 2.科研工作者将抗虫基因导入棉花细胞，培育出转基因抗虫棉新品种（图6-2-22）。 观看视频 根据获得的证据思考下列问题。 1.利用杂交育种技术培育出的新品种有什么特点？ 2.利用转基因技术培育出的新品种有什么特点？ 3.杂交育种技术和转基因技术对农业发展有什么意义？ 探究新知 一、杂交育种技术 1.高产抗倒伏小麦的培育过程 高产易倒伏小麦 低产抗倒伏小麦 高产抗倒伏小麦 杂交 不同优良品种做亲本 基因重组 产生多种不同类型的子代 选择培育 形成稳定的优良品种 杂交→自交→（选优→自交）若干次→纯种 探究新知 一、杂交育种技术 2.杂交育种的概念 杂交育种技术是将具有不同性状的亲本杂交，使亲本的多个优良性状在子代集中表现出来的技术。 原理：基因重组 结果：获得兼具双亲优良性状的新品种 操作水平：细胞水平 探究新知 一、杂交育种技术 3.杂交育种的优缺点 优点：使位于不同个体上的多个优良性状集中于一个个体上，即“集优”,能产生新的基因型。具有杂种优势。 缺点：育种所需时间较长（自交选择需五、六代,甚至十几代)，不能创造新基因。 集中优良性状，周期长。 探究新知 一、杂交育种技术 4.杂交育种的应用 利用杂交育种技术培育出的大量农作物新品种具有多个优良性状，大幅提高了农作物产量和品质，产生了巨大的社会效应和经济效益。 代表品种 核心优良性状（多性状整合） 产量提升幅度 核心社会效应 核心经济效益 杂交水稻 高产、抗病、抗倒伏、耐贫瘠、米质优 50%-200% 解决温饱，全球减饥 年增收超600亿元 杂交玉米 高产、抗倒伏、抗旱、抗病、淀粉含量高 超100% 支撑畜牧业，扩大种植范围 年增收超2000亿元 杂交小麦 高产、抗寒、抗病、分蘖强、面筋含量高 30%-50% 稳定北方主食供应 年增收超400亿元 杂交油菜 高产、高含油、抗病、耐密植 近100% 提升食用油自给率 年增收超300亿元 杂交番茄 高产、耐储运、抗病、口感优 60%-100% 保障四季蔬菜供应 年增收超百亿元 杂交甘蓝 高产、抗寒耐热、耐储存、结球紧实 100% 填补淡季蔬菜缺口 年增收超80亿元 探究新知 二、转基因技术 1.转基因抗虫棉的培育过程 苏云金芽孢杆菌 抗虫基因 棉花细胞的DNA 转基因抗虫棉 提取 导入并整合 培育 转基因抗虫棉 非转基因抗虫棉 方法步骤： （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。 基因提取→整合→培育 探究新知 二、转基因技术 2.转基因技术的概念 转基因抗虫棉 非转基因抗虫棉 转基因技术是将一种生物体的一个或多个基因整合到另一种生物体的基因组中，使生物体获得新性状的技术。 原理：基因重组 结果：定性改造生物的遗传性状 操作水平：DNA分子水平 探究新知 二、转基因技术 3.转基因技术的优缺点 转基因抗虫棉 非转基因抗虫棉 优点： 1. 改良作物：抗虫 / 抗逆 / 耐储存，减农药、稳产量、提品质 2. 助力医药：低成本生产胰岛素、疫苗等药用蛋白 3. 缩短育种：定向改良，比传统育种周期大幅缩短 探究新知 二、转基因技术 3.转基因技术的优缺点 转基因抗虫棉 非转基因抗虫棉 缺点： 1. 生态风险：可能污染野生生物，破坏多样性；害虫易产生抗性。 2. 安全争议：存在过敏隐患，长期食用安全性尚无最终定论。 3. 伦理经济：种子易被垄断抬价；人为改基因违背部分自然伦理。 快速获得新性状，跨物种。 探究新知 二、转基因技术 4.转基因技术的应用 （1）农业方面：如转基因玉米、转基因大豆、转基因抗虫棉等。 （2）医药方面：如利用转基因技术，使用大肠杆菌生产胰岛素等。 （3）环境保护方面：如降解石油污染物的转基因细菌。 探究新知 三、育种技术的意义 杂交育种、转基因等技术促进了农业的发展。 中国黄牛 犏牛：黄牛和牦牛杂交，培育出肉、乳、劳作力均优于双亲的杂交后代——犏牛。 牦牛 中国荷斯坦牛 探究新知 三、育种技术的意义 杂交育种、转基因等技术促进了农业的发展。 杂交金鱼 杂交小麦 杂交玉米 探究新知 三、育种技术的意义 杂交育种、转基因等技术促进了农业的发展。 中国黄牛 荷斯坦牛 中国荷斯坦牛 中国荷斯坦牛：荷斯坦牛与我国黄牛杂交选育后逐渐形成的优良种。泌乳期可达305天，年产乳量可达6300kg以上。 探究新知 三、育种技术的意义 杂交育种、转基因等技术促进了农业的发展。 普通玉米与转基因抗虫玉米 转基因抗虫棉与非转基因棉 普通烟草与转基因抗病毒烟草 普通大豆与抗除草剂大豆 探究新知 三、育种技术的意义 杂交育种、转基因等技术促进了农业的发展。 提高农作物产量，改善品质 降低农业生产成本，减少农药使用 保障粮食安全，推动农业发展 除了杂交育种、转基因育种，还有哪些育种方法？ 答：还有诱变育种、单倍体育种、多倍体育种、细胞工程育种、选择育种。 （1）诱变育种：利用物理因素（如紫外线、X 射线）或化学因素（如秋水仙素、亚硝酸）诱导生物发生基因突变，从而筛选出具有优良性状的个体，比如培育高产青霉素菌株。 （2）单倍体育种：先通过花药离体培养获得单倍体植株，再用秋水仙素处理使其染色体加倍，能快速获得纯合子，缩短育种年限，常用于作物品种的快速培育。 （3）多倍体育种：用秋水仙素等处理萌发的种子或幼苗，使染色体数目加倍，可培育出果实大、营养丰富的品种，比如三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦。 （4）细胞工程育种：借助植物组织培养、体细胞杂交等技术，培育新品种，例如白菜 - 甘蓝的培育就是利用了植物体细胞杂交技术。 （5）选择育种：是最原始的育种方法，通过人工选择自然变异中具有优良性状的个体进行繁殖，逐步培育出新品种，比如古代农作物的驯化选育。 知识拓展 育种方法 原理 优点 缺点 应用实例 杂交育种 基因重组 操作简单，可将多个优良性状组合在一起 育种周期长，只能利用已有基因重组，不能创造新基因 高产抗病小麦品种培育、杂交水稻 转基因育种 基因重组（异源基因导入） 定向改造生物性状，打破物种生殖隔离 技术复杂，存在潜在生态风险，部分品种受伦理争议 抗虫棉、转基因抗除草剂大豆 诱变育种 基因突变 能提高突变率，创造新的基因和性状 突变具有不定向性，有利变异少，需大量筛选 高产青霉素菌株、太空椒 单倍体育种 染色体变异（染色体数目加倍） 明显缩短育种年限，快速获得纯合子 技术复杂，需结合花药离体培养和秋水仙素处理 小麦品种的快速培育 多倍体育种 染色体变异（染色体数目加倍） 果实大、营养物质含量高，抗性有所提升 发育迟缓，结实率低，多适用于植物 三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦 细胞工程育种 植物体细胞杂交/组织培养等 打破物种间生殖隔离，培育远缘杂种 技术要求高，杂种后代易出现性状不稳定 白菜-甘蓝、番茄-马铃薯 选择育种 自然变异+人工选择 操作简单，符合早期育种需求 育种周期极长，改良效果有限 古代农作物驯化、本地优良家禽选育 不同育种方法的对比分析 课堂练习 经典例题1.2019年国家良种重大科研联合攻关部署会强调，加快培育高产绿色优质适宜全程机械化的新品种。下列各项实例中，不属于人类应用遗传变异原理培育新品种的是（　 　） A．将在北京栽种的叶球重1~3千克的圆白菜，引种到新疆，生长成了叶球重达6.5千克的圆白菜 B．从产奶量不同的奶牛中选择繁育出高产奶牛 C．高产易倒伏小麦与低产抗倒伏小麦杂交产生高产抗倒伏的小麦 D．普通甜椒的种子卫星搭载后播下，经选择培育成的太空椒 A 将在北京栽种的叶球重1-3千克的圆白菜，引种到新疆，生长成了叶球重达6.5千克的圆白菜。这是由于环境因素（新疆的土壤、气候等环境条件与北京不同）引起的圆白菜叶球重量的变化，圆白菜的遗传物质并没有发生改变，这种变异是不可遗传的变异，不属于人类应用遗传变异原理培育新品种的实例。 经典例题2.生物技术在现代社会中具有重要作用。下列有关叙述错误的是（     ） A．利用杂交技术培育太空椒 B．利用组织培养技术培育草莓脱毒苗 C．利用转基因技术培育产生人胰岛素的大肠杆菌 D．利用“试管婴儿”技术帮助有生育疾病的夫妻实现做父母的愿望 A 航天育种也叫太空育种，是让农作物种子搭乘返回式航天器到太空，利用宇宙射线、微重力、高真空等特殊环境作用，使这些种子里的极少数产生基因变异，再回到陆地上，经过科学家多代筛选培育，最终形成特性稳定的新品种。太空椒的培育属于太空育种。 经典例题3.高产易倒伏小麦和低产抗倒伏小麦经过杂交选育出的新品种与普通品种相比性状有很大差异，与这一变异属于同一类型的是（     ） A．某人的单眼皮通过外科整容手术变成双眼皮 B．普通甜椒经过太空漫游后，再通过选择培育成了品质更高的太空椒 C．某人辛苦锻炼，瘦身成功，由体型肥胖变成体型正常 D．同种花生，其种子在肥沃的土壤里长得颗粒饱满，在贫瘠的土壤里长得瘦弱干瘪 B 普通甜椒经过太空漫游后，再通过人工选择，培育成了品质更高的太空椒，是因为太空环境引起了甜椒遗传物质的改变，从而产生了可遗传的变异，与高产易倒伏小麦和低产抗倒伏小麦杂交选育新品种的变异类型相同。 1.将下列新品种和对应的育种技术用线连接起来。 ①中国荷斯坦奶牛 ②抗虫水稻 A.杂交育种技术 ③高产抗倒伏小麦 ④抗病番木瓜 B.转基因育种技术 当堂练 2.有4个小麦品种，分别是①低产抗叶锈病、②高产易倒伏、③高产不抗叶锈病、④低产抗倒伏，若要培育高产抗叶锈病小麦新品种，应选择的亲本品种是（ ） A.①② B.①③ C.②④ D.③④ B 抗叶锈病的性状仅在品种①中存在；高产的性状在品种②和③中存在，其中品种③为高产不抗叶锈病，与①杂交能更直接地组合高产和抗叶锈病性状（品种②是高产倒伏，额外带有倒伏的不良性状，会增加后续筛选难度）。 因此选择亲本为①（低产抗叶锈病）和③（高产不抗叶锈病），答案选B 3.人血清白蛋白通常从血液中提取，难以满足临床的大量需求。科研工作者利用转基因技术解决了这一难题，培育出转基因奶牛新品种。该转基因牛的乳腺细胞可分泌含人血清白蛋白的牛乳，再经过提取就可得到人血清白蛋白。大致过程如下图所示，据此回答下列问题。 （1）科研工作者将人的______________基因转入并整合到母牛A的____________DNA中，从其后代中选育出转基因母牛B。 （2）母牛B因获得________________基因而能分泌含人血清白蛋白的牛乳，说明_______控制生物的性状。 （3）说出你知道的转基因技术成果。 人血清白蛋白 受精卵 人血清白蛋白 基因 答：①抗虫棉：转入抗虫基因，减少农药使用，降低环境污染； ②转基因抗除草剂大豆：能抵抗除草剂，方便田间除草，提高种植效率； ③转基因黄金大米：转入合成β-胡萝卜素的基因，能为人体补充维生素A，缓解贫困地区维生素A缺乏问题。 （4）如果你是育种专家，你想培育哪些生物新品种？用来解决哪些社会问题。 答：①培育耐旱耐盐碱的粮食作物：用来解决干旱、盐碱地无法种植粮食的问题，扩大耕地面积，保障粮食安全； ②培育能降解塑料的微生物：用来解决塑料垃圾污染环境的问题； ③培育高产抗病的蔬菜品种：用来解决蔬菜产量低、易受病虫害影响的问题，降低种植成本，保障蔬菜供应。 袁隆平与杂交水稻 开眼界 观看视频 袁隆平院士的贡献，早已超越了 “培育一个水稻品种” 的范畴 —— 他用一项技术解决了 “吃饭这个最大的民生问题”，用科学精神照亮了农业科研的道路，用技术共享诠释了人类共同发展的理念。杂交水稻不仅是 “中国的骄傲”，更是 “人类的福音”；袁隆平院士不仅是 “科研巨匠”，更是 “反饥饿英雄”，他的精神将永远激励后人坚守初心、勇攀高峰，为人类福祉而奋斗。 课堂小结 育种技术 杂交育种技术 转基因技术 过程 杂交→自交→（选优→自交）若干次→纯种 基因提取→整合→培育 概念 杂交育种技术是将具有不同性状的亲本杂交，使亲本的多个优良性状在子代集中表现出来的技术。 转基因技术是将一种生物体的一个或多个基因整合到另一种生物体的基因组中，使生物体获得新性状的技术。 原理 基因重组 基因重组 操作水平 细胞水平 DNA分子水平 特点 集中有粮性状，周期长 快速获得新性状，跨物种 实例 杂交小麦、杂交水稻等 转基因抗虫棉、转基因玉米等 意义 提高农作物产量，改善品质；降低农业生产成本，减少农药使用；保障粮食安全，推动农业发展。 生活的美妙就在于它的丰富多彩，要使生活变得有趣，就要不断地充实它！ 谢谢聆听 Thank you 学好生物，学会生活 Lavf58.46.101 $他曾经做过这样一个梦，水稻比高粱还高，籽粒比花生还大。他就那样坐在稻穗下乘凉。1964年，袁隆平开始研究杂交水稻，从书本到田野，从梦境到现实。1973年，杂交水稻成功问世，让粮食亩产量开始了质的飞跃。2000年亩产700公斤，2004年亩产800公斤，2014年亩产1000公斤。今天，杂交水稻在全国累计推广面积超过90亿亩，增产稻谷8.5 5亿吨。每年因种植杂交水稻而增产的粮食，可以多养活约8000万人口。历经半个世纪水稻研究，袁隆平将梦的种子撒向了更远的地方。如果全世界有一半稻田种上了我们的杂交稻，每年可以增产稻谷1亿6000万吨，可以多养活5亿人口。人家都叫我说90后，虽然到了90后，但是生前可以做研究。一位老者，一颗赤子的心，一个童真的梦，这是稻田里的中国梦，也是历史长河里的世界梦。共和国勋章获得者袁隆平。